左 楠，王俊杰

(1.陕西省延安市宜川县河道和水库管护中心，陕西 延安 716200；2.陕西省延安市宜川县河长制领导小组办公室，陕西 延安 716200)

0 引言

钟楼寺水库是一座以灌溉为主兼有供水、发电、防洪等综合功能的水库，地理位置相对重要，水库建库时间较早，已运行了四十多年，并于2011年进行了一次除险加固。近十多年再未进行加固处理，根据安全评价结果看，并结合大坝实际运行状况，发现水库运行管理中存在一系列问题，影响区域经济社会发展和防洪安全。本文基于水库安全评价、相关地质勘察和综合调查的基础上，对水库坝址区、坝体区工程地质条件进行评价分析，对下一步进行除险加固工作提供技术支撑。

1 钟楼寺水库概况

钟楼寺水库位于宜川县西北部仕望河左岸一级支流交里川河上游，地理位置为东经109°55′47.51″，北纬 36°12′46.79″，水库流域面积60 km2，主沟道长 18.7 km，沟道比降1%，年径流量189万 m3，年输砂量1.2万 t。钟楼寺水库枢纽工程属Ⅳ等小(1)型水库，总库容298.00万 m3，设计洪水标准30 a一遇，校核洪水标准为300 a一遇。是一座以灌溉为主兼有供水、发电、防洪等综合功能的水库，水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水设施等组成，始建于1974年，运行多年后在2010-2011年期间进行了一次除险加固，除险加固后设防标准为30 a一遇洪水设计(洪峰流量58 m3/s)，300 a一遇洪水校核(洪峰流量115 m3/s)。现状水库总库容298万 m3，兴利库容207万 m3，死库容11.00万 m3。自运行以来，为宜川县交里镇钟楼寺村农田灌溉发挥了重要作用，取得了显著的社会和经济效益[1]。

2 水库工程运行现状及存在问题

水库自除险加固后已经运行了十一年。水库于2020年进行了一次全面安全评价，安全监测的项目主要包括水库的变形、渗流、压力(应力)、水文气象等。基于安全评价的基础数据结果，综合大坝实际运行情况、大坝现场检查和对筑坝材料的土工测试，发现水库枢纽建筑物目前存在主要问题是：(1)钟楼寺水库全年渗漏量为1.9%，据《水利水电工程水文地质勘察规范》(SL373-2007)，渗漏量小于3%，属于轻微渗漏，存在一定的安全隐患。(2)溢洪道末端加设消力池，使引水正常进入河槽。(3)管理房设施较为陈旧，运行管理中的路面条件较差、管理制度和运行体系不够健全，影响水库安全运行，未充分发挥水库综合效益。(4)缺少雨水监控及大坝监控设施。从大坝存在的问题看，水库存在个别安全隐患，一旦工程失事，将威胁下游居民及耕地的防洪安全，造成巨大损失[2]。因此，为确保下游村庄人民生命财产安全，充分发挥水库的综合效益，再次进行除险加固尤为迫切。

3 水库坝址及坝体区工程地质条件评价

坝址区属黄土梁峁地貌，沟谷较狭窄，呈V字形，谷底宽 80～150 m，右岸较陡，山坡角 60°～70°，左岸较缓，山坡角40°～50°，山(梁)顶高程一般为1 150～1 200 m，坡体破碎，冲刷强烈。根据地质勘察钻探结果及工程地质测绘，并结合调查访问，对坝基、坝肩、坝脚及。

3.1 坝基

根据地质勘察钻探结果及工程地质测绘，并结合调查访问，大坝坝基为中风化中厚层状砂岩，其强度高，渗透性小，故坝基总体稳定。

3.2 坝肩

3.2.1 右坝肩

根据勘察钻探结果及工程地质测绘，右坝肩依附于右侧山体，出露地层主要由②黄土及砂岩构成，坡面较陡。右坝肩上部黄土层坡面较陡，坡脚约 75°，坡高约 15.0 m，以 Q3 黄土为主。勘察期间，坡体整体稳定，无安全隐患。右坝肩下游出露砂岩部分，层理裂隙清晰可见，风化强烈部分已被挖除，不存在安全隐患。护坡性状良好。

3.2.2 左坝肩

根据本次勘察钻探结果及工程地质测绘，左坝肩依附于左侧山体，相应地层主要由②黄土、③黄土、④圆砾及砂岩构成。地表坡面相对较缓，坡角 40°～50°，局部存在坡面近于直立的梯地。根据探井资料，出露②黄土具中等～强烈湿陷性，计算湿陷量为△s=683.8 mm，自重湿陷量为△zs=250.8 mm(计算深度在探井面向下10.5 m)，湿陷等级为Ⅱ级。根据钻探资料，④圆砾主要分布于黄土层底部、砂岩上部，为强透水层，在左坝肩下游有间断性连续出露，其渗透系数可按 1.0 m/s 考虑，勘察期间在其下游未发现明显的渗透点。

3.3 坝脚排水棱体

坝脚排水棱体(顶点高程1 094.50 m)高3.0 m，顶宽2.0 m，棱柱外坡坡度32°，排水棱体由干砌块石构成，调查时发现棱体表面杂草及坡积土覆盖严重，建议清除棱体表面杂草及碎石土，整修大坝背水坡，建立系统的坡面排水设施。

3.4 溢洪道

3.4.1 地层

根据现场工程地质测绘，溢洪道区分布的地层主要为第四纪冲洪积堆积物和风积黄土，现按层序分述如下：

1)冲洪积堆积物Q4al+pl：分布于溢洪道泄流槽底。灰黄色黄土类土，土质均匀性差，结构疏松，含大量姜石土、砂粒及植物根等，坚硬、可塑，工程性质差。

2)黄土Q3eol：为所在场地的主要地层，分布于溢洪道两侧和基地。褐黄色，土质均匀，含少量有机质，大孔隙发育，具湿陷性和自重湿陷性。工程性质一般。

3.4.2 边坡稳定性

钟楼寺水库溢洪道位于大坝左岸，为河岸开敞式，由宽顶堰、陡坡段组成，均为浆砌石渠道，挡墙已进行过衬砌加固处理，地质条件良好，满足结构稳定要求。

3.5 天然建筑材料

进行水库大坝枢纽除险加固时，一般所需的天然建筑材料主要为：土料、块石料、细骨料(砂子)和粗骨料(石子)。通过对坝址区周边进行勘察，所需天然建筑材料均可就近在当地予以解决。

3.5.1 土料

大坝加高培厚土料场可选在坝左岸斜坡地带，距大坝 200～500 m，拟选土料场南北长约150 m，东西宽约70 m，厚20～30 m，储量近 26万 m3。料场勘察布设探井1眼，进尺5 m，取原状土样5组，击实样1组。根据勘察，土场地层为中更新统风积黄土夹古土壤，坚硬状，土质均匀，无地下水。土料场运距短，开采运输方便，储量丰富，各项技术质量指标均符合《水利水电工程天然建筑材料勘察规范》(SL251—2015)对土坝碾压土料的技术要求。

3.5.2 石料

石料场选择在工程区西南的黄龙县石料场，运距 50 km。岩石为三叠系灰色砂岩，岩体呈层状结构，单层厚度 0.5～1.0 m左右，岩性坚硬。料场交通较为便利。石料储量丰富，可满足设计要求。

3.5.3 砼粗细骨料

砂石料可选用宜川县仕望河砂场的砂子、砾料，仕望河砂场距水库20 km，交通便利。仕望河砂料场为河床漫滩堆积全新统冲积(Q4al)砂层，以细砂为主，含砾。料场地下水位埋深1.5～3.0 m。仕望河砂作砼细骨料，除堆积密度偏小，其余各指标基本符合《水利水电工程天然建筑材料勘察规范》(SL251—2015)技术质量标准。

4 结论及建议

4.1 结论

(1)工程区地貌单元属黄土残塬沟谷区，冲沟呈 V 字形，两侧沟壁陡立，黄土裸露。出露地层主要为三叠系延长组砂岩和第四系地层；地下水主要为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水。库区不具有产生渗漏的地形地质条件，不存在渗漏问题；现状岸坡较稳定，水库正常高水位运行时会产生不同程度的塌岸，但规模较小，不会影响水库的安全运行；水库不存在淹没及浸没问题。

(2)工程区环境水对混凝土无腐蚀性。大坝迎水坡干砌石部分松动坍塌；背水坡杂草较多，坝体填筑土的质量基本满足规程技术质量要求。坝体填筑质量不合格，未达到规范及施工设计要求，坝体背水坡坡脚未见渗漏现象。

(3)两坝肩边坡较为稳定，右坝肩主要由中风化砂岩组成，左坝肩与坝基主要由坡洪积薄层砾石土及强、中风化砂岩组成。结合勘察结果看，坝基与左坝肩的砾石土与强风化砂岩接触面为薄弱处，水易顺该处进入从而发生渗漏。

(4)坝体部分的溢洪道进口段，平流段较为完整，但消力池，陡坡段不完整，下泄洪水不能平顺的通入河道。左岸土崖较陡，雨季有滑坡危险。下段杂草丛生，为流水冲沟，两侧边坡易溜土。

(5)土料场选在左岸斜坡地带，储量丰富，运距短，开采运输方便，各项技术质量指标基本符合 SL251-2015 规范对土坝碾压土料的技术要求。石料场砂岩料，砂子可采用仕望河砂，其质量基本满足施工要求。

4.2 建议

通过对坝址和坝体区的工程地质条件进行评价，得到基础地质资料，为后期进行除险加固提供了有力的地勘保障。为保证水库长期健康稳定运行，建议从以下几方面进行重点实施除险加固措施：

(1)对坝体进行防渗处理；上游干砌石护坡坝坡改造整修；下游坝坡进行整修，植草，修整纵横排水渠道、增设巡查道路并硬化；对防汛路进行加宽硬化，增设道路排水沟；进行溢洪道高边坡进行削坡处理，完善溢洪道陡坡段、消力池、护坦，连接至河道；增设大坝观测设施、防汛自动控制系统，加强管护人员技术力量，集中进行管护培训。

(2)建议针对坝基及左坝肩渗漏薄弱处问题，对接合处不规整有裂隙处，进行灌浆处理。同时对溢洪道出水口进行改造，清除杂草及树木，侧壁及地基进行砌石护坡；可在山体黄土斜坡一侧沿溢洪道修建截水渠，拦挡坡面泥沙进入溢洪道，保持溢洪道畅通。