鹤壁市淇河盘石头水库鸡冠山渗漏分析及处理建议

胡伯承

摘 要：盘石头水库蓄水后坝后及右岸鸡冠山出现不同程度渗水，笔者深入实地，从工程地质、渗漏观测、防渗处理等方面进行调查和分析，提出合理经济的处理建议。

关键词：鸡冠山水库；调查分析；防渗帷幕

一、工程背景

盘石头水库位于鹤壁市西南约15KM的卫河支流淇河中游盘石头村附近，该水库是《海河流域综合规划》选定的以防洪、工业及城市生活供水为主，兼顾农田灌溉、结合发电、养殖等综合利用的大型水利枢纽工程。水库总库容6.08亿m3，水库为二等工程，主要建筑物包括筋混凝土面板堆石坝，右岸两条泄洪洞，左岸溢洪道、输水洞和1#、2#电站。坝顶高程275.7m，最大坝高102.2m，坝顶长606m，正常蓄水位254m，防洪限制水位248m。鸡冠山位于大坝右岸，两条泄洪洞贯穿其中，泄洪洞为城门型无压隧洞，洞体净宽7.0m，直墙高7.7m，顶拱半径4.0m，进口高程215.00m，水平投影洞长为450.00m和526.00m，其中2#泄洪洞在前期用作施工导流洞，进口高程187.10m，后期改建成龙抬头型式。水库在2007年6月底开始蓄水，坝后量水堰（安装高程为EL181.0）从2007年8月3日开始有水过流（水库水位为202.12m），随着库水位的升高，鸡冠山山体出现了不同程度的渗水现象。

二、现场调查及原因分析

1.工程地质情况

1.1地形地貌

库区位于太行山中高山与华北平原过渡区，淇河流向由西向东，河流两岸为低山、丘陵和垅岗侵蚀剥蚀地貌，而在河谷则形成堆积地貌。

坝区左岸为侵蚀岸，右岸为堆积岸，河流在此形成了三级不对称的漫滩、阶地。阶地均属堆积类型，相互间为内叠关系。分布高程从190～210m范围，高出河床20余m。河床、漫滩由全新统冲积物组成，坝基及其上游附近宽约100～180m，高程约178～187m。

在地形特征上，从右坝头至F7断层渗漏段宽450m，主要为鸡冠山单薄陡立高边坡地形，坡度下缓上陡，上部平均坡度约70度；F7至F22断层渗漏段，宽775～800m，地形最高处与河床高差达400m以上，并在河床岸边形成高耸的灰岩绝壁。而坝区左岸单薄分水岭区，地形则相对平缓低矮，坡度一般在30°～40°，在左坝头以北的溢洪道附近，山体最高处为320～330m，下游低邻谷处水面沟的高程为200m左右，地形高差仅120余m。

1.2地层岩性

右岸渗漏段出露的地层为寒武系上、中、下统灰岩、白云岩、泥质条带灰岩及页岩地层，局部地段有奥陶系下统的白云岩，根据其分布部位，分述如下：

（1）右坝头至F7断层渗漏带

该河湾地带主要指右坝头至鸡冠山南东侧的F7断层之间，出露地层岩性：上部由寒武系中统（∈2）灰岩构成，下部由寒武系下统（∈111-17）页岩夹灰岩构成。

（2）F7～F22地堑渗漏段

在该渗漏段，由于F7～F22断层的切割和下降运动，使两断层之间地层下降而构成地堑，出露地层较两侧正常出露层位新，除了寒武系中统（∈2）、上统（∈3）灰岩、泥质条带灰岩组成的地层外，在地堑间山顶上还有奥陶系下统（O1）白云质灰岩构成的地层。

2.右坝头至F7断层的堪察情况

在初步设计工程地质报告及有关审查意见中，均认为该段可能存在沿∈1层中的灰岩产生水库渗漏问题。此段宽450m，平均渗径长约500m。为查明此段的滲漏量大小，渗漏方式及对水库蓄水、泄洪洞出口边坡可能产生的不利影响，在两条泄洪洞之间后坡上，完成了1个地质钻孔，钻孔地面高程289.45m，从∈116层开钻至∈112-3层终孔，孔深100.47m。压水14段，并进行了地下水位长期观测工作，通过一个水文年的观测，测得该孔地下水位基本稳定在191～194m之间。

从补勘孔g5的压水试验值来看，岩体透水率的大小不仅与岩性、构造、风化有关，而且与岩体所处的埋深位置有关，通过对该孔14段压水试验值分析，岩体透水率最大为∈115及∈114层顶部，其透水率达到35.88～37.84Lu，在孔深10.1m处，钻进过程中孔内不返水，说明此段岩体的透水性更大，在∈114层页岩层中共作了8段，压水段高程从252.98～212.24m，总厚40.74m，其平均透水率为10.38Lu；而在212m高程以下，包括∈113层灰岩，其透水率则很小，在这4段压水试验值中，最大值为1.32Lu，最小值为0.86Lu，属微～弱透水岩层。

从F7断层形成的单薄地形垭口和地下水情况以及补勘钻孔g4号孔内的压水试验分析，F7断层破碎带很可能成为该地堑渗漏段的主要渗漏区。因此，有必要对其进行单独评价，（g4号孔位于F7断层破碎带上）。

3.水库渗漏观测情况

水库在2007年6月底开始蓄水，坝后量水堰（安装高程为EL181.0）从2007年8月3日开始有水过流（水库水位为202.12m），出水点在集水坑右侧。为了监测鸡冠山渗漏情况，在1#泄洪洞、2#泄洪洞及其外侧排水沟修建了四个量水堰。1#泄洪洞量水堰为矩形堰，宽7.24m，高0.5m。其渗流量基本在50～80L/s； 2#泄洪洞也为矩形堰，宽9.84m，高1.2m，渗流量在130～150 L/s；1#泄洪洞外侧排水沟量水堰为三角堰，渗流量在0.04 L/s左右；2#泄洪洞外侧排水沟量水堰为矩形堰，宽0.41m，高0.183m，渗流量在11～17 L/s左右。2007年12月12日库水位220.29m时，坝下游量水堰及右岸1#、2#泄洪洞合计渗漏量已达2l8L/s。通过渗漏观测统计，整个鸡冠山渗流量在195～250L/s，随库水位的变化而变化，并且有一定的滞后性。

4.防渗处理情况

河槽段趾板建基面以下岩体较完整，透水性较小，帷幕灌浆深度按坝高的1/3控制；两岸坡段上部岩体透水性相对较强并有断层分布等特点，主帷幕灌浆深度延伸至∈113层灰岩以下5m，在断层破碎带和透水严重地段还可适当加深，即左岸坡段34～68m，右岸坡段为34～65m（EL212～EL242）。右岸防渗帷幕端点仅延伸至右坝头处，未对鸡冠山～F7段单薄山体进行防渗处理。

三、结论及建议

综上所述，得出如下结论和建议：

1.未对右岸鸡冠山～F7段单薄山体进行防渗处理是渗漏的关键原因，渗漏损失不仅影响水库的兴利运用，更直接影响到枢纽建筑物的安全运行。

2.建议右岸鸡冠山～F7段单薄山体进行帷幕防渗处理，方案如下：

①从右趾板防渗帷幕线EL254处沿S800W至鸡冠山西侧边坡EL254（轴线长约210米）再沿S350E穿过F7断层50米（轴线长约680米）进行防渗帷幕，帷幕底线为EL180，帷幕防渗在EL254新建灌浆平洞中进行施工。全面拦截了可能会沿断层破碎带产生的渗漏，并且减少了鸡冠山山体在库水中的浸泡范围，尽可能地降低了鸡冠山薄壁山体因库水浸蚀产生的失稳。

②泄洪洞无压洞段帷幕轴线上游部分进行全洞段深孔固结灌浆。

③泄洪洞深孔固结灌浆后再恢复排水孔。

参考文献：

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[2] 王振水.浅谈水库渗漏的原因及处理方法[J].水利天地.2012年第12期

[3]詹丹燕，陈慧景.水库除险加固土石坝渗漏控制措施探讨[J].中国水利（理论版），2008，