申洪波，晏長軍

（遵義市水利水電勘測設計研究院有限責任公司，貴州 遵義 563002）

強巖溶地區(qū)景觀湖庫盆透水性強、溶蝕裂隙發(fā)育，滲漏系統(tǒng)十分復雜［1-2］。 溶洞、溶隙和破碎帶等特殊地質處理合理與否，直接關系到整個湖區(qū)地基防滲體質量、 投資成本和施工工期等能否高效可控，甚至還可能決定整個工程的成敗［3］。強巖溶地區(qū)建壩擋水修建人工景觀湖，在設計階段必須開展大量調查、鉆探和物探等工作，充分揭示巖溶發(fā)育的空間分布規(guī)律［4］，并結合工程特性針對不同滲漏，采取行之有效的防滲方案和關鍵技術合理指導施工才能達到良好的防滲效果，確保工程高效優(yōu)質的施工建設。

1 工程概況

桃花源記景區(qū)是貴州省正安縣“十三五”規(guī)劃打造一個原始、與世隔絕的“桃花源”，為國家AAAA級旅游景區(qū)。景區(qū)位于正安縣市坪鄉(xiāng)境內，屬典型的喀斯特漏斗型地貌，四周群山環(huán)繞，陽光充足、雨水豐沛、山川秀麗、氣候宜人，是正安縣奮力打造“民族特色、綠色生態(tài)、特色經(jīng)濟、旅游扶貧”的項目。 按照景區(qū)規(guī)劃， 需在大矸溝河段修建面積約10萬m2的桃花湖景觀水體工程。 桃花湖正常蓄水位1060.00m，正常蓄水位水體約22.7萬m3，湖面面積約8萬m2。

由于湖區(qū)攔河壩以上河段巖溶洼地、 漏斗、落水洞等呈串珠狀分布，溝谷地表無穩(wěn)定水流，雨洪水多匯集于地下巖溶管道，暴雨時有小部分洪水從河槽匯流至下游消水洞。 為形成有效的水面景觀，針對景區(qū)所處位置特殊水文地質條件，需采取特殊工程措施或防滲措施進行處理形成防滲體，有效解決湖底及湖岸防滲問題［5］，確保景區(qū)具備建湖蓄水條件。

2 工程地形地質條件

桃花源記景區(qū)桃花湖位于市坪鄉(xiāng)與謝壩鄉(xiāng)之間的巖溶槽谷內，區(qū)內地勢高峻，溝谷淺切，槽谷兩側為高陡山體，山頂高程多在1100～1300m。 兩山體間為寬緩起伏不大的巖溶槽谷，槽谷寬一般80～120m，總體呈南北向展布， 兩岸山體與槽谷相對高差大于100m。 工程區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度，屬構造穩(wěn)定區(qū)。槽谷套洼地內未見穩(wěn)定的地表水流， 僅兩岸山體短淺的地表溪流匯入巖溶槽谷后多沿溶隙、 洼地內篩狀落水洞等潛入地下伏流。 湖區(qū)槽谷洼地覆蓋層厚15～33m，巖體物理力學指標，如表1。

表1 湖區(qū)巖體物理力學指標

根據(jù)現(xiàn)場地表調查和工程鉆探揭露，桃花湖位于一巖溶洼地內，北東、西高，南面存在低槽谷和低埡口，地形封閉條件較差。湖區(qū)發(fā)育有KLD1、KLD3～KLD8洼地套落水洞， 巖溶強發(fā)育， 地表無穩(wěn)定水流，為巖溶干谷且地下水埋深大，現(xiàn)狀不具備蓄水條件。

3 防滲形式比選

桃花湖湖區(qū)地形封閉條件差， 地基以含碎石黃黏土及白云質巖、灰?guī)r等為主，其透水率大、溶蝕裂隙發(fā)育，只有通過合理防滲工程進行處理，才滿足湖區(qū)1060.00m生態(tài)景觀蓄水水面要求。 根據(jù)湖區(qū)地形地質條件和景區(qū)規(guī)劃中對桃花湖水景觀要求， 優(yōu)選沿湖岸垂直防滲方案和湖底水平防滲方案兩種防滲方案進行技術經(jīng)濟對比分析。

3.1 湖岸垂直防滲方案

由于桃花湖湖區(qū)處于槽谷套洼地內出露全為∈1q強巖溶地層，巖層產(chǎn)狀較平緩，現(xiàn)地表無穩(wěn)定水流，均通過地表巖溶洼地內溶隙、 落水洞等潛入地下巖溶管道，通過物探和鉆孔揭露，地下水位及巖溶通道下伏較深（80～130m），且湖岸坡無可靠的隔水層。 采取沿湖岸垂直防滲帷幕灌漿方案， 雖然其工程區(qū)的開挖及混凝土澆筑工程量少， 對周邊自然環(huán)境影響較小，但防滲邊界難以確定，防滲工程量巨大，工程投資約5127萬元，且可靠性差，存在較大技術風險，不能有效解決庫區(qū)滲漏問題。

3.2 湖底水平防滲方案

鑒于湖區(qū)槽谷洼地內覆蓋層厚15～33m， 主要為殘坡積（Qedl）含碎石黃黏土、沖洪積及淤積（Qapl+s）含淤泥、淤泥質黏土；岸坡基巖出露。 水平防滲方案可考慮采用混凝土面板防滲或柔性防水材料防滲。

3.2.1 混凝土面板防滲

為了避免地基不均一性引起的水平防滲建筑物（混凝土面板）不均勻沉降而破壞問題，須完全清除覆蓋層后， 在基巖面上澆筑混凝土防滲面板。 經(jīng)測算，覆蓋層開挖量高達180萬m3，基礎處理和混凝土用量較大， 工程實施中對規(guī)劃景區(qū)的周邊自然環(huán)境影響較大， 且湖區(qū)大面積混凝土面板施工過程中質量難以控制，防滲部分投資約6368萬元；運行中混凝土板存在沉降變形滲水風險， 同時大面積的湖底硬化帶來的生態(tài)效果較差。

3.2.2 柔性水平防滲方案

桃花湖建設湖體水深2～8m，槽谷洼地內覆蓋層較厚，地下巖溶較發(fā)育，成串篩狀洼地套落水洞，地下水埋藏較深。 據(jù)調查， 洪水期無較大的滯洪和氣蝕、 氣爆等現(xiàn)象。 為使防滲材料盡可能適應地基條件，減少基礎處理工作量，宜考慮柔性材料的水平防滲方案?；A處理清除湖底表層腐殖土、平整和適當壓實基面， 在整個湖底和湖岸坡選擇生態(tài)性能良好的防水毯防滲方案，不僅可以減少施工開挖和棄碴，使用的材料也生態(tài)環(huán)保、融于自然，防滲投資約3228萬元，投資相對較?。?-7］。

綜合比較分析可知： 垂直防滲方案工程量大且防滲可靠性難以保證； 水平防滲中混凝土面板方案基礎處理工程量大且施工對生態(tài)環(huán)境的破壞和影響很大。從技術可靠性、環(huán)境影響、實施難度、投資等方面進行對比分析，設計優(yōu)選湖底、湖岸鋪設防水毯的水平防滲方案。

4 湖區(qū)柔性防滲處理方案

4.1 材料選擇

鈉基膨潤土防水毯（GCL）是許多土木、水利工程防滲的重要材料之一［8］。 在湖底防滲襯墊系統(tǒng)中，膨潤土防水毯相比等效壓實性黏土襯墊厚度要薄，其防滲性能更佳，且在張力應變達20%工況下，其滲透率幾乎不會增加；相比土工膜，其具有更好的抗?jié)B性、生態(tài)性和施工便捷性［9-10］。因此，優(yōu)選膨潤土防水毯作為桃花湖湖區(qū)生態(tài)景觀蓄水工程中的主要防滲結構材料。

4.2 防滲布置

根據(jù)湖區(qū)地形地質條件， 對地表出露的溶洞、落水洞和巖溶漏斗先采用大塊毛石回填壓實，毛石回填采取干砌石方式，再澆筑0.5m厚C20混凝土，混凝土與四周基巖面連接形成封閉。 尾部湖底設計高程1058.50m， 攔河壩前湖底設計高程1053.50m，湖底坡降1%。 由于區(qū)域地質條件差，巖溶強發(fā)育，湖底全斷面采用鋪設GCL膨潤土防水毯防滲。 由于湖底面積較大，為便于施工和適應防水毯壓縮和拉伸變形，采用混凝土固邊將湖底分為6塊；在分塊連接處及坡面頂部， 采用C20混凝土錨固溝固邊與防水毯連接。

4.3 生態(tài)防水毯敷設結構

湖底及岸坡地基土須為有80%顆粒通過0.25mm篩子的沙粒，地基必須堅固、平整，地面起伏不大于12mm。 基面需無空鼓、裂縫、尖石、施工碎石等其他有可能損壞膨潤土墊的異物。 在整平后的湖底鋪設30cm碎石、20cm砂反濾層、30cm素土墊層及膨潤土防水毯， 防水毯上部設30cm素土壓重保護。對庫岸及攔河壩上游坡面，在坡面整平后設30cm厚素土墊層、其上鋪膨潤土防水毯（GCL），15cm厚素土壓重保護層填筑、 鋪筑10cm厚砂墊層及8cm厚C20混凝土預制塊。對不設混凝土預制塊的坡面，防水毯上部設30cm素土壓重保護。膨潤土墊末端放入坡頂?shù)腻^固溝內錨固，錨固溝的前端為圓形，膨潤土墊須延伸到錨固溝的底部。 生態(tài)防滲毯鋪設結構斷面，如圖1。

圖1 生態(tài)防水毯鋪設結構斷面

在較平整的接縫處，膨潤土墊采用“條帶法”在長度和寬度方向重疊搭接；在斜坡和特殊點的接縫處，膨潤土墊采用膏體法搭接。 膨潤土防水毯上部回填的機械設備與膨潤土墊需有不少于30cm的保護土層，回填土的顆粒需小于25mm，回填土不能進入兩層搭接的膨潤墊中間。 膨潤土防水毯搭接，如圖2。

圖2 膨潤土防水毯搭接施工示意圖

4.4 排水排氣設計

由于庫盆溶隙孔洞等與地下暗河連通， 暗河水位消長形成氣壓變化會對防水毯和鋪蓋體造成頂托破壞，因此本工程在湖底、湖岸及攔河壩位置設置排水和排氣管網(wǎng)。 排水主管位于防水毯下層碎石墊層下部， 緊貼縱向混凝土固邊左右兩側布置， 分別為1#、2#管徑為?300的排水主管，四周采用碎石回填，盲溝尺寸40cm×40cm。 兩條排水主管每50m設2條排水支管，排水支管位于防水毯下層碎石墊層下部，緊貼橫向混凝土固邊上下游兩側布置， 排水支管采用?200排水盲管，盲管外包裹聚酯長纖無紡布反濾層，四周采用碎石回填，盲溝尺寸30cm×30cm，兩側延伸至湖底環(huán)向固邊，中間分別接入排水主管。1#、2#排水主管最終穿過攔河壩， 排入壩后排水溝后排入下游落水洞。

排氣管采用DN100鋼管， 布置于每縱橫向固邊端部，埋設于湖岸防滲面板后，下部穿過湖底環(huán)向固邊后與排水支管相連， 上部根據(jù)景觀布置從適當位置穿出于設計洪水位以上， 并隱藏布置且保證其頂部管口高程高于1061.72m（P=10%水位）。

5 結語

為確保桃花源記景區(qū)具備蓄水條件，有穩(wěn)定水源補充以形成有效水面景觀，結合湖區(qū)地形地質條件，對湖岸垂直防滲、湖底水平防滲的結構形式進行對比，優(yōu)選抗?jié)B性能優(yōu)、施工便捷的膨潤土防水毯生態(tài)防滲方案，有效解決湖底及湖岸防滲修復等問題。

（1）湖區(qū)地形封閉條件差，巖溶強發(fā)育透水性強且地表未見穩(wěn)定水流，需經(jīng)防滲處理后，才具備建湖蓄水條件，以滿足景區(qū)1060.00m景觀蓄水水位要求。

（2）地下巖溶管道形成滲漏通道縱橫交錯，且無可靠穩(wěn)定的防滲邊界條件， 只能采用湖底水平防滲方案。與黏土襯墊和土工膜防滲材料相比，膨潤土防水毯在抗?jié)B性、生態(tài)性和施工便捷性等均具有優(yōu)勢，工程應用經(jīng)濟效益好。

（3）膨潤土防水毯在生態(tài)景觀防滲工程中的合理應用， 保證了桃花湖具有良好的防滲效果和生態(tài)經(jīng)濟效益。通過引水筑堤圍湖形成穩(wěn)定蓄水水位，將助力桃花源記景區(qū)營造“人水和諧、生態(tài)自然” 的康養(yǎng)旅居環(huán)境。