謝慶修
(廣西壯族自治區(qū)河池水利電力勘測設計研究院,廣西 河池 547000)
白壩水庫于 1958年建成蓄水,總庫容 1.8×106m3,為?。?)型水庫。水庫樞紐建筑物主要由主壩、1#副壩、2#副壩、溢洪道及輸水建筑物組成,壩體均為均質(zhì)土壩。受歷史條件限制,建壩時未進行地質(zhì)勘察工作,筑壩土料未經(jīng)分析試驗,施工時亦無施工地質(zhì)有關(guān)記錄。水庫自建壩以來,一直存在嚴重的滲漏問題,未能發(fā)揮水庫功能。水庫自 1958年建成后,大壩經(jīng)過多次培厚加高及局部防滲處理,但水庫仍無法正常蓄水。白壩水庫于 1980年申請報廢備案,但水庫樞紐仍保留下來,每年汛期巡視。
2010年,羅城縣白壩水庫水源工程被列入西南五省重點水源工程近期建設規(guī)劃,經(jīng)過論證,舊白壩水庫通過工程措施進行防滲處理后,可滿足成庫條件要求。
庫區(qū)屬低山剝蝕地貌,總體地勢北西高南東低,庫周山體坡度 15°~30°,庫區(qū)下游 400m 藕塘礦一帶地形較低洼。
庫區(qū)地層巖性為:①第四系殘坡積(Qel+d)l含礫粉質(zhì)黏土、黏土,厚 0~3m;②石炭系上統(tǒng)大塘階黃金段(C1d1)薄至中厚層泥質(zhì)灰?guī)r夾頁巖、硅質(zhì)巖。
庫區(qū)主要發(fā)育2組斷層:一組為北東向的 F1 和 F2 斷層,另一組為南東向的 F3~F7 斷層。其中,北東向的 F1 斷層為張扭性斷層,貫穿主壩至庫尾,與南東向的 F6 和 F7 斷層等對庫周巖體影響較大,造成主壩和 1#副壩之間的山體巖溶裂隙較發(fā)育,是造成庫區(qū)滲漏的主要原因。
庫區(qū)地下水以基巖裂隙水為主,水量較小。庫區(qū)右岸一帶有多個小泉點出露,為上游降雨后通過地下通道,在庫區(qū)低洼處溢出成為庫水;庫區(qū)左岸一帶地下水位低于地表庫水,為地表庫水補給地下水,造成庫水流失。
庫岸山體坡度較緩,植被較發(fā)育,水土保持較好,無不良物理地質(zhì)問題,庫岸穩(wěn)定性較好。水庫固體徑流物來源少,水庫淤積少。水庫為舊水庫改造工程,有效利用舊水庫庫區(qū),不存在水庫淹沒與浸沒問題。
主壩至副壩一帶樞紐工程區(qū)地貌單元屬低山剝蝕地貌,山體較緩、低矮,坡度 15°~25°??傮w地勢北西高南東低。
壩址區(qū)地層巖性為:①人工筑壩填土;②第四系殘坡積(Qel+d)l含礫粉質(zhì)黏土、黏土,厚 0.3~3m;③石炭系上統(tǒng)大塘階黃金段(C1d1)薄至中厚層泥質(zhì)灰?guī)r夾頁巖、硅質(zhì)巖。
壩址區(qū)巖層為單斜構(gòu)造,巖層走向北東,傾向南東,傾角11°~18°,巖體產(chǎn)狀較穩(wěn)定。壩址區(qū)主要發(fā)育北東向的張扭性斷層 F1,貫穿主壩至庫尾,與南東向的 F6 和 F7 斷層等對壩基巖體影響較大,造成主壩和 1#副壩之間的山體基巖裂隙較發(fā)育。
壩址區(qū)地下水以基巖裂隙水為主,賦存于基巖裂隙中,壩址區(qū)泥質(zhì)灰?guī)r屬弱含水層,水量較小,頁巖、硅質(zhì)巖屬相對隔水層。
據(jù)地表調(diào)查,庫水滲漏主要是沿 F1 斷層及其兩側(cè)影響帶進行,并形成2個滲漏帶(下稱滲漏帶Ⅰ、滲漏帶Ⅱ) 。
滲漏帶Ⅰ:范圍為主壩壩基至右壩肩、溢洪道一帶,主要沿 F1 斷層破碎帶滲漏。F1 斷層為導水斷層,沿河道橫穿主壩壩基,庫水大部分通過該壩基斷層帶滲漏。該滲漏帶的串珠狀滲漏點主要沿 F1 斷層走向發(fā)育,通過主壩右壩腳沿 F1 斷層往下游滲漏出庫??辈炱陂g滲漏量約 10L/s,在主壩下游約80m 沖溝處滲出。
滲漏帶Ⅱ:范圍為主壩左壩肩至 1#副壩右壩肩之間山體,該山體巖層傾向下游,由于為透水層與隔水層相間出露的地層,形成順層滲漏途徑,且受 F1、F6、F7 斷層切割作用,巖體較破碎,形成較大的面狀滲漏通道。據(jù)勘察發(fā)現(xiàn),泥質(zhì)灰?guī)r淺層巖溶裂隙較發(fā)育,由于巖層傾角較平緩,且傾向下游,在地下水和地表水的長期沖蝕作用下,巖溶裂隙多沿泥質(zhì)灰?guī)r與頁巖隔水巖層的交界層面發(fā)育,形成淺層橫向溶隙通道,并受到斷層構(gòu)造的切割影響,地下水沿淺層形成橫向及縱向溶隙通道滲漏,在下游低洼處溢出,形成滲漏帶Ⅱ。據(jù)調(diào)查,該地帶庫區(qū)內(nèi)存在7處滲漏點,部分庫水從這些漏水點漏走,最終通過主壩左壩肩的小山腳至藕塘礦一帶洼地滲出,勘察發(fā)現(xiàn)下游有多處泉水溢出點,滲漏量約 15L/s,滲流面較廣,未發(fā)現(xiàn)集中滲漏管道。
此外,2#副壩一帶也存在串珠狀滲漏帶,當庫水位高于這些滲漏點時,也會產(chǎn)生滲漏問題。
綜上所述,白壩水庫存在嚴重的滲漏問題,是造成水庫多年來無法蓄水的主要原因。滲漏主要表現(xiàn)為沿斷層影響帶滲漏及淺層可溶巖的層間滲漏 2種。
主壩、1#副壩、2#副壩:據(jù)現(xiàn)場鉆孔注水試驗及室內(nèi)滲透試驗,各壩體的筑壩填土普遍存在滲透系數(shù)偏大及壓實度偏低問題,不滿足規(guī)范要求,壩體存在滲漏問題。
主壩、1#副壩、2#副壩:據(jù)鉆孔揭露,各壩基上部巖體較破碎,鉆孔壓水試驗透水率偏大,存在壩基滲漏問題。由于施工質(zhì)量不佳,壩體填土與壩基壩肩接觸帶壓實度不足,存在沿接觸面滲漏問題。
主壩與 1#副壩之間山體:據(jù)鉆孔揭露,巖體較破碎,鉆孔壓水試驗透水率偏大,存在繞壩滲漏問題。
庫區(qū):對已發(fā)現(xiàn)查明的庫區(qū)漏水點采用追索法開挖回填灌漿及表面鋪蓋。
主壩(改建混凝土重力壩):由于主壩歷年多次加固質(zhì)量均未得到保證,本次拆除舊土壩在原壩址上新建混凝土重力壩,壩體改建后,不存在滲漏問題。壩基采用雙排帷幕灌漿孔處理,往兩岸山體延伸。在滲漏帶Ⅰ及滲漏帶Ⅱ?qū)?20m 范圍內(nèi)采用雙排加密灌漿孔。
1#副壩:壩體采用高壓擺噴灌漿及上游壩坡 C15 混凝土面板護坡。壩基采用單排帷幕灌漿孔。
2#副壩:壩體采用上游壩坡鋪設復合土工膜及 C15 混凝土面板護坡。壩基采用單排帷幕灌漿孔。
3#副壩(新建均質(zhì)土壩):壩體按規(guī)范和設計要求新建均質(zhì)土壩,施工質(zhì)量良好,不存在滲漏問題。
主壩與 1#副壩之間山體:采用雙排帷幕灌漿孔。
樞紐區(qū)各項防滲工程措施實施后,經(jīng)監(jiān)測,位于主壩下游的常年漏水點已不再出現(xiàn)漏水現(xiàn)象,說明該漏水通道已被灌漿封閉。各壩基帷幕灌漿分2序進行,分序施工灌漿,壩基帷幕灌漿孔的吸漿量總體隨序數(shù)而下降,即一序孔的吸漿量普遍較高,二序孔吸漿量普遍較低。經(jīng)帷幕灌漿后,各壩基的檢查孔鉆探巖芯可見巖體裂隙充填水泥漿液閉合較好,各段次壓水試驗透水率均小于 5Lu,滿足規(guī)范及設計要求。以上情況均說明了水庫防滲處理措施得當,實施效果較好。
羅城縣白壩水庫通過行之有效的防滲處理后,原水庫存在的嚴重滲漏問題已經(jīng)得到了有效解決,這說明了該水庫滲漏問題分析研究成果的合理性、準確性。同時,該水庫的成功防滲經(jīng)驗也為同類工程提供一些借鑒和參考價值。