罗城县白坝水库渗漏问题分析研究

2020-03-05谢庆修

工程建设与设计 2020年20期

谢庆修

（广西壮族自治区河池水利电力勘测设计研究院，广西河池 547000）

1 工程概况

白坝水库于 1958年建成蓄水，总库容 1.8×106m3，为小（1）型水库。水库枢纽建筑物主要由主坝、1#副坝、2#副坝、溢洪道及输水建筑物组成，坝体均为均质土坝。受历史条件限制，建坝时未进行地质勘察工作，筑坝土料未经分析试验，施工时亦无施工地质有关记录。水库自建坝以来，一直存在严重的渗漏问题，未能发挥水库功能。水库自 1958年建成后，大坝经过多次培厚加高及局部防渗处理，但水库仍无法正常蓄水。白坝水库于 1980年申请报废备案，但水库枢纽仍保留下来，每年汛期巡视。

2010年，罗城县白坝水库水源工程被列入西南五省重点水源工程近期建设规划，经过论证，旧白坝水库通过工程措施进行防渗处理后，可满足成库条件要求。

2 库区工程地质条件

库区属低山剥蚀地貌，总体地势北西高南东低，库周山体坡度 15°～30°，库区下游 400m 藕塘矿一带地形较低洼。

库区地层岩性为：①第四系残坡积（Qel+d）l含砾粉质黏土、黏土，厚 0～3m；②石炭系上统大塘阶黄金段（C1d1）薄至中厚层泥质灰岩夹页岩、硅质岩。

库区主要发育2组断层：一组为北东向的 F1 和 F2 断层，另一组为南东向的 F3～F7 断层。其中，北东向的 F1 断层为张扭性断层，贯穿主坝至库尾，与南东向的 F6 和 F7 断层等对库周岩体影响较大，造成主坝和 1#副坝之间的山体岩溶裂隙较发育，是造成库区渗漏的主要原因。

库区地下水以基岩裂隙水为主，水量较小。库区右岸一带有多个小泉点出露，为上游降雨后通过地下通道，在库区低洼处溢出成为库水；库区左岸一带地下水位低于地表库水，为地表库水补给地下水，造成库水流失。

库岸山体坡度较缓，植被较发育，水土保持较好，无不良物理地质问题，库岸稳定性较好。水库固体径流物来源少，水库淤积少。水库为旧水库改造工程，有效利用旧水库库区，不存在水库淹没与浸没问题。

3 坝址区工程地质条件

主坝至副坝一带枢纽工程区地貌单元属低山剥蚀地貌，山体较缓、低矮，坡度 15°～25°。总体地势北西高南东低。

坝址区地层岩性为：①人工筑坝填土；②第四系残坡积（Qel+d）l含砾粉质黏土、黏土，厚 0.3～3m；③石炭系上统大塘阶黄金段（C1d1）薄至中厚层泥质灰岩夹页岩、硅质岩。

坝址区岩层为单斜构造，岩层走向北东，倾向南东，倾角11°～18°，岩体产状较稳定。坝址区主要发育北东向的张扭性断层 F1，贯穿主坝至库尾，与南东向的 F6 和 F7 断层等对坝基岩体影响较大，造成主坝和 1#副坝之间的山体基岩裂隙较发育。

坝址区地下水以基岩裂隙水为主，赋存于基岩裂隙中，坝址区泥质灰岩属弱含水层，水量较小，页岩、硅质岩属相对隔水层。

4 水库渗漏问题分析

4.1 库区渗漏问题分析

据地表调查，库水渗漏主要是沿 F1 断层及其两侧影响带进行，并形成2个渗漏带(下称渗漏带Ⅰ、渗漏带Ⅱ) 。

渗漏带Ⅰ：范围为主坝坝基至右坝肩、溢洪道一带，主要沿 F1 断层破碎带渗漏。F1 断层为导水断层，沿河道横穿主坝坝基，库水大部分通过该坝基断层带渗漏。该渗漏带的串珠状渗漏点主要沿 F1 断层走向发育，通过主坝右坝脚沿 F1 断层往下游渗漏出库。勘察期间渗漏量约 10L/s，在主坝下游约80m 冲沟处渗出。

渗漏带Ⅱ：范围为主坝左坝肩至 1#副坝右坝肩之间山体，该山体岩层倾向下游，由于为透水层与隔水层相间出露的地层，形成顺层渗漏途径，且受 F1、F6、F7 断层切割作用，岩体较破碎，形成较大的面状渗漏通道。据勘察发现，泥质灰岩浅层岩溶裂隙较发育，由于岩层倾角较平缓，且倾向下游，在地下水和地表水的长期冲蚀作用下，岩溶裂隙多沿泥质灰岩与页岩隔水岩层的交界层面发育，形成浅层横向溶隙通道，并受到断层构造的切割影响，地下水沿浅层形成横向及纵向溶隙通道渗漏，在下游低洼处溢出，形成渗漏带Ⅱ。据调查，该地带库区内存在7处渗漏点，部分库水从这些漏水点漏走，最终通过主坝左坝肩的小山脚至藕塘矿一带洼地渗出，勘察发现下游有多处泉水溢出点，渗漏量约 15L/s，渗流面较广，未发现集中渗漏管道。

此外，2#副坝一带也存在串珠状渗漏带，当库水位高于这些渗漏点时，也会产生渗漏问题。

综上所述，白坝水库存在严重的渗漏问题，是造成水库多年来无法蓄水的主要原因。渗漏主要表现为沿断层影响带渗漏及浅层可溶岩的层间渗漏 2种。

4.2 坝体渗漏问题分析

主坝、1#副坝、2#副坝：据现场钻孔注水试验及室内渗透试验，各坝体的筑坝填土普遍存在渗透系数偏大及压实度偏低问题，不满足规范要求，坝体存在渗漏问题。

4.3 坝基渗漏问题分析

主坝、1#副坝、2#副坝：据钻孔揭露，各坝基上部岩体较破碎，钻孔压水试验透水率偏大，存在坝基渗漏问题。由于施工质量不佳，坝体填土与坝基坝肩接触带压实度不足，存在沿接触面渗漏问题。

4.4 绕坝渗漏问题分析

主坝与 1#副坝之间山体：据钻孔揭露，岩体较破碎，钻孔压水试验透水率偏大，存在绕坝渗漏问题。

5 水库防渗处理措施及效果分析

5.1 水库防渗处理措施

库区：对已发现查明的库区漏水点采用追索法开挖回填灌浆及表面铺盖。

主坝（改建混凝土重力坝）：由于主坝历年多次加固质量均未得到保证，本次拆除旧土坝在原坝址上新建混凝土重力坝，坝体改建后，不存在渗漏问题。坝基采用双排帷幕灌浆孔处理，往两岸山体延伸。在渗漏带Ⅰ及渗漏带Ⅱ宽 20m 范围内采用双排加密灌浆孔。

1#副坝：坝体采用高压摆喷灌浆及上游坝坡 C15 混凝土面板护坡。坝基采用单排帷幕灌浆孔。

2#副坝：坝体采用上游坝坡铺设复合土工膜及 C15 混凝土面板护坡。坝基采用单排帷幕灌浆孔。

3#副坝（新建均质土坝）：坝体按规范和设计要求新建均质土坝，施工质量良好，不存在渗漏问题。

主坝与 1#副坝之间山体：采用双排帷幕灌浆孔。

5.2 防渗效果分析

枢纽区各项防渗工程措施实施后，经监测，位于主坝下游的常年漏水点已不再出现漏水现象，说明该漏水通道已被灌浆封闭。各坝基帷幕灌浆分2序进行，分序施工灌浆，坝基帷幕灌浆孔的吸浆量总体随序数而下降，即一序孔的吸浆量普遍较高，二序孔吸浆量普遍较低。经帷幕灌浆后，各坝基的检查孔钻探岩芯可见岩体裂隙充填水泥浆液闭合较好，各段次压水试验透水率均小于 5Lu，满足规范及设计要求。以上情况均说明了水库防渗处理措施得当，实施效果较好。