长江中下游堤防工程地质问题-解析及成果

6.2　存在的主要工程地质问题

从地质条件来看，大、中型涵闸主要存在如下地质问题。

1.闸基渗漏问题

主要是由于涵闸地基浅部或表层分布有渗透性较大的土、岩层，汛期在闸前后较大水头差的作用下，产生渗漏或散浸、管涌等渗透变形，从而威胁涵闸的安全。

此类问题是涵闸工程较常见的工程地质问题之一。土基中，表层粘性土层的厚度决定了地基抗渗性的好坏。一般来讲，闸址处地基为单一砂性土结构、上薄粘性土层状结构（上部粘性土厚度2～5m）或上砂性土层状结构（上部为砂性土厚度小于2m）的，易产生渗透变形；单一粘性土结构、上厚粘性土层状结构（上部粘性土厚度不小于5m）地基则很少产生渗透变形现象。如1998年汛期，樊口大闸1、2号闸室后形成的6个浑水洞就主要是由于闸基岩体受断裂、裂隙和风化作用的影响，渗透性较大而产生的。此外，涵闸修建过程中如清基不彻底，易产生沿基础与地基、两侧土堤接触面的渗漏。

2.不均匀变形问题(www.xing528.com)

不均匀变形问题主要是由于地基浅部分布有软弱地层或建筑物基础跨越强度、性状差异较大的地层而引起的。如樊口大闸的土坝及翼墙部位，土坝连接着水闸和粑铺大堤，长35m，高18m，目前坝体、护墙均已产生沉陷、开裂和位移，共发现14处变形点，最大下沉量为20cm，最大裂缝宽度为5cm，最大水平位移为6.5cm；翼墙位于1号闸墩上、下游侧，长20～30m，高5～20m，据观察，翼墙最大下沉量3cm，最大水平位移16.5cm，裂缝最大宽度5cm。土坝及翼墙部分坐落在含有机质粘土层上，在荷载的作用下，土坝及翼墙产生沉陷、开裂和位移。又如牛皮坳闸，该闸位于湖北省蕲州镇北的长河上，为混凝土底板条石墩块石拱涵结构，闸室长20m，宽27.6m，共7孔。由于闸址处长河左岸为老港道，分布有较厚的第四系粘土层，闸室地基由左到右依次为全新统粘土，白垩系、古近系及新近系强风化粉砂岩、弱风化粉砂岩及微新粉砂岩，各类土、岩的物理力学性质差异较大。在上部荷载的作用下，由于土、岩性状上的差异，地基出现不均匀沉降，水闸产生变形和裂缝。

3.抗滑稳定问题

对于土基，主要是由于建筑物与地基土间的摩擦力偏小或由于闸室建基面高于闸后地面而产生的浅层或深层滑动。如荆江分洪区的南闸，该闸横跨虎渡河，为荆江分洪工程的节制闸，共设32孔泄洪闸，总宽336m，闸基地层为上更新统冲洪积粘土。闸底板高程32.8m，基础过浅，混凝土仅厚1.5m，下游消力池最低高程为26.6m，闸室下游侧形成临空面，在建筑物挡水的情况下，闸室有向下游滑动的可能性。

对于岩基，则主要是由于建筑物与岩石间摩擦力偏小或岩体中存在对滑动有利的软弱结构面（如层面、裂隙、断层等）组合而形成的浅层或深层滑动。如长江上的樊口大闸，该闸位于湖北省鄂州市新长港上，由水闸、船闸和土坝等组成，其中水闸为开敞式闸型，共11孔，排水流量1 050m³/s。水闸8＃～11^＃孔的地基为志留系灰绿色页岩夹少量砂岩，页岩软弱、强度低，且建基面下3.6～6.0m的页岩呈强风化状，混凝土与页岩的摩擦系数仅为0.45。经计算，闸室抗滑稳定安全系数为0.903，加阻滑板后也仅为0.979 5，不能满足抗滑稳定的要求。