（昆明市水利水电勘测设计研究院，云南 昆明 650000）

摘 要：大平滩水库工程地质条件复杂，通过施工中发现的地质问题，经进一步勘探，结合之前的勘探成果，对水库原防渗方案进行了合理而经济的调整，以保证水库建成后能够安全运行。

1工程概况

大平滩水库位于宜良县最南部竹山镇境内，坝址地理位置：东经103°04′51.4＂，北纬24°36′45.9＂。拟建水库距竹山镇政府约15km，距宜良县城73km。水库所在的河流为大平滩小河，属珠江流域南盘江左岸的一级支流，水库控制径流面积8.10 k㎡，水库主河道长6.57km，主河道平均比降56.4‰。水库坝顶高程为2063.50m，最大坝高54.50m，坝长206m，正常蓄水位2060.50m，设计总库容为121.1 万m³之小（一）型水库。

2工程区地形地质条件

大平滩水库区地势总体北高南低、东西大致相同。库区流域内最高点为水库北东部的无名山山顶，高程2516.2m；最低点为大平滩村东侧大平滩河冲沟内，高程为2010m，相对高差506.2m。库区坡度较陡，一般20～45°，局部达60～80°，为斜坡－陡坡，局部峻坡、悬坡地形。库区为一由西、东两山体挟持的呈南北方向蜿蜒展布的沟谷地形，河谷大部分呈“V”形谷，局部呈“U”形谷，为中—低浅切割低中山地形，构造侵蚀、溶蚀地貌。

大平滩水库库区地层出露较齐全，主要为新生界第四系全新统冲洪积层（Qhapl）与残坡积层（Qhedl），古生界志留系上统玉龙寺群（S3y）和中统马龙群（S2m）以及寒武系中统陡坡寺与双龙潭组（∈2d+s）、下统龙王庙组（∈1l）、沧浪铺组（∈1c）。

大平滩水库库区内未发现断裂构造分布，仅库区北东部分布一向斜构造，库区位于天竹寺－龙潭向斜北翼，该向斜构造特征见前面区域地质构造所述。因此，库区总体为一岩层产状100～130°∠10～18°的单斜构造，由于受区域地质构造及风化作用的影响，库区内出露的岩层褶曲，节理、裂隙较发育。

坝址区出露地层简单，为第四系全新统冲洪积层（Qhapl）与残坡积层（Qhedl）及寒武系中统陡坡寺与双龙潭组（∈2d+s）地层。

坝址区位于河谷较窄处，河谷呈350°延伸，河谷宽3～5m，为不对称的 “V”型谷。坝址两岸临河山体高程左岸为2090～2115m，右岸为2090～2120m，河谷高程2014～2018m，相对高差72～106m。坝址区两岸地形坡度较陡，左岸一般30～45°，局部达60°以上，多属陡—峻坡，局部悬坡；右岸坡度一般25～40°，多属陡—峻坡。整个坝址区为中—低浅切割低中山地形，构造侵蚀地貌。

坝址区地质构造较为简单，根据地质测绘成果，总体为岩层倾向SE，倾角10～13°的单斜构造，未发现断层构造。

3帷幕防渗布置

根据初设地勘成果，坝基岩体的透水性根据钻孔压水试验大致可分为三带：

强—极强透水带：分布于右岸强风化带及弱风化带中上部。底界深度由ZK8－ZK9－ZK5－ZK6－ZK10分别为26.30m－33.80m－59.40m－55.80m－70.90m，厚度分别为25.30m－32.80m－55.90m－15.50m－10.30m。钻孔压水试验表明，透水率q大于100Lu，是产生绕坝与右岸坝基渗漏的主要部位。

中等透水带：为坝址坝基透水带。分布于左岸、河床及右岸的强风化及弱风化带上部岩体内。根据钻孔压水试验成果，左岸底界深度14.90m，高程2077.18m，厚度10.40m，透水率q=12～13Lu；河床底界深度20.00m，高程1997.71m，厚度15.00m，透水率q=13～14Lu；右岸底界深度由ZK8－ZK9－ZK5－ZK6－ZK10分别为26.30m－33.80m－64.80m－65.60m－70.90m，厚度5.40m－10.00m，透水率q=12～21Lu。因此，这些中等透水带也是是坝基产生渗漏的部位。

弱透水带：根据钻孔压水试验成果及工程特性，左岸弱透水中带埋深大于30.00m，高程低于2062.08m，透水率q=4.2～4.6Lu。河床弱透水带埋深大于20.00m，高程低于1997.71m，透水率q=3.7～8.4Lu。右岸弱透水上带底界埋深由ZK8－ZK9－ZK5－ZK6－ZK10分别为26.30m－33.80m－70.00m－70.80m－80.70m，厚度5.00m－10.00m，透水率q=5.2～8.1Lu；据ZK5揭露，弱透水下带埋深大于75.00m，高程低于1999.65m，透水率q=2.7Lu。所以，弱透水下带顶界构成坝基相对隔水层，为坝基防渗处理的控制底界。

近坝库盆右岸，经钻探勘察，地下水位埋藏较深，该地段岩体破碎，节理、裂隙较发育。特别是产状90～115°∠80～89°的近平行于河床的卸荷裂隙发育，导致地下水沿卸荷裂隙向下游产生渗漏，对水库的蓄水极为不利，需要对该地段采取工程措施处理。

原工程设计帷幕灌浆轴线长453m，双排孔布置（其中左坝段灌浆孔号ZK1～ZK29为单排孔），孔距2m，排距1.0m，共布帷幕孔428个，其中灌浆孔号ZK1～ZK227为主帷幕灌浆孔，ZK228～ZK428为副帷幕灌浆孔，根据灌浆设计规范，主帷幕灌浆深度应灌到设计底高程，副帷幕灌浆深度为主帷幕灌浆深度的一半。分三序进行施工，其中：Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ序孔分别为107、107及214个。

两坝肩灌浆范围：左右坝肩灌浆范围以地下水位线与校核洪水位线交点进行控制，为此，左坝肩由左坝端外延15m，右坝肩由右坝端外延232m。

帷幕灌浆分大坝段、传力墩段和岸坡段。大坝段在大坝砌筑至一定高度后，以实时坝顶作为灌浆平台进行灌浆；传力墩段灌浆平台为C15埋石混凝土墩基顶；岸坡段灌浆平台则为岸坡地表。

帷幕灌浆顶界：坝身及传力墩段为建基面，坝肩岸坡段为设计洪水位高程2062.02m；帷幕灌浆底界：左岸端帷幕底高程2058.0m，河床段最低底高程1990.0m,右岸端帷幕底高程2031.8m。

4帷幕防渗方案优化设计

计施阶段通过对原有勘探资料作进一步的分析研究，并根据现场施工开挖所揭露的地质情况，对帷幕防渗方案进行了优化调整。

4.1施工中遇到的问题4.1.1坝基渗漏

(1)河床坝基段

2013年6月～9月对河床段进行了帷幕灌浆试验，通过检查孔反映灌浆达不到设计要求。后于2013年10月10日～11月17日在原有灌浆帷幕基础上进行了加密试验区灌浆试验，经检查帷幕效果达到设计要求。因此，于2013年11月23日～12月7日对河床段上游排灌浆帷幕进行加密孔灌浆。

为进一步摸清河床段坝基地层情况，在河床段埋石混凝土大板帷幕线上布设三个勘探孔，分别布置于河床大板左侧（JM2孔深为85m）、中部（JM13孔深为99.80m）、右侧（JM27孔深为85m）。勘探孔压水情况显示：左侧（JM2）最大透水率段在74.7m～79.7m，为7.2Lu；中部（JM13）最大透水率段在64.8m～79.7m，为36.7Lu～60Lu；右侧（JM27）最大透水率段在69.7m～79.4m，为17.2Lu～8.8Lu。上述勘探孔其余段透水率均满足设计要求。则中部孔（JM13）在64.8m～79.7m段存在一层透水层。经我院认真研究后确定：对河床段上游排帷幕灌浆孔（全部）进行加深灌浆，深度穿过60m～80m段透水地层以下一个灌段，即帷幕底界深度为85m，高程范围2014.0m～1929.0m。

加深加密灌浆于2014年1月3日开始，现已完成。灌浆检查孔反映灌浆均达到设计要求。

（2）左岸及左坝肩防渗延长线段

目前，左岸还未实施帷幕灌浆工程，根据库区工程地质勘察结论，证实左岸存在较为严重的渗漏。左岸地下水位低（水位2013.07m），与水库正常蓄水位2060.50m无交点；左岸坝前冲沟库岸段存在∈2d+s白云岩岩溶层沿冲沟F沖沟张性断层带向∈2d+s与S2m平行不整合接触带古岩溶通道（低邻谷）严重渗漏问题，应对坝前冲沟库岸段采取防渗处理。

（3）右岸坝基及右坝肩延长线段防渗

右坝肩防渗延长线段设计长度232m，2013年3月～9月进行帷幕灌浆右坝肩延长线段两个试验区灌浆试验，通过几次检查孔布设压水试验检查，发现帷幕效果不理想，达不到设计要求。随后指挥部于9月下旬在现场咨询了省市级专家，通过调整灌浆方法，并于2013年10月10日～12月9日对右坝肩延长线段增补了试验区灌浆试验。然而，经检查孔压水试验检查，6段压水检查段中，仅有2段满足设计要求。

4.1.2库区渗漏

2012年11月3日大坝基础开挖后，河床河水消失。现场调查发现库盆河床中有两处消水点，一为距坝址约150m处河床中部，二为距坝址约270m处左岸陡壁下河床。

库区勘察结果表明，左岸坝前冲沟库岸段存在∈2d+s白云岩岩溶层沿冲沟F沖沟张性断层带向∈2d+s与S2m平行不整合接触带古岩溶通道（低邻谷）严重渗漏问题，应对坝前冲沟库岸段采取防渗处理。

4.2帷幕灌浆优化设计4.2.1左坝肩延长线段

库区勘察结果表明，左岸坝前冲沟库岸段存在∈2d+s白云岩岩溶层沿冲沟F沖沟张性断层带向∈2d+s与S2m平行不整合接触带古岩溶通道（低邻谷）严重渗漏问题，应对坝前冲沟库岸段采取防渗处理。建议库区左岸坝前冲沟库岸段防渗采用帷幕灌浆，防渗边界为左坝肩外延230m；由于左坝肩—ZK21段防渗底界深、非灌段较长、帷幕灌浆孔孔斜度难控制，建议采取灌浆平硐方案进行防渗设计；建议布置双排孔（分主、副帷幕），孔距1.5m，排距1.2m。主帷幕防渗底界深入地下水位以下q＜5Lu相对隔水层顶界以下5m，即ZK18－ZK22－ZK21－ZK15对应孔深100m－113m－120m－138m，对应高程1972m－1964m－1943m－1957m为底界；副帷幕防渗底界深入地下水位以下q＜10Lu相对隔水层顶界以下5m，即ZK18－ZK22－ZK21－ZK15对应孔深90m－108m－105m－128m，对应高程1982m－1969m－1958m－1967m为底界。

根据上述地勘结论，其具体布置为：左坝肩延长线段帷幕灌浆孔上游排主帷幕布置153个孔（ZAPs1－ZAPs64－ZAPs153），下游排副帷幕布置154个孔（ZAPx1－ZAPx64－ZAPx154）。上游排ZAPs1－ZAPs64－ZAPs153防渗底界高程分别为1972.11m－1943.41m－1957.58m，下游排ZAPx1－ZAPx64－ZAPx154防渗底界高程分别为1982.13m－1956.04m－1967.49m。灌浆孔距1.5m，排距1.2m。灌浆控制标准：主帷幕透水率＜5Lu，副帷幕透水率＜10Lu。

鉴于左坝肩帷幕延长线段非灌段平均深度为15.3m，最深段为37.3，加上灌浆深度后约为120余m，故孔斜控制亦难以控制。因此，在左岸帷幕延长线段上，选取岸坡较高一段采用平洞灌浆布置方案。洞底板高程与坝顶高程2063.5m齐平，平洞进口位于孔ZAPs3处、出口位于孔ZAPs64处，全长92.0m，洞身型式为城门洞型，洞内底宽3m，高4m，采用厚度为0.4m的C20钢筋混凝土衬砌。顶拱120°范围内采用回填灌浆处理，回填灌浆孔分Ⅰ、Ⅱ序，两序孔交错布置，孔距6m，灌浆设置预埋管（φ=50mm），深入岩层＞5cm,于洞内外露5cm。其余左岸帷幕延长线段长138m则以地表为灌浆平台。

工程实施中，为避免该岸延长线段施工与大坝施工相互干扰，灌浆平洞施工从出口向进口推进实施。

左岸平洞帷幕灌浆施工须修建由库区右岸公路经河床再至左岸灌浆平台的临时施工道路，道路总长2000m，施工平台长150m，道路宽度3.5m。

4.2.2左岸坝基段

根据库区勘察成果及其建议，因该区地下水位低，节理、裂隙较发育，防渗底界深，需对左岸帷幕灌浆方案进行调整。其具体布置为：左岸段帷幕灌浆孔上游排主帷幕布置36个孔（ZBJs1－ZBJs36），下游排副帷幕布置36个孔（ZBJx1－ZBJx36）。ZBJs1－ZBJs36防渗底界高程分别为1957.2m－1929.96m， ZBJx1－ZBJx36防渗底界分别为1967.13m－1939.89m。灌浆孔距1.5m，排距1.2m。灌浆控制标准：主帷幕透水率＜5Lu，副帷幕透水率＜10Lu。

4.2.3河床坝基段

目前，河床段帷幕灌浆已实施，其实施情况为：上游排孔距1.0m（加密后），灌浆底界1929.0m ，共布设置53个孔；下游排孔距维持原设计2.0m，共布设置27个孔，灌浆底界按压水透水率＜5Lu控制，实施后灌浆底界控制高程约为1965.0m ，上下游排距为1.0m。

4.2.4右岸坝基段

右岸坝肩段帷幕灌浆孔上游排布置59个孔，下游排布置60个孔。YBJs1－YBJs59防渗底界高程分别为1929.00m－1990.2m。灌浆控制标准：透水率＜5Lu。

4.2.5右坝肩延长线段

㈠右坝肩延长线段灌浆平洞方案

结合工程右岸延长段地形及地质情况，为有效解决该段帷幕灌浆非灌段过长、孔斜不易控制而造成帷幕难以形成等问题，与左坝肩延长线帷幕灌浆平洞布置一样，拟提出在右岸沿该段帷幕轴线开凿灌浆平洞进行灌浆实施方案。

1. 灌浆平洞设计

灌浆平洞沿右坝肩延长线段帷幕灌浆轴线布置, 洞底板高程与坝顶高程2063.5m齐平，平洞进口位于YAPs9孔处，全长231.5m，洞身型式为城门洞型，洞内底宽3m，高4m，采用厚度为0.4m的C20钢筋混凝土衬砌。顶拱120°范围内采用回填灌浆处理，回填灌浆孔分Ⅰ、Ⅱ序，两序孔交错布置，孔距6m，灌浆设置预埋管（φ=50mm），深入岩层＞5cm,于洞内外露5cm 。

为防止在该地层平洞开挖中出现吊顶及垮塌等现象的发生，平洞分段开挖后，将立即采用格栅拱架进行支护。

格栅拱架由上、下两部分组成，分别为顶拱段与直墙段，主骨架由4根Φ22钢筋组成，中间配φ12箍筋，上、下两部分由10mm厚钢板固定，底端设10mm厚钢板与基础固定。拱架间距50cm，直墙段设两排锚杆，长2m，排距1m。

⑵平洞方案与原设计方案比较

由于右岸地质条件较差，节理裂隙发育，原设计方案试验实施中常出现塌孔，卡钻等问题，给施工带来了较大障碍，当钻孔深度大于60m，且非灌段长度均大于或接近灌段长度，孔斜度难以控制在一个合理的范围内。

平洞方案则可有效减小非灌段长度，使得各孔非灌段长度均为3m，因此钻孔深度也随之减小，故可有效避免孔斜过大的情况发生，使灌浆能形成防渗帷幕。另外，因平洞方案布置于基岩内，故可有效减少塌孔、卡钻等现象的发生几率，确保灌浆顺利实施，施工质量也可得以有效控制。

㈡右坝肩延长线段灌浆布置

右坝肩延长线段帷幕灌浆孔上游排布置163个孔(其中洞外段9个，平洞段154个)，下游排布置163个孔(其中洞外段9个，平洞段154个)。YAPs1－YAPs163防渗底界高程分别为1990.66m－2032.79m。灌浆控制标准：透水率＜5Lu。

5结语

大平滩水库工程区地质条件复杂，工程建设难度大，库区及坝基渗漏是本工程建设的一大难点。结合现场施工情况及进一步勘探，及时调整设计方案，通过增加灌浆孔深度及控制非灌段长度来控制工程的施工质量及。目前河床段帷幕灌浆施工已经完成，河床段坝基岩石透水率已能够满足设计要求，可以证明优化后的方案是可行的，能够解决水库大坝坝基的渗漏问题。

对于水库左库岸的渗漏问题，通过对水库左库岸的地质构造与渗漏通道的进一步勘探研究，优化方案能够基本解决左库岸的渗漏问题。具体的防渗效果需待水库建成试验性蓄水后才能得到检验。如若建成蓄水后依然存在渗漏问题，可进一步研究水库存在的其他渗漏通道，做具体分析研究，采取有针对性的措施，以此保证大平滩水库安全正常的运行。