漣源市麻溪洞水庫庫區巖溶滲漏處理措施淺析

楊 泉

（婁底市水利水電勘測設計院 婁底市 417000）

漣源市位于湖南省婁底市，屬于湖南中部，碳酸巖分布較廣，約占全市總面積的70%，巖溶發育，大部分水庫建在巖溶區，漏水現象普遍存在，水庫大部分修建于20世紀50～60年代，受當時條件限制，僅對壩址區進行了簡要的地質勘察，庫區滲漏問題不同程度的存在，導致水庫無法正常蓄水，嚴重影響水庫效益的發揮，漣源市麻溪洞水庫處于強巖溶區域。

1 工程概況

麻溪洞水庫位于漣源市安平鎮同心村，位于漣源市的西北部，湘江三級支流漣水河二級支流涼水河上游，大壩控制集雨面積1.25 km2，壩址以上干流長度1.2 km，干流坡降9‰，水庫于1958年興建，1976年完成，水庫樞紐由大壩、溢洪道、涵臥管等組成，大壩系均質土壩，壩頂高程468.50m，最大壩高20.2m，壩頂軸長84m，壩頂寬3.5m，水庫正常蓄水位466.00m，正常庫容106.7萬m3，死水位455.30 m，死庫容22.6萬m3，水庫校核洪水位466.94m。麻溪洞水庫是一座以灌溉為主，兼有供水、防洪等綜合效益的山丘?。á瘢┬退こ獭?/p>

麻溪洞水庫從1976年運行以來，水庫最高蓄水僅能達460.0m，庫容為56萬m3，且很快降至456.0 m，致使水庫一直沒有發揮應有的效益，經過分析，主要原因是大壩上游庫內左右岸存在滲漏通道，右岸庫內存在60m×21m的矩形滲漏區域，左岸存在87m×12m的帶狀滲漏帶。

水庫大壩于2008年被定性為三類壩，并于2011～2012年完成了除險加固任務，現運行情況良好，并于2012年蓄至了接近正常蓄水位的465.5 m，在2013年特干旱年份發揮了應有的效益。

2 滲漏原因分析

2.1 地質概況

麻溪洞水庫位于漣源市漣水河二級支流涼水河上游，區內地勢變化幅度較大,南東低、北西高，區內一般海拔高程（300～500）m，相對高差（50～300）m 左右，為中低山丘陵區，屬裸露型巖溶山地地形，山頭多為渾圓～波狀形，沖溝較發育，山坡坡度 20°～45°，局部為陡峻的石質懸崖。

區內溝谷兩岸基巖大部分裸露。庫內兩岸山體植被發育較差，下游植被中等發育，滑坡及崩塌等物理地質現象中等發育。

根據地質勘察成果，庫區出露地層為二疊系下統棲霞組（P1q）、新生界第四系全新統（Q4），由新至老描述如下：

新生界第四系全新統（Q4）

① 殘坡積堆積（Q4edl）：以灰色含碎石粉質粘土、褐灰色含礫粘土為主，夾較多的碎石、塊石，碎、塊石成份為原巖風化產物，結構較松散。分布于庫尾與大壩下游兩岸山坡。厚為（1.0～2.0）m，局部達到3.0m。

② 沖積堆積（Q4apl）：以灰色、灰褐色礫質粉質粘土、粘土為主，夾較多的砂、礫石等，該層結構松散。分布于河床及河谷階地。厚（0～3）m。

二疊系下統棲霞組（P1q）：下段為灰、深灰色中～厚層狀灰巖，含燧石團塊；上部為灰黑色厚層狀含燧石團塊灰巖；總厚度（113～176）m；分布于庫區大部分地段。

庫區地下水有第四系松散層中的孔隙潛水、基巖裂隙水及裂隙巖溶水三種類型。

孔隙水埋藏于第四系殘坡積層和第四系沖洪積層中，含水量較貧乏，靠大氣降水補給，以散流形式排泄于溝谷及庫區。

基巖裂隙水埋藏于基巖風化裂隙、構造裂隙中，主要受大氣降水和孔隙潛水補給，徑流途徑短，以下降泉及散流形式排泄于低洼的溝谷，枯水期多干涸，水量較貧乏。

裂隙巖溶水主要賦存于灰巖溶蝕裂隙中，一般埋藏較深，主要由大氣降水、地表水補給，補給源廣，徑流途徑長，在低洼處以泉的形式排泄，水量較豐富。

2.2 成因分析

經過現場踏勘，結合水庫管理所多年運行情況，右岸庫內滲漏為60m×21m的矩形滲漏區域，高程約為（456～462）m，區域右岸為高（20～30）m 的山體，該區域為山體與水庫的連接部位，且無集中滲漏通道，故該處為裂隙發育的小溶洞群；左岸為87m×12 m 帶狀滲漏帶，高程集中在（459～466）m，該滲漏帶左岸為公路，高差為（5～8）m，當水位達到 460.0m時，可以從水庫左岸下游山體看到明顯的滲漏點，該處為巖溶漏斗。

3 處理方案淺析

3.1 常規處理方案

按滲漏途徑通常將滲漏分為壩區滲漏和庫區滲漏兩部分，前者包括壩基滲漏和繞壩滲漏，庫區滲漏包括向斜谷或遠排泄區滲漏，或通過河灣或支谷向下游滲漏，對滲漏區域總的防滲方法為避、堵、隔、圍、鋪、截、導（排）、觀8個字，即首先盡量避開巖溶發育的庫、壩址，堵住溶洞，采取防滲截流墻，防滲鋪蓋，灌漿，用豎井或者圍堤將溶洞圍在庫外，將壩基地下水或滲水導出壩外，進行較長期的運行觀測，再對癥下藥進行處理。一般在壩址區多采用堵、鋪、截、導（排）的方法，在水庫庫區多采用堵、隔、圍的方法。

3.2 本次處理方案

3.2.1 歷次處理方案及效果

大壩自竣工運行以來，因庫區為石灰巖地區，庫底有斷層形成的溶洞，建庫以后數次穿孔，1994年5月9日發生了最大一次穿孔，兩次堵孔均失敗，穿孔位于水庫大壩右岸處石山下，露面穿孔為一大一小兩個并立，大孔直徑2.1m，孔深1.2m，小孔直徑0.6 m，孔深0.8m。1994年9月聘請兩名地質工程師會同水利局工程技術人員對穿孔采取處理方案為：兩處溶蝕漏斗連同一起向下清基約3.5m左右，邊坡為1∶1，底面達清基巖層基礎，再沿消水孔方向進行洞室打挖處理，并用鋼筋混凝土封堵洞口，清基孔上用黃土夯實填平至原坡面，本次處理起到了一定的效果，但局部范圍穿孔還時有發生，1996年后，水庫仍然無法蓄至正常蓄水位。

3.2.2 本次處理方案及效果

（1）根據右岸滲漏區域的特點：水庫周邊植被覆蓋好，枯水季節周邊地下水位較高，滲漏區域為大小不等的小溶洞群和滲漏點。在枯水季節地下水位較高且庫水位較低時會對滲漏區域產生極大的反向水壓力，破壞原有防滲體，使得水沿著細微裂隙進一步拓展，最終導致出現集中滲漏點，且集中滲漏點分布范圍較廣，在庫水位較高時，庫水沿著細微裂隙向外滲漏，在庫水位與地下水壓力的長期反復作用下，形成了大小不等的小溶洞群與滲漏點，因此，水庫歷次采用的單純的“堵”沒有從根本上解決水汽壓力平衡的問題，導致處理后運行時間不長又出現反復滲漏，且不同位置重新出現。

本次針對右岸滲漏區的特點，采用“堵”與“導（排）”相結合的措施進行處理，徹底解決防滲封堵體的正反水壓平衡問題，具體如下：

采用復合土工膜進行防滲封堵并在設置排水通氣管道的處理方案。具體方案為：在土工膜上部和下部分別設置防護層和下墊層，下墊層底部每隔3m設置500×500的盲溝，盲溝內鋪設Φ160的PVC管，PVC管縱橫交接處采用Φ160的接頭聯通，成網狀布置，PVC管上預留透水孔，成梅花型布置，間距為10 cm，PVC管四周設置反濾層；最后在地形高處設置出口管，出口管頂部高程為467.44m（正常蓄水位466.0m，校核洪水位466.94m）。詳見圖1。

圖1 右岸滲漏區滲漏處理平面、典型橫剖面圖

（2）左岸的滲漏主要為庫水向外滲漏，因此左岸滲漏區域采用堵、隔的處理方法，左岸滲漏區域處理方案為粘土回填進行防滲，詳見圖2。

圖2 左岸滲漏區域處理平面、典型橫剖面圖

［1］張倬元.工程地質分析原理[M].北京：地質出版社，1981.

［2］《匯編》選編小組.巖溶地區水文地質及工程地質工作經驗匯編[M].北京：地質出版社，1978.

［3］范連志，任翔.中小型水庫除險加固技術指南[M].水利部水利建設與管理總站，長江委設計院水利水電病險工程治理咨詢研究中心，2008.

［4］張啟岳.土石壩加固技術[M].北京：中國水利水電出版社，1999.