云南勐甸水库右岸河间地块渗漏分析

吉彬彬，董如意，张小平（中水珠江规划勘测设计有限公司，广东省广州市510610）

云南勐甸水库右岸河间地块渗漏分析

吉彬彬，董如意，张小平（中水珠江规划勘测设计有限公司，广东省广州市510610）

云南勐甸水库右岸河间地块被波罗母～茅草坪断裂横切，且右岸第三系地层中存在石膏层分布，水库蓄水后存在沿断裂带或者石膏层岩溶通道向曼板河低临谷渗漏的可疑通道。结合现场地质调查、钻孔勘探、地下水动态观测等多种手段勘察成果，对右岸河间地块可疑的渗漏通道进行了分析，明确了水库可能的渗漏范围，为库区防渗设计提供了初步的依据。

水库渗漏；断裂破碎带；石膏；河间地块

1 工程概况

勐甸水库坝址位于云南省红河县迤萨镇勐甸河上大塘子坡桥下游30m处，距离盘县县城约5km，水库总库容1199万m3，设计灌溉面积1.89万亩，最大坝高36.0m，工程规模为中型，工程等别为Ⅲ等，永久性工程主要建筑物大坝、溢洪道、导流灌溉引水隧洞为3级，其它临时性水工建筑物为5级。灌溉管道工程级别为5级。

在水库前期勘察过程中发现，水库蓄水后右岸库首河间地块存在沿第三系地层、石膏层岩溶通道或波罗母～茅草坪断裂破碎带向右岸曼板河低临谷永久渗漏的可能，本文主要结合勘察资料，对水库右岸河间地块渗漏的可能性进行分析论证，为水库成库论证和库区防渗提供依据和支撑。

图1 勐甸水库右岸河间地块工程地质平面图

2 工程地质概况

2.1 地形地貌

水库右岸库首河间地块，位于勐甸河与曼板河之间，属于构造侵蚀堆积中低山残丘地貌，山顶高程768.50m，勐甸河侧山脚高程633.00～638.70m，曼板河侧山脚高程539.00～550.00m高程，两条河谷之间高差约41.05～80.25m，河间地块宽约1.01～1.53km，最薄处位于广从断裂通过的冲沟一带，山顶高程一般749.40～768.50m。

2.2 地层岩性

右岸河间地块主要出露元古界哀牢山群凤港组、上第三系及第四系地层，由老至新分述如下：

（1）元古界哀牢山群

凤港组（Ptf）：主要为角闪斜长变粒岩及硅线黑云斜长片麻岩，该层厚度约300m。本层主要分布在右岸河间地块波罗母～茅草坪断裂的南侧。

（2）上第三系（N1）：主要砾岩、砂砾岩夹砂岩、粉砂岩，局部夹石膏层，主要分布于上坝址往下游一带；主要分布在库波罗母～茅草坪断裂以北的山体范围。

（3）第四系（Q）：

残坡积堆积层（Q4el+dl）：覆盖于残丘地表，主要为泥质粉砂岩、砾岩及片麻岩的残坡积层，呈褐红色，棕黄色等，厚度2～5m，分布在右岸河间地块河谷斜坡地带。

2.3 地质构造

波罗母～茅草坪断裂（F1）：该断裂属于哀牢山“山前断裂”的分支，总体倾向西南，倾角50～80°；在工程区范围该断裂发生倒转走向293°，倾向NE，倾角68～80°，从库区勐甸村附近呈东北～西南走向穿过库区，并横穿右岸河间地块与曼板河低临谷连通。断裂主要发育于元古代变质岩（Ptf）与新生代地层（N1）间，构造岩以碎裂岩、挤压透镜体、以及半固结状断层泥及其风化层组成。结合物探勘探结果表明断裂带及其影响带在右岸河间地块、库盆宽度32～70m，走向NE～SW。

2.4 水文地质

根据地下水的赋存介质、水理特征和岩石的孔隙特征，将右岸库首河间地块的地下水分为孔隙性潜水和基岩裂隙水两种类型。孔隙性潜水主要分布在河间地块残坡积层孔隙中，基岩裂隙水主要分布在碎屑岩、片麻岩及断层破碎带基岩裂隙中（见表1）。

为了了解各岩土层的渗透性现场结合钻孔进行了大量的注水、提水、抽水试验，成果见表1。根据统计结果可以看出残坡积土层、全～强风化碎屑岩、强风化变质岩及中风化变质岩总体上都属于弱透水层，相对隔水；而断层破碎带的透水性相对较大，总体上属于中等透水层，局部弱透水。

3 右岸河间地块渗漏分析

3.1 沿石膏层岩溶管道渗漏的可能性分析

现场地质测绘过程中在库区内及河间地块均未见有石膏岩露头出露，所有勘探钻孔中除CK04外其他孔均没有揭露到石膏层。结合区域地质资料、《云南省红河干流大黑公水电站建设用地压覆矿产资源评估报告》分析，邻近区石膏层属于湖湘蒸发沉积，在工程区附近的第三系地层中石膏层局部呈透镜状、蜂窝状、团状分布，空间延展性差。CK04钻孔的石膏层分布在660.272～681.672m和587.472～592.652m高程范围，钻孔地下水稳定水位分布高程在635.43m，且下层石膏岩和砂砾岩的交界面有一约4m的溶洞，结合石膏可直接溶于水的土特性［2］，该溶洞应是石膏层受结构面和波罗母～茅草坪断裂破碎带丰富地下水溶蚀所致。受本区石膏岩的分布特点、范围限制，溶洞仅为局部分布的孤立溶洞，石膏层没有形成于外界连通的连续岩溶通道的可能［5］。

因此，基本可以排除水库蓄水后第三系地层段沿石膏层岩溶管道向右岸曼板河低临谷管道渗漏的可能（见图2～3）。

3.2 沿第三系地层渗漏的分析评价

表1 各岩土层渗透系数成果统计表

图2 勐甸水库右岸河间地块横剖面图B-B′

图3 勐甸水库右岸河间地块横剖面图D-D′

右岸地形分水岭水文地质勘探剖面B-B′和D-D′显示，钻孔稳定地下水位分布高程ZKS01（644.72m）、ZKS02（635.85m）均高于CK4钻孔的地下水位分布高程（635.43），说明第三系水文地质单元中的地下分水岭与地形分水岭存在差异，地下分水岭偏向库盆，位于ZKS01-ZKS02-ZKS03一线附近。ZKS01地下水稳定水位分布高程低于正常蓄水位约1.62m，由于本次水位观测是处在河流的枯水期时间段内，在丰水期分水岭地下水位还会有所升高。同时，考虑到水库蓄水后潜水水位雍高的影响，通过估算ZKS01断面处水库蓄水后，地下水位可雍高至650.11m高程，高出正常蓄水位约4.11m，因而水库蓄水后在右岸上第三系地层中，不会产生永久渗漏问题。

3.3 沿断裂破碎带向右岸低临谷渗漏的分析评价

在靠近断裂位置的ZKS02钻孔651.95～655.75揭露有灰黑色的断层角砾岩，ZKS08钻孔揭露到有构造碎裂岩、挤压断层泥等地层，断层岩心受构造挤压、揉皱明显。同时地下水位在断层带附近分布高程有所降低，ZKS02处地下水位低于正常蓄水位约10.15m，存在明显的凹槽，说明断裂及其影响带两侧岩土体的地下水流向断裂进行排泄，加之断裂破碎带地层渗透性相对较大，在水库蓄至正常蓄水位后库水有沿断裂及其两侧影响带渗漏的可能。因而，水库渗漏的主要位置为：断裂带及其两侧影响带地下水位低于正常蓄水位的224.30m凹槽范围，该凹槽主要分布在波罗母～茅草坪断裂及其北盘224.30m的度范围内（ZKS08～ZKS01之间）（详见图3）。

表2 右岸分水岭钻孔稳定水位观测成果统计表

综上所述，水库在断裂及其两侧影响带224.30m宽的范围存在向右岸低矮临谷永久渗漏的通道。

为了防止库水向低临谷发生永久渗漏，建议对断裂带及其两侧影响带进行防渗（地下水凹槽段），重点应该针对断裂带宽度范围内进行防渗，建议防渗帷幕水平方向接正常蓄水位位置的地下水位，垂直方向接地下相对隔水层。

4 结论

（1）右岸河间地块第三系地层中的石膏岩呈透镜状、蜂窝状、团状分布，空间延展性差，且地表无露头。溶洞仅为局部分布的孤立溶洞，没有形成石膏层的与外界联通的连续岩溶通道的可能。因此，基本可以排除水库蓄水后第三系地层段沿石膏层岩溶管道向右岸曼板河低临谷管道渗漏的可能。

（2）第三系水文地质单元中的地下分水岭偏向库盆一侧，分水岭位置地下水稳定水位分布高程低于正常蓄水位约1.62m，由于本次水位观测是处在河流的枯水期时间段内，在丰水期分水岭地下水位还会有所升高，同时考虑到水库蓄水后潜水水位雍高的影响，因而水库蓄水后在右岸上第三系地层中，不会产生永久渗漏问题。

（3）右岸河间地下分水岭水位在断层带附近分布高程有所降低，存在明显的凹槽，水库在断裂及其两侧影响带224.30m宽范围存在向右岸低矮临谷永久渗漏的通道。

（4）建议对断裂带及其两侧影响带进行防渗（地下水凹槽），重点应该针对断裂带宽度范围内进行防渗，建议防渗帷幕水平上接正常蓄水位位置的地下水位，垂直上接地下相对隔水层。

［1］吉彬彬.云南省红河县勐甸水库工程右岸河间地块渗漏专题报告［R］.中水珠江规划勘测设计有限公司，2015，3.

［2］卢耀如，张凤娥，著.硫酸盐岩岩溶及硫酸盐岩与碳酸盐岩复核岩溶——发育机理与工程效应研究［M］.北京：高等教育出版社，2007，9.

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2095-2066（2016）30-0089-02

2016-10-10

吉彬彬（1982-），男，工程师，硕士，主要从事水利水电工程地质勘察及岩土工程设计工作。