清江大龙潭水利枢纽防渗帷幕设计及效果监测分析

大龙潭水电站坝址位于碳酸盐岩地区,岩溶发育受岩性和构造控制:在奥陶系南津关组第一段(O1n1)页岩夹灰岩、第二段第一层(O1n2-1)泥质条带灰岩及寒武系第四段第二层硅质条带灰岩(∈34m-2)中岩溶不发育,其他地层的灰岩中岩溶发育;岩溶发育方向主要沿岩层层面和顺河向的断层发育,形成岩溶通道。因此水库渗漏主要沿岩溶发育的断层产生,防渗帷幕设计以奥陶系底部18.8m页岩为防渗依托,并重点加大断层部位的工程量。后期地下水长期观测分析表明,帷幕防渗效果良好,不存在大的库水渗漏,仅在局部断层构造发育部位渗漏量略大。大龙潭水电站防渗帷幕工程成功的范例为碳酸盐岩地区其他工程的防渗优化设计提供了很好的借鉴意义。     

清华洞暗河堵洞成库与防渗技术

为解决富宁县城供水及其附近乡村农业灌溉问题,对清华洞暗河进行堵洞成库。水库设计总库容9934万m3,堵洞体高87.5m,最大蓄水深约116m。地质调查发现,库盆及四周均分布有较完整的相对隔水层、隔水层,山体雄厚,泉点出露均高于水库设计蓄水高程,但是,枢纽区地质构造较为复杂,岩溶发育,暗河进口左岸有溶洞和断层溶塌体分布,引起绕坝渗漏的可能性很大。根据枢纽区工程地质条件,选择附近有D3g隔水层分布并能避开溶洞影响,同时距暗河进口较近而利于施工的0+085坝址段对清华洞暗河进行封堵,并采用上下两层悬挂式半封闭帷幕灌浆对溶塌体和其他岩溶裂隙通道进行防渗处理。经多年实践表明,本防渗技术可行,坝址、防渗帷幕灌浆线路以及灌浆设计合理,水库造价低,有效地解决了县城供水和下游2.26万亩农田及21.5万亩热区作物灌溉问题。      

贵州冗赖水库岩溶成库条件分析

冗赖水库位于珠江流域的北盘江与南盘江两大水系之间的高原岩溶台地,左右岸外侧均存在低邻槽谷,坝址下游存在底部发育落水洞的大型岩溶海子,水库成库难度大,当地人饮水问题突出。通过岩溶水文地质调查、钻探、物探、连通试验等手段,从地形条件、地层岩性、地质构造、水文地质条件、岩溶发育特征等方面,对冗赖水库成库条件进行了分析论证。认为水库库盆底部依托隔水性岩体,不存在库水渗漏问题,但水库两岸受分水岭地下水位低、断层破碎带及岩溶发育等影响,存在库水渗漏问题,同时库首两岸可能存在顺平缓岩层面、溶蚀裂隙等产生渗漏问题。因此建议采用垂直防渗方式,防渗标准（透水率）小于3 Lu或防渗帷幕下限接稳定地下水位以下10 m,遇到溶洞等地质缺陷时应查明其分布特征,并根据实际情况降低防渗底线。      

滇东高原罗平湾子水库岩溶渗漏机理及库外补漏设想

在总结和分析前人研究成果的基础上,结合云南省罗平湾子水库地层岩性、地质构造、水文地质工程地质条件、岩溶发育特征、水库汇流条件、多次补漏未遂等因素,对影响水库渗漏的主要因素进行分解,结果表明:岩溶强发育带地层中溶蚀孔、洞发育,土工膜铺盖封闭库底,蓄水后便在土工膜之下、地下水位之上的岩溶空隙中形成真空,在库水位频繁、大幅度波动条件下易发生真空吸蚀作用,充填物部分被淘空;库底以上的蓄水压力与库底以下的真空产生的负压叠加后形成附加应力,当附加应力大于孔洞之上岩土体的抗剪强度,或大于孔、洞充填物与洞壁之间的粘结强度时发生冲切破坏,这是导致水库多次补漏未遂,且同一渗漏片区重复发生岩溶塌陷、出现落水洞的主要原因。在库区内补漏具有很大的局限性,而在库区外适当部位设置防渗帷幕,不仅可根治渗漏,还可明显抬高地下水位,改善蓄水条件,扩大原设计库容数倍。      

大藤峡水库岩溶塌陷预防的安全调度研究

水库运行容易在库区诱发滑坡、岩溶塌陷等地质灾害。通过水库运行的安全调度,可有效减少库区地质灾害的发生。本文以在建的大藤峡水库武宣防护区为例,分析计算了岩溶塌陷预防的安全调度水位、排蓄水速度;并根据现场调查,查明了研究区岩溶塌陷发育的地质背景和发育现状,建立了岩溶塌陷发育机理模式。为了分析水库运行改变地下水动力条件对岩溶塌陷发育的影响,运用Modflow软件,建立研究区数值模拟模型,通过数值模拟运算,预测了大藤峡水库不同蓄水水位引起的地下水位变化,以及不同排蓄水速度引起的地下水流速变化;探讨了包气带、潜水层和承压水层区域岩溶塌陷发育的可能性。结果表明:研究区岩溶塌陷预防的水库安全水位高程为51～62 m,蓄水水位安全上升速度为0～1.0 m·d-1和排水水位安全下降速度为0~3.0 m·d-1。      

岩溶水库渗透破坏型渗漏勘察与评价

以重庆市南川区肖家沟水库蓄水多年之后库首右岸发生的岩溶渗漏为例,探讨了岩溶水库长期运行过程中防渗体系因高压渗透破坏产生的岩溶渗漏的勘察与评价方法。通过地质分析、渗漏历史调查、钻孔、水文地质测试、物探及连通试验等方法,查明了水库右岸岩溶渗漏的范围及原因。水库渗漏边界清晰,渗漏范围主要是右岸可溶岩区的630 m高程以上,防渗体渗透破坏是水库产生渗漏主要原因。其渗漏途径一是沿原封堵堵头的薄弱区域或溶洞封堵体周边发生渗透破坏产生新的通道向下游溶洞出口集中的渗出,二是穿过右岸防渗线绕过右岸坝肩后沿岩体溶蚀裂隙或管道汇入下游右岸岸坡溶洞集中的渗出地表。通过此工程实例,提出了岩溶水库防渗体渗透破坏型渗漏的勘察与评价方法,宜以历史资料分析为基础,初判渗漏成因及范围,采用勘探、试验及物探等多种手段进行验证,为防渗处理提供可靠依据。     

自强水库库区工程地质评价与坝线选址研究

自强水库位于陕南秦巴山地中低山地貌区,水库为镇巴县备用水源地及旅游观光风景区,属小(1型水库。通过对库坝区地质构造、地层岩性、岩溶发育等工程地质条件分析可知,对工程建设及坝线选址有影响的工程地质问题主要为库区内发育逆冲叠瓦小断裂以及岩溶发育可能导致水库渗漏等。库区内无大型活动性断裂构造,构造较为稳定,且库区蓄水范围小,蓄水量不大,不易诱发地震。而拟选坝址位于自强河段,沟谷对称顺直,综合水库坝址区地形地貌、工程地质等条件进行坝线比选,推荐下游坝线为较为理想的坝线位置,可满足工程建设要求。     

莲花台水电站岩溶发育特征及工程意义

根据地质调查和勘探资料,阐明莲花台水电站坝址区岩溶发育形态、规模及空间展布特征,归纳岩溶发育规律。结果表明:坝址区岩溶发育主要受岩性和地质构造控制,岩溶现象分布范围广,岩溶发育较为密集,具有垂向分带性及空间分布不均匀性的特征;岩溶发育对工程的影响主要表现在岩溶渗漏和岩溶塌陷稳定问题两个方面,岩溶渗漏可能造成电站无法达到设计正常蓄水水位,岩溶空间的存在可能引起坝基抗滑稳定问题。因此,建议设置防渗帷幕,并对坝基开挖揭露的溶洞进行换填加固及固结灌浆等工程处理措施,通过处理,可有效避免岩溶发育对工程的影响。      

贵州平寨水库左岸底层灌浆廊道大型充填溶洞及其形成机制

平寨水库坝址区以碳酸盐岩为主,岩溶较发育,水库左岸底层灌浆廊道大型充填溶洞,是水库地下工程施工开挖中揭露的规模最大、对水库渗漏影响最大、设计及施工处理难度最大的溶洞。本文以工程前期地质勘察工作为基础,在区域地貌、地质构造格局、地层岩性、地表及地下水系发育特征研究的基础上,结合工程防渗施工揭露的岩溶水文地质现象、洞穴充填物研究等,从可溶性岩层、地下水来源及运移途径、暗河冲刷与洞顶坍塌作用4个方面,对溶洞发育形成机制进行了研究。分析认为,鸡场背斜北西翼纵向张裂隙和横张裂隙及层间滑脱、断裂破碎带,为五里大洞鸡场洼地上坝洼地地下水向三岔河的径流提供了运移的原始空间与通道,形成溶洞的地下水为五里大洞鸡场洼地上坝洼地地下暗河,长期溶蚀作用使裂隙通道变为溶蚀宽缝并最终转化为岩溶管道,岩溶水沿此通道在左岸底层灌浆廊道桩号0+238～0+296m附近下中部岩体呈虹吸状循环,地下水的强烈冲刷与洞顶坍塌在溶洞形成过程中的作用巨大,后因深部径流条件改变,岩溶管道被逐渐堵塞,形成如今的大型充填溶洞。     

湖北某抽水蓄能电站建设中地下河系统多元信息综合分析评价

岩溶发育特征是岩溶区水电工程建设中必须查明的水文地质条件,岩溶渗漏问题更是工程建设成败的关键。湖北某抽水蓄能电站上水库位于岩溶洼地区,工程区地下水系统边界不清、条件不明,可能面临严重的岩溶渗漏问题,本次研究将区域构造分析、地貌成因识别、地下河追踪溯源、微动态自动化监测等多种技术手段有机结合,提取多元信息综合分析,对工程区地下河系统进行了有效识别。结果表明：上水库周边不存在隔水层及阻水构造,子良坪背斜控制了地下水系统的基本格局;地下河岩溶管道具有单支管道状结构特征,南北向岩溶管道不发育,上水库存在向南西侧发生管道式渗漏的风险;上水库内垂向溶蚀作用强烈,建议进行库底土工膜全库盆防渗处理,工程蓄水后应防范可能发生的不均匀沉降和岩溶塌陷问题。     

Treatment of the seepage problems at the Kalecik Dam (Turkey)

This paper describes the seepage prevention measures at Kalecik Dam. Water leaked from the foundation of the dam after the impoundment. The dam, 77 m in height, was constructed for irrigation purposes.

The foundation consists of Mesozoic ophiolite, Paleocene allochthonous units composed of different lithologies and Miocene conglomerate. Karstified and fractured Paleocene limestone outcrops on the right bank of the dam foundation. This unit extends into, and its thickness increases within, the right abutment. The leakage occurs towards the downstream springs through the right bank limestone.

The main grout curtain is 200 m long and 60 m deep and was constructed on the right bank. After reservoir impounding, new springs were observed in the downstream area. Therefore, after the construction of the dam, remedial curtain grouting was required and carried out in three stages. Firstly, the main grout curtain was supplemented by additional grouting to seal the fractures and infill karstic cavities. The diversion tunnel was also repaired. The curtain depth was the same as the depth of the previous curtain. The second stage of additional treatment consisted of new deep grouting. Some investigation holes were also drilled along the same alignment as the main curtain to locate the seepage in the region. These holes were extended to an elevation of 442 m. The final stage of grouting measures was between the spillway and the dam body and underneath the spillway.

As a result of the additional grouting measures, the spring discharges observed downstream of the dam embankment decreased. However, the seepage paths were extended and were moved with time so that the seepage problems are still continuing.     

赤泥库大坝渗漏分析及灌浆处理技术

由于施工质量问题,洛阳一个赤泥库大坝在试运行中发生大面积渗漏及管涌。在对渗漏原因进行分析的基础上实施的在坝内坡增设土工膜、坝轴线上游增设帷幕灌浆防渗墙、坝体下游坡面增设排渗沟和排水棱体等抢险加固措施,有效地解决了坝体渗漏问题。在灌浆处理过程中,针对筑坝材料的复杂性和不均匀性,通过施工前的灌浆试验,取得了适合本场地条件的钻孔施工工艺参数及灌浆方式、灌浆压力、灌浆段确定、水灰比比级等施工技术参数,确保了灌浆处理的效果。     

特高坝地基深大断裂活动性与筑坝工程地质问题研究

某拟建水电站为高坝大库,挡水建筑物系200m级碾压混凝土重力坝,系我国在境外投资建设的重大能源项目之一。该水电站位于一条区域性的深大断裂（F₄断裂）上,该断裂的活动性以及涉及的筑坝技术可行性为本工程的重大技术课题,关乎水电站成立与否的关键。为此开展了区域地震地质调查、物探、钻探、硐探、断裂物质测龄以及岩土物理力学性质现场和室内测试等大量工作,研究表明:（1）该断裂地震活动微弱,最新活动年龄14.2万～79.8万年,是一条晚更新世以来不活动的断裂,为非活动断层;（2）F₄断裂对水坝建设存在影响的部位主要为碎裂岩带和F_4-1、F_4-2断层,其中微新碎裂岩多为Ⅲ_1B类岩体,仅F_4-2断层下盘影响带内的碎裂岩岩体为Ⅳ_1B类岩体,F_4-1、F_4-2断层带工程性质差,为Ⅴ类岩体,是坝基最软弱的部位;（3）在F₄断裂带上筑坝,建库后诱发构造型水库地震的可能性小,存在的主要工程地质问题为坝基变形和渗漏、渗透稳定问题,可通过适当深挖,并结合回填混凝土塞、固结灌浆、加深加密帷幕孔以及增加帷幕排数等工程措施予以处理。因此,F₄断裂带上可以兴建水电站工程,筑坝技术可行。结果可为该水电站设计、施工提供技术依据,为类似工程提供技术参考。     

岩溶水库坝基防渗帷幕灌浆幕深与幕长的结构形式及处理

防渗帷幕灌浆是处理岩溶地区水库坝基坝肩渗漏的主要方法之一，它可以杜绝深、浅层的复杂的岩溶漏水问题，帷幕设计的合理性及其效果取决于水文地质、地下水的补排条件，水工建筑物结构之间的帷幕体的搭接形式，布置格局和边界范围。本文根据34处渗漏水库的灌浆实践，提出确定帷幕的深度和长度的原则，并得出了相关曲线和经验公式，对岩溶地区水库的渗漏处理进行探讨。     

乌东德水电站大坝防渗帷幕成幕影响地质因素分析及处理措施

灌浆工程为地下隐蔽工程,其地质条件约束着实际的现场施工工艺,且不同地质条件对应不同的岩石属性,并将直接影响着防渗帷幕的优化设计,同时地质条件分析不足也将给整个灌浆工程带来很多不确定的风险。目前,地质条件预测在隧洞开挖过程中的研究较充分,但在灌浆工程中地质因素的研究较少。本文以乌东德水电站大坝防渗帷幕工程为例,分析了对防渗帷幕成幕有影响的岩溶、角砾岩、断层、岩层走向与帷幕走向大角度相交及长大结构面等地质因素,并针对不同地质因素的特点,提出了采取浓浆回填、灌浆孔加密加深、灌浆压力及浆材动态调整等处理措施,为帷幕灌浆工程优化提供了必要支持。     

文山小河尾水库岩溶渗漏水文地质条件与管道位置识别

小河尾水库是云南省文山州重要的集中式饮用水水源地,承担着22万人饮水供应任务,长年受到渗漏病害问题困扰。文章在水文地质调查基础上,提出小河尾水库岩溶渗漏水文地质条件的新认识:泥盆系坡折落组硅质岩和榴江组硅质岩构成南北两侧隔水边界,中间厚约40米的分水岭组灰岩构成渗漏条带,一NE-SW向压扭性逆断层F₁构成西侧隔水边界,库水主要向东北侧渗漏。采用大功率充电法和音频大地电磁法2种物探方法探测岩溶渗漏管道位置和深度,并实施钻孔验证,综合分析水文地质调查、物探和钻探成果,认为在分水岭组灰岩与上部榴江组硅质岩、下部坡折落组硅质岩岩性接触带附近分别存在强岩溶渗漏带,并分析2处强岩溶渗漏带分布特征、规模和充填性质,为小河尾水库渗漏治理提供依据,为以后岩溶地区类似水库渗漏病害问题调查治理提供借鉴。      

卡拉水电站坝区渗流控制效应精细模拟与评价

卡拉水电站坝址区河谷狭窄,岸坡陡峻,地质条件复杂,渗漏问题突出。为减小卡拉坝区渗漏并改善大坝的渗透稳定性,工程设计采取防渗帷幕、排水孔幕和排水洞等防渗排水措施。采用子结构、变分不等式和自适应罚函数相结合的方法（简称SVA方法）,结合典型溢流坝段与坝区整体渗流场分析成果,评价卡拉大坝及坝基渗流控制方案的合理性,并论证其优化的可能性。研究表明：①防渗帷幕有效雍高了帷幕上游侧岩体内的地下水位、增加了绕坝渗流的渗径长度并降低了坝基的扬压力,排水系统则显著降低了坝体内的孔隙水压力以及坝基扬压力;②排水孔幕间距对坝体内的自由面分布有着显著影响,排水孔幕间距取3.0～4.5 m是合适的。