昆明市水利水电勘测设计院 昆明  650231

摘要：本文对鱼龙水库库区岩溶渗漏特性进行了分析，并提出了防渗处理方案，为工程下一步详细设计提供了设计依据。

关键词：岩溶库区、渗漏、防渗处理、帷幕灌浆

1.工程概况

鱼龙水库位于石林县鹿阜街道办事处鱼龙坝村民委员会以北0.5Km巴江干流上，属珠江流域南盘江水系。水库枢纽建筑物由大坝、溢洪道、导流输水隧洞等组成。设计总库容1866.8万m³，工程规模属中型，为解决城镇及农村生活供水、农田灌溉和工业用水的综合性水库。

2.库区基本地质条件

鱼龙水库库区地势总体为北高南低，水库区处于构造侵蚀溶蚀山地和路南盆地两个地貌单元的过渡地带。库尾为岩溶山地，两岸山坡上石芽、溶隙、溶沟、岩溶漏斗、地下暗河发育；两岸为剥蚀、侵蚀山地，冲沟较发育；库盆为河流地貌，该段河谷宽广开阔，河谷底宽300～500m，河床宽4～10m,河床蜿蜒展布，形成“S”型河曲，河漫滩发育。

库区分布地层主要为古生界二叠系下统阳新组和新生界下第三系路美邑组及第四系残坡积层和冲洪积层。水库区地质构造为褶皱，即路南向斜，鱼龙水库处于路南向斜的东翼上，库区分布的阳新组岩层裂隙发育。阳新组岩层裂隙主要有四组，四组裂隙较发育，沿裂隙面多形成溶隙、溶沟、漏斗、地下暗河。各组裂隙互相切割形成裂隙网，控制着库区岩溶发育的方向、规模和地下水的运移。

3.库区渗漏分析

3.1渗漏水文地质条件

库区为阳新组厚层灰岩构成的岩溶水文地质单元的一部分，由路美邑组盖层相对隔水层及阳新组厚层灰岩岩溶含水层组成；该水文地质单元补给区和径流区均为路南盆地北、东、南三面裸露的碳酸盐岩分布区，地下水主要接受大气降雨补给；排泄区为路南盆地。岩溶地下水由东向西或由北向南径流，一部分径流至路南盆地边缘地带时被路美邑组相对隔水层阻挡后而逸出地珍，一部分地下水沿厚层灰岩层进行路南盆地深部径流并存储下来，形成承压水。库盆基底由埋藏型—裸露型灰岩构成，水库位置正处于岩溶地下水补给区和排泄区的过渡地带。水库蓄水后在水头差作用下库水通过裸露型灰岩补给埋藏型灰岩透水层后而下游（即水库东、南、西方向）径流，最终导致库水外漏。

3.2库底渗漏

库岸美邑组泥岩、泥质粉砂岩层中裂隙水地下水位均高于河水位，地下水由两岸向河谷径流，地下水补给河水。库盆段巴江是该区地下水最低排泄基准面。库底裂隙水水位接近巴江河床形不成地下水力坡降，说明库底无无低于河床的地下水排泄空间，库水存在库底排不出去，因此不存在库底渗漏。

3.3库岸渗漏

鱼龙水库正常蓄水位回水线总长约7.67km，其中左岸长2.97km，右岸长4.70km；其中裸露型灰岩库岸总长4.70km，占61.3%；埋藏型灰岩库岸总长2.97km，占38.7%。

①埋藏型灰岸段库岸

左岸和右岸的埋藏型灰岸段由于库岸为厚层的相对隔水层构成，且分水岭相对隔水层构成的地下水位均高于库水位7.17～49.02m，故不会发生库岸渗漏。

②裸露型灰岩段库岸

右岸裸露的灰岩库岸被半截河暗河分成两部位。暗河右侧库岸段与右岸埋藏型灰岩库岸段相连，该段库岸存在发生渗漏的透水层，且正常库水位高于灰岩承压水位，因此存在库岸渗漏问题；暗河左侧库岸段由于库水需先进入暗河后才能向下游渗漏，暗河右岸路美邑组泥岩、泥质粉砂岩构成一道不透水的“堵体”，阻止地下水继续向前径流，水库蓄水后只会发生沿暗河的库水倒灌现象，而不会发生沿暗河向路美邑小河和西河的渗漏问题。

左岸裸露的灰岩库岸段在库底和正常蓄水位之间存在厚度为10.85～20.12m的灰岩透水层，形成库岸渗漏“条带”； 左岸分水岭灰岩层的地下水为潜水，潜水位为1694.73～1697.77m，低于正常蓄水位16.67～19.71m，水库蓄水后为库水补给地下水，导致库水发生渗漏。故左岸裸露型灰岩库岸段存在渗漏问题。

图1 鱼龙水库库区岩溶地质图

4.防渗方案研究

4.1防渗处理方案比较

根据库区渗漏特征，库区防渗处理可采取对进水区域全面封堵的措施，也可采取在径流通道上截流封堵的措施。因此防渗处理方法可采取水平防渗和垂直防渗两种方法

水平防渗方法可对通过从地表采取封闭漏水区措施来减少库水漏失，可选取粘土铺盖或钢筋混凝土铺盖法，防渗对象和防渗措施直观明了，适用于漏水面积较小的情况或落水洞、漏水裂隙等漏水点的处理，处理效果好。鱼龙库盆由于漏水区（即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区）面积大，且地形多为斜坡～陡坡，地表石芽、溶沟、溶隙发育，漏水点分散，地形起伏不平，地形条件复杂，水平防渗处理方法施工技术要求高，施工难度很大，防渗效果难保证，因此鱼龙水库不适宜采取水平防渗方案进行防渗处理。

垂直防渗法通过从渗漏水径流通道进行截流来减少库水漏失。由于库区渗漏类型为溶隙—管道型渗漏，并且以溶隙型渗漏为主，故可选取帷幕灌浆法进行垂直防渗处理。垂直防渗法由于受地形条件影响不大，施工难度相对较低；同时采用帷幕灌浆处理岩溶渗漏问题的经验和方法均比较成熟，防渗效果明显。通过帷幕灌浆能够充分封堵渗漏主要通道，有效地减少渗漏量，充分保证水库的正常运行，因此鱼龙水库适宜采取垂直防渗方案进行防渗处理，具体为采取帷幕灌浆法进行库岸防渗处理。

4.2帷幕灌浆初步方案

垂直防渗方法采取帷幕灌浆，帷幕轴线布设在渗漏径流通道上，防渗范围主要为左岸裸露型灰岩库岸段，其次为左岸埋藏型灰岩中顶板高于河床的区域。

防渗轴线北端延至库尾正常蓄水位线附近（ZK28钻孔），该点以上库盆蓄水水头仅1～2m，基本与现状河槽深度一致，渗漏量很小，不需再进行防渗。

防渗轴线南端位于ZK30钻孔附近，防渗边界已进入相对隔水层。根据勘察资料，路美邑组相对隔水层由北向南埋藏越来越深，至ZK30和ZK44一带时路美邑组相对隔水层底板高程1654.20～1661.86m，已低于河床28.14～35.8m；ZK26钻孔灰岩承压水头为6.69m，至ZK44～ZK30钻孔时灰岩承压水头增大至32.3～40.32m。可见在ZK26～ZK30钻孔一带灰岩层灰岩承压水位产生明显变化，库水渗漏受到的阻力（即承压水头值）越来越大，产生渗漏量越来越小；ZK30钻孔内灰岩透水率仅顶部段为16Lu,具中等透水性，但深部为6.0～8.5Lu,具弱透水性。可见当防渗轴线端点位于ZK30钻孔附近时，防渗底界已处于相对隔水层内，且基本已截断库水流向1#冲沟的渗流，可满足水库防渗要求，确定防渗轴线南端位于ZK30钻孔附近,可有效封堵水库大部分渗漏。

帷幕灌浆轴线选择沿地形分水岭和正常蓄水位线（局部沿公路）布置进行比较。沿分水岭进行防渗可缩短防渗体长度，但地形高差较大，非灌段长，且施工条件较差，工程投资较高；沿正常蓄水位线布置时非灌段较短，且地形较平坦，施工条件较好，工程投资相对较低。因此选择沿正常蓄水位线布置灌浆帷幕轴线，帷幕轴线长度为1138.15m。

鱼龙水库属低坝，位于岩溶地貌发育区，帷幕灌浆底界建议按进入透水率q＜5Lu的弱透水岩层内5m控制，帷幕灌浆设计标准按透水率q=5Lu控制。根据钻孔压水试验成果分析，岩层透水率具有从浅部到深部渐渐减小的规律，孔深进入灰岩深度15～20m后大部分岩层具弱透水性。防渗深度进入灰岩层深为20～30m，防渗顶界在灰岩裸露段按正常蓄水位1714.44m控制，在灰岩埋藏段按伸入上覆的路美邑组岩层内5m控制。

灌浆帷幕设主副帷幕，主帷幕按上述深度进行控制，对灰岩层主要漏水段进行全面封堵；副帷幕按进入灰岩10m控制，主要加强古岩溶面及附近岩层段的防渗效果；灌浆孔距取1.5m。

5.结论

通过对鱼龙水库库区岩溶渗漏特性进行分析，鱼龙水库库区渗漏主要集中左岸裸露的灰岩库岸段和左岸埋藏型灰岩中顶板高于河床的区域，通过防渗方案比较，初步确定采用垂直防渗方式，采用帷幕灌浆进行防渗，为工程下一步详细设计提供了设计依据。