安龍縣月亮田水庫工程勘測與滲漏分析

(貴州黔水科技有限責任公司，貴州 貴陽 550002)

1 工程概況

擬建月亮田水庫工程位于貴州省安龍縣新安鎮西北部的法統村，壩址位于法統村西南月亮田洼地與下壩洼地之間埡口一帶，距安龍縣城12km，有鄉村道路經過工程區附近，交通較為便利。

建庫河流屬南盤江水系，水庫位于法統村上法統西南側，無較大地表河流分布。該水庫以上法統村寨西面的月亮田洼地作為庫盆。水庫壩址以上集雨面積1.61km2，壩前抬高水位約17.00m，正常蓄水位1334.00m，回水長約0.5km，校核洪水位1139.03m，總庫容111.32萬m3，是以灌溉、供水為主的小(1)型水利工程。

2 水庫區工程地質條件

2.1 地質概述

庫區為條帶狀的侵剝蝕、溶蝕地貌類型，以峰叢洼地為其主要形態，洼地內落水洞、溶洞發育，洼地間多以巖溶管道相互聯系。因工程區無較大地表河流分布，水庫以上法統西面的大型洼地kw2作為庫盆，水庫南面低，有月亮田巖溶管道分布，為該洼地向外聯系的主通道。月亮田巖溶管道下游為下壩洼地kw3，高程1305.00～1312.00m，河流在此洼地為明流，在該洼地南端入伏轉為暗流。擬在月亮田洼地南面的月亮田巖溶管道進行堵洞筑壩、防滲、攔截蓄水成庫。水庫地貌如圖1所示。

圖1 水庫區地貌(面向上游)

2.2 巖溶水文地質特征

從地表調查揭露情況顯示，庫區的溶洞主要發育在夜郎組第二段(T1y2)層位上，分布于壩址埡口和水庫右支庫尾一帶；其他層位少見溶洞發育，為相對弱巖溶帶。庫盆巖性由上至下依次為第三小層T1y2-2-3紫紅色薄層泥巖夾灰巖；第二小層T1y2-2-2灰巖，巖溶較發育，均屬中等巖溶層位；第一小層T1y2-2-1泥巖、灰巖互層狀，泥巖及泥質含量由上至下逐漸增多，巖溶發育受到限制，為弱巖溶層位，分布于堵洞成壩的下部。堵洞建庫月亮田巖溶管道在此入伏和出流，經對該管道實測調查結合鉆孔資料揭露，在巖溶管道內未發現有消水現象，說明巖溶未向深層發育。

2.3 巖溶發育特征

庫盆位于月亮田巖溶洼地kw2，形如天鵝，由左支(NNW向)、右支(NW向)組成，其中右支為主要來水區，發育有ks01泉水。水庫補給區主要位于1號沖溝、雄坎、白泥田、2號沖溝、牛角沖、上法統所圍區域，區內發育有kw4、kw5、kw6、kw7洼地；受地形、巖性和構造的影響，水庫巖溶發育有月亮田巖溶管道和月亮田水庫尾kw4～ks1巖溶管道，其特征如下：

a.月亮田水庫尾kw4～ks01巖溶管道：位于水庫右支庫尾，由kw4洼地南東面入伏，入伏高程1359.00m，地下水在ks3出流，高程1330.90m，管道呈NW向展布，長約420m，管道平均比降為4.8%，發育于夜郎組第二段(T1y2)，順層發育。

b.月亮田巖溶管道(k1～ks02)：為水庫排泄管道，位于水庫庫盆月亮田洼地kw2與下壩洼地kw3之間的埡口地帶，呈北北西向展布，入伏口高程1316.40m，下跌2m進入主洞，出口高程1311.86m，長約120m，管道平均比降約為2.0%，發育于夜郎組第二段第二層第二小層(T1y2-2-2)地層中，巖性為灰巖，厚22m。于2013年6月12日對管道進行三相實測工作，實測成果月亮田巖溶管道實測三相圖如圖2所示。

圖2 水庫區巖溶水文地質剖面

2.4 水文地質

據地表地質調查，庫區見有泉水出露，主要泉水特征見下表。

庫區主要泉水統計表

河床鉆孔揭露地下水位與河水位一致。兩岸鉆孔揭露地下水位均高于河水位。由統計知，地下水坡降隨地形變化較大，1號埡口一帶靠近月亮田巖溶管道，地下水力坡降較小，i=1.2%～3.0%，隨距離增加變陡，i=3%～8%。鉆孔的地下水位均高于河水位，河谷兩岸有泉水出露，以明流形式向河流排泄，由此可見，建庫河流為補給型河流。

2.5 水庫匯水面積確定依據

經分析結合地表洼地調查，在分水嶺南部一帶，地下水埋藏大，地下水主要沿巖溶管道運移，既有NW向，又有NE向。據統計，NW向洼地遠多與NE向洼地，故分析，巖溶水主要沿NW向運移為主，符合分水嶺地帶地表水文網徑流特征。

據區域巖溶水文地質測繪，結合1∶10000區域地質圖劃定月亮田水庫匯水面積如圖3所示。

圖3 水庫匯水范圍示意圖

地表分水嶺形成的封閉匯水區域內，洼地與裂隙走向都為NNW向，巖性為三疊系下統夜郎組第二段(T1y2)：上部灰巖，中部泥巖與灰巖呈互層狀分布，下部頂為3～5m厚的紫紅色薄層泥巖，之下為7m后的灰、灰白色薄至中厚層灰巖，以下依次為3.6m泥巖，15～20m厚的灰巖、泥巖互層狀，泥巖所占比例約為48%。下部為99m厚泥巖、灰巖，呈互層狀分布，泥巖占60%。為中等至弱巖溶地層。地表及地下水向洼地匯集流入庫內，其面積為1.61km2。

綜合上述，水庫集水范圍除了庫區kw2洼地外，還存在kw4、kw5、kw6和kw7洼地外流補給，其補給關系如圖4所示。

圖4 水庫集水區流向關系

3 堵洞建壩工程地質條件

3.1 壩址的選擇

工程區地表水與地下水轉化頻繁，河流明暗交替，洼地呈串珠狀分布，洼地之間為埡口地形，有巖溶管道連通。根據規劃資料及業主意見，受地形、地質條件的限制，水庫選擇月亮田kw2洼地作為庫盆，壩址位于上法統村寨西南月亮田kw2洼地與下壩kw3洼地之間的1號埡口一帶，壩址上游集雨面積小，下游地形開闊，且發育有干海子巖溶管道，水文地質條件復雜，無其他位置可選擇，埡口下發育有月亮田巖溶管道，只能封堵月亮田巖溶管道建壩成庫，壩址具唯一性。

3.2 壩址地質概述

3.2.1 地質構造及其發育特征

a.構造。壩址位于坡背斜東翼，距核部1.8km，經地表調查發現，在壩址月亮田巖溶管道入伏口處有f1斷層分布，壓性逆斷層，兩側巖體破碎，有鈣泥質膠結物，破碎帶寬40～50cm，斷層規模較小。壩址總體為單斜構造，巖層傾下游偏左岸，產狀N20～30°E/SE∠10～13°。河谷總體呈斜向-橫向谷。

b.水文地質特征。地表調查，有溶溝、溶槽和溶洞分布；壩址發育有月亮田巖溶管道。地表和地下巖溶現象顯示壩址巖溶發育，說明埡口位置是水庫區巖溶發育匯集部位，也是地下水匯集區。壩址巖性及巖溶發育特征，決定地下水類型為溶洞溶隙水。根據鉆孔揭露，兩岸地下水位均高于月亮田巖溶管道水位，地下水力坡降埡口一帶為1.2%～3.0%，兩岸水力坡降為3.0%～8.0%，局部達10%；巖體透水性受裂隙發育、風化和巖溶發育程度控制，壩址埡口發育有月亮田巖溶管道(kzk3、kzk5、czk1揭露及實測)，壩址巖溶水文地質條件較復雜。據壩址鉆孔地下水觀測資料統計，兩岸地下水高于巖溶管道水位(1311.00～1314.00m)。

由統計知，地下水坡降隨地形變化較大，平緩地形i=1%～3%，隨距離增加變陡，i=3%～8%。由上述可知，鉆孔的地下水位均高于河水位，河谷兩岸有泉水出露，以明流形式向河流排泄。

綜上所述，壩址地下水為巖溶裂隙水；壩址主要巖溶形態為巖溶管道、溶蝕裂隙及層間淺層小溶孔等，受泥巖相對隔水層覆蓋、封閉，巖溶發育程度總體較弱，由于巖溶發育的不均勻性，巖體在一定深度范圍內屬溶孔、溶隙型弱透水巖體。壩址存在溶洞溶隙性壩基及繞壩滲漏問題，必須進行防滲帷幕灌漿處理。

3.2.2 封堵體位置的選擇

據鉆孔kzk3、kzk5、czk1孔壁攝影的裂隙發育情況，結合在該洞段埋深及影響高程范圍內的巖芯質量可知，該深度范圍內巖體有節理與裂隙發育，在正常蓄水的水頭壓力作用下，具備連通庫內水體與下游洞段的條件，由于有風化、溶蝕殘留物附著洞壁巖體表面，故洞壁表面上看似完整，實際上內部卻可能有滲漏的裂隙或通道。

根據上述要求，結合實測調查，溶洞在廳堂1段與卡口段結合部位洞壁較完整，無支洞發育。據溶洞發育的形態特征、地表地形特征、結合防滲，建議封堵體位置選擇在0+37～0+53m一帶。

4 水庫滲漏分析

4.1 庫盆滲漏分析

a.建庫槽谷河流明暗交替，比降1.5%～2.0%，高程1300.00～1317.00m，庫盆附近無大河深切，無跌坎分布。

b.地表調查和鉆孔揭露，地形封閉較好，庫尾有巖溶泉出露，地下水補給庫水，屬補給型槽谷。

兩岸地下水位高于河水位，河床及岸邊無地下水底槽分布；庫盆為第四系耕植土、粉砂土層所覆蓋，厚2～3m，起到一定的鋪蓋作用；無溶洞、落水洞、明顯漏水點分布，無巖溶塌陷點分布。

c.水庫位于安龍法統村西南月亮田巖溶洼地內，巖層傾南東(埡口偏左岸)，庫盆巖性由上至下依次為T1y2-2-3紫紅色薄層泥巖夾灰巖；T1y2-2-2灰巖，巖溶發育，均屬強巖溶層位；T1y2-2-1泥巖、灰巖互層狀，泥巖及泥質含量由上至下逐漸增多，巖溶發育受到限制，為弱巖溶層位。

d.月亮田巖溶管道k1～ks2是洼地排泄區，故分析庫盆T1y2-2-1、T1y2-1分布區不會產生滲漏。

e. T1y2-2-2灰巖分布區因巖溶發育，在庫首部位通過縱向巖溶管道、溶隙向月亮田巖溶管道k1～ks2集中產生滲漏，可通過對k1～ks2巖溶管道進行堵洞加防滲灌漿工程處理解決。

4.2 庫首—壩址巖溶滲漏分析

工程區巖溶較發育，在壩址一帶形成巖溶管道，鉆孔kzk3孔在1314.40～1312.10m遇充填型溶洞(充填黃色粘土，低于河床高程2～3m)，kzk5孔在1315.10～1313.80m遇溶蝕破碎帶，czk1孔在1317.40～1311.00m遇到溶洞。遇溶洞、溶隙孔段，耗水量大，只能做注水試驗。地表調查，有溶溝、溶槽和溶洞分布，地表和地下巖溶現象均顯示兩岸及河床巖溶發育，說明埡口位置是水庫區巖溶發育匯集部位，也是地下水匯集區。壩址巖溶滲漏問題突出，水庫蓄水后，庫水通過縱向巖溶管道、溶隙繞過封堵體經月亮田巖溶管道k1～ks2集中向庫外低矮巖溶洼地kw3滲漏的可能性大。需結合兩岸進行加強防滲處理。

4.3 左岸kw1低洼地勢滲漏分析

據kzk1揭露，鉆孔沒有掉鉆現象，地下水位埋深28.90m，高程為1336.60m，比正常蓄水1334.00m略高。kw1洼地高程1337.00～1340.00m，據安龍—月亮田水庫—K—地質—02的B—B′剖面，水庫左岸的地下水力坡降為5.0%～8.0%，兩洼地間存在地下分水嶺，高程約為1342.00m，比水庫正常蓄水位高。另外地表調查沒有發現溶蝕塌陷現象，說明庫水向kw1洼地滲漏的可能性小。

4.4 右岸1號沖溝低鄰谷滲漏分析

1號沖溝位于水庫西南面，南東向，距離水庫250～300m；高程1313.00～1330.00m，比水庫正常蓄水位1334.00m低4～19m，比水庫1339.03m校核洪水位低10～25m，形成矮低鄰谷；據kzk4揭露，地下水位埋深20.60m，高程為1319.60m，水力坡降為1.5%～3.5%；kzk8揭露，地下水位埋深33.2m，高程為1333.80m，比正常蓄水位1334.00m略低；czk2揭露，地下水位埋深42.50m，高程為1332.50m，蓄水后，庫水存在向低鄰谷1號沖溝的可能性，需結合壩址進行防滲處理。

綜上，通過對壩址月亮田巖溶管道堵洞防滲，及對水庫左岸、右岸進行防滲帷幕灌漿等工程處理后，水庫具備蓄水條件。

4.5 壩址滲漏及防滲處理意見

4.5.1 防滲邊界的確定依據

a.壩址埡口。據kzk3、kzk5、czk1等鉆孔取芯及孔壁電視攝影資料顯示，隨著孔深加大，溶蝕裂隙發育程度逐漸降低，在孔深65～70m一帶，裂隙基本閉合；另據壓水資料，該帶呂榮值均小于5Lu。結合下游法統村最低溶蝕基準面高程，壩址埡口防滲下限定為1275.00m。

b.右岸溶蝕低槽帶。據czk2鉆孔資料，該孔風化深厚，地下水位埋深深，顯示5號沖溝為右岸溶蝕低槽帶。右岸防滲下限以結合右岸1號沖溝低鄰谷高程，攔截5號沖溝溶蝕低槽為前提，以壩址月亮田巖溶管道發育高程為溶蝕基準面，確定右岸溶蝕低槽帶防滲下限定為1310.00m。

4.5.2 防滲處理意見

a.壩址防滲處理與水庫防滲處理相結合。根據圖安龍—月亮田水庫—初設—地質—04的C-C′剖面知，防滲帷幕線走向：左岸防滲線沿kzk2、kzk7、kzk1方向布置，攔截3號沖溝；埡口處，防滲帷幕需結合堵頭進行協同防滲，防滲線沿kzk2、kzk3偏下游布置；右岸斜切山體向3號、4號埡口kkzk8、czk2方向延伸，攔截5號沖溝溶蝕低槽。

b.防滲帷幕布置依據：水庫及壩址水文地質結構、地下水位及河水位關系、巖溶發育情況、巖體透水性等。

c.防滲帷幕邊界的確定。

?左岸斜切左岸山體向2號埡口方向延伸133m，接頭為正常蓄水位與地下水位交點，底限深入地下水位20m，同時按壓水呂榮值小于5Lu控制。

?埡口及兩岸防滲下限為T1y2-1、T1y2-2-1弱巖溶層位，并結合地下水位、1倍水頭及按壓水試驗呂榮值小于5Lu考慮，即下限高程為1275.00m。

?右岸接頭為正常蓄水位與地下水位交點，底限深入地下水位20m，3號、4號埡口及附近，除按壓水試驗呂榮值小于5Lu控制外，還需參照鄰谷(1號沖溝)高程以及月亮田巖溶管道發育高程為溶蝕基準面進行綜合考慮，確定右岸防滲下限高程為1310.00m。

d.建議使用鉆孔灌漿防滲。由于兩岸巖層緩傾，因f1斷層發育，斷層影響帶內巖體破碎，陡傾角裂隙發育，建議防滲帷幕線壩址埡口一帶(C—D—E—F拐點)設置雙排孔，排距2m，孔距為2m；其他地段設置單排孔，孔距為2m。

5 結 論

月亮田水庫工程充分利用泥巖夾灰巖弱巖溶下限進行攔截防滲，左岸防滲線沿kzk2、kzk7、kzk1方向布置，攔截3號沖溝；埡口處，防滲帷幕結合堵頭進行協同防滲，防滲線沿kzk2、kzk3偏下游布置；右岸斜切山體向3號、4號埡口kkzk8、czk2方向延伸，攔截5號沖溝溶蝕低槽。通過施工方對壩址清基堵洞，并加強壩基肩、庫首兩岸灌漿防滲一系列處理后，于2016年2月12號關閉取水工作閘閥開始蓄水，至2017年9月，蓄水至正常蓄水位線，蓄水效果較為理想，通過對下游的勘察，未發現有漏水點分布，工程處理效果明顯，達到設計理想效果。

參考文獻

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