探究水利水电工程基坑岩溶涌水与预测

■岳宗慧 ■河南省中原水利水电工程集团有限公司，河南 濮阳 457000

随着经济的快速发展，必然会促进工程水平提高。在工程建设过程中，经济社会对工程水平及可靠性要求日益严格。基坑岩溶涌水预测作为水利水电工程的重要环节，是确保工程施工质量及安全可靠性的重要因素。为此，本文主要对基坑岩溶涌水特点、条件、类型及预测进行分析，为水利水电工程施工提供可靠参考。

1 水利水电工程基坑岩溶涌水特点

1.1 不均一性

在水利水电工程施工中，基坑岩溶涌水的不均一性主要体现在以下两个方面:其一，涌水出现部位存在一定的不均一性，这因为岩溶发育的不均一性导致。岩溶岩体内结构面发育不均匀、水利动力条件差异、岩性可溶性不同时，就会出现不同程度的溶蚀作用，产生溶蚀优势部位与方向，在其逐渐发育过程中，就会导致出现涌水现象。其二，涌水量存在不均一性。因为岩溶发育程度有所差异，导致岩溶地下水的径流、排泄、补给等情况各不相同，在不同的径流、排泄、补给条件下，就会导致基坑岩溶涌水量出现差异，就是同一个涌水部位，因为岩溶水存在的时间差异，也会导致岩溶涌水量随着季节和降雨量的差异，显现一定的不均一性。

1.2 突发性

在水利水电工程施工中，如果基坑揭露暗河或者岩溶管道水，就会出现突然涌水现象，经常导致基坑被淹没，使得施工无法继续进行，延误了施工工期。

1.3 涌水量变化幅度大

通常情况下，岩溶涌水量经常和降雨量有着密切的关系，在旱季时，涌水量相对较少;在雨季时，涌水量相对较多;在强降雨之后，经常会出现大量涌水。一个涌水点的最小涌水量可以低于每秒钟0.01 立方米，达到几个流量以上，变化幅度相差数十倍甚至数百倍［1］。

2 水利水电工程基坑岩溶涌水条件

2.1 发育条件

一般而言，岩溶涌水规模主要取决于岩溶发育规模。在水利水电工程施工中，重点岩溶涌水部位主要有不可溶岩与可溶岩的接触带、不整合界面的破碎带、暗河河管道系统等［2］。在不可溶岩与可溶岩的接触带中，不可溶岩的主要结构是不透水层，构成了地下水活动与岩溶发育的控制界面，当此界面上进行岩溶水汇集与排泄时，就非常容易形成暗河、溶蚀带，从而出现岩溶涌水情况。对于岩溶地下水而言，其主要是沿着构造破碎带予以排泄、径流，是发生岩溶涌水的重要部位。

2.2 动力条件

一般而言，岩溶涌水的主要动力带有水平渗流带、虹吸渗流带、垂直渗流带、季节变化带，这些水动力带均是基于水动力学原理形成的。当水利水电工程基坑在这些水动力带内时，岩溶水区域的水流力学性质就会转变为压力梯度流与重力梯度流。当季节变化带出现岩溶涌水情况时，涌水量主要取决于降雨量，会受到降雨渗透条件的控制，涌水量较为集中，具有很强的突发性，并且变化幅度较大、危害性较大。

3 水利水电工程基坑岩溶涌水类型

因为基坑岩溶涌水涉及内容非常广，并且还会受到很多因素的影响，导致其类型各不相同，目前尚不能予以统一明确。然而，根据有关规范标准的规定，可以从不同角度进行勘察，从而予以分类，主要包括以下几点:一是，根据岩溶水循环系统特征，可以将其分为扩散流涌水、管道流涌水、混合流涌水。二是，根据岩溶水运动带秦光，可以将其分为季节饱水带涌水、季节变动带涌水。三是，根据涌水形式，可以将其分为涌流涌水、股流涌水、线流涌水、渗水涌水。四是，根据岩溶水文地质结构情况，可以将其分为裂隙涌水、接触带涌水、层间涌水、断裂带涌水。五是，根据岩溶水力学性质，可以将其分为无压流涌水、压力流涌水。六是，根据涌水动态变化特点，可以将其分为突发型涌水、稳定型涌水、水文型涌水。七是，根据涌水量多少，可以将其分为微量涌水(小于0.01m3/s)、少量涌水(0.01-0.1m3/s 之间)、中量涌水(0.1-1.0m3/s 之间)、大量涌水(1.0-2.0m3/s 之间)、特大量涌水(大于2.0m3/s)［3］。

4 水利水电工程基坑岩溶涌水预测

4.1 涌水类型预测

在预测涌水类型的时候，主要是根据岩溶地下水循环特点及涌水动力特点决定的［4］。当岩溶管道与基坑破碎带同时存在时，涌水类型为复合型涌水，不仅具有扩散流涌水，还具有管道流涌水。此种涌水类型的危害非常大，在进行处理的时候，具有很大的难度。在岩溶断裂层带、裂隙集聚带、溶蚀破碎带等部位出现的涌水，基本均为扩散流涌水，其涌水量相对较少，危害性也比较小，可以进行简单的处理。在暗河、岩溶管道部位出现的涌水类型为管道流涌水，其涌水量非常大，处理难度也比较大。

4.2 涌水量预测

在预测涌水量的时候，除了对一般裂隙性涌水量进行预测以外，主要就是对官道流涌水与最大涌水量进行预测。在预测涌水时，首先需要对岩溶发育规律、水文地质构造予以了解，构建符合实际情况的概念模型，其主要包括岩溶化程度、补给来源地貌地形、岩体透水性、地下水及降雨水位变化等，之后构建和水文地质条件相适应的数学模型。在预测涌水量的时候，主要采用水均衡法、水文地质解析法、水文地质比拟法、水文地质数值法、非线性理论法等［5］。本文主要对水均衡法进行介绍。

水均衡法主要就是借助水均衡的有关原理明确地下水量的收支关系，从而得出地下水均衡的专用公式，如下所示:

在上述公式中，Q 表示为岩溶涌水量，单位是m3/s;A 表示为均衡区积水面积，单位是km2;X 表示为降雨量，单位是mm;a 表示为渗流系数;d 表示为均衡天数;S 表示为基坑岩溶涌水占地下水径流总量的比例。当降雨量固定的时候，降雨量与渗流量之间存在着一定的线性关系，可以利用相关公式对渗流系数予以计算。当基坑岩溶涌水就是地下水径流量时，S 值为1;当前者少于后者的时候，S 值小于1。S 值大小主要取决于基坑岩溶地质变化情况。

5 结语

综上所述，随着社会的不断发展与进步，水利水电工程建设要求越来越严格，从而对基坑岩溶涌水处理要求也在不断提高。为此，在水利水电工程施工中，一定要深入了解基坑岩溶涌水情况，结合工程施工的具体情况，制定有效的处理方案。只有确保基坑岩溶涌水量预测达标，才可以确保工程施工安全可靠，进一步促进水利水电工程的长远发展。

［1］吴小娟.论水利水电工程基坑岩溶涌水与预测［J］.建筑工程技术与设计，2014(34):680-680.

［2］刘惠.试论水利水电工程基坑岩溶涌水与预测［J］.科技与创新，2015(01):116-116，117.

［3］肖万春.论水电水利工程基坑岩溶涌水与预测［A］.贵州省岩石力学与工程学会2013 年学术年会论文集［C］.2013∶3-7.

［4］王小玲，李择卫.株溪口水电站一期基坑强岩溶涌水分析及处理［J］.湖南水利水电，2012(02):3-5.

［5］王颂，王雪波.银盘电站三期工程基坑岩溶渗漏分析及处理措施［J］.人民长江，2013，44(06):1-5.