1、DOI:10 19807/j cnki DXS 2023 03 094白皂坝水库成库论证分析研究田凯(遵义市水利水电勘测设计研究院有限责任公司，贵州 遵义 563002)摘要针对白皂坝成库工程区水文地质条件复杂，碳酸盐岩与碎屑岩相间分布于库区，碳酸盐岩层岩溶发育，存在渗漏可疑。结合现场勘察和地质钻探成果，对库区主要工程地质和水文地质进行分析，并对成库条件进行论证。结果表明:水库蓄水后不存在向库外永久性渗漏问题，主要的渗漏问题是沿坝基、左右岸坝肩强化风带、裂溶隙及库首 T1y2岩溶层向下游渗漏的问题，可结合大坝防渗一并进行处理，经防渗处理后，可具备成库条件。关键词岩溶渗漏;成库论证;白皂坝水库中
2、图分类号TV697 3+2文献标识码B文章编号1004 1184(2023)03 0273 02收稿日期2022 12 16作者简介田凯(1989 )，男，贵州铜仁人，工程师，主要从事水利水电工程地质工作。0引言岩溶渗漏问题是一个复杂的水文 工程地质问题，也是水库工程地质勘察的难点之一1。许多学者就岩溶渗漏问题进行了深入研究，取得了许多成果2。裴建国等3 划分了西南岩溶石山地区岩溶地下水系统并统计了其主要特征值。曹建文等4 研究了西南岩溶石山地区不同类型地下河开发利用模式。王益等5 论述理清岩溶发育规律及泉域的补径排关系，并确定地下分水岭高程，对水库成库条件的论证和规模的确定提供支撑。卢耀如6
3、 概述了岩溶地区主要水利工程地质问题与水库类型及其防渗处理途径。赵瑞等7 概述了水库岩溶渗漏类型。刘茂等8 研究岩溶洼地成库论证及防渗处理。袁代江9 研究白河沟水库成库条件论证及处理。因此，对岩溶发育的调查研究及发育程度的判定在水利项目建设的可行性论证时期起着重要的作用。本文通过对凤冈县白皂坝水库地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件等方面对水库进行渗漏分析评价，论证其成库条件。1工程概况白皂坝水库位于洪渡河右岸一级支流砚台河上游河段，属于长江流域乌江水系，地处凤冈县绥阳镇新岗村境内。大坝距绥阳集镇 9 2 km、距凤冈县城区 12 2 km、距遵义市中心城区 76 km，坝址下游 240
4、 m 处有 S304 县道经过，交通条件一般。推荐上坝址以上集雨面积 14 6 km2，砚台河长约14 6 km，河道坡降 25 4，多年平均流量 0 281 m3/s，年径流总量 949 0 万 m3，库容 470 万 m3，为小(1)型水库。2库区工程地质条件2 1地形地貌库区地处黔北高原东部，大娄山脉东北分支南东侧，山脉及河谷走向多为 NNE、NE 向，受构造控制明显;总体地势为北、西高，南、东低，大部分地区海拔 800 1 100 m，区内河谷深切，水系发育，主要有西部的复兴河、南东部的绥阳河及北东部的砚台河等;库区所在砚台河整体由北向南径流，在头道河一带转弯后向 N40E 展布，河谷
5、高程 818 1 250 m，河床比降 9 29;河道转弯以上河谷狭窄，两岸地形陡峻，地形坡度一般 40 60，局部为陡壁，多呈“V”型横向谷，转弯以下河谷相对宽缓，主要以斜坡、陡坡为主，地形坡度一般20 50，局部为斜缓坡台地，多为宽口“V”型走向谷;整体上，库区两岸无低矮垭口分布，地形封闭;库区地貌以溶蚀侵蚀低山至低中山地貌为主，主要地貌形态有溶丘洼地、峰丛洼地、峰丛谷地和峰丛峡谷等。2 2地层岩性受构造控制，库区出露地层总体呈条带状顺 N41 55E 方向展布，各地层岩性、层厚、分布位置、含水岩组划分见表 1。表 1库区地层统计表地层岩性厚度/m分布位置水文地质条件T1y3以钙质泥岩及泥
6、岩为主，局部夹灰岩50 100库首右岸弱含水岩组T1y2灰岩、泥灰岩，夹层厚不均的浅紫红色泥岩150 300库首至库中顺河向发育强岩溶T1y1泥岩、粉砂质泥岩、页岩10 14库中弱含水岩组P3c灰岩41 44库中强岩溶P3w以页 岩 为 主，夹 碳质页 岩，上 部 为 中至厚层灰岩120 147库中中等岩溶P2q+m灰岩、泥灰岩360 427库尾强岩溶P1l页岩1 3库尾弱含水岩组S2 3hn页岩、泥岩夹灰岩、泥灰岩450 558库尾弱含水岩组2 3地质构造水库工程区位于新岗断层(F1)与回龙寺断层(F2)之3722023 年 5 月第 45 卷第 3 期地下水Ground waterMay，
7、2023Vol.45NO.3间，库区内以背向斜为特征，主要发育有绥阳场向斜和绥阳场背斜。绥阳场向斜:该向斜位于库区左岸，与库区斜交，轴线走向 N30 45E，测区内轴长约 20 5 km，其北东端及南西端均延伸出图，在测区中部受新岗断层(F1)切割而错断，平面错距约 0 8 km，核部主要由三迭系夜郎组玉龙山段(T1y2)地层组成，两翼主要由志留系(S)、二迭系(P)及三迭系茅草铺组(T1m)地层组成，向斜两翼岩层不对称，北西翼岩层倾角20 80，南东翼倾角 50 60。绥阳场背斜:该背斜位于库区右岸，轴向 N25 35E，图幅内长约 9 2 km。北东端延伸出图，南西端在新岗断层带逐渐尖灭。
8、背斜及两翼主要出露三迭系夜郎组(T1y)地层，两翼岩层基本对称，岩层倾角一般 50 60，局部段岩层近于直立。同时，受区域构造、绥阳场向斜和绥阳场背斜影响库区主要发育有三组裂隙:(1)N30 60W/NE60 80，为张扭性裂隙，裂面平直;(2)N40 70W/SW65 90，为张扭性裂隙;(3)N30 50E/SE30 50，为压性裂隙。2 4岩溶水文地质条件2 4 1岩溶库区岩溶形态以溶沟溶槽、岩溶洼地套落水洞及岩溶泉为主，其次为溶洞。岩溶形态随地层岩性不同在平面上具有明显的分异性，水库近岸岩溶形态发育频数最高的是栖霞茅口组(P2q+m)、夜 郎 组 玉 龙 山 段(T1y2)，其 次 是
9、 长 兴 组(P3c)强可溶岩分布地带，而吴家坪组(P3w)地表岩溶较少，且规模不大。库区岩溶发育及岩溶化程度与岩性及其分布影响密切，区内可溶性高的 P2q+m、T1y2等地层以灰岩、白云质灰岩为主，岩溶发育程度较高，库区有 80%的岩溶洞穴和较大规模的溶洞、落水洞、岩溶洼地和岩溶管道均分布于其中;库区主要岩溶管道发育于 P2q+m 层内，以短而小的规模为主;而 P3c 层因岩层陡倾，出露面积有限，岩溶化程度相对较低，仅局部形成规模较小的岩溶形态。岩溶发育具有不均一性，在地形相对平缓的台地、洼地及斜坡(如右岸至复兴河之间的平缓台地)，地表汇水性较好，为岩溶个体形态的发育创造了条件，岩溶发育程度
10、高，常呈串珠状或筛状分布，而在地形较陡处岩溶发育相对较弱;岩溶多顺岩层走向或倾向发育。2 4 2水文地质条件库区地层的岩性分布特征及北东向为主导的构造控制了地下水的分布，决定了地下水的形成和类型的差异。区内碎屑岩与碳酸盐岩相间分布，碳酸盐岩约占库区面积的 80%，水库区内河谷切割较深，据调查 P3c 地层内地表分水岭与地下分水岭基本一致，P2q+m、T1y2层内地表分水岭多与地下分水岭一致，分水岭高程均高于正常蓄水位，地下水以分水岭为界各向库区及邻谷排泄，库区出露的 S2 3hn、P3w、T1y1以泥页岩为主，地表水入渗后通过覆盖层及强风化岩体就近排泄于库区河谷。地下水靠大气降雨补给，并以地下
11、分水岭为界，以出水溶洞、岩溶泉等形式补给库区河水。砚台河为补给型河流，砚台河为库区最低排泄基准面。3水库渗漏分析拟建白皂坝水库设计上坝址正常蓄水位高程为 905 0m，迥水长约 1 8 km，坝前抬高水位约 28 m;下坝址正常蓄水位 897 00 m，迥水长约 2 2 km，坝前抬高水位约 29 m。3 1横向河谷河段库区右 岸 分 布 复 兴 河，复 兴 河 河 谷 高 程 为 811 0 1 075 0 m，为库区右岸低邻谷，在库区右岸 P2q+m 层出露K3 出水溶洞，P3c 层出露 S5 泉点，T1y2层出露 K4 出水溶洞及 S6、S7 泉点等补给库区，推断在右岸存在地下分水岭，分
12、水岭两侧地下水分别补给库区及复兴河，分水岭处地下水位高程均高于正常蓄水位，库水经右岸向复兴河渗漏可能性小。左岸因河流在头道河至坝段间形成“V”型转弯，在细沟溪至头道河段与坝区下游的三岔河河段间形成河间地块。地块间有 P2q+m、P3c 等岩溶岩组与下游相连，左岸 P2q+m层出露 S3 泉点，出露高程 910 0 m，高于正常蓄水位;P3c 层出露 S4 泉点，出露高程 886 0 m，均补给库区，推测在左岸存在地下分水岭，分水岭两侧地下水分别补给库区及三岔河，左岸地下水位高于正常蓄水位，库区经左岸向邻谷三岔河渗漏可能性小。图 1邻谷典型水文地质剖面图3 2走向河谷河段库区两岸分布有隔水性能良
13、好的 T1y1泥岩、粉砂质泥岩以及 T1y3泥岩等相对隔水层分布，分布连续、稳定，在谷间地块内形成良好的封闭隔水圈，库区不存在横向向邻谷复兴河、绥阳河渗漏问题。库首段河谷深切，出露地层岩性为 T1y1泥岩、粉砂质泥岩，T1y2灰岩，T1y3泥岩，岩层走向与河流流向近似平行，岩层陡倾，左岸发育有绥阳场向斜，向斜两翼岩层倾角变化较大，核部为 T1y2灰岩，平行于河向往下游延伸;右岸发育有绥阳场背斜，两翼岩层倾角变化大，但走向稳定也平行于河流方向沿 NE 向往下游延伸，核部为 T1y2;库首可疑渗漏通道为库水沿库盆 T1y2灰岩岩溶通道向下游 K5 K6 岩溶管道的河床深部纵向渗漏。地形地貌上，库区
14、河道转弯以上河段地形切割强烈，地形坡度陡，河谷狭窄，河道转弯后，河谷变的宽缓，河床比降平缓，且无大的跌坎、深槽发育，砚台河常年有水，且流量稳定;其次，库区岩层陡倾，顺河向展布，沿线出露 S1、S2、S18、S19 等泉点，除 S1 为季节性泉点外，其余泉点流量稳定;据地质测绘，T1y2灰岩层厚度 150 300 m，其产状在绥阳场向斜两翼各不相同，北西翼产状陡倾，南东翼岩层相对较平缓，库盆内正常水位以下未见落水洞发育，在坝址下游 2 km、2 6 km 处分别发育伏流 K5 K6 管道、K7 K8 岩溶管道，伏流进口 K5(底板高程 858 m，流量 70 L/s)，出口K6(底板高程 843
15、 m，流量 80 L/s);进口 K7(底板高程 841m，流量 100 L/s)，出口 K8(底板高程 838 m，流量 100 L/s)，各流量稳定，未被挟夺;同时，根据坝址区河床钻孔 ZK2、ZK5资料分析，孔内水位与河水位齐平，未见下降，水位稳定，孔内未揭露大的岩溶形态，在弱风化以下钻孔压水透水率低，未见深部岩溶发育，故坝址沿 T1y2层河床(下转第 309 页)472第 45 卷第 3 期地下水2023 年 5 月芯的 n 值分别增长到 10 0 12 0 和 12 0 16 0;完成整体填回后，2#桩和 3#桩的内芯的 n 值分别增长到 16 0 和 18 0 22 0。外芯 n
16、值发生类似的变化趋势，2#桩和 3#桩由 1 0起始值增长到第 1 填回工期后的 2 5 3 0，再增长到完成整体填回后的 4 0 和 5 0，两桩的外芯 n 值差距比较小。内、外芯桩顶在检测开始时仅盖覆垫层，所以示数比较小，因为感受器型号的关系，公式计算有所差异，相对于真实值，两桩顶的应力误差相对比较大，实际状态偏离较多的应力比，应当不予考虑。两桩的内、外芯桩顶 n 值均随填回进度对应增长，并且趋势吻合于填方进度。2#桩和3#桩的内芯和外芯的桩顶起始应力比分别略高于 1 0 和 1 5。完成填回第 1 工期后，2#桩呈现 2 5 3 0 的应力比，3#桩大于 3 0。完成填回后，2#桩呈现 3 5 4 0 的应力比，3#桩呈现 4 0 5 0 的应力比。5结语开展了河道坡岸加固应用复芯劲性复合桩技术研究，主要技术点包括:复芯劲性复合桩施工工艺，具体述及施工流程、布桩方案、回填进度等内容;现场施工质量监测，述及护岸顶部竖向移位与墙后回填沉降监测、深层水平移位监测、桩顶和桩间土压监测等具体内容。还对案例工程施工质量监测结果进行了分析，验证了河道坡岸加固应用复芯劲性复合桩工艺的技术适用性，