貴陽市紅巖水庫工程右岸防滲帷幕端點復核

趙汝剛，蘇貴紅

（貴州省水利水電勘測設計研究院有限公司,貴州 貴陽 550002）

1 工程簡介

貴陽市紅巖水庫工程位于貴陽市花溪區馬鈴鄉,地處珠江流域漣江的一級支流馬林河上,壩址以上集水面積152.5 km2,多年平均流量2.84 m3/s,多年平均徑流量8986 萬m3。工程任務為城市供水、灌溉、發電,水源樞紐工程由混凝土面板堆石壩、右岸溢洪道、右岸放空兼導流隧洞、左岸取水系統組成；輸水工程由壩后泵站、供水輸水管、灌溉輸水管組成,水庫校核洪水位1071.49 m,總庫容1464 萬m3,正常蓄水位為1070.00 m,相應庫容為1313 萬m3,為中型水庫,向貴陽市南部供水和向馬鈴鄉提供灌溉用水。

2 初步設計階段審查意見

（1）基本同意水庫地質條件評價,經大范圍巖溶防滲處理具備成庫條件。

（2）基本同意水庫滲漏工程地質評價,右岸庫內發育有濫沖-革約溶蝕槽谷與巖溶管道水系統,庫外壩址下游發育龍耳朵巖溶管道水系統。前者地下水匯流庫內,后者形成地下低鄰谷。兩管道水存在相互襲奪現象,埡口處ZK12 鉆孔地下水位低于水庫正常蓄水位近30 m,存在鄰谷滲漏問題,進行防滲處理是必要的。貓腳管道水尾源地帶的CZK2 鉆孔地下水位高于水庫正常蓄水位,表明沿C3mp、C2hn 產生鄰谷滲漏的可能性小。

（3）基本同意水庫防滲處理評價。右壩肩至ZK11 孔防滲線路宜采用直線地下方案；右岸防滲帷幕端點往上游接石炭系大塘組（C1b）的防滲線路的地質分析與布置是必要的。預留一定防滲工程量,下階段進一步復核防滲帷幕端點具體位置,并在下游龍耳朵暗河設置必要的滲流量監測措施。

3 右岸防滲帷幕端點復核

3.1 復核目的及任務

復核目的水庫右岸有龍耳朵暗河地下隱伏低鄰谷,地表落水洞、洼地等發育,巖溶水文地質條件復雜,水庫巖溶滲漏是水庫突出工程地質問題與成庫的關鍵,通過右岸防滲帷幕復核,提出防滲處理范圍、深度和處理措施建議。

復核的任務為復核水庫區水文地質、工程地質條件,對水庫滲漏問題作出評價；復核可溶巖、隔水層及相對隔水層的厚度、連續性和空間分布[1]；復核喀斯特發育程度、主要喀斯特洞穴系統的空間分布特征及其與鄰谷、河間地塊、下游河灣地塊的關系；復核水文地質條件,主要滲漏地段或主要滲漏通道的位置、形態和規模,喀斯特滲漏性質,為水庫右岸防滲帷幕提供可靠的帷幕端點。

3.2 復核勘察工作布置

主要是復核庫區右岸濫沖～易家田可溶巖和相對隔水層的分布,分析濫沖～革約巖溶管道與龍耳朵巖溶管道發育程度及其之間地下水相互關系,為水庫右岸防滲帷幕提供可靠的帷幕端點[2]。布置水文鉆孔3 個,共計480.4 m,在濫沖～易家田之間布置水文鉆孔SZK1 和SZK2,SZK1 布置于濫沖～貓腳～革約巖溶管道右側帷幕線上,SZK2 布置于濫沖～革約巖溶管道與龍耳朵巖溶管道地表分水嶺埡口,在原帷幕端點附近濫沖關埡口布置水文鉆孔SZK4,見圖1。

圖1 右岸帷幕復核鉆孔布置圖

3.3 勘察成果

SZK1 覆蓋層厚2.0 m,2.0 m～49.0 m 的地層主要為石炭系下統擺佐組（C1b）白云巖、白云質灰巖,49.0 m～98.4 m 的地層為石炭系下統大塘組上司段（C1d2）灰、深灰色中厚層微晶灰巖、生物碎屑灰巖夾灰黑色頁巖,98.4 m～120.1 m 的地層為石炭系下統大塘組舊司段（C1d1）黑色頁巖夾深灰色中厚層泥質泥晶灰巖。

SZK2 開孔基巖,0～56.5 m 的地層主要為石炭系中統黃龍組（C2hn）灰巖,56.5 m～190.1 m 的地層主要為石炭系下統擺佐組（C1b）白云巖、白云質灰巖。鉆孔常觀最低水位為140.5 m,對應的高程為1055.64 m,低于正常蓄水位。

SZK4 覆蓋層厚0.4 m,0.4 m～52.1 m 的地層主要為石炭系下統擺佐組（C1b）白云巖、白云質灰巖,52.1 m～109.2 m 的地層為石炭系下統大塘組上司段（C1d2）灰、深灰色中厚層微晶灰巖、生物碎屑灰巖夾灰黑色頁巖,109.2 m～129.2 m 的地層為石炭系下統大塘組舊司段（C1d1）黑色頁巖夾深灰色中厚層泥質泥晶灰巖,129.2 m～170.2 m 的地層為泥盆系上統高坡場組（D3g）灰色厚層灰巖,淺灰色白云巖夾泥質白云巖。

鉆孔常觀最低水位為100.6 m,對應的高程為1079.29 m,高于正常蓄水位。具體見表1 鉆孔資料統計表和表2 鉆孔水文常觀統計表。

表1 鉆孔資料統計表

表2 鉆孔水文常觀統計表

3.4 帷幕端點復核分析

初設階段由于濫沖～革約巖溶管道與易家田～龍耳朵巖溶管道間對地下水的的襲奪,推測兩個巖溶管道間地下水分水嶺高程較低,推測地下水分水嶺高程為1050 m～1070 m,水庫蓄水后,水庫有沿石炭系上統馬平組（C3mp）、中統黃龍組（C2hn）向易家田～龍耳朵巖溶通道滲漏的可能性,初步設計階段右岸防滲帷幕端點的確定主要通過地質地表測繪,將右岸帷幕端點往上游接石炭系下統大塘組（C1d）相對隔水層。

通過對右岸帷幕復核布置的SZK1、SZK2、SZK4 水文鉆孔地質資料及地下水位的常觀分析,右岸帷幕線貓腳～濫沖出露的地層為P1m、P1q、C3mp、C2hn、C1b、C1d2、C1d1。在樁號帷2+993～4+670 帷幕線出露的主要為巖溶強巖溶含水層,樁號帷4+670 后中等巖溶含水層C1d2和弱透水層C1d1,巖層傾下游偏右岸,傾角較緩,約12°～22°,C1d2 為灰、深灰色中厚層微晶灰巖、生物碎屑灰巖夾灰黑色頁巖,厚40 m～60 m；C1d1黑色頁巖夾深灰色中厚層泥質泥晶灰巖,厚約20 m,C1d2微晶灰巖、生物碎屑灰巖夾灰黑色頁巖,其巖溶發育較弱,C1d1隔水性能好。防滲帷幕端點進入C1d 地層一定長度即可。

布置于濫沖～貓腳～革約巖溶管道與易家田～龍耳朵巖溶管道間水文鉆孔SZK1、SZK2、SZK4,SZK1 常觀最低地下水位高程為1082.88 m,SZK2 常觀最低地下水位高程為1055.64 m,SZK4 常觀最低地下水位高程為1079.29 m,分析在兩個巖溶管道之間存在地下分水嶺,在地表C1b、C1d 地層出露地帶的地下分水嶺高程高于水庫正常蓄水位1070 m。且根據鉆孔壓水資料統計,在1010 m～1070 m 高程之間巖體呂榮值局部由于巖體破碎,在一定深度內巖體透水性較強。綜合以上分析,水庫蓄水后由濫沖～貓腳～革約巖溶管道向易家田～龍耳朵巖溶管道滲漏的可能性小,其右岸的防滲帷幕端點需進入C1d 地層。

3.5 帷幕端點復核成果

根據以上分析,濫沖～貓腳～革約巖溶管道與易家田～龍耳朵巖溶管道間存在地下分水嶺,在地表C1b、C1d 地層出露地帶的地下分水嶺高程高于水庫正常蓄水位1070 m,水庫蓄水后由濫沖～貓腳～革約巖溶管道向易家田～龍耳朵巖溶管道滲漏的可能性小,其右岸的防滲帷幕端點需進入C1d 地層。

庫區右岸防滲底界防滲標準為進入地下水位以下10 m,同時考慮巖體透水率q ≤5 Lu,帷幕端點向上游延伸接C1d地層,進入C1d2地層80 m,因此2#灌漿洞由初設階段的帷幕2+993～5+946 m 優化為帷幕2+993～4+750 m,由初設階段長2953 m 減少至1757 m,減少1196 m。通過對右岸防滲帷幕端點的復核,減少右岸防滲帷幕的長度,對貴陽市紅巖水庫工程的投資控制及施工進度均有積極的意義,為工程早日發揮效益提供可靠的前置條件。

4 結語

貴陽市紅巖水庫工程屬于貴州省水利建設生態建設石漠化治理綜合規劃建設項目,為貴陽市南部供水和向馬鈴鄉提供灌溉用水,為貴陽市供水安全及鄉鎮灌溉提供有效保障,工程早日建成及發揮效益突顯重要。水庫右岸發育巖溶管道低鄰谷,存在鄰谷滲漏問題,進行防滲處理是必要的。通過帷幕端點復核工作,庫內沿C3mp、C2hn 產生鄰谷滲漏的可能性小,庫區右岸防滲底界防滲標準為進入地下水位以下10 m,同時考慮巖體透水率q ≤5Lu,帷幕端點向上游延伸接C1d 地層,進入C1d2地層,防滲長度由2953 m 減少至1757 m,減少1196 m,防滲端點滿足設計要求及工程進度得到有效推進,為巖溶地區水庫防滲帷幕端點的確定提供參考及借鑒。