紅瓦屋水庫庫區大面積滲漏分析及處理措施

■夏國軍 江妤 彭義峰

（湖北省水利水電規劃勘測設計院 湖北 武漢430064）

紅瓦屋水庫庫區大面積滲漏分析及處理措施

■夏國軍 江妤 彭義峰

（湖北省水利水電規劃勘測設計院 湖北 武漢430064）

巖溶地區修建水庫，滲漏問題將成為非常重要的關鍵。巖溶滲漏是影響水庫能否正常蓄水的重要問題，隨著新技術的發展巖溶滲漏問題的處理也有了許多的技術手段。一般出現的都是單巖溶通道的處理，本文就結合作者的實際工作經驗，對紅瓦屋水庫右岸大面積巖溶滲漏提出了防滲處理措施，對以后巖溶地區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州鎮西北部的馬家河上。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重，影響了水庫的正常蓄水，因此急需對水庫右岸庫壁進行防滲處理。

2 紅瓦屋水庫右岸庫壁滲漏情況

施工期間發現，發電洞、右岸灌漿平洞及三個先導孔中巖溶均很發育，溶洞和溶隙縱橫交錯，且沿垂直大壩右岸岸坡方向巖溶發育高程越來越低，不能形成有效的防滲帷幕。在下閘蓄水前期，結合工程開挖現狀及巖溶出露情況，進行了局部巖溶堵漏處理。水庫下閘蓄水后不久，在水庫右岸發電洞進口附近及其上游100余米庫壁范圍內發現有10余個滲漏點及3個溶洞。2011年7月7日，庫區普降特大暴雨，庫水位上升3～4m（高程1561～1562m），在一級站沒有發電的情況下，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，在右岸庫壁和庫盆（主要在向家溝上游）又發現二十五個滲漏點和漏斗，局部還有地表塌陷，滲水帶長度達到近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，地形總體上呈北高南低趨勢，庫區及左右岸鄰谷沖溝均呈南北向展布，河水由北流向南，相對高程200～300m。工程區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。水庫左岸發育紅瓦屋背斜，背斜軸向呈NE10°展布，水庫庫區及右岸為單斜地層，巖層產狀：280°～285°，∠8～12°。水庫區及右岸河間地塊無大的區域性斷層穿過，僅在庫區及右岸發育四條斷層，斷層走向350度至北東20度，傾西和東傾角67度至81度，斷層錯距2～10m。根據庫區及右岸河間地塊地層巖性及其組合關系、厚度、巖溶發育和泉水出露等情況，將本區各巖組巖溶發育及含水程度進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。其中巖溶水比較復雜。庫區強巖溶巖組主要為二疊系棲霞組和泥盆系寫經寺組下段灰巖。水庫區左岸存在地下分水嶺。主要依據是：在庫區左岸有泉水出露，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高程約為1550～1565m。分水嶺兩側的泉水均出露于D3h/D3x的頁巖頂部。水庫右岸為單斜地層，巖層產狀傾右岸偏上游，強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號泉之間存在巖溶管道式滲漏，而且滲漏特別嚴重。根據本次勘察揭示庫區巖溶分布特征如下：①1563m以下嚴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弱巖溶發育區。水庫右岸庫壁防滲處理建議分兩期進行，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。弱滲漏段根據蓄水后運行情況進行局部處理。如果遇到大溶洞、暗河進口或古河道，建議加大槽斷面或者開挖其洞口進行封堵。對弱滲漏段建議采取帷幕灌漿封閉處理，對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，至今不能產生效益，如果對水庫防滲一次性處理，勢必時間拖的更長，投資更大，而且見不到一點效益，經過研究決定，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：在工程建設過程中，右岸導流洞（兼發電洞）開挖時，洞子從中間分界，上部為寫經寺組灰巖，下部為黃家墩組頁巖，灰巖底部與頁巖接觸部位就見有溶洞發育。2010年至2011年對發電洞進口上游100m長庫段滲水點進行封堵，開挖發現的溶洞、溶隙均到了頁巖頂部，在本次勘探中揭露，zk04、zk06、zk07、zk10、zk16等鉆孔均發現灰巖與頁巖接觸面發育溶洞，因此本次防滲處理深度應達到頁巖頂部以下一定深度，底部進行全封閉。通過勘探，1563m以下嚴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斷層東盤），斷層西盤的zk07號鉆孔頁巖頂板分布高程為1536m。其他部位為弱滲漏段，可以根據水庫蓄水后滲漏情況進行局部處理，但是本次對強巖溶發育區處理應與滲漏段處理預留接口。（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，而且規模較大，水泥漿灌下去會被流水帶走，勢必會帶來耗灰量大，起不到防滲效果，而且投資大，防滲帷幕不保險；②機械截滲墻：借鑒其他工程經驗，采用烏卡斯，就是用機械沖擊成一道槽，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，要求施工場地有一定平整度，可以機械操作就行，紅瓦屋水庫施工現場可以滿足和適應該防滲處理措施。如果遇到大溶洞、暗河進口或古河道，建議加大槽斷面或者開挖其洞口進行封堵。③采用復合土工膜對庫內1563.00范圍內全鋪防滲處理方案如下：首先將庫內一些棄渣土料進行平整，整成傾向左岸的一較緩邊坡斜面，將礦渣土碾壓密實，然后鋪設30cm土料，土料上層鋪設一層土工格柵，格柵上再鋪設30cm土料，土料上鋪設長絲針復合土工膜一層（300g/0.5mm/300g），膜上采用1m土料覆蓋，采用小碾壓實，四周采用砼圈梁與土工膜進行封閉銜接。根據蓄水成效情況，待鋪蓋施工完畢后將設計樁號 0+170~0+210和設計樁號0+055~0+125主要巖溶滲漏帶采用灌漿鉆孔進行自密實砼填灌處理，局部巖溶發育段采用人工挖孔樁挖開，填充堆石料，然后采用自密實砼填灌處理。根據三種方案，從可行性、經濟型、實際效果綜合對比，決定采用復合土工膜防滲鋪蓋方案。

5 結語

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

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F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-123-1