貴陽市魚洞峽水庫大壩下游右岸山體涌水原因探析

吳 波，武興亮，王加玉

(貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴陽 550002)

貴陽市魚洞峽水庫大壩下游右岸山體涌水原因探析

吳 波，武興亮，王加玉

(貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴陽 550002)

文章主要調(diào)查研究貴陽市魚洞峽水庫大壩下游右岸山體涌水的原因及處理措施，包括涌水現(xiàn)象，補(bǔ)充勘察，涌水原因及途徑分析，處理后的效果等4個(gè)方面的內(nèi)容,得出:此次涌水為沿隱伏型巖溶管道充填物滲透破壞的集中涌水現(xiàn)象，不影響大壩安全。

水利工程；巖溶管道；涌水；魚洞峽水庫

1 概 述

魚洞峽水庫位于貴陽市烏當(dāng)區(qū)東風(fēng)鎮(zhèn)頭堡村，壩址距東風(fēng)鎮(zhèn)約3km，位于魚洞河魚洞泉峽谷地段，壩段河床高程為1012-1025 m，河谷寬約30m，兩岸高山對(duì)峙，陡壁聳立。擬建壩高約為71.5m，正常蓄水位為1075m，總庫容2360萬m3，本工程是以城市生活及工業(yè)供水為主，保留有原有小規(guī)模灌溉和人飲功能。

魚洞峽水庫壩址區(qū)出露的地層巖性主要為棲霞組第二段(P1q2)深灰、灰黑色厚層灰?guī)r夾燧石灰?guī)r及棲霞組第一段 (P1q1)深灰、灰黑色中厚層燧石灰?guī)r，底部夾黑灰色炭質(zhì)頁巖及泥灰?guī)r。壩址構(gòu)造較單一，巖層傾向上游略偏右岸，產(chǎn)狀較穩(wěn)定，為N40-50°E/SE∠25-50°，巖層走向與河流走向交角約68°。無大型斷裂構(gòu)造通過。右岸防滲帷幕線路主壩與副壩間為直線布置(方向?yàn)镹6.09°E)，跨過副壩后折向下游側(cè)布置(方向?yàn)镹30.84°W)，防滲邊界接P1l相對(duì)隔水層，上層主壩與副壩間灌漿平硐長532.465m，其余為露天灌漿；下層灌漿平硐長315.105m。

該工程于2009年12月14日開工建設(shè)，歷時(shí)4a有余，2013年12月31日通過蓄水驗(yàn)收，開始下閘蓄水。

2016年6月16日凌晨3時(shí)40分，已正常運(yùn)行2年5個(gè)月的魚洞峽水庫在庫水位1069.00m時(shí)，大壩下游右岸山體發(fā)生沿隱伏型巖溶管道充填物滲透破壞的集中涌水現(xiàn)象，最大涌水量為13m3/s。

2 涌水現(xiàn)象

本次涌水有2個(gè)涌水點(diǎn)，涌水點(diǎn)①位于大壩下游右岸岸坡，距大壩35m，高程1027.7m-1029.3m，基本位于棲霞組第二段(P1q2)與棲霞組第一段 (P1q1)地層分界線附近，該涌水點(diǎn)為順層面發(fā)育的溶洞，最大涌水量13m3/s，涌水量隨庫水位降低逐漸減小；涌水點(diǎn)②位于右岸下層灌漿平硐帷幕灌漿孔YⅡ8b-YⅡ9 b之間下游側(cè)底板，高程為1027.0m,位于棲霞組第二段(P1q2)深灰、灰黑色厚層灰?guī)r夾燧石灰?guī)r地層中，流量約0.06-0.07m3/s，肉眼不能判斷水量的變化，出水口為橫向混凝土裂縫，裂縫寬20-30cm，平硐兩側(cè)墻及頂板混凝土均未出現(xiàn)破壞現(xiàn)象，水體中帶有磨圓度較好的砂卵礫石層，同時(shí)摻有菱角的碎石，粒徑2-3cm較多。

3 補(bǔ)充勘察

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況分析，在可疑滲漏帶布置了鉆孔、電磁波CT等補(bǔ)充勘察工作，并從地表①涌水口進(jìn)入巖溶通道進(jìn)行調(diào)查，并作了詳細(xì)的溶洞展示圖。根據(jù)鉆孔及物探電磁波CT成果，可疑滲漏帶主要集中在2-2#孔-涌水點(diǎn)②之間一帶，滲漏主要通道的深度集中在下層灌漿平硐底板1027.0m以下6-12m的范圍，詳見圖1-4：

圖1 鉆孔及電磁波CT平面布置圖

圖2 鉆孔電磁波CT測(cè)試成果

圖3 電磁波CT成果剖面圖

圖4 電磁波CT測(cè)試顯示的異常區(qū)域剖面圖

4 涌水原因及涌水途徑分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、鉆孔及物探資料分析，其滲漏途徑位于防滲帷幕的范圍之內(nèi)，其滲漏途徑主要為沿導(dǎo)流洞封堵段頂拱一帶的溶洞及前方的溶蝕發(fā)育帶滲漏。

導(dǎo)流洞揭露的黏土充填型溶洞，沿層面發(fā)育，溶洞一直延伸至本次滲漏的地表出口。在庫水作用下，溶洞內(nèi)充填的黏土，含水量逐漸增大，首先是導(dǎo)流洞洞壁的黏土由軟塑狀成為流塑狀，逐漸掉入或匯入水體中，黏土充填的空間形成儲(chǔ)水空間，庫水不斷向前“滲透破壞”，儲(chǔ)水空間不斷變大，路徑逐漸變長，然后接觸帷幕灌漿的幕體，幕體主要是灌漿擠密形成的，其成分主要為水泥漿液、擠密黏土或混合體，同樣經(jīng)不住庫水的“滲透破壞”，在一定時(shí)間后擊穿幕體，使得庫水直接作用在襯砌的底板混凝土上，底板混凝土承受不起高水頭的壓力，在2-2#孔-涌水點(diǎn)②之間受頂托破壞而產(chǎn)生涌水，并與下游順層發(fā)育的溶洞連通，庫水沿此通道涌出地表。詳見圖5：

圖5 滲漏通道分析剖面示意圖

5 處理措施

根據(jù)實(shí)際情況，涌水應(yīng)急處理分以下5步進(jìn)行：

1)涌水管道沖洗。在ZK2-2鉆孔涌水點(diǎn)至底板涌水點(diǎn)的帷幕線上鉆孔，對(duì)ZK2-2鉆孔涌水點(diǎn)與底板涌水點(diǎn)之間的涌水管道進(jìn)行群孔沖洗。

2)帷幕線上及其上游的涌水管道封堵。封堵期間底孔全開，盡可能降低水庫水位，使涌水管道內(nèi)水流為靜水狀態(tài)或水流速度≤3m/s的動(dòng)水狀態(tài)，為澆筑水下不分散混凝土創(chuàng)造條件。

3)帷幕補(bǔ)強(qiáng)灌漿。帷幕線上及其上游的涌水管道封堵結(jié)束后，對(duì)下層平硐壩肩堵頭至ZK1電磁波CT鉆孔間的下層帷幕進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)灌漿，補(bǔ)強(qiáng)灌漿期間底孔亦全開。

4)帷幕線至溶洞大廳之間的涌水管道封堵。

5)溶洞大廳及其下游的涌水管道封堵。

6 結(jié) 語

1)此次涌水為沿隱伏型巖溶管道充填物滲透破壞的集中涌水現(xiàn)象。

2)據(jù)2016年3月25日、2016年6月16日-19日大壩觀測(cè)資料表明，大壩及壩肩未發(fā)現(xiàn)裂縫、沉陷、滑坡等現(xiàn)象，壩體撓度變形符合拱壩變形規(guī)律，壩體橫縫性態(tài)穩(wěn)定，左、右岸壩肩接觸縫未見明顯張開現(xiàn)象，壩體受壓狀態(tài)正常。此次涌水不影響大壩安全。

3)此次涌水僅沖涮了巖溶管道中的部分充填物質(zhì)，不影響兩岸山體穩(wěn)定。

4)該巖溶管道經(jīng)灌注混凝土及補(bǔ)強(qiáng)灌漿后，運(yùn)行效果良好。

[1]貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局.貴州省區(qū)域地質(zhì)志[M].1987，地質(zhì)出版社，1987：27-31.

[2]貴州省地質(zhì)局水文隊(duì).息峰幅G-48-11 1/20萬區(qū)域性地質(zhì)—水文地質(zhì)綜合測(cè)量中間報(bào)告[R].貴州：貴州省地質(zhì)局水文隊(duì)，1963.

[3]常士驃,張?zhí)K民.工程地質(zhì)手冊(cè)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007：37-65.

WaterSurgingCauseAnalysisforMountainBodyonRightBankofLowerYudongxiaReservoirDaminGuiyangCity

WU Bo; WU Xing-liang and WANG Jia-yu

(Guizhou Provincial Water Conservancy & Hydropower Investigation, Design and Research Institute, Guiyang 550002, China)

This paper mainly studied the causes and treatment measures on water bursting from the mountain's right bank located at the downstream of Yudongxia reservoir dam in Guiyang City, including four sorts of contents: the phenomenon of water bursting, supplementary investigation, analysis of water bursting causes and path, and the effects after treatment, drawing a conclusion that water surging this time belong to the concentrated water bursting phenomenon from the damage of filling seepage in a concealed karst conduits, not affecting the safety of the dam.

water conservancy project ; karst conduits; water surging; Yudongxia reservoir

P641

B

2017-08-16

吳波(1978-)，男，貴州遵義人，高級(jí)工程師，從事水利水電勘察設(shè)計(jì)工作；武興亮(1978-)，男，貴州江口人，高級(jí)工程師，從事水利水電勘察工作；王加玉(1976-)，男，貴州畢節(jié)人，高級(jí)工程師，從事水利水電設(shè)計(jì)工作。