孫 威，劉康林

（成都理工大學地質(zhì)災(zāi)害防治與環(huán)境保護國家重點實驗室，四川成都 610059；2.四川省華地建設(shè)有限責任公司，四川成都 610081）

0 前 言

江口水電站拱壩最大壩高140 m，壩頂高程305.00 m，壩頂中心弧線長380.71 m。壩基總體為碳酸巖地層，壩址分布的∈～Oln2地層中，Oln2為白云質(zhì)頁巖，屬于非可溶性巖層。Oln2層將壩址分割為上下兩個透水層。為了有效控制壩基滲漏、降低壩基揚壓力、減少壩基及兩岸山體繞壩滲漏等，采用沿大壩基礎(chǔ)灌漿廊道及兩岸山體布置防滲帷幕及主排水幕的控制措施，保持滲透穩(wěn)定和大壩安全。

1 地質(zhì)條件

壩基揭露斷層15條，以逆斷層為主，寬度一般小于30 cm，走向北北西、北東和北北東，且以北北東組最為發(fā)育，主要由斷層泥和角礫巖組成。對壩基和壩肩穩(wěn)定影響較大的斷層有F35、F50、F13、F6、F12、F15、F29、F7等。壩基左岸巖溶發(fā)育相對較弱，以小溶洞、溶隙為主[1]。第一處涌水異常（左岸232廊道與吊物井之間）地層為Oln4-3的深灰色灰?guī)r夾灰質(zhì)白云巖，存在有III類風化溶蝕填泥夾層，III-404夾層產(chǎn)狀25°～45°NW38°～45°，厚120～130 cm，泥化厚度3～5 cm，由頁巖、灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖組成，溶蝕強烈，局部發(fā)育溶洞。壩址右岸巖溶發(fā)育強烈，共有KW11（鑼鼓洞）、K8～K12兩個巖溶系統(tǒng)。

2 滲控工程布置

2.1 防滲工程

拱壩防滲帷幕兩岸以O(shè)ln2頁巖隔水層為防滲依托，河床壩基∈3m層部分為懸掛帷幕，向下接微弱透水巖體。壩基防滲帷幕分為主副兩排帷幕，下游排為主帷幕。壩基帷幕灌漿在大壩基礎(chǔ)廊道內(nèi)進行，兩岸壩肩及山體帷幕灌漿在灌漿平洞內(nèi)進行，各層灌漿平洞之間的防滲帷幕采用水平帷幕銜接。主帷幕在廊道中心位置，上游排為副帷幕，距上游邊墻0.45 m，兩排帷幕排距0.80 m。斜坡廊道因施工限制，副帷幕線下移0.50 m，排距為0.30 m。

2.2 排水孔分布

基礎(chǔ)排水孔布置在大壩基礎(chǔ)廊道和兩岸灌漿平洞內(nèi)，在防滲帷幕的下游側(cè)。排水孔基本間距為2 m（二道壩為3 m），距各廊道下游邊墻0.45 m，傾向下游82°，深24～37 m左右不等。

3 排水孔涌水異常情況

大壩廊道存在兩處涌水區(qū)段：一處是位于232高程左岸灌漿廊道與吊物井之間的兩個排水孔，見圖1。這兩個排水孔平時無水排出，首次排水孔內(nèi)水體超尋常涌水發(fā)現(xiàn)于2007年6月20日，事發(fā)時19～20日暴雨，初期大量涌水并伴有泥漿，但泥沙含量逐漸減少，降雨結(jié)束后30 h還原至初始狀態(tài)。之后每年暴雨時期（降雨50 mm一天，20 mm連續(xù)兩天）均有涌水異常，涌水較清涼。孔口可觀察到細粒土，堆積范圍在孔口3～4 m范圍內(nèi)，堆積厚度5～6 mm[2]。調(diào)查時收集了孔口堆積物，由于收集的固體物質(zhì)為多次排水孔涌水沖、淤的物質(zhì)，且離吊物井較近，吊物井時有物質(zhì)跌落，故該樣本的代表性不強。但從顆粒組成來看，樣品為含粗粒的細粒土，顆粒以粉粘粒為主，占58.75%，砂粒占39.12%，細礫含量2.13%，不均勻系數(shù)Cu為33.9較大，土粒不均勻，級配良好。見圖2。

另一處排水異常的排水孔位于二道壩廊道與右岸排水廊道處，見圖3，孔口高程約170 m左右。此處與232左岸廊道排水孔同時發(fā)生異常排水，孔號為 JEY9，JEY10，JEY11，JEY12 和 JEY14，其中JEY14孔通常涌水量最大，管口已被泥砂封堵，無法水樣取樣，對孔口堆積物采樣進行了顆粒分析，其余4個孔水位回落至孔口以下，平時無水排出。首次排水異常后24 h恢復(fù)至原狀。之后每年暴雨時期也均有涌水異常，涌水較清涼。由于收集的固體物質(zhì)為多次排水孔涌水沖、淤的物質(zhì)，該樣本僅代表多次排水攜帶物質(zhì)的混合物[2]。但從顆粒組成來看，樣品為含粗粒的細粒土，顆粒以粉粘粒為主，占53.64%，砂粒占42.35%，細礫含量1.01%，不均勻系數(shù)Cu為13.8，較大，土粒不均勻，級配良好。見圖4。

圖1 232左岸廊道排水異?？灼矫嫖恢檬疽鈭DFig.1 Plane of the drainage hole of abnormal gushing on the left bank gallery on elevation 232 m

圖2 232左岸廊道排水異?？壮练e物顆粒分析Fig.2 Particle analysis of the sediment in the drainage hole of abnormal gushing on the left bank gallery on elevation 232 m

圖3 二道壩右岸排水異常孔平面位置示意圖Fig.3 Plane of the drainage hole of abnormal gushing on the right bank of second dam

圖4 二道壩右岸排水異?？壮练e物顆粒分析Fig.4 Particle analysis of the sediment in the drainage hole of abnormal gushing on the right bank of second dam

4 排水孔涌水異常原因分析

水庫從2002年12月27日開始蓄水至2007年6月20日發(fā)生涌水異常，時隔4年半。但涌水異常均與暴雨伴生，受大氣降雨影響；巖體均為可溶巖類。通過各項觀測、取樣、工程水文地質(zhì)條件和滲控工程布置特征等綜合分析，得出了涌水異常原因。

（1）排水孔的涌水來自降雨的補給。232廊道地層為Oln4-3的深灰色灰?guī)r夾灰質(zhì)白云巖，存在有III類風化溶蝕填泥夾層：III-404號夾層。施工中對404號夾層進行了置換處理，導致原有沿該夾層滲流的水體（與大氣降雨相通）在原有的滲流通道被隔斷后，幾年后形成較短、最易形成的向排水孔排泄的滲流途徑，將夾泥物質(zhì)沖洗而出，這與巡查得知的首次有泥漿之后涌水較清涼相對應(yīng)。二道壩右岸發(fā)育KW11（鑼鼓洞）、K8～K12兩個巖溶系統(tǒng)，且施工中均已封堵。F35斷層在壩軸線下游約150 m，通過二道壩右岸排水孔所在地層。降雨后，地表排水條件好，地表水經(jīng)落水洞、溶蝕裂隙等補給地下水，排泄于鑼鼓洞及K8～K12溶洞。施工后，鑼鼓洞及K8～K12溶洞被回填封堵，地下水的排泄路徑被封堵，沿著F35斷層形成向排水孔排泄的滲流途徑，導致了排水孔涌水異常。

（2）大壩防滲帷幕形成后，改變了地下水滲流形態(tài)，帷幕體的上游延長段出現(xiàn)雙向受力的特征：上游面承受來自庫水的滲透壓力，下游面承受來自山體地下水的滲透壓力。由于壩肩幕后和山體排水系統(tǒng)的不完善，特別是夾層的置換處理、鑼鼓洞及K8～K12溶洞被回填封堵，地下水的排泄路徑被封堵，雨季地下水位升高時更為明顯，增加了壩基的揚壓力[3]。

（3）中部Oln2頁巖隔水層作為含水層頂板覆蓋，致使暴雨期間下部含水層水位升高，承壓水頭壓力增大，使少數(shù)排水孔層間溶蝕和構(gòu)造溶蝕帶的充填物產(chǎn)生集中滲流，從而出現(xiàn)涌水異常現(xiàn)象[3]。

5 排水孔涌水異常簡單處理意見

（1）對涌水異常和滲流量較大的進行灌漿加固。

（2）兩岸壩肩增設(shè)山體排水洞和排水孔，增設(shè)低位排水孔形成新的排泄出口，降低地下水水位。

（3）重新恢復(fù)被灌漿封堵的排水孔。

（4）完善排水孔的反濾設(shè)施[3]。

[1]中國水利水電科學研究院.重慶江口水電站樞紐工程竣工安全報告[M].2004.

[2]張蓮花，孫威，漆穩(wěn).重慶江口大壩壩基析出物分析報告[R].成都理工大學，2011.

[3]羅熙康.江埡大壩基礎(chǔ)排水孔管涌原因與處理[J].中外水電，2001，（1）：45-48.