浅论病险水库地质勘察与病害成因

倪惠松

（河北省水利水电勘测设计研究院 天津市 300250）

随着我国社会的不断发展，水利工程的大量开展和实施为我国人民的日常生活以及相关产业的发展提供了极大的便利，但同时，由于此类工程自身所具备的体量较大、周期较长等特点，水库实际应用过程中经常会出现各种各样的病害，这些问题轻则导致水库无法发挥出预期作用，重则直接对周边居民的生命财产安全产生影响。在这样的背景之下，相关单位及技术人员必须能针对病险水库做好地质勘察工作，并结合勘察结果对导致病险出现的原因进行分析，最后制定完善的处理办法。为了确保病险水库地质勘察工作以及病害成因分析工作的展开能达到预期效果，本文将从这两点内容入手进行深入分析。

1 病险水库地质勘察

1.1 施工及运行调查

结合上文中的内容，水库施工以及运行过程都会对水库的安全性产生影响，因此，病险水库地质勘察工作的展开首先要做的就是对水库工程的施工和运行状况进行调查。①对于实际的施工过程来说，建筑结构设计不合理、建材质量不达标等问题都会导致水库在后续应用过程中存在各种各样的隐患，最终发展为病害，因此，在针对水库工程施工进行检查时，相关工作人员也应从这些方面入手，分析水库病害出现的原因是否由建筑隐患发展而来，进而在此基础上制定改善办法。②对于水库的运行过程来说，对这一部分内容的调查主要是向后续地质勘探、病险成因分析等工作的展开提供资料基础，因此，相关工作人员应能在这一过程中对水库的运营状况进行深入调研，并做好记录工作，确保这些内容能为后续勘察工作的展开提供支持。

1.2 库区地质勘察

库区地质勘察主要包含以下内容：①水库岸坝的稳定性。对于这一勘察内容来说，相关工作人员应将勘察的重点放在对近岸岸坝稳定性的勘测上，并结合地质测量、铜探探究、项目钻探等方式来完成实际的勘察和测量工作。②水库是否存在渗漏或淤积问题。针对这两点内容的勘探并不是必须的，工作人员应结合水库的病险程度进行分析，进而在此基础上通过合适的方法完成勘察。

1.3 坝区地质勘察

水库坝区地质勘察主要包含以下两点内容：

（1）坝体勘察。在实际的勘察过程中，工作人员可以根据水库病险程度选择钻探、坑探、物探等方式来进行勘测，在此基础之上，现场工作人员仍应结合标准贯入试验、动力触探试验、结构体岩土试验等来对坝区进行综合性勘察，最终得出完善的勘察结果。对于具体的勘察内容来说，相关工作人员应重点关注坝体的填筑质量能否满足相关标准要求、坝体裂缝存在的位置、大小、形状等、坝体渗漏的范围和程度、坝体施工缺陷等。

（2）坝基工程地质勘察。对于这一工作的展开来说，勘察人员首先要做的就是针对工程区的地形条件、施工及运行期间出现的岸坝险情等进行调查，在充分调查的基础之上，勘察人员应结合这些内容对坝基项目的地质状况进行分析，最后对坝基项目地质问题对于坝基安全性所产生的影响进行分析。

1.4 涵洞地质勘察

涵洞工程地质勘察主要包含以下两方面内容：

（1）穿坝输水涵地质勘察。从勘察内容上来说，相关工作人员应主要针对穿坝输水涵是否存在裂缝病害进行调查。若穿坝输水涵位于土坝之中，勘察人员则应在原基础上对涵洞的位移情况进行调查和测量。从具体的勘察方法上来说，穿坝输水涵地质勘察常用的方法主要有：管内查探、项目钻探等。对于最终的勘察结果来说，相关技术人员应能结合涵管的移动位置、开裂状况等对管周坝体土的渗透性及抗冲击能力等进行判断。

（2）输水隧洞工程地质勘察。在这一工作开展过程中，勘察人员应主要针对围岩的断裂、裂缝、渗透破坏以及其他变形情况进行调查，具体的勘察方法主要为洞内外观检查、工程钻探、岩土试验、注水试验等。通过对重点隧洞病险洞段的勘察，相关技术人员将能有效判断出洞室围岩的稳定性。

1.5 地基地质勘察

除了上述内容之外，勘察人员仍需要对其他建筑物地基工程进行勘察，确保勘察结果的完善性。以溢洪道地质勘察为例，相关工作人员应结合水库实际险情决定，若并没有出现险情，那么就不需要进行勘察。另一方面，对于重点施工的建筑物地基来说，勘察人员应能针对这部分内容进行地质勘察。

2 病害成因分析

2.1 库岸稳定问题

水下岸坡中存在的不稳定体可能会导致水库蓄水早期出现坡体移位及滑塌现象，本文主要对这一内容进行分析。结合不稳定体形成原因的不同，库岸稳定问题可以分为以下几类：①由于地下水环境恶化而形成的不稳定体。当这种状况出现时，近坝不稳定体的形成将会导致水库整体的安全性大幅下降。②由于基岩裂隙水位较高而形成的不稳定体。在这样的背景之下，地下水将会从裂缝坡漏出，进而通过松散堆积物或基石裂缝泄露到谷底，接触面的抗剪强度因此而降低，最终产生滑坡问题。③因为水库蓄水过程而产生的不稳定体。当水库蓄满水之后，岸坡位置的地下水深最高，水压最大，进而导致距离水面较高位置的岸坡岩体在风化程度增高的同时润化和软化程度也增高。

2.2 土石坝沉降

对于这一病害的出现来说，土石坝坝体填筑不实是导致土石坝沉降的主要原因，而土石坝坝体填筑不实则主要是由以下原因所导致的：①碾压不充分。碾压工作的开展是降低坝体水分含量的主要途径，而若碾压程度达不到要求，土石坝在实际应用过程中必然会出现渗水问题，进而影响其安全性。②填筑土水分含量过高。这一问题可以通过对填筑土湿润程度的测量来进行判断，在实际的施工过程中选取适当的填筑土则可以有效的预防此类问题出现。③施工缝处理不当。由这一问题所导致的土石坝沉降并不难理解，相关人员及单位则应通过有效的施工质量管理办法来从根本上对此类问题进行预防。

2.3 土石坝裂缝

土石坝裂缝常见的种类主要包含平行于坝轴线方向的纵缝以及垂直于坝轴线方向的横缝，在实际的勘察和病害分析过程中，相关工作人员也可以结合这样的特性来进行探究。

对于纵缝的产生原因来说，背水坡坝坡偏陡、上下游沉降差异以及土坝体向下游的渗透动水压力作用等是导致此类病害出现的主要原因，但由于反虑排水系统作用，土石坝背水坡相对而言比较平整，这一结构中出现纵缝的概率并不大。反之，对于土石坝迎水坡来说，坝坡陡峭、坝土干缩等都有可能导致纵缝出现。除了上述两点内容之外，水库长期放水、蓄水将会导致迎水坡出现饱水、失水交替现象，进而发展成纵缝病害。

对于横缝的产生原因来说，坝体自身土粘粒含量较高而导致的坝土干缩、施工缝处理不当等是导致此类病害出现的主要原因，同时，坝体实际应用过程中所产生的滑动及沉降差异也有可能导致土石坝横缝的出现。

2.4 土石坝滑坡

导致土石坝滑坡的原因主要有以下几点：①若水库大坝在截流时采用围堰截流的方式来进行处理，而没有采取一定的防护措施，那么土体中水分的含量必然会升高，最终导致滑坡现象出现。②若水库建设过程中因为部分配套设施而需要将水库内的蓄水全部放空，水库水位突然降低，迎水坡将会在短时间内由受压状态转变为受拉状态，在这样的背景之下，土石坝的抗剪强度将会大幅降低，最终出现滑坡问题。

2.5 土石坝渗透稳定问题

防渗体空隙过大、因为穿坝涵洞或其他构筑物的差异变形而产生的渗漏缝隙是导致土石坝渗透稳定问题出现的主要原因。在水库的应用过程中，以下状况都有可能导致上述问题出现：①渗透流速大于砂土被水流带走的临界速度。②生物作用导致土石坝的渗透稳定性遭到破坏。若不能及时对这一类问题进行处理，生物作用的影响范围不断扩大，汛期时就很有可能出现重大的冲刷破坏险情。

2.6 坝基渗透稳定问题

坝基渗透稳定问题的出现主要是由以下几方面原因所导致的：①当土坝坝基的砂砾石层在上下游坝角都露在地表且没有任何截断措施时，一旦水位过高，就很有可能出现坝基砂砾石层管涌的现象，最终导致岩土空隙松散，影响坝基渗透稳定性。②坝基断层软弱破碎带、破碎夹层等都有可能引发坝基渗透问题，同时，此类问题常见于顺河方向，相关工作人员则应主要针对这些位置进行勘察和分析。③岩溶洞穴也会对坝基的渗透稳定性产生一定影响。

3 结语

综上所述，本文主要从库区、坝区以及建筑地基等方面对病险水库地质勘察的主要内容及勘察办法进行了论述，并在此基础上针对导致库岸稳定问题、土石坝沉降、土石坝滑坡、坝基渗透稳定性问题等出现的原因进行了深入研究。总的来说，水库是我国水利工程开展的重要组成部分之一，而病险水路地质勘察以及病害原因分析工作的展开则是确保这些水库能在整体水利体系中发挥出预期作用，避免对周边居民生活产生负面影响的主要途径，相关单位及人员在后续勘察及分析过程中则应在结合本文内容的基础上对水库周边环境及实际应用状况进行分析，保证病害成因分析结果的准确性，在此基础上制定病险水库治理办法。