基于水庫水文地質(zhì)勘察技術(shù)的探索

尹杰

【摘 要】水庫的水文地質(zhì)勘察是對(duì)其工程地質(zhì)勘察的補(bǔ)充，也是水庫工程地質(zhì)勘察其中的一部分，因此擬建水庫滲漏的水文地質(zhì)勘察也是分階段進(jìn)行，不同的階段其勘察的內(nèi)容及研究程度不盡相同。但對(duì)病險(xiǎn)水庫而言，因?yàn)槠淇辈斓哪康氖侵苯訛榉罎B治理設(shè)計(jì)服務(wù)，因此勘察內(nèi)容及研究程度應(yīng)與擬建工程的設(shè)計(jì)階段類同，不再分階段進(jìn)行。

【關(guān)鍵詞】水庫；特征；水文地質(zhì)；觀測(cè)；勘察

地形地貌、巖性及地質(zhì)結(jié)構(gòu)是決定水庫滲漏的必要條件，但不是充分條件，還必須研究水文地質(zhì)條件。即要進(jìn)行水文地質(zhì)分區(qū)，確定含水層及隔水層，查明含水構(gòu)造、地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件、地下水的類型、地下水的水位、流向、流速、水力坡度、地下水的化學(xué)特征等情況。勘察時(shí)要特別注意水庫周圍是否有地下分水嶺，以及分水嶺的高程與庫水位的關(guān)系，并以此來大致判斷庫水向鄰谷滲漏的可能性。如當(dāng)?shù)叵路炙畮X高于水庫正常高水位時(shí)，不會(huì)發(fā)生滲漏；而當(dāng)?shù)叵路炙畮X低于水庫正常高水位時(shí)，有可能發(fā)生滲漏；在蓄水前已出現(xiàn)庫區(qū)河谷的水流向鄰谷流去，無地下分水嶺，則蓄水后水庫將滲漏更嚴(yán)重。

1.工程分析

1.1水文地質(zhì)勘察

1.1.1地質(zhì)地貌

某水庫流域內(nèi)海拔高程1250～1356m，地勢(shì)較平坦，地貌以巖溶地貌為主，碳酸鹽廣泛分布，巖石裸露，植被覆蓋一般，河床多年平均侵蝕模數(shù)為200～500t/km2，多年平均含沙量0.606kg/m3，森林覆蓋率為12.1%。工程區(qū)構(gòu)造簡單，穩(wěn)定性好，無晚近期斷裂活動(dòng)，本區(qū)地震烈度<Ⅵ級(jí)，對(duì)工程無影響。

1.1.2水文及氣象

該區(qū)域內(nèi)氣候溫和，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，根據(jù)該地區(qū)氣象站氣象統(tǒng)計(jì)分析，多年平均氣溫14.4℃，年平均風(fēng)速2.5m/s，多年平均最大風(fēng)速20m/s，平均日照1241h，無霜期達(dá)300d，多年平均降水量1297.1mm，最大年降水量1651.3mm，最小年降水量920.4mm，降水集中在5～9月，降水量約占年降水的72%。

1.2工程施工中存在的問題及處理

（1）對(duì)右岸帷幕灌漿施工中孔號(hào)126，171，172遇溶洞，當(dāng)年對(duì)溶洞進(jìn)場(chǎng)進(jìn)行物探，重新對(duì)溶洞處理進(jìn)行設(shè)計(jì)，停工5個(gè)月；設(shè)計(jì)批復(fù)以后對(duì)溶洞進(jìn)行灌漿處理，組織隊(duì)伍進(jìn)場(chǎng)，對(duì)溶洞進(jìn)行灌漿，同時(shí)進(jìn)行溶洞段外帷幕灌漿施工質(zhì)量檢查?？偣矊?dǎo)致工期延誤8個(gè)月的時(shí)間。

（2）項(xiàng)目在具體施工中，由于工程所處環(huán)境及地質(zhì)條件發(fā)生變化，導(dǎo)致實(shí)際施工工程量大于合同工程量；溢洪道工程基礎(chǔ)開挖時(shí)，遇軟（土基），設(shè)計(jì)增加基礎(chǔ)斷面，增加碎石墊層，實(shí)際開挖工程量比設(shè)計(jì)大。

（3）大壩右岸灌漿先道孔施工時(shí)，過別孔終孔段壓水實(shí)驗(yàn)未滿足設(shè)計(jì)要求，增加孔深，工程量增大；右岸帷幕灌漿孔號(hào)126，171，172段遇溶洞，增加對(duì)溶洞處理工程量，工作量增大；壩頂及下游面增設(shè)漿砌石擋墻，增加工程量。

1.3工程事故分析

從工程施工中遇到的以上主要事件中可以看出，造成這些事故發(fā)生、工期延誤，主要是由于在進(jìn)行水文地質(zhì)勘查時(shí)，勘察不仔細(xì)造成的?？梢娫谒畮旖ㄔO(shè)以及水庫滲漏施工中，進(jìn)行水文地質(zhì)勘察的重要性。

2.水文地質(zhì)勘察內(nèi)容

2.1地質(zhì)條件

（1）地形地貌的特點(diǎn)，通過勘察水庫周圍的地形地貌，正確分析其對(duì)于水庫區(qū)地下水的影響。河水位低于庫水位，以及水庫間的分水嶺比較單薄時(shí)，容易引起庫水滲漏。

（2）地質(zhì)構(gòu)造，褶皺、斷層、裂隙等發(fā)育的地帶，斷層破碎現(xiàn)象明顯，是形成水庫嚴(yán)重滲漏的通道；巖層中寬大密集裂隙地帶容易形成滲漏；在巖溶地區(qū)，斷層帶上容易形成滲漏的通道。

（3）地層巖性以及結(jié)構(gòu)，水庫發(fā)生滲漏和巖土體有很大的關(guān)系，如果水庫是松散巖類壩基，容易形成河道堆積物，由于其滲透性比較強(qiáng)，造成庫水的滲漏和流失；如果水庫建在巖溶地區(qū)，由于碳酸鹽底部的隔水層的隔水效果一般來說很差，不利于阻擋和保存庫水，也會(huì)造成庫水流失。

2.2水文地質(zhì)條件

除了地形地貌以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)以外，水文地質(zhì)條件也是影響水庫滲漏的重要因素。首先要確定地下水類型，含水層層次、分布以及埋藏深度等信息以及地下水的補(bǔ)給、徑流以及排泄的條件，分析地下水水位及其變化幅度。在勘查中尤其要注意隊(duì)水庫附近地下分水嶺的勘察，因?yàn)槿绻?dāng)?shù)叵路炙畮X比水庫正常高水位低的時(shí)候，容易引發(fā)滲漏。

2.3巖溶區(qū)的巖溶發(fā)育特征

如果水庫位于巖溶地區(qū)，還必須重視勘察巖溶發(fā)育強(qiáng)度及其規(guī)律、巖溶形態(tài)及其分布規(guī)律、巖溶水的動(dòng)力特征、建壩前后水流量動(dòng)態(tài)變化等。

2.4水庫滲漏的地質(zhì)分析

（1）滲漏通道的主要表現(xiàn)形式。對(duì)于巖漿巖地區(qū)的水庫，一般來說，可能發(fā)生滲漏通道主要是砂礫石層以及基巖表面的透水層；對(duì)于沉積巖地區(qū)的水庫其滲漏一般來說主要表現(xiàn)為透水層漏水，而且斷層的破碎帶也可以形成滲漏的通道；對(duì)于第四紀(jì)堆積物地區(qū)的水庫，壩下滲漏的主要通道有河床、古河道以及砂卵礫石層等，見表1：

表1滲漏通道形式分析

（2）漏水通道的連通性。地層的結(jié)構(gòu)特征對(duì)于松軟巖層滲漏通道的連通性具有重要的影響。多層結(jié)構(gòu)水文地質(zhì)條件下，相對(duì)隔水層的條件會(huì)影響到漏水，而對(duì)于基巖透水層以及巖溶發(fā)育地帶漏水通道的連通性，其主要影響因素為地質(zhì)構(gòu)造。

3.勘察手段

3.1水文地質(zhì)測(cè)繪

在進(jìn)行水文地質(zhì)測(cè)繪時(shí)，應(yīng)該注意滲漏通道和進(jìn)出口地段；山區(qū)的水庫地質(zhì)測(cè)繪還要包括水庫附近的鄰谷和分水嶺；平原地區(qū)的水庫地質(zhì)測(cè)繪還要包括正常高水位以上的第一級(jí)階地；在巖溶地區(qū)的水庫地質(zhì)測(cè)繪應(yīng)該包括所有勘測(cè)到的巖溶洞穴。

3.2鉆探和物探

鉆探和物探是勘察和確定水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況、含水層的具體位置，斷裂富水帶的位置等水文地質(zhì)條件以及獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù)信息的重要手段。鉆探和物探結(jié)合使用，有利于提高水文地質(zhì)勘察的質(zhì)量，獲取準(zhǔn)確地?cái)?shù)據(jù)信息?？碧狡拭婢€的布置必須中和考慮水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及地下水的分布情況。對(duì)于多層含水層結(jié)構(gòu)的區(qū)域，在可能出現(xiàn)滲漏情況的各巖組內(nèi)布置2個(gè)以上的鉆孔；在巖溶地區(qū)，鉆孔的布置的深度必須穿過巖溶發(fā)育帶。

3.3水文地質(zhì)試驗(yàn)

主要包括鉆孔抽水試驗(yàn)，抽水試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間比較長，一般來說>1個(gè)月，準(zhǔn)確分析水位的變化趨勢(shì)，提高計(jì)算的精確度。在巖溶地區(qū)，主要應(yīng)用的是示蹤試驗(yàn)，用于勘察巖溶洞穴的連通性。此外，巖土層的滲透試驗(yàn)可以測(cè)定滲透系數(shù)，是估算水庫的滲漏量的主要數(shù)據(jù)依據(jù)。

3.4地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)

進(jìn)行地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)需要建立一個(gè)長期觀測(cè)網(wǎng)，尤其對(duì)于可能發(fā)生滲漏的巖組內(nèi)要布置2個(gè)以上的觀測(cè)孔。主要觀測(cè)水文地質(zhì)勘察的常規(guī)項(xiàng)目，以及發(fā)生降雨時(shí)洞穴的涌水和流量等具體情況。

4.結(jié)語

綜上所述，水文地質(zhì)勘察的主要內(nèi)容包括地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、巖溶區(qū)的巖溶發(fā)育特征、滲漏區(qū)的地質(zhì)分析等方面。水庫施工的水文地質(zhì)勘察手段主要包括水文地質(zhì)測(cè)繪、化學(xué)調(diào)查、鉆探、物理勘探、水文地質(zhì)實(shí)驗(yàn)以及地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)等。

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