倉田電站庫區蓄水對大壩田隧道滲漏的影響

沈中超、程建、晉博、王術桁

（四川省交通勘察設計研究院有限公司，四川 成都610017）

0 引言

德昌至會理高速公路為四川省高速公路網中20條高速聯絡線中的一條，大壩田隧道是德會高速重要的控制性工程之一，全長1.6km。隧址區右側益門河上游有在建倉田電站，電站庫區蓄水可能將對大壩田隧道產生滲漏影響，對隧道的后期運營及人民生命財產安全構成嚴重威脅（見圖1）。通過物探解譯、計算解析及數值模擬，更為直觀地反映水庫蓄水后對隧道的滲漏量的變化情況，對不同段落進行分段評價，對可能滲漏嚴重的段落提出有效的抗滲措施建議。

1 蓄水后向隧道滲漏條件分析

水庫兩側出露的地層主要為前震旦系會理群力馬河組一段（Pt2l1）的石英片巖和晉寧期的二云母花崗巖、黑云母花崗巖及片麻狀花崗巖，從巖石透水性試驗可知，隧址區巖性均屬于弱等透水層。隧道軸線范圍內無大型斷裂構造通過，不存在大型滲漏通道[1]。

大壩田隧道與水頭差最大可達32m，庫區向隧道滲漏的水動力條件仍是存在的。可能的最短滲流路徑約為500m，最大的水力梯度為Jmax=32/500=0.064，為水庫滲漏提供了良好的水動力條件。水庫蓄水后，由于近壩庫岸巖體中存在的風化裂隙，加之大壩田隧道的施工，可能的滲漏條件主要為水頭差引起的水動力滲漏以及小范圍風化裂隙引起的滲漏。整體上看，庫區蓄水向隧道的滲漏量較弱，主要的滲漏介質為裂隙型巖體[2]。

2 蓄水后向隧道滲漏數值模擬分析

2.1 模型的建立

在隧址區選取典型剖面1及剖面2（見圖1）對隧道建設后的滲流場進行模擬，大氣降水是工作區地下水的主要補給來源。調查中收集了枯季ZK2的鉆孔水位，用以校正模型，水位高程為1837m。初始入滲系數參考值取為0.3，降雨強度取年均降雨量1121mm，模型校正時再做調整，模擬不考慮灌溉入滲補給和蒸發。

橫一剖面位于隧址區北側，模型西邊界劃定在1715m蓄水位影響到的位置，隧道高程為1683m，其地下水埋深較小，水壓力較大；橫二剖面位于隧址區中部，主要出露巖性為花崗巖，西部邊界為1715m的蓄水位，隧道高程為1688m；橫三剖面位于隧址區南部，主要出露巖性為前震旦系會理群力馬河組一段（Pt2l1）的石英片巖、石英千枚巖，西部邊界為1715m的蓄水位，隧道高程為1693m[3]。

滲透系數取值為0.03～0.05m/d，對于給水度和貯水系數等水文地質參數根據經驗取值，變質巖區的給水度取為0.2，貯水系數取為10-5，花崗巖區給水度取為0.2，貯水系數為10-5。參數校正使用人工調參，將枯季ZK02鉆孔中的水位觀測數據作為評價模擬擬合程度的依據。反復調整滲透系數的分布，使觀測水位和擬合水位之間的差值在20m以內，即可評判模擬的擬合精度。

通過以上模擬結果與觀測數據的對比分析，可以認為此模型的建立比較符合實際，可用于后續的滲流場模擬和庫區向隧道滲漏量的計算。

2.2 數值模擬結果分析

現狀條件下，中部花崗巖區顯示部分疏干，基巖中的水向益門河排泄。

倉田水庫蓄水1715m，隧道附近形成明顯的降位漏斗，庫水部分向隧道滲漏排泄。

在橫一剖面、橫二剖面中部設置水均衡單元，利用模塊計算通過此斷面的流量，以此可代表水庫向隧道的滲漏量。

3 蓄水后向隧道的滲漏量計算

庫區的滲漏通道主要集中在大壩附近，滲漏層位主要為晉寧期的花崗巖（?），滲漏段落無貫通性管道發育，為均質巖體裂隙滲漏，故滲漏量的計算公式采用《水利水電工程水文地質勘察規范》（SL373—2007）中推薦公式計算，其計算結果見表1。

表1 水庫蓄水對隧道的滲漏量計算結果

在實際工程區，其變質巖及花崗巖體雖然坡表節理裂隙較發育，但基于物探揭露越往深部其巖體介質電阻率越高，隧道區巖體為弱(中)—微風化—新鮮，其介質滲透性更低，而且工作區變質巖片理面總體傾向坡外，不利于水庫滲漏。此外，工作區最短滲透路徑均在500m以上，各橫剖面上介質滲透性基于二維數值模擬反演參數揭示耦合性較好，模擬考慮更宏觀的山體尺度效應，其等效滲透系數的解析計算結果表明水庫滲漏量較小。

綜合分析表明，水庫蓄水后其解析計算結果依據數值模擬反演結果（考慮山體宏觀尺度效應）及深部巖體滲透性等因素更為合理[4]。

4 蓄水對大壩田隧道滲漏影響評價

隧道在水庫蓄水后的涌（滲）水量增加量預測結果見表2。水庫滲漏造成隧道涌水量的增加量為1586.5m3/d，蓄水后隧道K27+730～K29+280段（總長約1550m）將低于正常蓄水高程，隧道單位長度上由水庫滲漏造成的涌水量的增加量ΔQ為1.02m3/d.m。因此，水庫蓄水后的滲漏對隧道涌（滲）水的整體影響輕微。

本次評價采用隧道單位長度上由水庫滲漏造成的隧道涌水量的增加量ΔQ來確定水庫蓄水對隧道滲水的影響，本次評價原則如表2所示。參照評價原則，整個水庫蓄水后對隧道影響等級為輕微。

表2 水庫蓄水對隧道涌水量影響評價表

5 隧道抗滲措施建議

隧道K27+684～K27+730段水庫蓄水對隧道基本無影響，隧道無須采取特殊襯砌支護措施。隧道編號為K27+730～K29+280段可根據具體涌水量情況適當加密導水管數量、增加防水板層數、加大中央排水溝寬度等措施，以達到防滲目的。

6 結語

德會高速大壩田隧道主要出露第四系松散堆積層，前震旦系（Pt2l1、Pt2l2）石英片巖、石英千枚巖變質巖及晉寧期侵入花崗巖(γ)，巖體風化較強烈，受區域構造地質作用，巖體節理裂隙較發育，隧道區無大型斷裂構造發育，不存在大型的構造形成的滲漏通道。

水庫蓄水后正常蓄水位為1715m，隧道高程為1683～1724m，最高水頭差為32m。對隧道K27+730～K29+280段（長約1550m）有一定影響。隧道區內變質巖分布廣泛，且透水性較弱，水庫蓄水后向隧道的滲漏量理論上來說量級不大。

據水庫蓄水后數值模擬分析的結果，水庫滲漏造成隧道涌水量的增加量為1586.5m3/d，隧道單位長度上由水庫滲漏造成的隧道涌水量的增加量ΔQ為1.02m3/d.m，參照評價原則，整個水庫蓄水后對隧道影響等級為輕微。