浅谈强岩溶区水库坝基地质缺陷处理技术

浅谈强岩溶区水库坝基地质缺陷处理技术摘要：笔者以德厚水库为例，介绍强岩溶区水库坝基遇见的地质缺陷及处理技术。

德厚水库坝址区两岸坡地形陡峭，河床以上基岩大多裸露，呈陡坎、陡崖状，岸坡高度约130m，主要为石炭系（C3）、二叠系下统（P1）厚层、巨厚层状灰岩，岩溶强烈发育。

基础开挖过程中，坝基及两岸坡揭露大量溶蚀倒坡、溶隙、溶槽、溶坑、溶洞等地质缺陷。

地质缺陷处理是否彻底、技术方案是否可行等直接影响到大坝建成后的运行稳定问题。

因此，施工过程中，设计单位实行动态设计，根据揭露的不同岩溶地质缺陷，进行了大量的研究论证，有针对性地制定出相应的处理方案，监理单位严格按照施工技术要求进行跟踪控制，确保了处理的施工质量，达到了设计预期的目的和效果。

现就本工程的处理技术进行简要的介绍，仅供类似工程参考和借鉴。

关键词：坝基；岩溶处理；施工技术；德厚水库一、工程概况德厚水库工程位于云南省文山州文山市马塘镇，距文山市35km，距昆明317km，是一座以城乡生活供水和工业供水、农业灌溉为主，兼顾一定发电功能的大型水利枢纽工程。

德厚水库工程由大坝枢纽工程、防渗工程及输水工程组成。

其中大坝枢纽工程由粘土心墙堆石坝、溢洪道、导流泄洪隧洞、引水隧洞及团结大沟输水隧洞组成；防渗工程由坝址区防渗工程及咪哩河库区防渗工程组成；输水工程由坝后泵站、坝后电站及德~平输水管线组成。

大坝为粘土心墙堆石坝，坝顶高程1380.90m，最大坝高73.9m，坝顶长181.718m，坝顶宽8m，水库总库容1.13亿m3。

二、坝基开挖揭露的地质条件1、心墙基础地质条件（1）左岸坡基础开挖后为岩质边坡，坡度45～70°，局部有溶蚀倒坡，出露石炭系上统（C3）结晶灰岩，厚层～巨厚层状，局部节理发育，岩体呈块状结构。

坡脚发育W11和W15泉点。

岩体处于弱卸荷带内，为裂隙性溶蚀风化上带，岩溶发育强烈，以溶隙及溶洞为主，具体描述如下：RX43溶隙：从地表延伸至河床，宽3～10cm，粘土夹岩屑碎块充填；RX58～RX60溶隙：延伸一般5～8m，宽3～5cm不等，泥质充填，局部无充填。

RD15溶洞：位于左岸坡灌浆廊道底板以下，垂直于坝轴线铅直向下发育，井口（高程约1312.00m）尺寸6.5×5.5m，全充填，充填物为胶泥质粘土夹少量碎石，溶洞清挖过程中，井壁有四处集中出水点，水量约120～130L/min。

考虑到溶洞规模较大且位于坝基防渗线上，要求对溶洞充填物进行清挖，清挖深度至20m时，洞底形状近似矩形，断面尺寸8.5×6.5m，溶洞充填物性状发生变化，主要为块石、碎石夹粘土，充填密实，沿充填物孔隙出露一低温温泉，水温28℃，流量约30L/min。

为进一步查明溶洞发育深度、规模、分布及充填物特性等，为溶洞处理提供可靠依据，设计单位对溶洞及附近区域进行了物探测试，并对竖井内的温泉水进行取样及检测。

物探测试成果：溶洞自高程1292.00m以下基本沿铅直向发育，底界高程约1284.00m，充填物上部主要为含泥碎块石，下部为块石夹碎石，洞壁周围局部发育有小规模溶洞及溶隙。

溶洞内温泉水试验结果表明：所检各项指标均符合《水工混凝土施工规范》（SL677-2014）混凝土拌合用水的要求；RD18～RD21溶洞：洞径0.5～2.0m不等，长2.0～2.5m不等，均为粘土、粉细砂全充填；RD30溶洞：位于左岸原勘探平硐PD9右下方，为一水平向溶洞，洞口高2.8m，沿左岸山体方向延伸3.5m，粘土全充填。

（2）河床段基础基本开挖至基岩，受溶蚀的影响，基岩面起伏不平，靠右侧为古河床位置，为河床段基础清基最深点。

出露石炭系上统（C3）厚层～巨厚层隐晶～细晶灰岩。

岩层总体缓倾向下游偏右岸，为裂隙性溶蚀风化上带，岩溶发育强烈，具体描述如下：RX16溶隙：隙面溶蚀迹象明显，宽1～8cm，全充填粘土夹岩屑；RX20溶隙：宽5～10cm，岩溶隙面溶蚀迹象明显，泥质、岩屑夹砂充填，延伸大于10m；RX63溶隙：延伸一般5～8m，宽3～5cm不等，局部宽10cm，泥质充填，局部无充填。

fb3断层：从左岸坡斜穿心墙基础后向右岸延伸，宽3～12cm，河床局部宽0.5m～0.8m，左岸坡脚附近沿断层面岩溶发育，断层带粘土夹碎岩充填；fb4断层：从左岸坡斜穿心墙基础后向右岸延伸，两岸坡宽3～10cm，河床段最宽达0.7～1.1m，带内物质为角砾岩，胶结紧密，断层面岩溶发育；fb5断层：从右岸坡斜穿心墙基础后被fb4断层切断，右岸坡宽3～8cm，河床段局部最宽达0.9～1.0m，带内物质为角砾岩，胶结紧密，断层面岩溶发育。

RD22～RD26溶洞：洞径0.3～0.5m，泥质土半充填～无充填；RD27溶洞：洞径1.0～1.5m，宽0.5m，深0.5m，全充填；RD28溶洞：洞径长1.5m，宽0.5m，深0.5～0.7m，砂卵砾石夹泥全充填。

RK1溶坑：靠近右岸坡脚，似锅状，直径18～22m，深3.0～6m，砂卵砾石、块石夹泥全充填；RK2溶坑：直径3.0～4.5m，深0.8m，泥质夹砂卵砾石；RK3溶坑：位于河床廊道下游右岸坡脚，顺河流向直径长10m，顺坝轴线宽6m，坑底顺河流向直径4m，顺坝轴线宽3m，顶部高程1304.4m，底部高程1298.5m，底部为砂卵砾石，向下清挖3m后，溶坑断面呈收缩状，进一步清挖较困难。

RC1溶槽：靠近右岸坡脚，宽1.0～1.5m，深0.5～1.0m，砂卵砾石、块石夹泥全充填；RC2溶槽：靠近左岸坡脚，宽1.0～1.5m，深0.5m，粘土、碎石全充填；RC3溶槽：靠近右岸坡脚，洞径0.5m，为半充填粘土夹泥充填，局部溶蚀后形成孤石；RC4溶槽：位于河床II反基础上，深0.5m，短轴向宽1.0～1.1m，长轴向长2.4m，砂卵砾石夹泥充填。

RG1溶管：位于河床，洞径0.3～0.5m，为半充填，有水流通。

暗河：位于右岸坡脚，延伸方向为顺河向，处于坝轴线下游，未穿越坝轴线，为砂卵砾石全充填，穿过RK3后逐渐被砂卵砾石充填尖灭。

RJ1溶井：位于河床，洞径1.0～1.1m，深0.5～0.6m，井口为圆形，泥质夹砂卵砾石充填。

心墙河床段基础设计建基面高程1309.5m，廊道基础高程1304m，实际开挖至该高程时，河床面大范围出露大孤石，未及基岩，根据规范要求及设计开挖原则，要求心墙基础继续开挖至裂隙性溶蚀风化上带灰岩。

实际开挖高程：廊道上游部分大面为1307m，廊道及廊道下游部分大面为1304m，靠右岸坡脚河床位置最低为1302m。

清基深度较技施设计阶段加深，廊道上游基础加深2.5m，下游基础加深5.5m，靠右岸坡脚古河床位置心墙建基面加深约5～6m。

（3）右岸坡基础开挖后为岩质边坡，坡度45°～60°，出露石炭系上统（C3）结晶灰岩，厚层～巨厚层状，局部节理发育，岩体呈块状结构，边坡坡度45°～60°。

其中，右岸下层灌浆平洞底板高程至河床高程范围的岩体受倒坡及顺坡向不利结构面的组合，形成不稳定块体，厚约3～10m。

靠右岸坡脚为古河床，开挖揭露1325m高程以下部位存在大量溶蚀倒坡，局部形成溶坑，发育有W14泉点。

开挖后的岩体为裂隙性溶蚀风化上带，岩体岩溶发育强烈，以溶隙为主宽约1～2cm。

2、心墙上游堆石区基础地质条件（1）左岸坡基础开挖后为岩质边坡，坡度60°～70°，出露石炭系上统（C3）结晶灰岩，厚层～巨厚层状，局部节理发育，岩体呈块状结构。

发育W5～W7泉点。

岩体大部分处于裂隙性溶蚀风化上带，局部为强烈溶蚀风化带，岩体岩溶发育强烈，以溶隙及溶洞为主，具体描述如下：RX48～RX55溶隙：为同一组溶隙，延伸大于5m；RX57溶隙：从左岸地表延伸到RD1溶洞顶部，宽3～5cm不等，无充填；RX61～RX62溶隙：为同一组溶隙，延伸长5～8m，宽3～5cm不等，泥质充填，局部无充填。

RD1溶洞：位于原勘探PD06位置，延伸长大于10m，溶洞高5～8m，宽3m，底板有红粘土夹少量碎块石充填；RD16、RD17溶洞：洞径0.5m，延伸长2.5～3.0m，为无充填溶洞。

（2）河床段基础开挖后为第四系崩塌堆积及冲洪积层（Qcol+apl），岩性为巨石、孤石、碎块石、碎石土及砂卵砾石、含砾中粗砂等。

坡脚段以巨石、孤石、碎块石夹碎石土为主，孤石凹槽部位有碎石土等充填；河床靠右岸坡脚段为砂砾石、含砾中粗砂、中粗砂为主。

整体来看，上游河床段基础以巨石、孤石及块石为主，约占70%，巨石直径2～3m，孤石直径0.5～1.5m，块石块径0.2～0.5m。

靠近II反料基础上游河床段发育RX18、RX19溶隙：为同一组溶隙，宽5～10cm，泥质、岩屑夹砂充填，间距0.9～2.1m，延伸大于10m。

河床发育有多个泉点，其中W0、W1、W2为一集中区域的泉点，总流量约60～75L/min，为上升泉。

上游河床段基础开挖后建基面高程为1309～1311m，较初设阶段加深4～6m。

（3）右岸坡基础开挖后为岩质边坡，坡度60°～70°，坡脚与河床交接带局部有倒坡现象，出露石炭系上统（C3）结晶灰岩，厚层～巨厚层状，局部节理发育，岩体呈块状结构。

发育有fb3断层。

开挖后的岩体处于强卸荷带内，局部为弱卸荷带，大部处于裂隙性溶蚀风化上带，局部为强烈溶蚀风化带，岩溶发育强烈，以溶隙及溶洞为主，具体描述如下：RX1~RX1溶隙：从地表延伸至河床，宽1～10cm，全充填粘土夹岩屑，局部有树根；RX4～RX5溶隙：为同一组溶隙，从地表延伸到RD4溶洞顶，宽2～8cm不等，全充填粘土夹岩屑；RX6～RX7溶隙：为同一组溶隙，从地表延伸到RD5溶洞底，宽2～12cm不等，全充填粘土夹岩屑；RX8溶隙：从右岸地表延伸至河床，右岸宽3～12cm不等，全充填粘土夹岩屑；RX9溶隙：发育于地表，于坡面中部尖灭，宽1～8cm，全充填粘土夹岩屑；RX10～RX12溶隙：宽1～8cm，全充填粘土夹岩屑。

RD2溶洞：位于右岸河床附近，溶洞高1m，宽0.8m，为全充填溶洞，充填物质为中粗砂、粉细砂夹粘土；RD3溶洞：底板位于右岸河床，溶洞高3m，宽0.3～1.5m，半充填，充填物质为中粗砂、粉细砂；RD4溶洞：底板位于右岸河床，洞高4～5m，宽2～3m，为全充填溶洞，水平向延伸约8～10m，充填物质以中粗砂、粉细砂为主；RD5溶洞：位于右岸，底板高于河床1m，洞高2～3m，宽1～2m，水平向延伸约5m，为全充填溶洞，充填物质以中粗砂、粉细砂为主；RD6溶洞：底板位于右岸河床，洞高1～2m，宽1～1.5m，为全充填溶洞，充填物质以中粗砂、粉细砂为主；RD4～RD6相互连通；RD7溶洞：位于右岸，洞径0.5m，为全充填溶洞，粘土及岩屑全充填。