登亨水库下坝址岩溶水文地质特征及建坝影响评价＊

鲍吉泽，熊灿娟

登亨水库下坝址岩溶水文地质特征及建坝影响评价＊

鲍吉泽1，熊灿娟2

（1.贵州新中水工程有限公司，贵州 贵阳 550000；2.六盘水师范学院，贵州 六盘水 553004）

通过对坝址区岩溶水文地质的调查及勘探，发现该区域岩溶水文地质条件复杂，岩溶发育受岩性、构造控制明显，整体岩溶发育强烈。坝址区地下水以岩溶暗河水、岩溶管道水为主，含水层处于较强的饱水状态，区内地下水有受阻抬升现象。岩溶水文地质条件对拟建大坝的坝基、帷幕及基坑存在极大的不利影响，在此建高坝存在较大的风险。

褶皱；岩溶水文地质；构造运动；断层

1 工程概述

登亨水库为拟建水库工程，位于六盘水市北部木果镇境内，工程所在河流为连山河，该河流在天生桥以上为明流，天生桥至下游七股水为暗河。所选下坝址位于七股水（暗河出口），设计最大坝高119 m，建筑物为碾压混凝土拱坝。

2 区域地质

工程区地处贵州西部第一梯级面向黔中第二梯级面过渡的斜坡地带，山脉多顺应地质构造呈北西—南东走向，总体地势北西高南东低。

区内地貌多样，受新构造运动间歇性抬升、掀斜及河流水文网演变影响，地貌由近河岸分布的山头、缓丘坡地和峰丛洼地、坝子等演化为深切峡谷。出露地层岩性以碳酸盐岩为主，主要地层有：石炭系（C）碳酸盐岩夹碎屑岩；二叠系下统（P1）碎屑岩含劣煤，二叠系中统（P2）碳酸盐岩、玄武岩；第四系（Q）地层。构造体系以北西向构造为主，由一系列展布一致的褶皱和断层组成。

区内可溶岩分布广泛，岩溶形态丰富多样。地下水受降水渗入补给后，沿岩溶管道、裂隙、孔隙径流运移，在沟谷、岸坡以岩溶泉、裂隙泉、断层泉的形式排泄并补给河水，河水在径流过程中又通过落水洞、暗河补给地下水，地下水与河水的补排关系相互交替进行，总体自西北向东南补给本区最低排泄基准面—连山河与大河相交处。

3 坝址地质简况

下坝址位于暗河出口，七股水河段，河谷为深切“V”形河谷。坝区出露地层有二叠系茅口组（P2m）灰岩和峨眉山玄武岩（P2β），灰岩分布于上游，玄武岩分布于下游，如图1所示。主要构造为区域断层F2，该断层沿沟谷发育，纵向穿过坝址区左岸山体，断面倾向山内，倾角70°左右，断层破碎带宽20～25 m，结构松散。其次发育构造为f小断裂，该断裂从出水口沿左岸向垭口延伸，断面倾向河谷，倾角60°～70°，影响带岩体破碎。坝区地下水以岩溶溶洞水、岩溶管道水为主，多个岩溶泉水出露，流量较大。根据坝区地层岩性特征可将P2m划分为富水性强的强岩溶含水层，P2β划分为富水性弱的基岩裂隙含水层，P2β为相对隔水 地层。

图1 登亨水库下坝址水文地质简图

3.1 岩溶发育条件

岩性：钻孔揭露，坝址区灰岩岩性较纯，易溶蚀，地表溶沟、溶槽、溶隙发育。

构造：坝址区发育的陡倾断层构造带是区内地下水富集和循环区，溶蚀较为强烈。沿断层F2破碎带发育溶洞、天窗，发育溶洞宽15～20 m，高2～5 m，洞内见大量石钟乳，溶蚀的规模和强度在区内表现最高。经钻孔揭露，f断层影响带上多发育岩溶洞隙，宽5～10 m，其岩溶发育程度均比同层里的其他部位高。

地下水：坝址处于富水区域，位于茅口组（P2m）岩溶地层与玄武岩（P2β）隔水地层界线附近，为区域地表水、地下水集中排泄区，有多个泉水点出露，最大泉水点为S42，枯季流量1～2 m3/s。上游集雨面积约230 km2，来水充沛，水动力充足。

综上，坝址区出露岩性，地层结构，地质构造及地下水为该区提供了极佳的岩溶发育条件。

3.2 岩溶发育规律

3.2.1 纵向上

坝址区岩溶发育受区域断层F2控制，主要沿河谷发育暗河、溶洞、天窗，通过现场调查勘探，暗河发育规模较大且具有多分支、多层性，大致可分3层，分布高程在1 680～1 740 m，主洞从天窗沿断层向下游暗河出口发育。受新构造运动间歇性抬升、掀斜，早中期岩溶随着地下水不断掏蚀、下切，岩溶规模不断扩大，加之处于断层破碎带上，在重力作用下产生局部岩溶崩塌。受下游玄武岩隔水层地层影响，坝址区岩溶在空间上受到限制，呈现出向深部扩蚀现象，钻孔揭露，暗河最下层底板已低于出口约30 m。

3.2.2 横向上

坝址区在两岸分水岭内较高区域发育岩溶洼地、落水洞，斜坡地段主要发育岩溶管道，管道多沿地形上呈沟、槽的方向发育，在茅口组（P2m）岩溶地层与玄武岩（P2β）隔水地层界线附近，管道沿界线发育，近河床段发育深度在20～60 m范围的灰岩地层。通过钻探揭露、钻孔跨孔电阻率CT测试反映，接触带岩溶管道内见泥沙半充填至全充填，岩溶发育呈管网状，具有多层性，管道最大直径约10 m，一般为2～6 m，有继续溶蚀扩大趋势，岩溶发育强烈。

综上，坝区岩溶极发育，在纵向和横向上均具有多层性，并有向深部溶蚀扩大趋势。纵向上主要受区域断层F2控制，横向上主要受地层岩性控制。

3.3 水文地质

3.3.1 岩溶水类型及出露泉水

坝址区地下水类型以岩溶暗河水为主，两岸地下水以岩溶管道水的形式向河谷排泄，主要发育S41、S42、S45岩溶水系统。S41、S42为下降泉，出露于河床P2m地层（暗河出口），出露高程1 700 m，枯期流量2 000～3 000 L/s，地下水流量较稳定，雨季变长，水质浑浊并向上翻涌。S45为下降泉，出露于河床岸边P2m地层，出露高程1 693 m，枯期流量10～15 L/s，水质清澈，流量稳定。ZK5钻孔揭穿玄武岩底界至河床下部26.0 m处，钻孔涌水，有承压性，流量15～20 L/s，水质清澈，流量稳定。

3.3.2 地下水变化特征

S41、S42地下水来源相同，主要为暗河水，水量较大，在雨期出现明显的陡增现象，且水质同时变浑浊。S45与 ZK5揭露地下水水质长期清澈，水量变化不明显，雨季稍有增多。

3.3.3 地下水动力条件

从地下水的出露和变化特征可知，无论是远端的岩溶暗河水还是近区的岩溶管道水，均集中向坝区汇集排泄。坝址区两岸坡及上游洼地、落水洞为地下水汇水区，然后通过岩溶暗河、管道向坝址河谷集中排泄，地下水补给河水，坝址区为补给型河谷。坝址区岩溶含水层处于较强的饱水状态，区内地下水受玄武岩（P2β）隔水地层制约影响，有受阻抬升现象，导致地下水有翻涌、承压现象。

4 建坝影响评价

4.1 大坝变形稳定及帷幕灌浆

拟建大坝为刚性高坝，对地基应力应变能力要求较高。坝区岩溶发育强烈，以溶洞、管道为主。溶洞主要分布于左坝肩F2、f断层破碎带内，对坝肩压缩变形极其不利，需进行开挖回填等工程处理。岩溶管道主要分布于坝基近河床段，其发育深度大小等特征不满足大坝荷载要求，需进行坝基处理，由于溶洞发育有一定深度，一般的开挖置换不能处理，可采用灌浆或桩基处理，其施工难度较大。

拟建大坝坝基大量溶洞、管道发育，后期进行帷幕灌浆时易造成漏浆、跑浆，帷幕难以形成等问题，帷幕施工难度大，耗费材料用量难把控。

4.2 基坑涌水

拟建大坝河床基坑位于茅口组（P2m）岩溶地层与玄武岩（P2β）隔水地层界线附近，岩溶含水层处于较强的饱水状态，区内地下水有受阻抬升现象。设计开挖建基面高程 1 674.00 m，低于泉水出露高程，基坑存在严重涌水问题。施工导流及基坑排水处理存在较大问题。

5 结论

登亨水库下坝址区岩溶发育强烈，岩溶发育受岩性、构造控制明显。岩溶发育具有多层性，并有向深部溶蚀扩大趋势。坝区为地下水集中排泄区，地下水以岩溶暗河水、岩溶管道水为主，含水层处于较强的饱水状态，地下水有受阻抬升现象。该区域岩溶水文地质条件极其复杂，且涌水严重。对拟建大坝的坝基、帷幕及基坑存在极大不利影响，在此建119 m的高坝存在较大的风险，不建议在该坝址建如此规模的大坝。

［1］彭土标.水力发电工程地质手册［M］.北京：中国水利水电出版社，2011：433-437.

［2］李利蓉.贵州某水库水文地质条件对水库渗漏的影响分析［J］.河南水利与南水北调，2019，48（1）：31-32.

［3］高奋飞，严克员.某水库岩溶渗漏分析［J］.河南水利与南水北调，2015（4）：56-57.

TV22

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.14.024

2095－6835（2020）14－0067－02

六盘水师范学院教改项目（编号：LPSSYjg201807）

熊灿娟（1987—），女，贵州大方人，主要从事地质类相关教学与研究。

〔编辑：张思楠〕