紅瓦屋水庫庫區(qū)大面積滲漏分析及處理措施

■夏國軍 江妤 彭義峰

（湖北省水利水電規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院 湖北 武漢430064）

紅瓦屋水庫庫區(qū)大面積滲漏分析及處理措施

■夏國軍 江妤 彭義峰

（湖北省水利水電規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院 湖北 武漢430064）

巖溶地區(qū)修建水庫，滲漏問題將成為非常重要的關(guān)鍵。巖溶滲漏是影響水庫能否正常蓄水的重要問題，隨著新技術(shù)的發(fā)展巖溶滲漏問題的處理也有了許多的技術(shù)手段。一般出現(xiàn)的都是單巖溶通道的處理，本文就結(jié)合作者的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)紅瓦屋水庫右岸大面積巖溶滲漏提出了防滲處理措施，對(duì)以后巖溶地區(qū)處理庫壁大面積滲漏問題有一定的借鑒作用。

紅瓦屋水庫大面積庫壁滲漏防滲處理

1 工程概況

紅瓦屋水庫位于建始縣業(yè)州鎮(zhèn)西北部的馬家河上。紅瓦屋水電站工程距建始縣城32km，交通十分方便，有209國道穿過縣城，距318國道28km。紅瓦屋水庫屬于?。ㄒ唬┬退畮?；紅瓦屋水庫大壩為鋼筋混凝土面板堆石壩，最大壩高41.5m，水庫正常蓄水位1583m。水庫建成下閘后，由于近壩庫段右岸庫壁巖溶滲漏較嚴(yán)重，影響了水庫的正常蓄水，因此急需對(duì)水庫右岸庫壁進(jìn)行防滲處理。

2 紅瓦屋水庫右岸庫壁滲漏情況

施工期間發(fā)現(xiàn)，發(fā)電洞、右岸灌漿平洞及三個(gè)先導(dǎo)孔中巖溶均很發(fā)育，溶洞和溶隙縱橫交錯(cuò)，且沿垂直大壩右岸岸坡方向巖溶發(fā)育高程越來越低，不能形成有效的防滲帷幕。在下閘蓄水前期，結(jié)合工程開挖現(xiàn)狀及巖溶出露情況，進(jìn)行了局部巖溶堵漏處理。水庫下閘蓄水后不久，在水庫右岸發(fā)電洞進(jìn)口附近及其上游100余米庫壁范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)有10余個(gè)滲漏點(diǎn)及3個(gè)溶洞。2011年7月7日，庫區(qū)普降特大暴雨，庫水位上升3～4m（高程1561～1562m），在一級(jí)站沒有發(fā)電的情況下，第二天早晨庫水位又降落到了死水位，近百萬方水全部向庫外滲漏。同時(shí)，在右岸庫壁和庫盆（主要在向家溝上游）又發(fā)現(xiàn)二十五個(gè)滲漏點(diǎn)和漏斗，局部還有地表塌陷，滲水帶長度達(dá)到近400m，說明水庫右岸滲漏1562m高程以下有較大的巖溶滲漏通道，連通性能較好。

3 地質(zhì)概況及建議

紅瓦屋水庫地處鄂西南建始縣北邊與重慶市巫山縣接壤處。黃海高程為1700～1900米，為中高山區(qū)，地形總體上呈北高南低趨勢(shì)，庫區(qū)及左右岸鄰谷沖溝均呈南北向展布，河水由北流向南，相對(duì)高程200～300m。工程區(qū)分布地層為泥盆系至二疊系地層，由碳酸鹽巖和碎屑巖組成，碳酸鹽巖分布較廣，出露面積占85%以上。水庫左岸發(fā)育紅瓦屋背斜，背斜軸向呈NE10°展布，水庫庫區(qū)及右岸為單斜地層，巖層產(chǎn)狀：280°～285°，∠8～12°。水庫區(qū)及右岸河間地塊無大的區(qū)域性斷層穿過，僅在庫區(qū)及右岸發(fā)育四條斷層，斷層走向350度至北東20度，傾西和東傾角67度至81度，斷層錯(cuò)距2～10m。根據(jù)庫區(qū)及右岸河間地塊地層巖性及其組合關(guān)系、厚度、巖溶發(fā)育和泉水出露等情況，將本區(qū)各巖組巖溶發(fā)育及含水程度進(jìn)行劃分為三類地下水，即：孔隙性地下水、裂隙地下水和巖溶地下水。其中巖溶水比較復(fù)雜。庫區(qū)強(qiáng)巖溶巖組主要為二疊系棲霞組和泥盆系寫經(jīng)寺組下段灰?guī)r。水庫區(qū)左岸存在地下分水嶺。主要依據(jù)是：在庫區(qū)左岸有泉水出露，出露于背斜的NW翼，在左岸鄰谷也有泉水出露，出露于背斜的SE翼，其中鄰谷泉水出露點(diǎn)高程約為1550～1565m。分水嶺兩側(cè)的泉水均出露于D3h/D3x的頁巖頂部。水庫右岸為單斜地層，巖層產(chǎn)狀傾右岸偏上游，強(qiáng)巖溶巖組分布于庫盆及右岸，水庫右岸和奔山溝之間的河間地塊不存在地下分水嶺，水庫與奔山溝q4號(hào)泉之間存在巖溶管道式滲漏，而且滲漏特別嚴(yán)重。根據(jù)本次勘察揭示庫區(qū)巖溶分布特征如下：①1563m以下嚴(yán)重滲漏帶主要分兩段：第一段從2011年截滲墻起至zk16與zk9鉆孔中間止，段長200m左右，黃家墩組頁巖隔水層頂板分布高程為1548～1540m；第二段從zk07與zk08鉆孔之間起至zk03與zk04號(hào)鉆孔之間，段長約150m左右，黃家墩組頁巖隔水層頂板分布高程為1535～1552m。②除1563高程以下的第一和第二段外，其他部位主要為相對(duì)弱巖溶發(fā)育區(qū)。水庫右岸庫壁防滲處理建議分兩期進(jìn)行，第一期處理至1563m高程，第二期從1563～1583m正常蓄水位。其中第一期的處理第一段和第二段，處理方式建議采用截滲墻處理，截滲墻走向建議沿著4-4′剖面實(shí)施,該剖面上游延伸至zk03孔，下游延伸與前期截滲墻相接。弱滲漏段根據(jù)蓄水后運(yùn)行情況進(jìn)行局部處理。如果遇到大溶洞、暗河進(jìn)口或古河道，建議加大槽斷面或者開挖其洞口進(jìn)行封堵。對(duì)弱滲漏段建議采取帷幕灌漿封閉處理，對(duì)zk01至zk03孔之間庫壁的溶隙及小型溶洞封堵處理。

4 紅瓦屋水庫防滲處理方案

（1）防滲處理分期：紅瓦屋水庫是以發(fā)電為主，兼有防洪。水庫建成將近兩年，由于水庫滲漏，至今不能產(chǎn)生效益，如果對(duì)水庫防滲一次性處理，勢(shì)必時(shí)間拖的更長，投資更大，而且見不到一點(diǎn)效益，經(jīng)過研究決定，防滲處理分兩期，第一期防滲處理高程至1563m,第二期從1563m至正常高蓄水位1583m。（2）防滲處理范圍：在工程建設(shè)過程中，右岸導(dǎo)流洞（兼發(fā)電洞）開挖時(shí)，洞子從中間分界，上部為寫經(jīng)寺組灰?guī)r，下部為黃家墩組頁巖，灰?guī)r底部與頁巖接觸部位就見有溶洞發(fā)育。2010年至2011年對(duì)發(fā)電洞進(jìn)口上游100m長庫段滲水點(diǎn)進(jìn)行封堵，開挖發(fā)現(xiàn)的溶洞、溶隙均到了頁巖頂部，在本次勘探中揭露，zk04、zk06、zk07、zk10、zk16等鉆孔均發(fā)現(xiàn)灰?guī)r與頁巖接觸面發(fā)育溶洞，因此本次防滲處理深度應(yīng)達(dá)到頁巖頂部以下一定深度，底部進(jìn)行全封閉。通過勘探，1563m以下嚴(yán)重滲漏帶主要分兩段：第一段從2011年截滲墻起至zk16與zk9鉆孔中間止，段長200m左右，黃家墩組頁巖隔水層頂板分布高程為1548-1540m；第二段從zk07與zk08鉆孔之間起至zk03與zk04號(hào)鉆孔之間，段長約150m左右，黃家墩組頁巖隔水層頂板分布高程為1545-1552m（F6斷層?xùn)|盤），斷層西盤的zk07號(hào)鉆孔頁巖頂板分布高程為1536m。其他部位為弱滲漏段，可以根據(jù)水庫蓄水后滲漏情況進(jìn)行局部處理，但是本次對(duì)強(qiáng)巖溶發(fā)育區(qū)處理應(yīng)與滲漏段處理預(yù)留接口。（3）防滲處理措施：可以選用的防滲處理方案主要有以下三種：①采用防滲帷幕：理由是不受天氣因素影響，常年可以施工；防滲線路及深度好控制。但是溶洞太多，而且規(guī)模較大，水泥漿灌下去會(huì)被流水帶走，勢(shì)必會(huì)帶來耗灰量大，起不到防滲效果，而且投資大，防滲帷幕不保險(xiǎn)；②機(jī)械截滲墻：借鑒其他工程經(jīng)驗(yàn)，采用烏卡斯，就是用機(jī)械沖擊成一道槽，槽寬40cm，然后在槽中澆注鋼筋混凝土，形成一道鋼筋混凝土截滲墻。該施工措施不受氣候條件的影響，要求施工場(chǎng)地有一定平整度，可以機(jī)械操作就行，紅瓦屋水庫施工現(xiàn)場(chǎng)可以滿足和適應(yīng)該防滲處理措施。如果遇到大溶洞、暗河進(jìn)口或古河道，建議加大槽斷面或者開挖其洞口進(jìn)行封堵。③采用復(fù)合土工膜對(duì)庫內(nèi)1563.00范圍內(nèi)全鋪防滲處理方案如下：首先將庫內(nèi)一些棄渣土料進(jìn)行平整，整成傾向左岸的一較緩邊坡斜面，將礦渣土碾壓密實(shí)，然后鋪設(shè)30cm土料，土料上層鋪設(shè)一層土工格柵，格柵上再鋪設(shè)30cm土料，土料上鋪設(shè)長絲針復(fù)合土工膜一層（300g/0.5mm/300g），膜上采用1m土料覆蓋，采用小碾壓實(shí)，四周采用砼圈梁與土工膜進(jìn)行封閉銜接。根據(jù)蓄水成效情況，待鋪蓋施工完畢后將設(shè)計(jì)樁號(hào) 0+170~0+210和設(shè)計(jì)樁號(hào)0+055~0+125主要巖溶滲漏帶采用灌漿鉆孔進(jìn)行自密實(shí)砼填灌處理，局部巖溶發(fā)育段采用人工挖孔樁挖開，填充堆石料，然后采用自密實(shí)砼填灌處理。根據(jù)三種方案，從可行性、經(jīng)濟(jì)型、實(shí)際效果綜合對(duì)比，決定采用復(fù)合土工膜防滲鋪蓋方案。

5 結(jié)語

本文對(duì)紅瓦屋水庫右岸庫壁大面積巖溶滲漏進(jìn)行了分析，并提出多種防滲處理措施，并最終進(jìn)行優(yōu)選，采用復(fù)合土工膜在此類問題中的應(yīng)用，并取得了很好的效果。

[1]馬俊廷.深層壩基防滲墻施工平臺(tái)坍塌預(yù)防及處理施工 [J].水利建設(shè)與管理，2009（9）.

[2]羅奇.簡(jiǎn)述壩基防滲工程施工監(jiān)理 [J].黑龍江科技信息，2010（11）.

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-12-123-1