黔中水利枢纽一期工程库首右岸帷幕可靠性论证

武兴亮

(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳 550002)

0 引言

黔中水利枢纽一期工程是以农业灌溉和贵阳、安顺等城市供水为主的大型水利骨干工程。水源枢纽平寨坝址处于乌江水系三岔河干流中上游六枝马场与织金鸡场的交界河段，坝型为面板堆石坝，水库正常蓄水位1 331 m时，坝高157 m，相应库容11.9亿m3。坝址区无砂页岩隔水层分布，主要的水文工程地质问题是岩溶渗漏问题。因此，对坝址区相对隔水层隔水性能的研究具有非常重要的意义。

图1 库首右岸帷幕灌浆地质图

前期勘察中已查明左岸隔水层被破坏，而右岸比较完整，前期勘察中采用多个水文地质钻孔及连通试验证明右岸隔水层是可靠的，所以库首右岸依靠T1yn2泥岩相对隔水层为帷幕的下限和边界(图1)，由于右岸布置4条隧洞，根据隧洞开挖出来后，揭露地层岩性和岩溶发育情况再次证明前期勘察成果的推测。探讨其隔水性能的可靠性，对平寨坝址的水文工程地质条件评价、渗漏问题分析及其防渗处理建议提供依据。

1 水文地质结构

平寨坝址区位于木底寨至懒龙河汇口，河段长约5 km，河流总体流向S10°E，上段有木底河V型横向峡谷、下段有平寨V型横向峡谷，其峡谷长分别为1.1 km和1.8 km，受鸡场背斜或三塘向斜的影响，岩层倾向上游或下游，倾角变化不定，岩层波状起伏，谷高200～350 m，河宽35～40 m，河床高程1 183～1 187 m，河段出露地层主要为永宁镇组第一段至第三段(T1yn1～T1yn3)、第四段(T1yn4)，河床深部为夜郎组(T1y)。其中永宁镇组第二段(T1yn2)岩性为泥质灰岩、泥岩夹灰岩，分布在鸡场背斜核部、木底寨河谷两岸出露，岩溶发育相对较弱;T1yn1、T1yn3岩性为质纯灰岩，分布于坝址及上下游两岸，岩溶发育程度较高，多顺层发育，上下游无纵向岩溶通道。

坝区共发育了5个(左岸4个、右岸1个)横向岩溶系统及地下暗河。经查明T1yn1内发育的山王庙—油菜冲—躲兵洞地下水岩溶系统，是本区最大的岩溶地下水系统，地下水位低平，位于坝址下游左岸，形成了坝区左岸的地下低邻谷。其T1yn2位于T1yn1、T1yn3之间，T1yn2的隔水性能关系到水库的成败，若可作为坝区相对隔水层，则坝址的水文及工程地质条件较优。表现在坝址为横向谷，枢纽布置在相对隔水层上，利用高强度的灰岩作地基，T1yn2防渗。因此，对T1yn2相对隔水层隔水性能的研究具有非常重要的意义。

2 T1yn2作相对隔水层隔水性能的论证

相对隔水层——顾名思义是具有相对隔水作用的地层。从岩性理解为是碳酸盐岩与碎屑岩互层的地层或者是碎屑岩受构造、风化的影响、地层岩石厚度较薄，根据成库建坝条件的需要，不能起到完全隔水作用的地层。

坝址永宁镇组第二段(T1yn2)岩性为泥质灰岩、泥岩夹灰岩，为碳酸盐岩与碎屑岩互层。受鸡场背斜的影响，河谷为横向谷，T1yn2将库水与下游河水横向隔开，它的隔水性能直接关系到水库的成库条件，对水库及坝址防渗处理均具有重要意义。因此，对其隔水性能的探讨是非常必要的。现从以下几个方面论证T1yn2作相对隔水层的可靠性。

1)地形地貌方面:坝址两岸河谷岸坡T1yn2地形上多形成缓坡，主要出露于三塘向斜两翼和鸡场背斜核部。左岸邓家包包至木营上、右岸牛场至凹猪、教子山一带，多为居民集中居住和耕作区。互层状岩石中泥岩、泥灰岩为隔水层，灰岩溶蚀后形成的上层滞水(泉水)发育，是当地居民主要的生活水源，由于补给源有限，枯季缺水较严重。除上坝洼地T1yn2内灰岩溶蚀严重外，测区在该层内其它地方未见大型岩溶洼地、竖井、落水洞发育，以侵蚀地貌类型为主。

2)地层岩性方面:永宁镇组第二段(T1yn2)岩性为泥质灰岩、泥岩夹灰岩，在区域上将其归纳为次纯碳酸盐岩组，经库坝区剖面地质测绘，T1yn2厚80 m左右。(在岩脚戛新寨T1yn2厚79.26 m;坝址右坝肩厚 80.06 ～80.56 m、梭戛至高新厚108.13 m)以坝址为代表，经统计其中灰岩累计厚24.70 m;泥质灰岩累计厚 18.20 m;泥岩、泥灰岩累计厚37.66 m，非可溶岩(泥岩、泥灰岩)占46.7%，岩溶弱发育。

3)构造方面:坝址下游约350 m发育鸡场背斜，呈东西向展布，轴线与河流近垂直相交，库区为背斜的北翼，北翼岩层倾向上游，形成天然库盆。

3 左岸相对隔水层不可靠

通过地表调查，多处洼地发育在T1yn2地层中，且洼地底部出露T1yn1地层，如:油菜冲洼地、上坝洼地等。根据分析:油菜冲洼地是躲兵洞(KS1)地下岩溶系统的特征表现之一;上坝洼地落水洞分布在地层T1yn2中，连通试验证明与KS4(发育在T1yn3地层中)和KS1(发育在T1yn1地层中)中均连通;上坝洼地中钻孔揭露约150 m堆积物。通过这些现象分析，上坝洼地、油菜冲及罗家大洞一带，隔水上、下部的岩溶地层已经相互贯通连接，T1yn2地层的完整性受到破坏，隔水性能不可靠。初步分析造成破坏的主要原因是左岸相对隔水层下部T1yn1地层地下岩溶极发育，溶洞的空间规模大，溶洞顶部分布的相对隔水层倾角平缓，岩体软弱，承受不住上部的压力，从而造成冒顶。因此在T1yn2地层形成洼地，在左岸取水隧洞施工过程中，在T1yn1地层中发育的溶洞出现有T1yn2地层的充填物，也充分证明以上的分析成果。

4 右岸相对隔水层的可靠性

1)从T1yn2稳定性和连续完整性分析，据地表地质顺层追踪，并在露头较差地段布置槽探揭露，左岸T1yn2在三塘向斜SE翼与鸡场背斜北东翼连续分布，右岸在教子山一带倾伏;根据工程区不同位置所测剖面分析，总厚80～108 m。右岸库坝区未见相变或构造和溶蚀破坏现象，岩性及厚度稳定，一般厚80 m左右。因此T1yn2稳定性、连续性及完整性好。

2)从地下水位分析:由项目建议书至初步设计阶段，共在库首右岸布置水文地质钻孔6个，可以观测到T1yn1、T1yn3含水地层的水位，说明T1yn2的隔水性能较好。

3)地下岩溶系统和泉点分布分析:右岸仅分布烂田坝－木底河地下岩溶系统，通过多次连通试验证明，系统进出口均分布在T1yn3地层中;通过对下部T1yn1地层地表调查，均未发现较大的岩溶泉点。也没有发现T1yn3与T1yn1地层通过岩溶管道连接的情况。

4)从开挖揭露的岩溶系统及溶洞分布的情况分析:右岸布置有导流洞、平寨电站发电洞、泄洪放空洞、溢洪洞和3层灌浆平洞共7条隧洞，大规模的溶洞均发育在T1yn1与T1yn3的接触带上，并伴有流水和雨季大量的涌水，而T1yn1地层中未见大规模的溶洞，特别是能在T1yn1与T1yn3的接触带上有大量的地下管道水揭露，充分说明T1yn2地层隔水性能的可靠性。

右岸洞室开挖揭露大型溶洞和岩溶管道发育情况

［1］彭土标，袁建新，王惠明.水力发电工程地质手册［K］.北京:中国水利水电出版社，2011(05):75.

［2］GB 50487—2008水利水电工程地质勘察规范［S］.

［3］潘家铮，谢树庸.中国水力发电工程地质·工程地质卷［M］.北京:中国电力出版社，2000:175.