汪 祥
(貴州省建維水利水電工程有限責任公司,貴陽 550000)
高寨水庫是一座以民灌溉為主小(1)水庫,大壩距余慶縣61 km,距構皮灘鎮(zhèn)14 km。有簡易公路通過大壩的左壩肩,交通方便。水庫壩址以上流域面積6.8 km2,水庫總庫容240萬m2,樞紐建筑物有大壩、溢洪道等為4級建筑物。水庫按50 a一遇(P=3%)洪水設計,50 a一遇(P=0.3%)洪水校核。工程以灌溉為主,設計灌溉面積333.3 hm2。
水庫建成運行至今,存在的問題有:①水庫經過近50 a的運行,水庫設備、設施年久失修,處于帶病運行狀態(tài);②大壩下游為均質土壩,多處滲漏,浸潤面積、滲漏量逐年加大;③大壩上游壩面干砌石護坡,施工資料較差,長期受庫水浪蝕、淘蝕作用,護坡塊石大面積垮塌,壩面剝蝕現(xiàn)象較嚴重;④高涵位于大壩左壩段壩體內,涵洞閘門關閉不嚴,壩體與洞體結合不好,夯壓不實,未作防滲等止水措施,工程運行多年,在一定庫水壓力下?lián)舸┢鲶w勾縫而產生多出滲漏;⑤涵洞座落在基巖上,運行中發(fā)現(xiàn)有滲漏,其滲漏量逐年增大,多集中在壩軸線以上的側墻和頂部,以射流狀和滴狀滲漏為主,另外壩軸線以下以浸潤滲漏為主。
于該工程出現(xiàn)上述情況,通過對該水庫大壩安全各方面綜合評價,鑒定高寨水庫大壩安全類別為三類壩。對水庫進行除險加固是非常必要的。
2.1.1 水文概況
高寨水庫位于余慶縣構皮灘鎮(zhèn)高寨村境內水車河上游小支溝上,流域山頂高程1 256.8 m,根據1∶10 000地形圖量算,流域面積6.8 km2,主河道長3.7 km,平均比降48%。
2.1.2 氣象概況
水庫所在區(qū)域屬中亞熱帶季風型氣候,四季分明,降水較豐泗,據鄰近余慶縣氣象臺資料統(tǒng)計:多年平均降水量995 mm;多年平均氣溫15℃,實測最高氣溫37℃,實測最低氣溫-4℃;多年平均相對濕度81%,多年平均日照1 128 h,多年平均無霜285 d,多年平均最大風速9.3 m/s,實測最大風速16.3 m/s。
2.1.3 地質概況
高寨水庫區(qū)位于銀盤山倒轉向斜東南部,距白水破斷層>1 km,水庫周邊山體海拔1 000~1 100 m,為中低山谷地貌,巖層倒轉,巖層產狀N40—50°E/SE<55—75°,兩岸坡度10°~35°巖層傾向右岸,庫區(qū)由庫尾至壩址岀露地層均為寒武系中上統(tǒng)婁山關群(∈2~3LS),為其巖性:灰色厚層白云質灰?guī)r、白云巖組成、厚度約637~927 m,岀露于水庫區(qū)及大壩右岸。整個庫區(qū)內工程地質條件良好,區(qū)域內為遭受較大的斷裂構造所破壞,巖溶不發(fā)育,巖性單一,連續(xù)完整。
庫區(qū)構造簡單,巖性單一,無斷裂,僅發(fā)育2組裂隙等。
水庫滲漏水庫離大型構造的切割,主要以裂隙切割為主,規(guī)模小,巖溶的發(fā)布高層都較高(高于正常水位以上),水庫區(qū)周邊封閉,兩岸山體雄厚,庫周岀露的穩(wěn)定泉點其岀露高層均高于水庫正常水位,通過水庫多年蓄水運行觀測為發(fā)現(xiàn)水庫滲漏。
工程建設內容為大壩整治工程:①上游壩坡干漿石護坡拆除,土方填筑,砂石墊層,C15混凝土預制塊護坡,下游為土方填筑,排水棱體修整,下游草皮護坡;②大壩防滲灌漿:大壩壩體為劈裂灌漿,壩基帷幕灌漿共計鉆灌進尺2 689M;③溢洪道改造工程:C25鋼筋混凝土橋、石方開挖,M7.5漿砌筑,C20混凝土澆注;④新建放水涵洞工程:隧洞石方開挖,C20混凝土襯砌及放水設施;⑤金屬結構設備及安裝工程:Ф500雙向轉動閘門及啟閉機安裝。
水文地質勘察內容包括:①地下水類型以及含水層的分布,水文地質勘察得首先內容是,地下水類型,含水層層次、分布以及埋藏深度等信息,參見表1;②地下水靜止水位及其變化幅度;③地下水位的變化受到地形、氣象、水文以及人為等各方面因素的影響;④地下水的補給、徑流以及排泄的條件,主要從地形地貌、氣象、水文、地質結構、含水層分布條件及動態(tài)變化等方面進行分析;⑤水文地質參數的測定,根據工程要求,過過各種水文試驗測定相關的水文地質參數;⑥分析預測開采地下水引起的不良影響,以便及時采取應對措施。
表1 不同巖石所賦存的地下水類型
水文地質測繪技術主要應用于初步設計,測繪的主要包括,勘察分析地下水的類型、分布狀況、確定邊界以及分析水循環(huán)系統(tǒng)。具體是指根據一定比例尺的地質圖或者地形圖,進行觀測和記錄。在現(xiàn)階段,遙感影像技術廣泛應用于測繪過程,在很大程度上有利于縮短測繪時間、提高測繪的質量。需要注意的是,測繪觀測點一般選在地質地貌界線、地質災害點等地方。水文地質測繪一般在降水較少的季節(jié)進行溪溝測流,在雨季主要是對重要井、泉進行仔細的復查,有利于獲取準確的地下水的整體變化規(guī)律。
在水文地質勘察中,物探屬于比較先進的技術手段。通過物探可以查明巖溶發(fā)育段的分布情況、含水層的具體位置,斷裂富水帶的位置、以及咸淡水的分界等情況。在實際使用中,一般采取多種方法配合使用,以有針對性的進行水文地質勘察。物探測井技術尤其是數字測井技術的應用,大大提高了物探的工作效率。在實際應用中,物探測井技術和鉆探技術結合起來,可以更為準確的確定水文地質的情況。
一般來說測繪和物探是鉆探的基礎,然后再通過鉆孔確定地質水文條件的具體信息??碧骄€和點的布置要合理,鉆孔結構要和抽水實驗、成井相一致。在含水層邊緣的設置鉆孔,是為了勘察邊界的具體位置以及其性質。鉆孔的布置要和取水工程相協(xié)調,這樣有利于盡將部分鉆孔孔作為探采結合孔,有利于節(jié)約成本。
鉆孔抽水試驗是水文地質測試的重要內容,為進行地下水水量的計算提供必要的數據支持。抽水測試一般選擇富水性地帶。在實際操作中要注意以下方面:抽水試驗孔的設計要勘探孔的設計相一致;抽水井的設計要和生產井保持一致性;抽水的強度要以設計取水量作為參照標準;觀測孔要分布在整個觀測區(qū)域,以增強數據的準確性;抽水時間一般選擇枯水季節(jié),這樣可以獲得較大的降深、準確分析水位的變化趨勢,提高計算的精確度。抽水試驗的持續(xù)時間比較長,一般需30多天。
對地下水進行動態(tài)的檢測,主要內容包括勘察地下水的形成條件、水質、水量,分析可能對地下水動態(tài)的產生影響的氣象和人為等因素,分析開采地下水可能帶來的影響。為施工和建設提供參考和依據,以便及時采取應對措施。
綜上所述,水文地質勘察的類型包括綜合水文地質勘察、供水水文地質勘察、工程水文地質勘察、特殊項目水文地質勘察四種。水文地質勘察的主要內容有地下水類型和含水層的分布、埋藏情況、地下水靜止水位及其變化幅度、地下水的補給、徑流、排泄條件、測定水文地質參數等方面。水文地質勘察的主要方法和技術有測繪、物探、鉆探、測試、實驗、監(jiān)測等。
[1]藍俊康,張東強.滲漏病險水庫水文地質勘察內容及手段[J].南方國土資源,2008(4):91.
[2]尹湃.淺談巖土工程勘察中水文地質勘察的地位及內容[J].科技信息,2011(22):52.
[3]邵益生.水文地質勘察技術發(fā)展狀況與展望[J].工程勘察,1998(4):33.
[4]李建生,工程勘察中水文地質問題分析研究[J].中國新技術新產品,2010(3):83.