劉惟軼，殷彥高，彭 凱

(中國電建集團中南勘測設(shè)計研究院有限公司，湖南 長沙 410014)

1 壩址區(qū)水文地質(zhì)特點

江坪河水電站壩區(qū)喀斯特地層廣布，地層由下游至上游為龍王廟組∈1l1-2粉砂巖、板巖，龍王廟組∈1l2-1厚層條帶狀灰?guī)r，龍王廟組∈1l2-2層泥質(zhì)、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖，高臺組∈2g層泥灰?guī)r夾厚層泥質(zhì)灰?guī)r、少量白云質(zhì)灰?guī)r，孔王溪組∈2k1-1～∈2k1- 6層薄層泥質(zhì)、白云質(zhì)灰?guī)r、中厚層灰?guī)r夾泥灰?guī)r，白云巖，巖層傾向上游偏右岸。

壩址區(qū)內(nèi)可溶巖和非可溶巖相間分布，屬多層含水結(jié)構(gòu)類型，水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)及水動力與可溶巖地層的厚度、產(chǎn)狀、斷層發(fā)育程度關(guān)系密切?！?l2-1層為強富水地層，∈1l2-2、∈2g、∈2k1-1、∈2k1-3、∈2k1-5層為強～中等富水地層，∈2k1-2、∈2k1- 4、∈2k1- 6層為弱富水地層，∈1l1-2層為相對隔水層。

1.1 巖溶

壩址區(qū)巖溶發(fā)育，存在巖溶洞穴37處，泉點25個。巖溶發(fā)育具有以下特征：

(1)所有泉點均向溇水排泄，主要的巖溶泉分布在壩址左岸，左岸∈1l2-1厚層灰?guī)r中的斷層F71為典型的巖溶管道滲流，滲徑遠，補給量大，向溇水排泄。

(2)∈1l2-2、∈2g、∈2k1-2、∈2k1- 4等以白云巖、泥質(zhì)及白云質(zhì)灰?guī)r為主的地層中順層巖溶發(fā)育強烈，表現(xiàn)為順層溶洞、孔洞，屬巖溶裂隙性滲流，一般流量小，規(guī)律性差，出露位置分散，右岸比左岸相對發(fā)育，且常受相對弱巖溶地層制約。

(3)在∈1l2-1厚層灰?guī)r中，左岸順斷層F71發(fā)育巖溶管道系統(tǒng)，順斷層F11發(fā)育溶蝕縫。

1.2 地下水系統(tǒng)

地下水系統(tǒng)復(fù)雜，主要為巖溶地下水，根據(jù)含水層性質(zhì)及地下水埋藏條件，壩址區(qū)地下水分為孔隙-裂隙水、巖溶裂隙地下水、左岸∈1l2-1厚層灰?guī)rF71巖溶管道地下水等3類地下水系統(tǒng)。

(1)兩岸谷坡中下部為∈1l2-2、∈2g層泥灰?guī)r、泥質(zhì)及白云質(zhì)灰?guī)r夾灰?guī)r，其上分布有強烈風化的∈2k1-2、∈2k1- 4、∈2k1- 6等部分已風化成白云巖巖粉的地層，這些地層透水性相對較差，具有一定的隔水性能，進而造成∈1l2-2以上地層中存在多層地下水位，層位較高的含水層水位普遍高于層位較低者。巖體中發(fā)育斷層或節(jié)理裂隙，各層之間受構(gòu)造破壞，∈1l2-2以上地層地下水以順層流動為主，次為沿切層構(gòu)造裂隙越流。

圖1 右岸河灣地塊簡要水文地質(zhì)

(2)厚層灰?guī)r∈1l2-1層無巖溶管道發(fā)育時，巖石致密、完整，抗風化能力強，一般為弱～微風化或新鮮巖體，弱～極微透水。無巖溶管道發(fā)育時，∈1l2-1厚層灰?guī)r地下水為巖溶裂隙水。在∈1l2-1厚層灰?guī)r中，除左岸順斷層F71發(fā)育巖溶管道，該管道地下水為巖溶管道地下水外，其他部位地下水為巖溶裂隙水。

(3)右岸河灣地塊與庫水直接接觸的龍王廟含層由于局部深巖溶裂隙發(fā)育，壩址到下游河灣黑洞泉之間存在1條地下水位低槽帶，其地下分水嶺水位低于350 m，庫水可通過該低槽帶向河灣下游黑洞泉排泄。

右岸河灣地塊簡要水文地質(zhì)見圖1。

1.3 順層風化巖層

大壩趾板基礎(chǔ)存在順層風化巖層。右岸趾板基礎(chǔ)高程383～402 m發(fā)育的∈2k1-2層為中厚泥質(zhì)及白云質(zhì)灰?guī)r，夾層發(fā)育，順層風化嚴重，局部白云巖粉化[1]，為強風化巖體，巖層允許滲透坡降較低，巖體為4.4，軟弱夾層為1.56。右岸趾板基礎(chǔ)附近孔洞建筑物較多，包括泄洪放空洞、豎井、交通洞、灌漿平洞和長排水孔等，空間關(guān)系極為復(fù)雜，滲透路徑較短，風化和人工活動進一步破壞了巖體的完整性，滲控安全問題突出。

圖2 防滲帷幕路線布置

2 防滲線路總體布置

防滲系統(tǒng)由左岸防滲帷幕、趾板區(qū)防滲帷幕及右岸防滲帷幕組成，左、右岸防滲帷幕分別包括310、365、425、476 m高程等4層灌漿平洞。左岸穿發(fā)電引水洞后轉(zhuǎn)向垂直巖層走向方向延伸，右岸穿導(dǎo)流洞、泄洪放空洞后延伸接溢洪道，過溢洪道后向山里延伸。防滲帷幕路線布置見圖2。

3 防滲設(shè)計對策

3.1 左岸F71巖溶管道系統(tǒng)封堵設(shè)計

左岸F71巖溶管道系統(tǒng)位于392～455 m高程，寬5～10 m，有水流痕跡。F71巖溶管道系統(tǒng)橫穿左岸防滲帷幕，對防滲帷幕封閉性影響較大，其封堵處理對策如下：

(1)410 m高程以上巖溶寬度大于2 m時，根據(jù)巖溶形狀，將巖溶壁開挖成上游寬下游窄的楔形斷面，至少應(yīng)保證上層帷幕線的下游側(cè)開挖成上游寬下游窄的楔形，在上下游段開挖鍵槽。

(2)410 m高程以下巖溶變窄，寬度小于2 m時，巖溶充填密實，可不清挖巖溶充填物，但上下游豎井應(yīng)開挖至巖溶尖滅處；巖溶寬度大于2 m時，應(yīng)將巖溶充填物清除并將巖面清挖至新鮮面。開挖后，采用微膨脹混凝土C25對巖溶管道進行回填。封堵結(jié)構(gòu)見圖3。

3.2 多層地下水防滲設(shè)計

壩基下部∈1l1-2層粉砂巖可作為隔水地層，左岸及河床部位的帷幕接入該層5～10 m后形成封閉帷幕[2]。因巖層傾向上游偏右岸，若利用∈1l1-2粉砂巖作為右岸隔水地層，帷幕線需向下游延伸很長，工程量巨大，且右岸河灣地塊存在1條地下水位低槽帶，山體內(nèi)存在多層地下水。右岸帷幕路線只能向山里延伸至地下水位高于470 m高程處，再從∈2k層中高于470 m高程地下水位處將防滲線路往上游轉(zhuǎn)彎，垂直巖層走向方向延伸以封閉∈1l2-1層中厚層灰?guī)r，往南西方向防滲帷幕端點按170 m高程控制延伸至∈1l2與∈2g分層處。因此，右岸防滲只能采用懸掛式帷幕。防滲帷幕展開見圖4。

3.3 右岸趾板基礎(chǔ)順層風化巖層滲控設(shè)計

大壩右岸趾板基礎(chǔ)∈2k1-2層順層風化嚴重，允許滲透坡降較低。為滿足趾板基礎(chǔ)穩(wěn)定要求，對該段趾板結(jié)構(gòu)及基巖進行了加固處理設(shè)計：趾板最大寬度19 m，厚2.0 m，表面布置1 500 kN預(yù)應(yīng)力錨索，間排距4.0 m×4.8 m，并進行趾板基礎(chǔ)加強固結(jié)灌漿，間排距2 m×2 m，穿過∈2k1-2層深3～5 m。

圖3 封堵結(jié)構(gòu)(單位：mm)

圖4 防滲帷幕展開

為增強該巖層帷幕可靠性及趾板基礎(chǔ)滲透穩(wěn)定性，增設(shè)4道輔助防滲帷幕。其中，主、副帷幕之間設(shè)置的防滲帷幕采用化學灌漿，輔助防滲帷幕穿過∈2k1-2層并深入下部∈2k1-1層5～10 m。

4 結(jié) 語

江坪河水電站于2019年11月下閘蓄水，庫水位已上升至373 m高程。通過安全監(jiān)測成果和三維滲流計算成果的對照分析[3]，初步表明滲控系統(tǒng)布置比較合理，防滲帷幕壅高了帷幕上游側(cè)水位，延長了繞壩滲流的滲徑，滲漏量得到一定控制?！?k1-2層整體滲透坡降較小，局部區(qū)域滲透坡降大，保證防滲帷幕的施工質(zhì)量及完整性，對關(guān)鍵性的排水孔采取必要的反濾保護，可有效避免地層的滲漏破壞。在此基礎(chǔ)上，工程滲控安全是有保障的。