鸭儿沟水库两坝肩渗漏结果

2013-12-14席为群

地下水 2013年2期

席为群，蒋锐

(1.陕西省安康市黄石滩水库管理局，陕西安康725000;2.陕西省水利电力勘测设计研究院勘察分院，陕西咸阳712000)

鸭儿沟水库枢纽工程地处咸阳市长武县境内的冉店乡上塬村北，大坝为碾压式均质土坝，最大坝高63 m，坝顶高程926.0 m，正常蓄水位为 921.00 m;死水位为 902.00 m，水库总库容740万 m3，导流泄洪洞布置于右岸，泄洪洞全长553 m。水库工程规模为Ⅳ等小(一)型。

2009年10月初蓄水至898 m高程时，发现右坝肩坝后岸坡出现渗水现象，随着库水位增高至901 m时，渗漏量显著增大，实测漏量2 000 m3/d，同时大坝下游右岸坡出现少量带状渗水点，鸭儿沟沟口泾河岸坡也出现较大面积的滴水及线状流水现象，右岸水平长度约120 m，左岸岸坡也出现约300～500 m左右大面积湿润及渗水现象，左岸下游电站后背岸坡也发现一处集中渗漏点。针对该问题进行了灌浆处理，但当水库蓄水至高程901 m后左右岸又发现较大范围的渗漏。

1 工程地质概况

工程区属典型的黄土冲沟地貌，河床高程864.00～865.00 m，已建成土坝坝顶高程926 m。左坝肩山体较单薄，下游泾河岸坡冲沟发育，其中坝址上游约60 m处发育一较大冲沟，冲沟走向190°～195°，与泾河岸坡冲沟形成对顶沟，两冲沟水平距离约250 m;右坝肩山体完整，坝肩至泾河段坡面较完整平直，多呈陡坡状。

坝肩覆盖层由第四系中更新统风积(Q2eol+pl)黄土状壤土，下更新统冲洪积堆积(Q1al+pl)钙化粉土、砾石、壤土组成，下伏基岩为白垩系下统洛河组(K1z2)泥岩、砂岩。基岩面高程左坝肩为909.71～911.17 m，右坝肩基岩面高程为906.15～907.45 m。

坝址区地质构造较简单，岩层呈单斜构造，倾向约60°，倾角2°～5°，无断层分布。发育两组高倾角裂隙，第一组走向65°～80°，间距约0.4～1 m，该组裂隙在右岸伸向山体，与库水不相通，在左岸与库水相通，且向北东通向泾河右岸坡，第二组走向为330°～340°，间距约 3～4 m，该组裂隙在右岸与库水相通，另一侧伸向山体，与泄洞洞及第一组裂隙相交，在左岸与库水相通，另一侧伸向山体，与第一组裂隙相交。两组裂隙在强风化层中较发育，延伸长度均可达数十米至百米，张开宽度0.5～2 cm，在弱风化层中为闭合至数毫米。

施工前左坝肩地下水位高程869.74 m、右坝肩870.05 m，蓄水后受库水渗漏影响坝肩地下水位高程883～890 m。

2 坝肩渗漏

2.1 坝肩渗漏特征

库水位在898～906 m高程时，根据渗水点出露的位置，左右坝肩分为4个渗漏区。左坝肩渗漏区流量基本上不随库水的升降而变化，右坝肩渗漏区流量随库水的升降而升降。

1)右坝肩近坝段渗漏区:位于坝址下游右岸，渗漏方式为集中渗漏。集中渗水点有两个，渗水点高程分别为899.5 m、900.4 m。

2)右坝肩泄洪洞出口渗漏区:位于泄洪洞出口两侧泾河岸坡，由泄洪洞向两侧延伸长度可达50～80 m，多呈面状渗流，局部张开的裂隙呈射水状态。渗水点最大高程为883.6 m。

3)左岸近坝段渗漏区:位于左岸近坝地段～朝阳电站处，多呈面状渗流，沿岸坡长度约150～180 m出渗高程约880～888 m。

4)左岸泾河岸坡渗漏区:位于左岸泾河岸坡处，沿泾河岸坡分布长度达300～350 m，尤其在岸坡的5个冲沟内形成集中的明流。渗水点最大高程为892.2 m。

2.2 左坝肩渗漏

左坝肩上游库区发育一冲沟，与泾河岸坡的冲沟形成对顶沟，在高程900 m处两冲沟水平距离约240 m，属单薄山梁，基岩岩性为泥岩夹砂岩，基岩面高程909～911 m，发育两组共扼裂隙，发育两组高倾角裂隙，第一组走向65°～80°，间距约0.4～1.0 m，最大张开宽度达3 cm，在冲沟处与库水相通，一直延伸至泾河岸坡，第二组走向为330°～340°，间距约0.8～1.2 m，与第一组裂隙将岩体切割呈块体状，且强风化层岩体呈碎裂状，页岩属于砂、泥岩的夹层，具页理构造，呈薄片状，产状近于水平。根据现场试验，库水易沿层理面或岩石断口产生渗透。

据钻孔水位观测资料，左坝肩地下水低于库水位，钻孔压水试验显示在基岩面以下约10～20 m岩体透水率不满足水库防渗标准。在钻进中对不回水的孔进行了连通试验，连续全泵量注入染料溶剂6个小时，在渗漏区一直未发现试剂痕迹，推测可能由于渗漏形式为沿层理或细小裂隙的面状渗流，染料被大量吸附或是由于库水位流速太慢，染料产生了沉淀。

综上所述，左坝肩属于典型的绕坝渗漏.库水沿裂隙、层理组合的通道产生渗漏，渗漏范围为桩号0-170～0+050 m，主要渗漏段高程为890～911 m。库水由左岸上游的冲沟附近渗入岩体裂隙，沿裂隙向下游运移，当裂隙闭合时或不发育时，就沿水平向的层理面产生渗透，再次遇到较宽的裂隙时，又汇集成重力水。最终在朝阳电站及泾河岸坡附近形成渗漏区，出露的长度和面积也较大。

2.3 右坝肩渗漏

右坝肩山体和坡面较完整，泄洪洞及取水管道分别在坝轴线桩号0+158和0+140与坝轴线相交。基岩面高程906.15～907.82 m，发育两组共扼裂隙，发育两组高倾角裂隙，第一组走向 65°～80°，间距约 0.4～1.0 m，最大张开宽度达3 cm，延伸至泾河岸坡;第二组走向为330°～340°，间距约0.8～1.2 m，与第一组裂隙将岩体切割呈块体状。

在泄洪洞施工时，发现一宽大卸荷裂隙，走向约80°～85°，泄洪洞在桩号0+71～0+155 m斜穿该裂隙，裂隙两侧影响宽度约3 m，有架空现象，架空宽度可达20 cm，并且引起了隧洞产生近6m高的塌方，通过对该条裂隙产状的分析，裂隙在坝轴线桩号0+146～0+155段有出露，在泾河岸坡亦有显示，且与集中渗漏点相距很近。前期灌浆时就发现该处有大的渗流通道，曾灌入了20 m3砂子和几十吨水泥，后期又在该裂隙附近的钻孔中灌入了38吨水泥，并且桩号0+173 m处钻孔钻进基岩后进行水泥封孔时，注入4吨水泥后仍未封住套管，说明该组裂隙应有多条，间距不明，在右岸均斜穿了泄洪洞。

坝轴线桩号0+130～0+230 m之间的钻孔钻进过程中出现掉钻及不回水现象，坝基岩体质量较差;压水试验亦显示基岩面以下15～20 m岩体透水性不符合防渗要求，尤其是泄洪洞附近的岩体较破碎，库水可能通过该区域向下游渗漏。

集中渗漏区与库水关系密切，在坝轴线桩号0+154 m处的钻孔施工至902.3 m时不回水，投入试剂40 min后，在距钻孔79 m处S1渗漏点发现了红色的染料水，由此认为库水、钻孔内水及渗漏水是相通的，根据连通试验，粗略计算渗漏通道的水流速度和水力坡度见表1。

表1 渗漏通道水流速度和水力坡度计算表

泄洪洞顶打一灌浆钻孔，孔径56 mm，深5 m，灌入水泥达4.5 t，平均每米耗灰量约1吨，坝顶钻孔在洞顶2 m以上产生了掉钻和漏水现象，亦能说明岩体松动圈的存在。在高程900 m时，库水距泄洪洞的平距仅为17 m，可以认为库水与洞顶松动圈及塌方空腔是直接相通的，且水力坡度可达到6.7% ，渗流速度 2 842 m/d。

综上所述，右坝肩为库水沿基岩通道、卸荷裂隙及层面组合的通道产生渗漏，主要渗漏段桩号为0+130～0+230段，在0+150～0+180段尤为严重，主要渗漏高程为885～907.82 m。库水在泄洪洞放水塔下游的冲沟处沿基岩裂隙和层理渗入至泄洪洞洞顶的松动圈和塌方空腔内，然后在其间运移，至坝轴线处后，一部分水沿宽大裂隙向鸭儿沟产生渗漏，形成集中渗漏点;一部水继续沿洞顶向下游流，在桥墩处遇到了另一组宽大裂隙，形成另一个集中渗漏点;另一部分水继续向洞口方向流动，流动的同时沿岩体内各种裂隙产生了发散，至泾河岸坡处后，沿岸坡产生面状渗流，形成渗漏区。