研究水電站水庫巖溶滲漏問題的勘察技術

(湖南省婁底市建設工程有限公司 湖南 婁底 417000)

研究水電站水庫巖溶滲漏問題的勘察技術

熊劍峰

(湖南省婁底市建設工程有限公司 湖南 婁底 417000)

水電站水庫巖溶滲漏勘察質量會對水庫巖溶滲漏問題評價的準確性以及處理成敗產生一定的影響。由于巖溶水文地質條件非常復雜，除了運用一般的勘察方式、方法來查明外，還必須運用巖溶工程地質學理論、方法進行勘察分析研究。本文通過工程實例，總結了水電站巖溶滲漏勘察技術要點、方法和技術路線。

巖溶滲漏；勘察技術；防滲處理

引言

水利水電工程巖溶滲漏勘察不僅要探索其基本的地質條件，更重要的是要圍繞巖溶發育和巖溶地質條件開展勘察。巖溶發育非常復雜的，巖溶水文地質條件則更是極其復雜，難以用常規水文地質學概念論述，也很難使用常規勘察技術手段查明，必須要使用巖溶工程地質的理論和方法開展勘察和分析研究。近些年來，通過一些大型水電站建設，總結了巖溶技術研究總結，水庫巖溶滲漏勘察技術和理論分析方法越來越成熟，新的勘測技術和方法不斷出現，尤其是對地下水和地下洞穴物探技術的進步，不斷提高探測深度和精度，使得水庫巖溶滲漏勘察技術得到了快速發展。

一、勘察技術要點

(一)基礎地質條件勘察。(1)地形地貌調查、研究內容主要包括有：是否有低鄰谷，分水嶺是否單薄，是否有低矮埡口，是否是河灣地形等；調查土河谷階地和剝夷面發育情況，研究河谷發育史；研究水文網的演化歷史。目的為分析是否存在巖溶滲漏的地形條件，研究河流河谷和巖溶發育歷史，分析巖溶發育的特點。如果相鄰河谷水位高于正常水庫水位，則水庫沒有巖溶滲漏；而相鄰的河流水位低于水庫正常水位，河灣地區可能會出現滲漏。

(2)地質結構調查的內容主要包括有：調查可熔巖可溶性，可溶巖與隔水層的巖性和厚度、接觸和組合關系、產狀和空間分布情況等等，研究隔水層的隔水性能、連續性以及對水庫封閉情況；探討斷層的性質、大小、分布和產狀，斷層是否錯斷隔水層形成結構切口以及切口大小。目的是分析巖溶有沒有滲漏的地質構造條件。當河灣或河間區域有連續、穩定可靠隔水層封閉的時候，不存在巖溶滲漏；然而，可溶巖貫穿庫內外或是因構造切割使庫內外可溶巖形成統一巖溶含水系統時，可能會出現巖溶滲漏。

如：大花水電站，左岸河灣區域分布連續、可靠的二疊泥頁巖夾灰巖相對隔水層，右岸分布連續、可靠的奧陶系頁巖和粉砂巖相對隔水層，水庫封閉條件很好，勘察評價不存在滲漏問題，蓄水驗證庫首不滲漏。

(二)巖溶發育程度和巖溶發育規律。巖溶發育程度和巖溶發育調查研究的內容主要包括為：(1)研究巖溶構造類型、空間組合的大小和分布情況，統計巖溶率、鉆孔遇洞等；(2)分析研究巖溶發育與巖性、地質構造、地下水條件、排水基準面、河谷發育史和地下水文網絡演化的關系。目的是分析水庫正常儲層水位下有沒有連通庫外的巖溶管道、其規模及發育高程，并研究儲層巖溶滲漏的形式。河灣或河間地下水雖然比正常蓄水層要低，如果水庫流域分水嶺地帶巖溶不發育，沒有巖溶管道，水庫不會出現大量的巖溶滲漏。

(三)研究水文地質條件

巖溶水文地質條件的研究內容主要有：(1)巖溶水文地質結構類型根據構造和巖性條件進行劃分；(2)調查巖溶水徑流、補給和排泄條件，研究地下水和河水的關系，確定巖溶水的水動力類型；(3)研究是否存在地下水分水嶺和其分布位置、高程；(4)分析研究巖溶水文地質參數。目的是分析巖溶滲漏范圍、通道、滲漏量和滲流對儲水層的影響。在同一巖溶水系統中，如果有地下水分水嶺且高于水庫的正常水位，則不存在巖溶泄漏；如果分水嶺比水庫正常水位低或是沒有分水嶺，水庫將有可能出現巖溶滲漏。

二、主要勘察方法

(一)巖溶水文地質測繪。巖溶水文地質測繪主要包括有實地調查和結果分析。通過巖溶水文地質調查研究測繪的巖溶地質條件、地表巖溶形態以及地下水出露情況等，初步分析巖溶發育規律，巖溶水文地質結構、水文網演化、河谷巖溶發育史，巖溶地下水補給、徑流和排泄條件，地下水分水嶺是否存在及其所處位置，水庫可能泄漏范圍、形式以及途徑等。水庫巖溶滲漏勘察中巖溶水文地質測繪非常重要，為水庫巖溶滲漏勘察的基礎工作，是實驗和研究工作的基礎。

(二)鉆探。水庫巖溶滲漏勘查中鉆孔，通常布置在可能泄漏途徑地下水分水嶺的位置或是結構切口位置，且大多是深孔，孔數取決于巖溶水文地質條件的復雜性，以找出地下水分水嶺或切口位置巖溶巖體巖溶化程度、巖溶管道發育最低高程、地下水位高程和泄漏范圍為原則。

(三)水文地質試驗。水文地質試驗的目的是探索巖溶巖體透水率、巖溶管道連接的情況，地下水位下巖溶管道系統的發育和充水情況，巖溶地下水補給、徑流和排泄條件，巖溶地下水分水嶺及其位置等，獲取水文地質各種參數。水文地質試驗包括鉆孔壓水試驗、鉆孔抽水試驗、鉆孔注水試驗、示蹤試驗等。

(四)地球物理勘探。地球物理勘探是通過自然和人工物理領域的各種參數來解譯地質的勘探方法，其具有勘察工期短、透明性、效率高的特點，但因為地質體的復雜性和探測結果的多解性，檢測結果必須有一定的平硐、鉆孔等勘探工作進行驗證，最好是配合使用鉆孔或平硐。目前在水庫巖溶滲漏勘察中常用的物探方法包括電法勘探、鉆孔CT、探地雷達等。

(五)地下水觀測。巖溶地下水觀測可分為動態觀測和簡易觀測。簡單觀測包括初見水位、鉆井水平、終孔水位、穩定水位、自流孔和泉水流量觀測。動態觀測包括地下水和地表水水位、水質、水溫、水流觀測和降雨觀測。巖溶地下水觀測是對巖溶水性質和巖溶含水介質類型，巖溶地下水補給、徑流和排泄區域，巖溶地下水分水嶺位置及其高程，地下水水位下巖溶滲漏通道位置等的探測方法。在水庫巖溶滲漏勘察中，不僅要進行簡單的觀測，更重要的是要進行動態觀測。

三、勘察技術路線

勘察技術路線如下：(1)地形、地質資料信息的收集，開展巖溶水文地質測繪和巖溶的調查；初步分析研究河谷發育史、發育規律、巖溶補給、徑流和排泄條件；初步分析水庫潛在滲漏路徑和范圍，確定了重點勘探區域；根據巖溶水文地質條件的復雜性，研究了勘探工作安排、勘探工作要點和勘探方法。(2)根據巖溶水文地質測繪分析的分析結果，對巖溶地表水和地下水進行勘探、試驗、觀測等工作。(3)根據需要，使用巖溶地貌和水文網絡分析法、動態分析巖溶水和巖溶地下水滲流場分析等巖溶工程地質分析方法，研究了水庫地形、地貌和巖溶水文地質結構、巖溶發育規律和巖溶水動態條件下，評價水庫是否滲漏、范圍、形式、途徑、滲漏量和泄漏影響等，并提出處理措施。

四、結束語

在巖溶地區修建水庫一直都是水電站工程的重點和難點，既要充分發揮水庫的效益和水庫水的價值功能，又要安全有效。所以要充分掌握其地區水文地質、工程地質條件以及相應的措施做出防滲處理，使得巖溶水庫可以正常運行，從而提高在巖溶地區修建水電站水庫的可能性和可靠性。

[1]米德才 張新興.浩坤水電站水庫巖溶滲漏研究[J].地球與環境.2005(S1)

[2]高奮飛 嚴克員.某水庫巖溶滲漏分析[J].河南水利與南水北調.2015(04)

熊劍峰(1985.08-)，男，本科，工程師，主要從事水利工程、電站、水庫、堤防、農田水利工作。