【摘要】小型病除水庫除險(xiǎn)加固的工程地質(zhì)勘察,從查明工程地質(zhì)條件調(diào)整為查明病險(xiǎn)問題,是勘察思路的根本性轉(zhuǎn)換;放棄全面防滲的習(xí)慣性工程處理措施,堅(jiān)持“允許滲漏但不允許滲透破壞”的基本原則,是當(dāng)前病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固的務(wù)實(shí)選擇。
 【關(guān)鍵詞】病險(xiǎn)水庫 除險(xiǎn)加固 工程地質(zhì)勘察 滲透破壞 規(guī)程規(guī)范
 全國需要除險(xiǎn)加固的小型病險(xiǎn)水庫數(shù)量巨大,分布范圍廣泛,所處的地質(zhì)環(huán)境千差萬別,很難制定出一個(gè)統(tǒng)一的除險(xiǎn)加固工程地質(zhì)勘察的范本,如果真有這樣的范本,那一定也是掛一漏萬的。盡管如此,我們?nèi)匀恍枰J(rèn)真總結(jié)工程勘察經(jīng)驗(yàn),找出一些規(guī)律性的帶有普遍意義的共性問題,為當(dāng)前和今后類似工程的地質(zhì)勘察提供借鑒?傮w來說,我們需要理清工程地質(zhì)勘察思路;就個(gè)體工程而言,我們更為著重強(qiáng)調(diào)的是針對性。每一個(gè)工程都有自已的特點(diǎn),但其病險(xiǎn)問題卻往往具有普遍性和規(guī)律性,有的放矢地開展工程地質(zhì)勘察,正確地作出病險(xiǎn)性質(zhì)的判斷和評價(jià),就可以收到事半功倍的效果。
 1 工程地質(zhì)勘察思路的調(diào)整
 工程地質(zhì)勘察的任務(wù)是查明工程地質(zhì)條件,界定主要工程地質(zhì)問題,為工程設(shè)計(jì)提供必需的地質(zhì)資料,提出對地質(zhì)缺陷處理措施的建議。這對新建工程來說是完全正確的,但對于已經(jīng)建成且運(yùn)行數(shù)十年的小型水庫工程來說,就可能存在較大誤區(qū)。這里最大的誤區(qū)是將工程區(qū)的工程地質(zhì)條件全部查一遍(前期無地質(zhì)資料或資料已經(jīng)丟失了的),或進(jìn)行全面復(fù)核(有前期地質(zhì)資料的)。如此勘察指導(dǎo)思想,其勘察工作的復(fù)雜程度并不比新建工程簡單,勘察工作量在某種程度上將是增加的(較新建工程)。例如針對壩基的鉆孔要從已建壩體頂部向下鉆進(jìn),增加了無效鉆進(jìn)段;又如對已建大壩壩體(均質(zhì)土壩)質(zhì)量的檢測(有的學(xué)者稱為對人工地質(zhì)體的勘察),需要首先對壩體分段分區(qū),上、下游壩坡,浸潤線以上、以下區(qū)域等等均應(yīng)分開取樣試驗(yàn)才有實(shí)際意義;但如果是新建工程,則只需對筑壩材料作擊實(shí)試驗(yàn)和滲透試驗(yàn)就夠了。
 顯然,我們首先需要做的是對工程地質(zhì)勘察指導(dǎo)思想的清理,在勘察思路上作出調(diào)整。從工程地質(zhì)勘察任務(wù)來說,我們將查明工程地質(zhì)條件調(diào)整為查明工程地質(zhì)問題;在勘察原則上,我們強(qiáng)調(diào)不是全面勘察,而是針對病險(xiǎn)問題實(shí)施重點(diǎn)勘察;在總體思路上,我們需要果斷地拋棄那種大型工程新建工程的勘察思路,殺雞不必用牛刀!
 如此勘察思路的調(diào)整,有可能是違背工程勘察常規(guī)的,還有可能與現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范背道而馳,這些統(tǒng)統(tǒng)都不重要!重要的是堅(jiān)持一切從工程實(shí)際出發(fā)的技術(shù)思想,拋棄本本主義和條條框框的無聊約束,這正是工程地質(zhì)專業(yè)魅力無窮的精髓。勘察為設(shè)計(jì)服務(wù),滿足除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)的要求,我們的任務(wù)就基本完成了,其他更高層次的要求等我們發(fā)了財(cái)?shù)匚惶岣吡嗽僬f。
 從以查明“條件”到以查明“問題”的轉(zhuǎn)換,是目前小型病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固工程地質(zhì)勘察思路的根本轉(zhuǎn)換,在學(xué)術(shù)上也許會(huì)引起較大爭議。有人認(rèn)為,“條件”都沒有搞清楚,“問題”將無從談起。筆者認(rèn)為,對于新建工程來說是完全正確的,而對于已建工程來說就大可不必了!例如提拔干部,絕對是要看基本條件的,即必須查明其任職條件;而已經(jīng)在某一職位上任職多年的官員,顯然看的是現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)而不是歷史條件,如果有問題就要堅(jiān)決一查到底,沒有問題的不可能再去全面查明他的基本條件,除非再來一次“文革”搞擴(kuò)大化的“人人過關(guān)”;同理,對于一座已建大壩,如果壩基不存在病險(xiǎn)問題,再去查明或復(fù)查壩基工程地質(zhì)條件,這對除險(xiǎn)加固沒有什么實(shí)際意義。如果實(shí)在要普查一遍基本條件,就大有感冒病人去醫(yī)院被CT、B超、心電圖、γ射線、胃鏡等等“蒙騙”之嫌疑!
 當(dāng)然,如果前期經(jīng)費(fèi)充足,勘測周期也可以滿足,從專業(yè)技術(shù)的角度來說,把工程區(qū)的工程地質(zhì)條件查得清清楚楚明明白白,那是再好不過的了,這對于工程今后的運(yùn)行管理也提供了分析基礎(chǔ),就像人們要進(jìn)行全面體檢一樣。但這里需要說明的是什么樣的工程需要全面勘察,什么樣的工程則沒有必要!人們進(jìn)行體檢也是因人而異的,機(jī)關(guān)干部每年都有免費(fèi)體檢,山區(qū)農(nóng)民大多數(shù)有可能一輩子都不會(huì)體檢一次,如果有人出錢免費(fèi)給農(nóng)民體檢,人家當(dāng)然也不會(huì)反對。 
 當(dāng)前的問題是,小型病險(xiǎn)水庫數(shù)量太大,勘測設(shè)計(jì)周期太短,前期經(jīng)費(fèi)嚴(yán)重不足,全面勘察實(shí)際上是做不到的。另一方面,對人體來說,越年輕身體越好不必年年體檢;對大壩工程來說,特別是土壩、土質(zhì)壩基,則是越老質(zhì)量越好,因?yàn)闅v經(jīng)了各種自然條件和庫水位的考驗(yàn),壩體和壩基達(dá)到了充分固結(jié)沉降,壩前淤積對防滲有利;而混凝土類、鋼材類建筑物,與人一樣,越老身體狀況(建筑物質(zhì)量)就越差!
 寫到這里,筆者的勘察觀已經(jīng)基本上闡述清楚了,下面我們來解答具體技術(shù)問題。
 2 關(guān)于勘察階段、勘察深度和規(guī)程規(guī)范的理解與把握
 工程勘察是工程建設(shè)的偵察兵,地質(zhì)師是有先見之明的,這不但體現(xiàn)在建設(shè)程序上,更體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)的制定上。例如《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》(SL/T 188-96)于1997年初發(fā)布,對98洪水后大規(guī)模的堤防工程除險(xiǎn)加固起到了積極的指導(dǎo)作用;又如2005年4月發(fā)布的修編后的《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(SL 55-2005)[1],及時(shí)地將“病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固工程勘察”作為一個(gè)章節(jié)增加進(jìn)去,這對近年來重點(diǎn)開展的全國中、小型病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)固工程勘察的指導(dǎo)意義是顯而易見的。
 關(guān)于規(guī)程規(guī)范的理解與勘察階段和勘察深度的把握,水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院在《全國重點(diǎn)小型病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見》(給水利部病險(xiǎn)水庫會(huì)議提交的技術(shù)文件,以下簡稱《意見》)中的表述:“小型病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)工程地質(zhì)勘察工作原則上應(yīng)執(zhí)行《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(SL55-2005)(以下簡稱《規(guī)范》)中的有關(guān)規(guī)定。當(dāng)安全鑒定階段工程地質(zhì)勘察資料較為充分、不影響初設(shè)階段工程地質(zhì)結(jié)論的成立、不存在影響工程安全的特殊工程地質(zhì)問題時(shí),可適當(dāng)簡化初設(shè)階段的地質(zhì)勘察工作,并可根據(jù)前期試驗(yàn)資料結(jié)合工程類比原則提出巖土體物理力學(xué)建議參數(shù)”。
 以上這段文字的意思還是清楚的,一是原則上應(yīng)執(zhí)行《規(guī)范》,二是可以適當(dāng)簡化。但解釋起來卻有些困難,主要難在如何根據(jù)工程實(shí)際情況去靈活把握勘察階段、勘察深度和《規(guī)范》之間的關(guān)系!兑(guī)范》將除險(xiǎn)加固工程地質(zhì)勘察分為安全鑒定和初步設(shè)計(jì)兩個(gè)階段,對于地勘工作,這兩個(gè)階段存在合二為一的條件,當(dāng)?shù)谝浑A段工作還留下尾巴或尚存在技術(shù)問題的論證缺實(shí)際資料時(shí),第二階段應(yīng)予以補(bǔ)充。
 《意見》中“根據(jù)前期試驗(yàn)資料結(jié)合工程類比提出地質(zhì)建議參數(shù)”的提法,是鑒于許多小型水庫工程缺少試驗(yàn)資料的現(xiàn)實(shí)條件,更需要有經(jīng)驗(yàn)的地質(zhì)師根據(jù)工程實(shí)際結(jié)合工程類比去把握,特別應(yīng)注意工程類比的條件,謹(jǐn)慎地提出缺少試驗(yàn)資料條件下的地質(zhì)建議參數(shù)。
 對于規(guī)范的把握,我們提倡技術(shù)工作要“源于規(guī)范高于規(guī)范”[2],當(dāng)規(guī)范的規(guī)定與現(xiàn)實(shí)工程實(shí)際情況不相符合時(shí),應(yīng)按工程實(shí)際情況考慮,這就是一切從實(shí)際出發(fā)的技術(shù)思想。教條式機(jī)械地執(zhí)行規(guī)范,除了在法律上可以解脫工程師的技術(shù)責(zé)任之外,對工程建設(shè)有害無益,技術(shù)人員在向國家負(fù)責(zé)向人民負(fù)責(zé)的道義上是脫不了干系的。
 3 加強(qiáng)工程地質(zhì)分析強(qiáng)調(diào)工程地質(zhì)勘察的針對性
 工程地質(zhì)分析是工程地質(zhì)勘察的靈魂,某些工程地質(zhì)勘察報(bào)告所欠缺的正是這個(gè)靈魂。還有一些工程數(shù)十年來多次進(jìn)行除險(xiǎn)加固至今仍然是病險(xiǎn)工程,原因也許是多方面的,但工程地質(zhì)分析不力,看病不準(zhǔn),誤診甚至誤導(dǎo)設(shè)計(jì)的情況也是存在的。顯然,針對病險(xiǎn)工程的病因分析,特別是與地質(zhì)有關(guān)的病因要全面深入地分析之后,才可能有的放矢地去開展工程地質(zhì)勘察工作,去布置并實(shí)施必要的地質(zhì)勘探,實(shí)現(xiàn)明確的勘察目標(biāo),獲得有意義的勘察資料。
 我們強(qiáng)調(diào)針對性,是針對工程存在什么問題就重點(diǎn)勘察什么問題,沒有問題的就不必全面勘察。關(guān)于“不查明工程地質(zhì)條件怎么知道不存在問題”的說法,當(dāng)然也是有道理的,因此我們可以變通地表述為:對已經(jīng)出現(xiàn)了險(xiǎn)情或可能存在隱患的部位(某一段壩基、存在質(zhì)疑的建筑物地基、影響工程安全的岸坡等)實(shí)施重點(diǎn)勘察,這就包括查明這些部位的工程地質(zhì)條件,界定主要工程地質(zhì)問題,分析評價(jià)問題的性質(zhì)和對工程安全的影響程度,提出地質(zhì)建議參數(shù)和處理措施的建議,等等;其余未出現(xiàn)險(xiǎn)情不存在隱患的部位不必全面勘察。工程險(xiǎn)情和隱患的界定依據(jù),一是安全鑒定報(bào)告,二是工程運(yùn)行記實(shí),三是工程地質(zhì)分析結(jié)論。
 例如某。1)型水庫,建在一巖溶殘丘洼地區(qū),均質(zhì)土壩最大壩高14.5m,壩軸線長達(dá)到1.4km,相當(dāng)于平原水庫。壩軸線上6個(gè)鉆孔有4個(gè)鉆孔遇溶洞。地質(zhì)分析認(rèn)為,水庫庫盆是漏水的,庫水不知道漏到哪里去了;壩基是漏水的(巖溶管道型滲漏),有局部壩段因壩基巖溶塌陷導(dǎo)致壩體塌陷。此類工程你要去把工程區(qū)巖溶工程地質(zhì)條件水文地質(zhì)條件查清楚是相當(dāng)困難的,按常規(guī)勘察要求,再打50個(gè)鉆孔也不一定能將壩址區(qū)和庫區(qū)巖溶條件查明白。顯然,有限的勘探基本上不能解決什么問題,壩基全線垂直防滲的地質(zhì)依據(jù)并不充分,因?yàn)樯形床槊鲙r溶發(fā)育的下限就找不到相對隔水區(qū)帶的位置。筆者認(rèn)為,該工程最簡單實(shí)用的方案是,如果具備水庫放空條件,放空水庫后將庫盆中的滲漏天窗用粘土回填夯實(shí),已發(fā)現(xiàn)的塌陷壩段做些壩基回填灌漿處理,修復(fù)已塌陷壩段。如果不具備放空水庫條件,只好僅對已發(fā)現(xiàn)塌陷壩段作局部壩基處理并修復(fù)已破壞壩體即可,其他壩段加強(qiáng)觀測以觀后效。運(yùn)行時(shí)應(yīng)邊蓄水邊觀測邊分析,當(dāng)水位抬高出現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)立即停止庫水位上升。用通俗語言表述,就是試探性地向上蓄水,能蓄到什么位置就算什么位置。當(dāng)然,待條件允許時(shí)再對庫盆和壩基作全面防滲處理,必將萬無一失,但有可能處理工程造價(jià)比新建一個(gè)等量級工程還要高。
 這里的針對性不但是對地質(zhì)勘察而言,也包括了工程處理措施的基本思路。 
 4 滲漏問題應(yīng)堅(jiān)持“允許滲漏但不允許滲透破壞”的原則
 許多病險(xiǎn)水庫工程的主要“病險(xiǎn)”之一是滲漏,防滲就成為“除險(xiǎn)”措施的首選,且多以垂直防滲為主。防滲是從根上除險(xiǎn),沒有滲漏就不存在滲透破壞。如此推論好象邏輯性很強(qiáng),其實(shí)大有探討的必要。
 滲漏有一個(gè)發(fā)展過程,到了極端狀態(tài)將產(chǎn)生滲透破壞,沒有發(fā)展到這個(gè)極端狀態(tài)之前,只能說存在隱患,但工程仍然是相對安全的!因此,我們說滲漏是產(chǎn)生滲透破壞的必要條件,不是充分條件。我們要做的是將滲漏控制在一個(gè)工程安全可以接受的范圍之內(nèi),只要做到了這一點(diǎn),工程就是安全的。“允許滲漏但不允許滲透破壞”應(yīng)該成為除險(xiǎn)加固工程處理的基本原則。一見滲漏就防滲的做法,其技術(shù)理由并不充分。
 接受了這樣的觀點(diǎn),防滲性除險(xiǎn)加固的目標(biāo)就不是防止?jié)B漏,而是防止?jié)B透破壞。任何一座水庫大壩都不可能做到滴水不漏,既然做不到滴水不漏,那么漏到什么程度可以接受,超過什么程度就不能接受?研究清楚了這個(gè)問題,確定工程防滲措施的技術(shù)方案就有了依據(jù)。
 地質(zhì)上要回答的問題是,首先將滲漏范圍分為壩基滲漏和壩體滲漏兩大類,某些工程對此基本分類都作不出判斷,以致于防滲措施顯得較為盲目。其次是確定滲漏的具體部位,并進(jìn)行滲漏量的估算和滲漏定性。第三是提出處理措施的地質(zhì)建議。
 5 壩基滲漏的勘察與評價(jià)
 壩基滲漏又稱繞壩滲漏,包括主壩段和兩岸斜坡壩段(即壩肩),應(yīng)分開評價(jià)。
 根據(jù)本文的基本技術(shù)思想,壩基不存在滲漏問題就不必進(jìn)行全面勘察,但應(yīng)根據(jù)壩址區(qū)基本地質(zhì)條件和大壩數(shù)十年的運(yùn)行表現(xiàn)作出不存在滲漏問題的定性評價(jià)。
 壩基滲漏問題的勘察,首先應(yīng)對壩基按問題分段分類,分出有問題壩基段和沒有問題壩基段;其次是針對有問題壩基段實(shí)施重點(diǎn)勘察,在垂直方向上還應(yīng)分出覆蓋層滲漏、基巖滲漏和接觸帶滲漏,查明滲漏區(qū)巖土體的透水性質(zhì)和相對不透水邊界,分析滲漏原因,估算滲漏量,評價(jià)產(chǎn)生滲透破壞的可能性;最后應(yīng)根據(jù)滲漏性質(zhì)提出處理措施的建議,不存在滲透破壞和滲漏量在允許范圍之內(nèi)的,可建議簡化處理或不予處理。
 壩肩滲漏問題的評價(jià)較為復(fù)雜。某些工程一見下游壩腳岸坡區(qū)漏水即判定為壩肩繞滲,實(shí)際上理由并不充分。因?yàn)閴渭缦掠螀^(qū)漏水可能是庫水繞滲,也可能是岸坡山體地下水的出溢,也可能是這兩部分水的組合,屬于“疑似”繞壩滲漏問題。此類問題一般情況下應(yīng)根據(jù)庫水位、降雨量和滲漏量之間的觀測資料,結(jié)合岸坡地形地質(zhì)條件認(rèn)真分析論證后才可以較為準(zhǔn)確地得出結(jié)論;當(dāng)這些資料并不充分僅為“疑似”時(shí),應(yīng)重點(diǎn)補(bǔ)充勘察予以論證,滲漏較輕微的也可按今后運(yùn)行管理加強(qiáng)觀測以觀后效的原則考慮。壩肩滲漏還需要明確回答的問題是,滲漏對壩肩巖體穩(wěn)定的影響。處理措施的建議可以是防滲,也可以是排水,也可以是二者的組合。
 壩基滲透穩(wěn)定評價(jià)是專業(yè)技術(shù)的難點(diǎn),理論研究與工程實(shí)際存在差距,實(shí)際情況可能較理論分析的更為復(fù)雜,也可能更為簡單,客觀地作出符合工程實(shí)際的評價(jià),考核的是地質(zhì)師的分析能力和分析水平。地質(zhì)定性錯(cuò)誤就可能誤導(dǎo)設(shè)計(jì),誤導(dǎo)的結(jié)果可能沒有達(dá)到除險(xiǎn)加固的目的,也可能造成工程處理的巨大浪費(fèi)。因此處理措施的建議也是十分慎重的,必需要有充分的地質(zhì)依據(jù)。關(guān)于壩基處理與不處理和處理技術(shù)方案的選擇,地質(zhì)師與設(shè)計(jì)師應(yīng)充分交流溝通,準(zhǔn)確地把握好“壩基處理”這個(gè)度,充分展示出工程師的經(jīng)驗(yàn)和智慧,與獲得奧運(yùn)金牌具有同等價(jià)值。
 壩基滲漏問題處理或不處理,加強(qiáng)觀測都是必須的。某些小型水庫工程運(yùn)行數(shù)十年來沒有基本的觀測資料,哪怕最簡易的滲漏量的觀測都沒有,導(dǎo)致安全鑒定和除險(xiǎn)加固勘測設(shè)計(jì)十分被動(dòng),這是運(yùn)行管理的問題,應(yīng)嚴(yán)肅責(zé)任,立即進(jìn)行亡羊補(bǔ)牢,以觀后效。 
 6 壩體質(zhì)量檢測
 《意見》對壩體質(zhì)量的檢測有明確表述:宜分類進(jìn)行,存在壩坡穩(wěn)定問題的應(yīng)針對“問題”區(qū)取原狀樣進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn);存在滲漏問題的應(yīng)針對滲漏區(qū)取原狀樣進(jìn)行室內(nèi)滲透系數(shù)測試。以上試驗(yàn)資料還應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行工程類比,提出壩體土物理力學(xué)建議參數(shù)和相應(yīng)滲漏區(qū)壩體土的滲透系數(shù)建議值,供設(shè)計(jì)選用。不存在以上穩(wěn)定問題和滲漏問題的壩體區(qū)不必全面取樣試驗(yàn)。
 《意見》中這段文字仍然強(qiáng)調(diào)的是“有病即查無病不亂查”的原則,宣揚(yáng)的是無病推論的工程理念,即只要大壩運(yùn)行數(shù)十年來未發(fā)現(xiàn)位移、裂縫、塌陷等損傷現(xiàn)象,大壩就是安全的,起碼也是基本安全的。許多小型水庫大壩看上去很單薄,有的均質(zhì)土壩的上下游壩坡不足1:1,壩頂寬度不足1m,如果進(jìn)行壩坡穩(wěn)定性核算,可能這些壩坡都是不穩(wěn)定的,但卻在那里我自巋然不動(dòng)數(shù)十年!5.12汶川地震后,災(zāi)區(qū)數(shù)千座水庫大壩沒有一座發(fā)生垮塌,有的還在溢洪道上加了子堰,庫水位早已超過了正常高水位,地震后貫通壩頂?shù)目v向裂縫張開數(shù)十厘米,大壩震損嚴(yán)重,但并未垮壩。
 以上事實(shí)應(yīng)該令工程技術(shù)人員深刻思考。我們的設(shè)計(jì)理念、穩(wěn)定分析理論以及對險(xiǎn)情隱患的評價(jià)準(zhǔn)則,都值得進(jìn)一步探索。地質(zhì)專業(yè)在推薦開挖邊坡比值時(shí),有一個(gè)非常最重要的原則,就是根據(jù)坡高來決定坡比,即對于相同工程地質(zhì)條件的巖土體邊坡,建議邊坡比值的決定因素就是坡高,低矮邊坡與中高邊坡的比值有較大區(qū)別。這里,我們將開挖邊坡比值的取值原則推論到均質(zhì)土壩的壩坡坡度,就可以解釋為什么那些壩坡較陡的低矮大壩仍然是安全的這樣一個(gè)基本事實(shí)。其實(shí),地方上在興建小型水庫工程時(shí),那些似乎不起眼的基層技術(shù)人員已經(jīng)作出了十分具有創(chuàng)造性的選擇,才可能興建了數(shù)以萬計(jì)的小型水庫工程。我們現(xiàn)在用高壩大庫的眼光去看待和評價(jià)這些小型水庫工程,用正規(guī)軍的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)去衡量地方游擊隊(duì)的小規(guī)模戰(zhàn)斗原則,其間的差距顯而易見,難道不值得深思嗎?
 最近遇一基層水利干部向我請教,他們一座小型水庫是條石(砂巖)拱壩,最大壩高不足20m,被安全鑒定為病險(xiǎn)工程,原因是壩體滲漏,現(xiàn)象是壩下游坡面條石浸水潮濕,除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)是在壩體上做一道防滲帷幕。此干部大為不滿的是壩體進(jìn)行帷幕灌漿時(shí)將數(shù)百萬方庫水放空,引起下游靠此庫水灌田的農(nóng)民極大不滿,問我有什么好辦法。筆者初步分析,這種工程基本上屬于沒事找事,沒病找病地在那里自我瞎折騰。這種漿砌砂巖條石壩壩體滲水的途徑一是條石接縫,二是砂巖本身,砂巖屬于孔隙性巖石但真要灌漿又是灌不進(jìn)去的;而條石接縫處灌漿不知效果如何,估計(jì)在壩體上很難形成一道完整的帷幕。如果為了進(jìn)行壩基帷幕灌漿那是另一回事。這種10來米水頭的低矮條石壩,壩體滲點(diǎn)水對大壩安全基本上沒有什么影響,人家運(yùn)行了數(shù)十年一直站在那里就是最好的證明。反正我覺得這個(gè)工程的灌漿帷幕方案值得商榷!
 大壩不是地質(zhì)體,壩體工程地質(zhì)勘察的提法是不科學(xué)不慎重的。按理說壩體質(zhì)量檢測也不是地質(zhì)師的事,但壩體材料是地質(zhì)師較為熟悉的巖土材料,特別是土壩,是土力學(xué)研究的重點(diǎn),地質(zhì)師對土體性質(zhì)的認(rèn)識(shí)和了解,是可以借用一些地質(zhì)基本理論的,土體物理力學(xué)性質(zhì)測試的方法和手段,地質(zhì)師也較為熟悉。盡管如此,地質(zhì)師仍然不可能也不應(yīng)該套用地質(zhì)基本理論去對大壩這一水工建筑物說三到四,這種建筑物的填筑質(zhì)量不但取決于土的質(zhì)量,更取決于當(dāng)時(shí)的施工條件,可以說其質(zhì)量是隨機(jī)的,壩體中的空洞、透水夾層的分布將更為隨機(jī),生物洞穴還具有再生性,地質(zhì)基本理論解釋不了此類問題[2][3]。
 大多數(shù)除險(xiǎn)加固工程對均質(zhì)土壩壩體都進(jìn)行了注水試驗(yàn),以測定填筑土體的滲透系數(shù)。根據(jù)水利部2007年11月26日發(fā)布的《水利水電工程注水試驗(yàn)規(guī)程》(SL 345 -2007)(以下簡稱《規(guī)程》)的表述,注水試驗(yàn)有兩種方法,即試坑注水試驗(yàn)和鉆孔注水試驗(yàn)[4]。認(rèn)真研究這兩種方法的適用條件和限制條件可以發(fā)現(xiàn),均不適合于小型水庫均質(zhì)土壩壩體滲透系數(shù)的測試。不適用的最基本理由是邊界條件相差太大,《規(guī)程》中的邊界條件是半無限空間地質(zhì)體和水平地下水位,而壩體是一孤立的人工填筑體且浸潤線(面)是傾斜的。因此《意見》建議對壩體取原狀樣進(jìn)行室內(nèi)滲透系數(shù)的測試,并根據(jù)工程實(shí)際提出地質(zhì)建議參數(shù),以此作為除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)依據(jù)。
 壩坡穩(wěn)定和壩體滲漏還可以結(jié)合壩址區(qū)實(shí)際出露的巖性去分析填筑土料的性質(zhì)。一般來說,泥巖、頁巖風(fēng)化料具有較高的力學(xué)強(qiáng)度和較好的防滲性能,但由于數(shù)十年前建壩時(shí)無重型施工碾壓機(jī)械,人工填筑夯實(shí)效果不好;花崗巖風(fēng)化殘積土含有較多的石英砂顆粒,粘泥含量較低,滲透系數(shù)較大,類似于砂性土。此類均質(zhì)土壩有均質(zhì)“透水壩”之嫌疑。某些土壩的筑壩材料具有多樣性或存在“滲漏”夾層、較強(qiáng)滲漏區(qū)(例如部分填筑質(zhì)量很差)等問題,實(shí)際上屬于“非均質(zhì)土壩”。此類土壩壩坡穩(wěn)定和壩體防滲措施的地質(zhì)建議應(yīng)按實(shí)際情況區(qū)別考慮。
 壩體中具有隨機(jī)性和再生性的生物洞穴(鼠洞、蟻洞等),已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的要追蹤探測追蹤處理,運(yùn)行管理中加強(qiáng)巡視,制定處理預(yù)案,發(fā)現(xiàn)后立即按既定方針堅(jiān)決執(zhí)行。
 7 其他問題
 泄洪建筑物主要是沖刷水流導(dǎo)致沖刷區(qū)巖土體失穩(wěn)問題。地質(zhì)上一是要作出溢洪道邊坡穩(wěn)定問題的地質(zhì)評價(jià);二是要預(yù)測泄洪水流對周圍地質(zhì)環(huán)境的改變所帶來的次生環(huán)境地質(zhì)問題;三是應(yīng)建議防沖刷護(hù)坡工程措施。 
 小型水庫工程的放水建筑物多為小尺寸下臥式涵管,多數(shù)埋置于壩體中。這種建筑物一旦受損漏水,可能會(huì)導(dǎo)致建筑物與壩體之間的接觸沖刷破壞,需要具體分析判定。此類問題的定性不是地質(zhì)師的強(qiáng)項(xiàng),屬于水工建筑物漏水,設(shè)計(jì)師更有發(fā)言權(quán),應(yīng)予以尊重。
 多數(shù)均質(zhì)土壩上游無護(hù)坡,壩坡受浪蝕作用形成陡坎,繼續(xù)下去將導(dǎo)致壩坡失穩(wěn),因此上游護(hù)坡措施是必需的,至少也應(yīng)該在水位變動(dòng)范圍區(qū)實(shí)施護(hù)坡措施,以有效地保護(hù)壩坡穩(wěn)定性。
 北方黃土地區(qū)的均質(zhì)土壩壩體的質(zhì)量檢測和評價(jià)應(yīng)按特殊類土考慮,處理措施也存在特殊的區(qū)域性,但仍然應(yīng)堅(jiān)持針對“病險(xiǎn)”來開展工作,不必對無“病險(xiǎn)”區(qū)進(jìn)行全面檢測和處理。
 8 結(jié)語
 本文主觀上希望羅列出眾多小型水庫除險(xiǎn)加固工程技術(shù)問題與大家討論,客觀上卻很難做到。自然界地質(zhì)條件的復(fù)雜性我們可以借用名人語錄“上天容易下地難”來自圓其說,但具體工程上的技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)總還是可以明確的。相似的工程問題雖然并不具備復(fù)制條件,卻具備分析和借鑒意義。
 小型病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固工程地質(zhì)勘察,我們應(yīng)拋棄以查“條件”為主的常規(guī)工程勘察思路,樹立以查“問題”為主的求實(shí)思想;對于滲漏問題的評價(jià)和處理,需要結(jié)合具體工程實(shí)際,堅(jiān)持“允許滲漏但不允許滲透破壞”的基本原則;對于規(guī)程規(guī)范,應(yīng)注意原則性與靈活性的準(zhǔn)確把握[2]。以上純屬個(gè)人觀點(diǎn),歡迎討論。
 
 
 
 
 參考文獻(xiàn):
 [1][1]中華人民共和國水利部2005-04-18發(fā)布.《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(SL 55-2005).北京:中國水利水電出版社,2005,6
 [2] [2]韋港,冀建疆.堤防工程地質(zhì)勘察中的若干問題.水利水電技術(shù),2001,3
 [3] [3]韋港、冀建疆.關(guān)于《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》中若干問題的探討.水利水電技術(shù),1999,10
 [4] [4]中華人民共和國水利部2007-11-26發(fā)布.《水利水電工程注水試驗(yàn)規(guī)程》(SL 345-2007).北京:中國水利水電出版社,2008,2
 
Some Problems of Small Risky Reservoirs in Engineering Geological Investigations
Wei Gong
(Water Conservancy And Hydropower Planning &Design General Institue,Ministry Of Water Resources,Beijing,100120)
 Abstract: In engineering geological investigations, when dealing with the problems of danger elimination and reinforcement of small risky reservoirs, people used to check all the engineering geological conditions. But now, we just focus on the damage problems instead. It is a essential transformation. We should give up the measure of entire anti-seepage during projects manage, but stick to the rule of “Allow leakage but never allow seepage failure.” That is a practical choice of danger elimination and reinforcement of small risky reservoirs.
Key words:risky reservoirs,danger elimination and reinforcement,engineering geological investigation,seepage failure,code and specification