云南省京平水库坝址水文地质条件及坝基渗漏分析

李勇+陈加奇

摘要：本文对云南省京平水库的坝址的水文地质条件和坝基岩石质量进行了评价，充分对坝基的渗漏问题进行了分析，并对坝基防渗处理提出了合理的建议。

关键词：云南省 水库 水文地质 渗漏

1 概述

京平水库坝址位于老贺平掌村老谣河上游150m处，河床高程1624.50m。水库坝高62.8m，总库容约304.1万m3，兴利库容246.0万m3，是一座以农田灌溉为主的小（Ⅰ）型水利工程。处在老谣河由宽缓的“U”型河谷向“V”型谷递变段，该段地形较完整，作为水库坝址枢纽，地形条件较好。通过项目前期工作，发现库区近坝段右岸山脊地下水位较低，可能存在渗漏问题。因此本文根据坝基渗漏量和渗透稳定性复核防渗底界和幕体防渗标准，对水文地质条件和坝基的渗漏情况进行了进一步的复核。

2 基本地质条件

坝址区主要发育两类地貌：侵蚀堆积——河谷地貌；构造剥蚀—侵蚀岸坡地貌。河谷地貌，河床为侵蚀堆积——河谷阶地地貌，两侧发育有不连续Ⅰ级阶地。坝址区河流呈略向南西凸的“U”字型，坝址河流整体NW向。河床宽5～10m，高程1630～1620m，纵比降平均10%，河谷呈“U”型谷，两岸局部见零星Ⅰ级阶地，阶面高出河床约2.0m，阶面宽2.0～5.0m。构造剥蚀——侵蚀岸坡地貌，坝址区两岸均残留有Ⅲ级剥夷面，据钻孔揭露，左岸局部有残留阶地分布，呈斜坡台地交替复合型岸坡，局部形成洼地；右岸属构造侵蚀岸坡，地形相对顺直完整，坡度40～45°，局部形成陡崖。坝址内冲沟多为沿NE向陡倾角节理发育的规模较小的季节性有水冲沟，其切割深度3～15m，宽1.0～5.0m，延伸长度均小于200m。主要分布有两条冲沟，均位于右岸，其中1#冲沟位于右岸坝轴线上游110m，沟长65m，切割深5～15m，对坝址存在一定影响。

坝址区出露中生界侏罗系上统景星组（J3j）地层，表层分布有第四系松散堆积物。坝址区位于景星街褶皱倾伏段，塘上街断层及陆野断层之间，陆野断裂离坝址区最近约3km。主构造线方向为近南北向，次级伴生断层未见发育。岩层总体走向NE，倾向NW，倾角15°～30°，为一单斜构造。受EW向构造应力的挤压，局部岩层具挠曲现象，节理裂隙发育。坝址区主要发育三组裂隙， 详见表1。

表1 坝址区裂隙统计表

■

通过钻孔揭露，右坝肩河床高程（1620m）附近，为灰白色长石石英砂岩及含砾砂岩接触带，受河床卸荷作用等的共同作用，该带岩体较破碎，结构面张开2～5mm，见次生泥质充填，且其渗透系数较大，为一透镜体，山脊地下水位受其影响略高于河水位，对工程有一定的影响。

3 水文地质条件

岩（土）体透水性，根据坝址区岩（土）体根据钻孔压（注）水试验取得透水率，统计结果见表2。

表2 坝址岩（土）体透水率（q）统计表

■

从表2中可看出坝址内岩（土）体透水率（q）一般在2.8～112.3Lu之间，属弱～极强透水岩（土）体。其中，Q松散堆积物、全、强风化岩体以及挤压破碎带之透水率（q）均大于5.0Lu，为含水透水岩体，弱、微风化岩体之透水率（q）一般小于5.0Lu，为相对隔水岩体。坝址区相对隔水层（带）为弱风化下带～新鲜岩体，设计防渗透标准为透水率≤5 Lu，分布连续。其埋深：左岸32～80m；河床30～32m，右岸30～108m。对于地下水补给、径流、排泄，坝轴线的大坝位置均置于砂泥岩之上，属同一个水文地质单元，坝址两岸接受大气降水补给，通过两岸岩土体孔隙、裂隙径流，向老谣河排泄，老谣河为坝址区最低排泄基准面。

4 坝基岩体质量评价

本工程分析结合工程规模及推荐坝型来确定建基面：原则上清除强风化上部强卸荷松动、变形岩体及松软土石，以强风化带中下部弱卸荷带岩体为建基面。据此，坝基清基深度为：左岸3.5～6.0m，河床2.5～3.5m，右岸1.0～4.5m。坝基岩体质量为建基面岩体质量。

根据《工程岩体分级标准》（GB 50218-94），对工程区坝基岩体进行工程地质定量分级，计算公式采用BQ=90+3Rc+250Kv。其中：BQ——表示岩体基本质量指标；Rc——表示岩石饱和抗压强度（室内试验值）；Kv——表示岩体完整指数。使用该公式时遵守以下限制条件：

①当Rc>90Kv+30时，应以Rc=90Kv+30代入计算BQ值。

②当Kv>0.04Rc+0.4时，应以Kv=0.04Rc+0.4和Rc代入计算BQ值。

计算后得出当地材料坝坝基岩体级别，详见表3。

表3 坝基岩体基本质量分级统计表

■

注：完整系数系根据岩体体积节理数JV进行经验取值。

5 坝基渗漏、绕坝渗漏分析及处理建议

5.1 坝基渗漏、绕坝渗漏分析

坝址区内分布有第四系松散孔隙含水透水层、全强风化岩体孔隙～裂隙含水透水层及挤压破碎带含水透水层，透水层透水性中等～极强，层厚较大；据钻孔揭露，右坝肩凸出山脊，河床1680m高程附近为灰白色长石石英砂岩及含砾砂岩接触带，受河床卸荷作用等的共同作用，该带岩体较破碎，且其渗透系数较大，为一透镜体，山脊地下水位受其影响略高于河水位，远低于正常蓄水位。坝基渗漏及绕坝渗漏问题较为突出。

透水带根据钻孔压（注）水试验成果，结合地形地貌、地层岩性、地质构造、岩石风化程度等因素进行划分，共划分为两个透水带，即：中等透水带（10≤q<100Lu）、弱透水带（5≤q<10Lu）。本工程根据相关规程、规范，结合工程设计规模，视弱透水中下带（q<5Lu）为相对隔水层，并假定坝基为均质含水透水层，从而选用卡明斯基公式估算坝基渗漏量、达西公式（潜水型绕渗）估算两岸绕坝渗漏量，正常蓄水位情况下，日平均渗漏量2146.65 （m3/d），年平均渗漏量78.35×104（m3），建议进行防渗处理，防渗深度33.5～82.5m。

5.2 防渗处理建议

根据坝址区大量水文地质试验资料估算的坝基及绕坝渗漏总量达78.35×104m3/a，防渗处理建议采用帷幕灌浆方案。帷幕线沿坝轴线布置，帷幕线左端以左坝端为基点往外延长55.35m，帷幕线右端以右坝端为基点往外延长85.46m，均延伸到两岸正常蓄水位与地下水交点，帷幕线总长372.01m。帷幕底界深入相对隔水层中5m。根据工程规模及坝高，以q<5（Lu）（设计防渗标准）作为相对隔水层，帷幕底界深入相对隔水层中5m，左岸帷幕平均深约59.5m，右岸平均深约86.0m，河床平均深57.5m。帷幕灌浆建议：采用单排孔，孔距1.5m。施工过程中如遇破碎带应加大帷幕灌浆深度。

6 结束语

通过对京平水库基本地质条件的详细描述和水文地质条件、坝基岩体质量进行了评价，充分分析了坝基的渗漏问题，并对坝基防渗处理提出了合理的建议，为水库的建设提供了科学的依据。

参考文献：

[1]李炜.水力计算手册（第二版）[M].北京：中国水利水电出版社，2006.

[2]白永年著.中国堤坝防渗加固新技术[M].北京：中国水利电力出版社.

[3]DL/T 5200—2004，水电水利工程高压喷射灌浆技术规范[S].

作者简介：李勇（1975-），男，云南大理巍山人，水利工程师，主要从事水利工程建设及开发相关工作。endprint

摘要：本文对云南省京平水库的坝址的水文地质条件和坝基岩石质量进行了评价，充分对坝基的渗漏问题进行了分析，并对坝基防渗处理提出了合理的建议。

关键词：云南省 水库 水文地质 渗漏

1 概述

京平水库坝址位于老贺平掌村老谣河上游150m处，河床高程1624.50m。水库坝高62.8m，总库容约304.1万m3，兴利库容246.0万m3，是一座以农田灌溉为主的小（Ⅰ）型水利工程。处在老谣河由宽缓的“U”型河谷向“V”型谷递变段，该段地形较完整，作为水库坝址枢纽，地形条件较好。通过项目前期工作，发现库区近坝段右岸山脊地下水位较低，可能存在渗漏问题。因此本文根据坝基渗漏量和渗透稳定性复核防渗底界和幕体防渗标准，对水文地质条件和坝基的渗漏情况进行了进一步的复核。

2 基本地质条件

坝址区主要发育两类地貌：侵蚀堆积——河谷地貌；构造剥蚀—侵蚀岸坡地貌。河谷地貌，河床为侵蚀堆积——河谷阶地地貌，两侧发育有不连续Ⅰ级阶地。坝址区河流呈略向南西凸的“U”字型，坝址河流整体NW向。河床宽5～10m，高程1630～1620m，纵比降平均10%，河谷呈“U”型谷，两岸局部见零星Ⅰ级阶地，阶面高出河床约2.0m，阶面宽2.0～5.0m。构造剥蚀——侵蚀岸坡地貌，坝址区两岸均残留有Ⅲ级剥夷面，据钻孔揭露，左岸局部有残留阶地分布，呈斜坡台地交替复合型岸坡，局部形成洼地；右岸属构造侵蚀岸坡，地形相对顺直完整，坡度40～45°，局部形成陡崖。坝址内冲沟多为沿NE向陡倾角节理发育的规模较小的季节性有水冲沟，其切割深度3～15m，宽1.0～5.0m，延伸长度均小于200m。主要分布有两条冲沟，均位于右岸，其中1#冲沟位于右岸坝轴线上游110m，沟长65m，切割深5～15m，对坝址存在一定影响。

坝址区出露中生界侏罗系上统景星组（J3j）地层，表层分布有第四系松散堆积物。坝址区位于景星街褶皱倾伏段，塘上街断层及陆野断层之间，陆野断裂离坝址区最近约3km。主构造线方向为近南北向，次级伴生断层未见发育。岩层总体走向NE，倾向NW，倾角15°～30°，为一单斜构造。受EW向构造应力的挤压，局部岩层具挠曲现象，节理裂隙发育。坝址区主要发育三组裂隙， 详见表1。

表1 坝址区裂隙统计表

■

通过钻孔揭露，右坝肩河床高程（1620m）附近，为灰白色长石石英砂岩及含砾砂岩接触带，受河床卸荷作用等的共同作用，该带岩体较破碎，结构面张开2～5mm，见次生泥质充填，且其渗透系数较大，为一透镜体，山脊地下水位受其影响略高于河水位，对工程有一定的影响。

3 水文地质条件

岩（土）体透水性，根据坝址区岩（土）体根据钻孔压（注）水试验取得透水率，统计结果见表2。

表2 坝址岩（土）体透水率（q）统计表

■

从表2中可看出坝址内岩（土）体透水率（q）一般在2.8～112.3Lu之间，属弱～极强透水岩（土）体。其中，Q松散堆积物、全、强风化岩体以及挤压破碎带之透水率（q）均大于5.0Lu，为含水透水岩体，弱、微风化岩体之透水率（q）一般小于5.0Lu，为相对隔水岩体。坝址区相对隔水层（带）为弱风化下带～新鲜岩体，设计防渗透标准为透水率≤5 Lu，分布连续。其埋深：左岸32～80m；河床30～32m，右岸30～108m。对于地下水补给、径流、排泄，坝轴线的大坝位置均置于砂泥岩之上，属同一个水文地质单元，坝址两岸接受大气降水补给，通过两岸岩土体孔隙、裂隙径流，向老谣河排泄，老谣河为坝址区最低排泄基准面。

4 坝基岩体质量评价

本工程分析结合工程规模及推荐坝型来确定建基面：原则上清除强风化上部强卸荷松动、变形岩体及松软土石，以强风化带中下部弱卸荷带岩体为建基面。据此，坝基清基深度为：左岸3.5～6.0m，河床2.5～3.5m，右岸1.0～4.5m。坝基岩体质量为建基面岩体质量。

根据《工程岩体分级标准》（GB 50218-94），对工程区坝基岩体进行工程地质定量分级，计算公式采用BQ=90+3Rc+250Kv。其中：BQ——表示岩体基本质量指标；Rc——表示岩石饱和抗压强度（室内试验值）；Kv——表示岩体完整指数。使用该公式时遵守以下限制条件：

①当Rc>90Kv+30时，应以Rc=90Kv+30代入计算BQ值。

②当Kv>0.04Rc+0.4时，应以Kv=0.04Rc+0.4和Rc代入计算BQ值。

计算后得出当地材料坝坝基岩体级别，详见表3。

表3 坝基岩体基本质量分级统计表

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注：完整系数系根据岩体体积节理数JV进行经验取值。

5 坝基渗漏、绕坝渗漏分析及处理建议

5.1 坝基渗漏、绕坝渗漏分析

坝址区内分布有第四系松散孔隙含水透水层、全强风化岩体孔隙～裂隙含水透水层及挤压破碎带含水透水层，透水层透水性中等～极强，层厚较大；据钻孔揭露，右坝肩凸出山脊，河床1680m高程附近为灰白色长石石英砂岩及含砾砂岩接触带，受河床卸荷作用等的共同作用，该带岩体较破碎，且其渗透系数较大，为一透镜体，山脊地下水位受其影响略高于河水位，远低于正常蓄水位。坝基渗漏及绕坝渗漏问题较为突出。

透水带根据钻孔压（注）水试验成果，结合地形地貌、地层岩性、地质构造、岩石风化程度等因素进行划分，共划分为两个透水带，即：中等透水带（10≤q<100Lu）、弱透水带（5≤q<10Lu）。本工程根据相关规程、规范，结合工程设计规模，视弱透水中下带（q<5Lu）为相对隔水层，并假定坝基为均质含水透水层，从而选用卡明斯基公式估算坝基渗漏量、达西公式（潜水型绕渗）估算两岸绕坝渗漏量，正常蓄水位情况下，日平均渗漏量2146.65 （m3/d），年平均渗漏量78.35×104（m3），建议进行防渗处理，防渗深度33.5～82.5m。

5.2 防渗处理建议

根据坝址区大量水文地质试验资料估算的坝基及绕坝渗漏总量达78.35×104m3/a，防渗处理建议采用帷幕灌浆方案。帷幕线沿坝轴线布置，帷幕线左端以左坝端为基点往外延长55.35m，帷幕线右端以右坝端为基点往外延长85.46m，均延伸到两岸正常蓄水位与地下水交点，帷幕线总长372.01m。帷幕底界深入相对隔水层中5m。根据工程规模及坝高，以q<5（Lu）（设计防渗标准）作为相对隔水层，帷幕底界深入相对隔水层中5m，左岸帷幕平均深约59.5m，右岸平均深约86.0m，河床平均深57.5m。帷幕灌浆建议：采用单排孔，孔距1.5m。施工过程中如遇破碎带应加大帷幕灌浆深度。

6 结束语

通过对京平水库基本地质条件的详细描述和水文地质条件、坝基岩体质量进行了评价，充分分析了坝基的渗漏问题，并对坝基防渗处理提出了合理的建议，为水库的建设提供了科学的依据。

参考文献：

[1]李炜.水力计算手册（第二版）[M].北京：中国水利水电出版社，2006.

[2]白永年著.中国堤坝防渗加固新技术[M].北京：中国水利电力出版社.

[3]DL/T 5200—2004，水电水利工程高压喷射灌浆技术规范[S].

作者简介：李勇（1975-），男，云南大理巍山人，水利工程师，主要从事水利工程建设及开发相关工作。endprint

摘要：本文对云南省京平水库的坝址的水文地质条件和坝基岩石质量进行了评价，充分对坝基的渗漏问题进行了分析，并对坝基防渗处理提出了合理的建议。

关键词：云南省 水库 水文地质 渗漏

1 概述

京平水库坝址位于老贺平掌村老谣河上游150m处，河床高程1624.50m。水库坝高62.8m，总库容约304.1万m3，兴利库容246.0万m3，是一座以农田灌溉为主的小（Ⅰ）型水利工程。处在老谣河由宽缓的“U”型河谷向“V”型谷递变段，该段地形较完整，作为水库坝址枢纽，地形条件较好。通过项目前期工作，发现库区近坝段右岸山脊地下水位较低，可能存在渗漏问题。因此本文根据坝基渗漏量和渗透稳定性复核防渗底界和幕体防渗标准，对水文地质条件和坝基的渗漏情况进行了进一步的复核。

2 基本地质条件

坝址区主要发育两类地貌：侵蚀堆积——河谷地貌；构造剥蚀—侵蚀岸坡地貌。河谷地貌，河床为侵蚀堆积——河谷阶地地貌，两侧发育有不连续Ⅰ级阶地。坝址区河流呈略向南西凸的“U”字型，坝址河流整体NW向。河床宽5～10m，高程1630～1620m，纵比降平均10%，河谷呈“U”型谷，两岸局部见零星Ⅰ级阶地，阶面高出河床约2.0m，阶面宽2.0～5.0m。构造剥蚀——侵蚀岸坡地貌，坝址区两岸均残留有Ⅲ级剥夷面，据钻孔揭露，左岸局部有残留阶地分布，呈斜坡台地交替复合型岸坡，局部形成洼地；右岸属构造侵蚀岸坡，地形相对顺直完整，坡度40～45°，局部形成陡崖。坝址内冲沟多为沿NE向陡倾角节理发育的规模较小的季节性有水冲沟，其切割深度3～15m，宽1.0～5.0m，延伸长度均小于200m。主要分布有两条冲沟，均位于右岸，其中1#冲沟位于右岸坝轴线上游110m，沟长65m，切割深5～15m，对坝址存在一定影响。

坝址区出露中生界侏罗系上统景星组（J3j）地层，表层分布有第四系松散堆积物。坝址区位于景星街褶皱倾伏段，塘上街断层及陆野断层之间，陆野断裂离坝址区最近约3km。主构造线方向为近南北向，次级伴生断层未见发育。岩层总体走向NE，倾向NW，倾角15°～30°，为一单斜构造。受EW向构造应力的挤压，局部岩层具挠曲现象，节理裂隙发育。坝址区主要发育三组裂隙， 详见表1。

表1 坝址区裂隙统计表

■

通过钻孔揭露，右坝肩河床高程（1620m）附近，为灰白色长石石英砂岩及含砾砂岩接触带，受河床卸荷作用等的共同作用，该带岩体较破碎，结构面张开2～5mm，见次生泥质充填，且其渗透系数较大，为一透镜体，山脊地下水位受其影响略高于河水位，对工程有一定的影响。

3 水文地质条件

岩（土）体透水性，根据坝址区岩（土）体根据钻孔压（注）水试验取得透水率，统计结果见表2。

表2 坝址岩（土）体透水率（q）统计表

■

从表2中可看出坝址内岩（土）体透水率（q）一般在2.8～112.3Lu之间，属弱～极强透水岩（土）体。其中，Q松散堆积物、全、强风化岩体以及挤压破碎带之透水率（q）均大于5.0Lu，为含水透水岩体，弱、微风化岩体之透水率（q）一般小于5.0Lu，为相对隔水岩体。坝址区相对隔水层（带）为弱风化下带～新鲜岩体，设计防渗透标准为透水率≤5 Lu，分布连续。其埋深：左岸32～80m；河床30～32m，右岸30～108m。对于地下水补给、径流、排泄，坝轴线的大坝位置均置于砂泥岩之上，属同一个水文地质单元，坝址两岸接受大气降水补给，通过两岸岩土体孔隙、裂隙径流，向老谣河排泄，老谣河为坝址区最低排泄基准面。

4 坝基岩体质量评价

本工程分析结合工程规模及推荐坝型来确定建基面：原则上清除强风化上部强卸荷松动、变形岩体及松软土石，以强风化带中下部弱卸荷带岩体为建基面。据此，坝基清基深度为：左岸3.5～6.0m，河床2.5～3.5m，右岸1.0～4.5m。坝基岩体质量为建基面岩体质量。

根据《工程岩体分级标准》（GB 50218-94），对工程区坝基岩体进行工程地质定量分级，计算公式采用BQ=90+3Rc+250Kv。其中：BQ——表示岩体基本质量指标；Rc——表示岩石饱和抗压强度（室内试验值）；Kv——表示岩体完整指数。使用该公式时遵守以下限制条件：

①当Rc>90Kv+30时，应以Rc=90Kv+30代入计算BQ值。

②当Kv>0.04Rc+0.4时，应以Kv=0.04Rc+0.4和Rc代入计算BQ值。

计算后得出当地材料坝坝基岩体级别，详见表3。

表3 坝基岩体基本质量分级统计表

■

注：完整系数系根据岩体体积节理数JV进行经验取值。

5 坝基渗漏、绕坝渗漏分析及处理建议

5.1 坝基渗漏、绕坝渗漏分析

坝址区内分布有第四系松散孔隙含水透水层、全强风化岩体孔隙～裂隙含水透水层及挤压破碎带含水透水层，透水层透水性中等～极强，层厚较大；据钻孔揭露，右坝肩凸出山脊，河床1680m高程附近为灰白色长石石英砂岩及含砾砂岩接触带，受河床卸荷作用等的共同作用，该带岩体较破碎，且其渗透系数较大，为一透镜体，山脊地下水位受其影响略高于河水位，远低于正常蓄水位。坝基渗漏及绕坝渗漏问题较为突出。

透水带根据钻孔压（注）水试验成果，结合地形地貌、地层岩性、地质构造、岩石风化程度等因素进行划分，共划分为两个透水带，即：中等透水带（10≤q<100Lu）、弱透水带（5≤q<10Lu）。本工程根据相关规程、规范，结合工程设计规模，视弱透水中下带（q<5Lu）为相对隔水层，并假定坝基为均质含水透水层，从而选用卡明斯基公式估算坝基渗漏量、达西公式（潜水型绕渗）估算两岸绕坝渗漏量，正常蓄水位情况下，日平均渗漏量2146.65 （m3/d），年平均渗漏量78.35×104（m3），建议进行防渗处理，防渗深度33.5～82.5m。

5.2 防渗处理建议

根据坝址区大量水文地质试验资料估算的坝基及绕坝渗漏总量达78.35×104m3/a，防渗处理建议采用帷幕灌浆方案。帷幕线沿坝轴线布置，帷幕线左端以左坝端为基点往外延长55.35m，帷幕线右端以右坝端为基点往外延长85.46m，均延伸到两岸正常蓄水位与地下水交点，帷幕线总长372.01m。帷幕底界深入相对隔水层中5m。根据工程规模及坝高，以q<5（Lu）（设计防渗标准）作为相对隔水层，帷幕底界深入相对隔水层中5m，左岸帷幕平均深约59.5m，右岸平均深约86.0m，河床平均深57.5m。帷幕灌浆建议：采用单排孔，孔距1.5m。施工过程中如遇破碎带应加大帷幕灌浆深度。

6 结束语

通过对京平水库基本地质条件的详细描述和水文地质条件、坝基岩体质量进行了评价，充分分析了坝基的渗漏问题，并对坝基防渗处理提出了合理的建议，为水库的建设提供了科学的依据。

参考文献：

[1]李炜.水力计算手册（第二版）[M].北京：中国水利水电出版社，2006.

[2]白永年著.中国堤坝防渗加固新技术[M].北京：中国水利电力出版社.

[3]DL/T 5200—2004，水电水利工程高压喷射灌浆技术规范[S].

作者简介：李勇（1975-），男，云南大理巍山人，水利工程师，主要从事水利工程建设及开发相关工作。endprint