病险水库的大坝与安全(水利工程设计与研究丛书)
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3 巴家嘴水库工程质量评价

3.1 大坝施工质量

3.1.1 坝基开挖和基础处理评价

(1)除一、二期加高外,初期施工开挖的岩坡和土坡坡比陡于现行规范《碾压式土石坝设计规范》(SDJ218—84)第6.1.4条规定,即岩坡坡比不陡于1∶0.5,土坡坡比不陡于1∶1.5,而且开挖坡不平顺(一期加高存在此问题),局部甚至有反坡。这是填筑后坝体发生不均匀沉陷,在坝肩部位出现较多裂缝的原因之一。

(2)河滩亚砂土及右岸的岸坡黄土中,湿陷系数最大达0.018,湿陷等级为Ⅱ级,开挖时未清理,且未做任何处理。

(3)基础岩石裂隙未处理。初建坝体与岩坡间均未设反滤排水体,使填土直接与岩坡接触,易产生接触冲刷破坏。

从以上坝基和岸坡清理、处理以及地质构造处理,对照《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准》(七)(SL631—2012)分析,可以认定坝基及岸坡处理质量不合格。

3.1.2 坝体填筑质量评价

(1)初建坝体质量检测结果。初建坝体含水量分布不均。铺土过厚铺土厚度曾达50~60cm,有冻土块上坝。又因平磙碾压,压实不均,层次明显,各层顶部形成5cm的硬壳,下部疏松,并含有未压碎的土块。

施工检测干容重总合格率为64%,干容重范围值1.24~1.89t/m3,具体合格率见表3.1-1。干容重及其合格率沿坝高。

表3.1-1 坝体施工填筑质量指标

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(2)一期加高坝体。从干容重检测成果分析,虽然干容重平均值满足设计要求,但干容重最小值偏小,且其总合格率为87.3%,不满足《水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准》(SL631—2012)的规定(质量合格值为合格率大于90%),其中高程1076.50~1085.00m,合格率较小(最小为58%),不合格样较集中,干容重最小值已小于设计值的98%;截水槽部位填料不碾压,将会影响防渗效果。检测显示含水量偏低,且不均匀。由以上可判断在部分高程范围内,压实质量不合格。结合面处理方面,上下层面结合处理不合格。

铺土质量基本满足要求。

总之,除局部高程范围外,坝体填筑质量较好。但从主要控制指标干容重合格率分析,坝体质量不合格。

(3)二期加高坝体。主坝坝体、盖重和挤淤填土干容重平均值满足设计要求,主坝体部分干容重平均合格率和分层合格率都满足设计要求;盖重和挤淤部分干容重平均合格率满足要求,但两者在高程1087.00~1088.00m间的合格率均较低,可能是该位置较靠近淤泥面,未用羊角碾碾压所致。因此,二期加高坝体基本满足合格要求。

综合上述,坝体填筑压实质量较好,质量基本合格,其中主坝坝体填筑部分质量最好,结合面质量是三次施工中控制最好的。

3.1.3 加固质量评价

(1)第一次灌浆质量评价。从第一排各序孔耗浆率看,递减情况不十分明显,表明灌浆范围内纵向裂缝的连通性较差,而从第二排孔进浆量比第一排明显减少现象,说明坝体的横向裂缝连通性比纵向缝好。

总之,从生产孔第二排孔各序孔耗浆率明显减少,说明坝体裂缝得以逐步充填密实;从检查孔和补灌孔耗浆率分析,各区段中以左坝段的耗浆率较大,该结果与左岸坡开挖较陡,坝体裂缝较多是相一致的。

从生产孔各深度段的耗浆率分析,在深度30~50m段灌注量较大,且检查孔加深灌浆表明:在深度30m以下的灌注量约占总量的70%以上,而该段正是初期施工干容重合格率最低范围,说明坝体深层质量较差。

从检查孔与生产孔情况对比表明:除了坝体中部由于受灌浆变形影响导致耗浆率增大外,其余处经本次灌浆后耗浆率均明显降低;漏点密度有一定降低,说明灌浆范围坝体裂缝已基本得以充填,开挖检查井情况也证明灌浆使坝体得以密实,坝体防渗性能得以改善。但由于本次灌浆深度未及坝底,且坝体变形未稳定,一些部位补灌时耗浆率仍较大,说明本次灌浆未能解决根本问题。

(2)第二次灌浆质量评价。从第二次灌浆各序孔耗浆率总平均值看,以二序孔耗浆率最大,一序孔次之,三序孔最小,不符合一般规律,可能是由于施工间断,周期长,坝体变形较大造成的。但各序孔耗浆率比第一次灌浆相应序孔耗浆率有较大幅度降低,按耗浆率总平均值215.7L/m计,平均降低42.7%。说明灌浆范围坝体质量有明显好转。

从各区段耗浆率比较,以左坝段238.3L/m为最大,坝中部和右坝段分别为200.1L/m和206.3L/m,基本相当。从漏点密度比较,以左右坝段(84.8m/个,98.3m/个)较大,坝中部略小为117.9m/个。与第一次灌浆相应部位比较,坝中部漏点密度降低幅度较大(第一次灌浆为38.3m/个),右坝段略有降低,左坝段基本维持不变。反映出左坝段裂缝仍较严重。

从第二次自流灌浆在各深度的分布情况看,深度16~50m的灌量占总灌量的71.9%,漏点数量占62.3%,表明该深度段内的裂缝较发育。而深度50m以下坝体质量尚好,这些情况与第一次灌浆基本相似。所不同的是本次灌浆,除深度0~8m灌浆量略有增大外,在孔深比第一次加大,打至基岩的情况下,自流总灌浆量比第一次减少63.3%,漏点数量减少了54.2%。说明灌浆范围坝体裂缝逐步得以充填密实。

从两次灌浆自流进浆量沿坝高的分布情况说明,在坝高24~44m范围坝体进浆量较大,与坝体原填筑质量情况较吻合,说明该范围内裂缝较发育,坝体质量较差。

从第二次灌浆检查井取样干容重平均值(1.68t/m3)与第一次成果(1.63~1.64t/m3)对比分析可看出,坝体密度得以进一步提高。

从第二次灌浆压水试验吸水率分析,本次灌浆后坝体防渗性能与第一次灌后基本相当,这似乎不合一般规律。第二次灌浆之所以没能使灌浆范围内坝体防渗性能比第一次有较大提高,主要是由于第一次灌浆后,坝体变形尚未稳定,继续不均匀沉陷,导致裂缝不断,使第一次灌浆形成的防渗幕体防渗性能下降,即从第一次灌后平均吸水率0.0739Lu升高为第二次灌前平均吸水率1.4568Lu,而第二次灌浆使防渗幕体的防渗性能又基本恢复并比第一次灌后略有增强,这即是第二次灌浆效果较好,但防渗性能未能大幅度提高的原因。同时也说明,在坝体变形尚未稳定时,一两次灌浆只能起到修补恢复坝体防渗性能的作用,不能解决根本问题。但该阶段的灌浆是必要的,否则,坝体防渗性能将日渐削弱。

(3)第三次灌浆质量评价。第三次灌浆属对左坝段裂缝的骑缝式灌浆,检查表明,各序孔递减,符合一般规律。漏点密度为36.8m/个,与坝顶第二次灌浆时漏点密度37%相近,而漏点耗浆量占总耗浆量比例23.7%,比第一次和第二次灌浆相应值49%、37.4%都低。说明第三次灌浆区域内的坝体质量比第一次和第二次灌浆区域内坝体质量稍好。检查孔中未出现漏点,说明生产孔对裂缝灌浆密实,灌浆质量较好。本次灌浆未做检查井取样。

(4)上游护坡混凝土和防浪墙质量评价。上游护坡标号为150号,检查表明大于150号的占90.8%,大于200号的占70.1%。砌面平整。满足合格要求。

防浪墙混凝土虽无质量检测资料,但从运用中防浪墙无挤压破坏或伸缩缝张开以及裂缝开展等情况,分析认为防浪墙质量基本合格。