岩溶区暗河水库防渗灌浆成功案例总结与探讨

杜卫华+蒋立林

摘要：我国岩溶分布非常广。随着时代进步，我国水利工程建设也在迅猛发展，而修建在岩溶地区的水库自然也越来越多。在岩溶发育的岩基上筑坝，水库修建的基础处理以及水库周边和库区渗漏通道的防渗处理对于水库的安全以及建成后的使用是极为重要的。本文结合一些岩溶区暗河水库防渗灌浆成功的案例，对此进行了总结与探讨。

关键词：岩溶区暗河水库防渗灌浆成功案例总结与探讨

一、岩溶区暗河水库防渗灌浆的意义

随着水利水电建设事业的发展，我国国内修建的大坝愈来愈多。我国是岩溶地区分布非常广的国家，所以地质条件良好的坝址越来越少。当前，许多大坝不得不修建在岩溶发育的地区。在岩溶发育的岩基上筑坝，其处理的施工技术比较复杂。尤其是在西部山区水利工程建设中，常常会由于岩溶这种不良地质现象的存在，影响了施工期主体工程的结构稳定性，此外，施工基础的处理措施、运行期工程的蓄水都受到重大影响。由于岩溶洞穴的发育以及水文地质条件的复杂性，如果在兴建水利水电工程中不能准确地认识和掌握岩溶渗漏的特征及其规律，往往给修建水库造成严重漏水，导致水库建成不能发挥应有的效益，不能蓄水，也不能正常灌溉和发电。

对于岩溶的渗漏，浅层的一般可采取堵、截、铺、围、盖、观等多种办法。采用这些综合措施处理后，只要措施得当，常可收到较好效果。但上述方法对较深层的岩溶漏水，却不一定能奏效了。从库区渗漏的处理措施来看，主要包括六种方法，其分别是：柔毡铺盖防渗，混凝土铺盖防渗，水泥砂浆砌块石勾缝防渗，对溶洞进行水泥灌浆和水泥冲砂灌，混凝土截水墙和防渗帷幕灌浆。而其中“灌”即钻孔防渗帷幕灌浆，这种方法是处理较深层岩溶漏水的唯一方法。防渗帷幕灌浆是处理岩溶地区水库坝基坝肩渗漏的主要方法之一，它可以杜绝深、浅层的复杂的岩溶漏水问题，帷幕设计的合理性及其效果取决于水文地质、地下水的补排条件，水工建筑物结构之间的帷幕体的搭接形式，布置格局和边界范围。

二、岩溶区暗河水库防渗灌浆成功案例总结与探讨

案例一：

云南省文山市某水库地下暗河水库是在某水库暗河通道截流，在暗河通道周边岩溶管隙空间及北部库盆岩溶洼地内形成水库。月亮湖暗河水库地面以岩溶洼地漏斗，岩溶谷地为蓄水库盆，地下以岩溶洞隙，管隙，落水洞；溶井等为储水空间，形成地面地下水复合型水库，

为使工程顺利开展，在工程开始前要对其所在地质进行勘察。勘察区近90%的面积上分布着C1d白云岩、C2w灰岩、T1y泥质灰岩、白云岩、T2g灰岩、白云岩，地表岩溶极其发育，主要以岩溶洼地、岩溶落水洞、漏斗居多，获得大气降雨后极大部分的降水经过这些岩溶管隙，管道贯入补给地下水。因此，勘察区除部分有粘土充填的岩溶洼地，漏斗在雨季有部分积水形成地表水外，地表溪沟河流不发育，从勘察区西南角经过的盘龙河，是该区唯一的地表河流。勘察区地处云贵高原滇东南文山巨型环状旋钮构造带内，主要由溶蚀地貌、峰丛洼地、漏斗、谷地型地形。地势由北向南逐渐降低；某水库暗河补给区在地表水冲刷、侵蚀，地下水溶蚀作用下形成了峰丛洼地、谷地及溶丘洼地；暗河出口为盘龙河河谷。岩溶地貌是其地貌之一，分布于库盆区以及北部幕菲勒～倮家～塘子边一线，在90%的区域内均分布着碳酸岩，岩溶地貌极为发育，分布广，个体岩溶形态有：洼地、漏斗、落水洞、溶井、溶洞。

勘察区近90%的面积上分布着C1d白云岩、C2w灰岩、T1y泥质灰岩、白云岩、T2g灰岩、白云岩，地表岩溶极其发育，主要以岩溶洼地、岩溶落水洞、漏斗居多，获得大气降雨后极大部分的降水经过这些岩溶管隙，管道贯入补给地下水。因此，勘察区除部分有粘土充填的岩溶洼地，漏斗在雨季有部分积水形成地表水外，地表溪沟河流不发育。

整个某水库暗河水库系统地下水的补给、径流、排泄、储存、渗漏均被塘子边—倮家邑向斜的严格控制，库盆区渗漏条件比较复杂。库盆区西部存在单薄分水岭，库水沿岩体强风化带或中等透水层呈片状向邻谷渗漏的条件。当库水位上升至1420m后，库盆区南部存在库水沿岩体强风化带或中等透水层呈片状或沿岩体地下岩溶管隙系统呈管隙状向低邻谷盘龙河谷渗漏的条件。暗河水库系统的地下水补给、径流、排泄、储存、渗漏等均与向斜构造密切相关。区内岩溶的发育主要受构造影响，由于断层破碎带、裂隙发育密集带，岩体破碎透水性较好，为岩溶发育提供了水动力条件，故岩溶常沿此带发育。岩溶发育期与地貌发展对照简表、岩溶发育时期岩溶发育主要特征发育高程地貌形态。高原期垂直岩溶 1600～1750m 孤峰、残丘、石林、岩溶胡、落水洞、漏斗等分布普遍。峡谷期（石林期） 垂直～水平岩溶 1400～1600m 峰丛洼地、溶蚀洼地、落水洞、水平溶洞，河床两岸发育有盆地和谷底地。南盘江期水平岩溶 1250～1400m 水平溶洞、天生桥等，河谷深切，发育有阶地和相应的水平溶洞。

水库存在岩溶管道渗漏问题和沿坝基与坝体接触面及岩体浅层风化带的严重渗漏，导致库区未能蓄满水，同时坝体与放水管接触带存在渗漏问题，建议对坝址区进行灌浆处理，灌浆线路沿坝轴线布置，两端头向坝肩延伸20 m；下限进入坝基以下15 m，拟采用单排孔，孔距3 m。因此必须进行必要的渗漏分析以及进行有效的帷幕灌浆防渗处理。

勘察区工程地质岩组类型划分表。类型名称地层年代。岩土体类型亚类。土体第四系松散岩组 Qel+dl。岩体碎屑岩建造较坚硬～软弱，薄～中层状粉砂岩、粉砂质页岩岩组。 T1f。碳酸岩建造强岩溶化，坚硬，中～厚层状灰岩、白云质灰岩夹泥质灰岩岩组 C2w、T1y、T2g。中等岩溶化，坚硬，中～厚层状白云岩、白云质灰岩岩组。 C2d、C1dn。碎屑岩、碳酸岩混合建造较坚硬～软弱薄～中层状含硅质泥灰岩、含炭质泥灰岩、粉细砂岩、铝土岩（矿）、煤层、煤线岩组 P2l。

据2008年文山县镰刀湾暗河水库试堵工程勘察报告，及本次在暗河堵体区的钻孔资料，月亮湖暗河主通道宽4.83～13.8m，深3.5～6.7m。埋深100～200m，水力坡降20～26‰；暗河主通道顶板标高1253m低于盘龙河谷17m，钻孔截流穿暗河主通道，地下水涌出孔口水头高出孔口3—5m，说明月亮湖暗河近出口段地下水具承压性，从下游暗河出口至上游堵体区附近约1000m范围内采用遂洞试堵工程、钻孔勘察等手段寻找暗河主通道下游地段的岩溶支流，岩溶管隙结果没有发现暗河主通两侧有支流洞，岩溶管隙，因此，月亮湖暗河水库地下暗河的堵体区应布局在暗河出口上游1000米的ZK8～ZK41号孔地段。endprint

地下暗河赌体采用钢筋混凝土为堵料，堵体宽10～20m，高15～25m，长20～30米，设置闸门及导流洞，堵体间隔20m设置一道，共3道长50～70m的帷幕灌浆廊道，每道从地表向深部设置3层，每层约70m左右。围岩为C2w灰岩，及P2l含硅质泥灰岩，碳质白云岩，砂页岩等。在月亮弯暗河出口下游1000m左右，出露一个流量230L/S岩溶的大泉，其水文地质结构与月亮湾暗河系统相似，地下水补给区包括1号库盆和2号库盆的区域受F2、F12、F9三条断裂破碎带的导水作用的影响，地下水由北西、北东F12、F2断裂破碎带径流，在盘龙河北岸以岩溶大泉形式排泄。因此，为了防止1号库盆和2号库盆地下水渗漏，在设置副一坝轴线及副二坝纵轴线防渗帷幕灌浆工程时，需包括F2、F12两条断裂破碎带及其影响带的范围。

勘察工作采用野外调查、钻探、作注压水试验、取水、岩样分析等方法，共完成1：5万野外地质调查1170Km2。通过本工程岩溶防渗帷幕四序施工。经过四期的灌浆施工，水库防渗灌浆成功。实践证明，采用钻孔防渗帷幕灌浆的处理方法对云南省文山市某水库地下暗河水库的坝基进行漏水处理，设计合理，布置的结构形式得当，能达到预期防渗的目的。工程 100 余处工程灌浆处理已经证实了这个结果。

案例二：

五里冲水库位于云南省蒙自县城东南20km处，库区是绿水河上游的一个封闭型天然盲谷，南北两端为串珠状洼地。修建五里冲水库就是截断暗河、封堵盲谷，使其壅水成库，是我国在岩溶地区采用混凝土防渗墙封堵暗河和高压灌浆防渗技术，利用天然盲谷建造的第一座超百米水深的无大坝水库。只要通过防渗处理解决了岩溶渗漏问题，它将是一座最优、最为经济的水库。

灌浆防渗帷幕、混凝土防渗墙、暗河堵头及防渗面板堆石副坝等四大部分是五里冲水库枢纽工程的主要组成部分，其中，防渗帷幕是整个枢纽工程的核心。为了减少溶塌体帷幕灌浆的施工难度，降低损耗、加快施工进度，施工首先改善溶塌体内的松散结构，然后才施工溶塌体部位的帷幕灌浆孔。通过采用随着孔排序的逐渐加密并不断提高灌浆压力的措施，在工程后压水试验检查显示，大多数检查孔段的压水试验取得的透水率达到设计的防渗标准。

通过对溶塌体防渗帷幕灌浆施工情况的回顾及帷幕灌浆成果资料的分析可知，进行帷幕灌浆施工时，对大范围的溶塌体不宜作长时间的钻孔冲洗及灌前简易压水试验，可以有效防止溶塌体内部结构受冲刷后遭到破坏，进而产生新的崩塌，增大处理难度。此案例也说明，在结构复杂、范围较大的溶塌体内，通过采取得当的工艺措施，进行灌浆处理之后，是能够形成高标准、高质量的防渗帷幕体的。

综上所述，岩溶坝基防渗帷幕灌浆工程属于地下隐蔽工程，工程在修建中的设计参数、施工经验以及原始地层变化都会对灌浆质量产生直接影响。因此，在工程施工中，要选择具备适宜的设计参数和有丰富灌浆经验的施工企业，这是工程成败的关键。在工程施工中，也应结合基岩岩溶发育的特性，一边灌浆一边总结。要根据实际情况及时地调整灌浆参数，严格控制施工质量，以达到节省、有效的目的。

参考文献：

[1]谢政.岩溶地区水库渗漏分析及帷幕灌浆防渗处理探讨.黑龙江水利科技.2014.05期endprint