鴨兒溝水庫(kù)兩壩肩滲漏結(jié)果

席為群，蔣 銳

(1.陜西省安康市黃石灘水庫(kù)管理局，陜西 安康725000;2.陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 勘察分院，陜西咸陽(yáng)712000)

鴨兒溝水庫(kù)樞紐工程地處咸陽(yáng)市長(zhǎng)武縣境內(nèi)的冉店鄉(xiāng)上塬村北，大壩為碾壓式均質(zhì)土壩，最大壩高63 m，壩頂高程926.0 m，正常蓄水位為 921.00 m;死水位為 902.00 m，水庫(kù)總庫(kù)容740萬(wàn) m3，導(dǎo)流泄洪洞布置于右岸，泄洪洞全長(zhǎng)553 m。水庫(kù)工程規(guī)模為Ⅳ等小(一)型。

2009年10月初蓄水至898 m高程時(shí)，發(fā)現(xiàn)右壩肩壩后岸坡出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，隨著庫(kù)水位增高至901 m時(shí)，滲漏量顯著增大，實(shí)測(cè)漏量2 000 m3/d，同時(shí)大壩下游右岸坡出現(xiàn)少量帶狀滲水點(diǎn)，鴨兒溝溝口涇河岸坡也出現(xiàn)較大面積的滴水及線狀流水現(xiàn)象，右岸水平長(zhǎng)度約120 m，左岸岸坡也出現(xiàn)約300～500 m左右大面積濕潤(rùn)及滲水現(xiàn)象，左岸下游電站后背岸坡也發(fā)現(xiàn)一處集中滲漏點(diǎn)。針對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了灌漿處理，但當(dāng)水庫(kù)蓄水至高程901 m后左右岸又發(fā)現(xiàn)較大范圍的滲漏。

1 工程地質(zhì)概況

工程區(qū)屬典型的黃土沖溝地貌，河床高程864.00～865.00 m，已建成土壩壩頂高程926 m。左壩肩山體較單薄，下游涇河岸坡沖溝發(fā)育，其中壩址上游約60 m處發(fā)育一較大沖溝，沖溝走向190°～195°，與涇河岸坡沖溝形成對(duì)頂溝，兩沖溝水平距離約250 m;右壩肩山體完整，壩肩至涇河段坡面較完整平直，多呈陡坡?tīng)睢?/p>

壩肩覆蓋層由第四系中更新統(tǒng)風(fēng)積(Q2eol+pl)黃土狀壤土，下更新統(tǒng)沖洪積堆積(Q1al+pl)鈣化粉土、礫石、壤土組成，下伏基巖為白堊系下統(tǒng)洛河組(K1z2)泥巖、砂巖。基巖面高程左壩肩為909.71～911.17 m，右壩肩基巖面高程為906.15～907.45 m。

壩址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，巖層呈單斜構(gòu)造，傾向約60°，傾角2°～5°，無(wú)斷層分布。發(fā)育兩組高傾角裂隙，第一組走向65°～80°，間距約0.4～1 m，該組裂隙在右岸伸向山體，與庫(kù)水不相通，在左岸與庫(kù)水相通，且向北東通向涇河右岸坡，第二組走向?yàn)?30°～340°，間距約 3～4 m，該組裂隙在右岸與庫(kù)水相通，另一側(cè)伸向山體，與泄洞洞及第一組裂隙相交，在左岸與庫(kù)水相通，另一側(cè)伸向山體，與第一組裂隙相交。兩組裂隙在強(qiáng)風(fēng)化層中較發(fā)育，延伸長(zhǎng)度均可達(dá)數(shù)十米至百米，張開(kāi)寬度0.5～2 cm，在弱風(fēng)化層中為閉合至數(shù)毫米。

施工前左壩肩地下水位高程869.74 m、右壩肩870.05 m，蓄水后受庫(kù)水滲漏影響壩肩地下水位高程883～890 m。

2 壩肩滲漏

2.1 壩肩滲漏特征

庫(kù)水位在898～906 m高程時(shí)，根據(jù)滲水點(diǎn)出露的位置，左右壩肩分為4個(gè)滲漏區(qū)。左壩肩滲漏區(qū)流量基本上不隨庫(kù)水的升降而變化，右壩肩滲漏區(qū)流量隨庫(kù)水的升降而升降。

1)右壩肩近壩段滲漏區(qū):位于壩址下游右岸，滲漏方式為集中滲漏。集中滲水點(diǎn)有兩個(gè)，滲水點(diǎn)高程分別為899.5 m、900.4 m。

2)右壩肩泄洪洞出口滲漏區(qū):位于泄洪洞出口兩側(cè)涇河岸坡，由泄洪洞向兩側(cè)延伸長(zhǎng)度可達(dá)50～80 m，多呈面狀滲流，局部張開(kāi)的裂隙呈射水狀態(tài)。滲水點(diǎn)最大高程為883.6 m。

3)左岸近壩段滲漏區(qū):位于左岸近壩地段～朝陽(yáng)電站處，多呈面狀滲流，沿岸坡長(zhǎng)度約150～180 m出滲高程約880～888 m。

4)左岸涇河岸坡滲漏區(qū):位于左岸涇河岸坡處，沿涇河岸坡分布長(zhǎng)度達(dá)300～350 m，尤其在岸坡的5個(gè)沖溝內(nèi)形成集中的明流。滲水點(diǎn)最大高程為892.2 m。

2.2 左壩肩滲漏

左壩肩上游庫(kù)區(qū)發(fā)育一沖溝，與涇河岸坡的沖溝形成對(duì)頂溝，在高程900 m處兩沖溝水平距離約240 m，屬單薄山梁，基巖巖性為泥巖夾砂巖，基巖面高程909～911 m，發(fā)育兩組共扼裂隙，發(fā)育兩組高傾角裂隙，第一組走向65°～80°，間距約0.4～1.0 m，最大張開(kāi)寬度達(dá)3 cm，在沖溝處與庫(kù)水相通，一直延伸至涇河岸坡，第二組走向?yàn)?30°～340°，間距約0.8～1.2 m，與第一組裂隙將巖體切割呈塊體狀，且強(qiáng)風(fēng)化層巖體呈碎裂狀，頁(yè)巖屬于砂、泥巖的夾層，具頁(yè)理構(gòu)造，呈薄片狀，產(chǎn)狀近于水平。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，庫(kù)水易沿層理面或巖石斷口產(chǎn)生滲透。

據(jù)鉆孔水位觀測(cè)資料，左壩肩地下水低于庫(kù)水位，鉆孔壓水試驗(yàn)顯示在基巖面以下約10～20 m巖體透水率不滿足水庫(kù)防滲標(biāo)準(zhǔn)。在鉆進(jìn)中對(duì)不回水的孔進(jìn)行了連通試驗(yàn)，連續(xù)全泵量注入染料溶劑6個(gè)小時(shí)，在滲漏區(qū)一直未發(fā)現(xiàn)試劑痕跡，推測(cè)可能由于滲漏形式為沿層理或細(xì)小裂隙的面狀滲流，染料被大量吸附或是由于庫(kù)水位流速太慢，染料產(chǎn)生了沉淀。

綜上所述，左壩肩屬于典型的繞壩滲漏.庫(kù)水沿裂隙、層理組合的通道產(chǎn)生滲漏，滲漏范圍為樁號(hào)0-170～0+050 m，主要滲漏段高程為890～911 m。庫(kù)水由左岸上游的沖溝附近滲入巖體裂隙，沿裂隙向下游運(yùn)移，當(dāng)裂隙閉合時(shí)或不發(fā)育時(shí)，就沿水平向的層理面產(chǎn)生滲透，再次遇到較寬的裂隙時(shí)，又匯集成重力水。最終在朝陽(yáng)電站及涇河岸坡附近形成滲漏區(qū)，出露的長(zhǎng)度和面積也較大。

2.3 右壩肩滲漏

右壩肩山體和坡面較完整，泄洪洞及取水管道分別在壩軸線樁號(hào)0+158和0+140與壩軸線相交?；鶐r面高程906.15～907.82 m，發(fā)育兩組共扼裂隙，發(fā)育兩組高傾角裂隙，第一組走向 65°～80°，間距約 0.4～1.0 m，最大張開(kāi)寬度達(dá)3 cm，延伸至涇河岸坡;第二組走向?yàn)?30°～340°，間距約0.8～1.2 m，與第一組裂隙將巖體切割呈塊體狀。

在泄洪洞施工時(shí)，發(fā)現(xiàn)一寬大卸荷裂隙，走向約80°～85°，泄洪洞在樁號(hào)0+71～0+155 m斜穿該裂隙，裂隙兩側(cè)影響寬度約3 m，有架空現(xiàn)象，架空寬度可達(dá)20 cm，并且引起了隧洞產(chǎn)生近6m高的塌方，通過(guò)對(duì)該條裂隙產(chǎn)狀的分析，裂隙在壩軸線樁號(hào)0+146～0+155段有出露，在涇河岸坡亦有顯示，且與集中滲漏點(diǎn)相距很近。前期灌漿時(shí)就發(fā)現(xiàn)該處有大的滲流通道，曾灌入了20 m3砂子和幾十噸水泥，后期又在該裂隙附近的鉆孔中灌入了38噸水泥，并且樁號(hào)0+173 m處鉆孔鉆進(jìn)基巖后進(jìn)行水泥封孔時(shí)，注入4噸水泥后仍未封住套管，說(shuō)明該組裂隙應(yīng)有多條，間距不明，在右岸均斜穿了泄洪洞。

壩軸線樁號(hào)0+130～0+230 m之間的鉆孔鉆進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)掉鉆及不回水現(xiàn)象，壩基巖體質(zhì)量較差;壓水試驗(yàn)亦顯示基巖面以下15～20 m巖體透水性不符合防滲要求，尤其是泄洪洞附近的巖體較破碎，庫(kù)水可能通過(guò)該區(qū)域向下游滲漏。

集中滲漏區(qū)與庫(kù)水關(guān)系密切，在壩軸線樁號(hào)0+154 m處的鉆孔施工至902.3 m時(shí)不回水，投入試劑40 min后，在距鉆孔79 m處S1滲漏點(diǎn)發(fā)現(xiàn)了紅色的染料水，由此認(rèn)為庫(kù)水、鉆孔內(nèi)水及滲漏水是相通的，根據(jù)連通試驗(yàn)，粗略計(jì)算滲漏通道的水流速度和水力坡度見(jiàn)表1。

表1 滲漏通道水流速度和水力坡度計(jì)算表

泄洪洞頂打一灌漿鉆孔，孔徑56 mm，深5 m，灌入水泥達(dá)4.5 t，平均每米耗灰量約1噸，壩頂鉆孔在洞頂2 m以上產(chǎn)生了掉鉆和漏水現(xiàn)象，亦能說(shuō)明巖體松動(dòng)圈的存在。在高程900 m時(shí)，庫(kù)水距泄洪洞的平距僅為17 m，可以認(rèn)為庫(kù)水與洞頂松動(dòng)圈及塌方空腔是直接相通的，且水力坡度可達(dá)到6.7% ，滲流速度 2 842 m/d。

綜上所述，右壩肩為庫(kù)水沿基巖通道、卸荷裂隙及層面組合的通道產(chǎn)生滲漏，主要滲漏段樁號(hào)為0+130～0+230段，在0+150～0+180段尤為嚴(yán)重，主要滲漏高程為885～907.82 m。庫(kù)水在泄洪洞放水塔下游的沖溝處沿基巖裂隙和層理滲入至泄洪洞洞頂?shù)乃蓜?dòng)圈和塌方空腔內(nèi)，然后在其間運(yùn)移，至壩軸線處后，一部分水沿寬大裂隙向鴨兒溝產(chǎn)生滲漏，形成集中滲漏點(diǎn);一部水繼續(xù)沿洞頂向下游流，在橋墩處遇到了另一組寬大裂隙，形成另一個(gè)集中滲漏點(diǎn);另一部分水繼續(xù)向洞口方向流動(dòng)，流動(dòng)的同時(shí)沿巖體內(nèi)各種裂隙產(chǎn)生了發(fā)散，至涇河岸坡處后，沿岸坡產(chǎn)生面狀滲流，形成滲漏區(qū)。

3 結(jié)語(yǔ)

1)左壩肩山體單薄，屬于典型的繞壩滲漏，滲漏點(diǎn)均出現(xiàn)在基巖內(nèi)，庫(kù)水沿巖層層面與裂隙組合通道產(chǎn)生滲漏，滲漏范圍為樁號(hào)0-170～0+050 m，主要滲漏段高程為890～911 m。

2)右壩肩山體完整，庫(kù)水沿基巖通道、卸荷裂隙及層面組合的通道產(chǎn)生滲漏，主要滲漏段樁號(hào)為0+130～0+230段，在0+150～0+180段尤為嚴(yán)重，主要滲漏高程段為885～908 m。

3)勘察工作結(jié)束后，施工單位依據(jù)滲漏結(jié)論采取了灌漿處理措施，處理效果達(dá)到了設(shè)計(jì)防滲目的。

［1］王鋼成，黃超.江雄水庫(kù)壩基和壩肩滲漏分析與滲控方案評(píng)價(jià)

［J］.世界地質(zhì).2009，28(3):367-370.

［2］靳崇濤.渭南市臨渭區(qū)箭峪水庫(kù)右壩肩滲漏分析及處理［J］.科技資訊.2010(28):156.

［3］張偉.仰天河水庫(kù)壩肩滲漏分析及防滲處理措施［J］.地下水.2008，30(135):109.

［4］高全新，蔣銳.鴨兒溝水源工程水庫(kù)滲漏勘察報(bào)告［R］.西安:陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.2011.

［5］GB50487-2008.水利水電工程地質(zhì)勘查規(guī)范［S］.

［6］工程地質(zhì)手冊(cè).編寫組.工程地質(zhì)手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社.1982.