水库渗漏的地质条件分析
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河南高家湾水库坝体渗流及稳定性分析摘要:水库大坝渗流稳定分析,对大坝的安全鉴定和后期的除险加固起着至关重要的作用。
文章选取河南省罗山县高家湾水库大坝为研究对象,通过实际勘测资料分析,对大坝地质条件比较复杂的断面进行渗流稳定计算。
计算成果为坝体的除险加固提供了理论依据和一定的借鉴作用。
关键词:土石心墙坝;渗流计算;稳定分析1 引言渗流稳定分析是评定大坝安全性能的重要指标之一,因蓄水后坝体渗漏等问题所导致的一系列失事问题不胜枚举[1]。
尽管工程技术人员对许多病险水库的安全运行状态的监测和加固方案设计做了很多研究和总结,但由于土石坝的特殊性,土石坝的渗流稳定问题仍然需要进一步的深入研究。
本文选取需除险加固的河南省罗山县高家湾水库为研究对象,坝址位于淮河水系竹竿河支流小黄河支沟,水库流域面积0.78km,主河长1.26km,是一座以防洪、灌溉为主,结合水产养殖等综合利用的水库。
大坝为心墙砂壳坝,坝顶高程150.60m,坝底高程142.90m,最大坝高17m,坝长41m,坝顶宽3.4m;上游平均坡比为1:2.5,下游平均坡比为1:2.2,采用植草护坡。
2 工程地质库区工程地质条件及坝体质量如下:1)库区出露的地层主要为第四系残积层(Q2e1)和燕山期侵入花岗岩(γ53)。
河床上部及阶地上部多为重粉质壤土。
2)坝体砂壳填土为花岗岩石渣,含大量重粉质壤土。
根据现场渗水试验成果,坝体填土渗透系数为9.2×10-4cm/s;心墙填土为粘土重粉质壤土,天然干密度平均1.70g/cm3,粘土心墙渗透系数范围为5.5×10-5cm/s~3.6×10-4cm/s。
大坝粘土心墙的防渗性不足,且在勘察期间发现下游坡脚见有多处渗漏点。
3)坝基、坝肩主要为燕山期侵入花岗岩。
坝基为弱风化花岗岩,根据现场渗水试验成果,该层透水率为8.5×10-5cm/s。
2019年第7期张海涛(河北省水利水电勘测设计研究院,河北 石家庄 050081)摘 要:石家庄地区的水库多位于太行山区,大部分是建国初期修建的碾压式土石坝水库,曾为当地的农业发展、防洪安全做出了巨大贡献。
但经多年运行使用,水库存在的一些问题也渐渐凸显出来,渗漏是最严重的问题之一。
土石坝的渗漏不仅会导致水库的容量下降,引发的渗透变形、坝坡失稳等问题,还会威胁到大坝的安全,故而必须引起重视。
文章概述了土石坝水库渗漏的原因,并提出了治理措施。
关键词:土石坝水库;渗漏;坝坡失稳中图分类号:TV697 文献标志码:A 文章编号:2096-2789(2019)07-0214-02作者简介:张海涛(1981—),男,本科,高级工程师,研究方向:工程地质。
1 太行山区土石坝水库存在的问题1.1 均质土坝水库均质土坝是坝体断面不分防渗体和坝壳,由一种填料组成坝体的填筑形式。
经统计,石家庄地区均质土坝水库多建于1957-1960年、1974-1979年两个时间段,规模多为小型水库,用途多以防洪、灌溉为主。
坝基岩性多为全~强风化岩体,岩石节理、裂隙较为发育。
水库目前多存在坝体、坝基渗漏,河床沼泽化,渗透稳定不满足要求等问题,本研究以灵寿县徐家町水库为例进行介绍。
徐家町水库位于灵寿县慈峪镇徐家町村西,海河流域大清河系磁河支流上,地处低山丘陵地带,山体平缓、沟谷发育。
水库控制流域面积16.4km 2,总库容为460万m 3,兴利库容195m 3,是一座以防洪、灌溉为主兼顾养殖的小(1)型水库。
该库始建于1957年,水库枢纽由大坝、溢洪道、输水洞等组成。
大坝为均质土坝,坝长760m ,最大坝高14m ,坝顶平均宽度4m 。
坝体上游部分为干砌石护坡,大坝坡脚设棱体排水,坝前设粘土铺盖,坝基设截水槽。
徐家町水库运用至今已60余年,在防洪、灌溉等方面发挥了较大作用,目前水库运行中存在坝基渗透稳定不满足要求、坝基渗漏严重等问题。
水利工程土石坝工程渗漏原因及施工中的渗流控制措施摘要:水利工程中,土石坝是常见的工程项目,在施工过程中土坝及地基中的渗流,由于其机械或化学作用,可能使土体产生局部破坏,称为“渗透破坏”,严重的渗透破坏可能导致工程失事,因此必须加以控制本文就针对土石坝的渗流进行分析,并给出了防治措施。
关键词:土石坝;渗流;控制理论土石坝是目前水利工程建设工程中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。
与其他坝型相比较,无论从经济方面还是从施工方面,土石坝具有绝对的优势,据不完全统计,中国土石坝数量占到大坝总数的 93%。
但土石坝建设最大的病害即是渗漏,如何控制和预防渗漏是土石坝工程建设中最主要的工作之一。
1.土石坝工程渗漏的常见类型及原因分析1.1 土石坝坝体渗漏的原因随着水利工程的大力开发建设,工程的质量问题时有发生,特别是水库、坝体的渗漏问题,在洪水来临之时无法形成很好的挡护,给人们的生命和财产安全带来了很大的危害。
坝体渗漏,因坝身防渗体裂缝或者坝体施工质量等问题形成渗漏的集中通道,从而形成管涌,渗水逸出点或逸出面通常出现在下游坝坡和坝脚。
引起坝体渗漏产生的主要原因有:一是坝体单薄或土料透水性大;二是筑坝质量差,如铺碾压不实或漏压、土过厚、粘土心墙或斜墙层面结合不好等;三是反滤设施质量差,未按设计要求铺设反滤层,土石混合坝未设过渡层;四是坝后反滤排水体高度不够;五是坝下涵管、埋管的外壁与土体结合部回填不密实,涵洞未做截流环;六是坝体不均匀沉降引起的横向或水平裂缝,可能引起坝体集中渗透破坏。
1.2 土石坝坝基渗漏的原因坝基渗漏通常是由于强透水性的坝基处理不当,或坝基未作防渗处理,或坝基防渗设施失效而产生的。
引起坝基渗漏产生的主要原因有:一是缺少合理的防渗措施,在砂卵石基础上坝前未做铺盖,或铺盖长度及厚度不够、质量不好被水压击穿,或者对强透水基础,坝体与坝基部位未做截水槽、截水墙;二是库内粘土铺盖下未设反滤层,渗水压力破坏了铺盖;三是坝基清理不彻底,在进行坝基施工前未按相关规定把坝基清理干净,部分杂草、树根残留,严重影响了层面之间的贴合度,所以导致渗水发生;四是水库管理问题:由于非法施工和人为原因造成了水库天然铺盖的破坏,导致坝基渗水。
张坊水库地质问题报告1. 背景张坊水库位于中国某省某市,是一座重要的水利工程。
近年来,随着城市人口的增加和工业化的推进,该水库的水源供应压力逐渐加大。
然而,一些地质问题给水库的正常运行和水源保护带来了一定的隐患,亟需解决。
本报告将对张坊水库的几个地质问题进行分析,并提出相应的解决方案和建议,以确保水库的安全运行和水源的可持续利用。
2. 分析2.1 地震风险张坊水库所在地区位于地震活动带,地震风险较高。
地震可能导致水库大坝的破坏,进而引发洪水灾害,对人民生命财产安全造成严重威胁。
2.2 岩溶地质问题张坊水库周边地区存在大量的石灰岩,这种岩石易溶解,在地下水的作用下容易形成岩溶洞。
岩溶洞的发展会导致地表下陷和水库的渗漏,对水库的正常蓄水和供水功能造成影响。
2.3 滑坡和崩塌风险张坊水库周边的地质条件复杂,存在较多的滑坡和崩塌风险点。
在降雨较多或地震发生时,这些风险点可能发生滑坡或崩塌,导致水库大坝的破坏和水源的污染。
3. 结果3.1 地震风险评估根据地震历史数据和地质勘探结果,张坊水库所在地区的地震风险等级为中等。
在水库设计和建设中,应采取相应的抗震措施,确保水库在地震发生时能够承受较大的地震力。
3.2 岩溶地质调查对张坊水库周边的岩溶地质进行详细的调查和评估,确定岩溶洞的分布和发育程度。
在水库的设计和建设中,应采取措施加固岩溶地质区,防止岩溶洞的发展和水库的渗漏。
3.3 滑坡和崩塌风险评估通过地质勘探和地质力学分析,评估张坊水库周边滑坡和崩塌风险点的稳定性。
在水库的建设和管理中,应加强对这些风险点的监测和治理,确保水库大坝的稳定和水源的安全。
4. 建议4.1 抗震设计和建设在张坊水库的设计和建设中,应充分考虑地震风险,采取抗震措施,确保水库在地震发生时的安全性。
建议制定相关的抗震设计规范,并进行抗震评估和监测。
4.2 岩溶地质管理加强对张坊水库周边岩溶地质的管理,进行详细的调查和评估,制定岩溶地质治理方案。
抽水蓄能电站水库防渗技术分析抽水蓄能电站水库渗漏问题会给电站自身的运行带来极大的影响,从而使得电站的经济效益受到影响,严重的渗漏会造成区域破坏,从而影响水库自身的稳定性和水库的使用效果,更严重还会导致区域山体崩塌或是建筑物失稳等问题,形成较为严重的灾害。
为此,需要结合水库的实际情况做好防渗工作,从而减少其他的问题出现。
根据当前相应的原则,日调节水库每昼夜的漏水量不能超过总库容的0.05%。
因此,一般情况下需要做好防渗处理和细节改善,从技术和经济两个方面做好调整,同时还要结合地区情况选择对应的防渗工作,以此达到相应的效果。
1 抽水蓄能电站水库渗漏特点分析1.1 渗漏水头高抽水蓄能电站位置常选在地形较高的区域,上下库的位置间隔一般会超过300m之上,甚至部分地区已经超过1000m,一般情况下上库的建设位置都比较极端,其地势比较特殊。
因为这种区域一般空间比较大,但它们普遍都存在一些特殊现象,部分区域会有较大的断层,而且自身还会存在裂隙密集带,在透水性方面比较强,同时地下水位也比较低。
当向库中蓄水后,水库的自身会形成较大的水位差,地下水的渗流速度和渗透压力也会不断增大,从而使得一些不同的区域会出现渗漏,严重则会向邻谷渗漏。
由于自身的水头高,库水渗漏则会造成较大的损失。
1.2 库水位大幅度急剧变化由于电网调峰调频的需求,抽水蓄能电站水位变化比较频繁,一些电站可以达到每日近30次,当电站机组满发电或满载抽水时,水位的变化幅度相对比较大,而且自身的变化幅度比较明显,水位的变化可能会在每小时5m之上,甚至可能达到每小时10m,所以一天水位的变化在30米-50米之间也是比较常见的现象。
造成这种现象会对水库周围的建筑或是地形造成巨大的影响,因为水位的大幅度变化会给周边破带来较强的压力,长期的情况下很容易出现一些问题,从而形成细微的裂缝等,水库的渗透压力具有一定的周期性变化,长期的情况下即便是较好的防渗材料出现“干”和“湿”两种状态交换也会出现质量的问题,再加之每天承受水库防水和冲水的作用力,很容易出现一些其他的问题,从而给水库自身的周边破形成破坏,甚至还会导致库岸出现其他的问题与现象[1]。
富阳市裘家坞水库大坝渗漏原因分析罗炜华1,陈 星2(1.富阳市水利水电局,浙江 富阳 311400;2.浙江广川工程咨询有限公司,浙江 杭州 310020) 摘 要:通过对裘家坞水库大坝采用并行电法探测,查明了水库大坝左右两岸坝脚渗漏原因和通道,并采取了相应的防渗处理措施,使渗漏消失或明显减少,其处理效果良好。
对裘家坞水库的工程概况、并行电法渗漏探测、探测成果及大坝渗漏原因等作了介绍。
关键词:裘家坞水库;渗漏;并行电法中图分类号:T V69812 文献标识码:B 文章编号:10082701X (2010)0420029202收稿日期:2010201217作者简介:罗炜华(1975-),男,工程师,大学本科,主要从事水利工程建设及管理工作。
1 工程概况裘家坞水库位于富阳市龙门镇,是一座以灌溉、供水为主的小(1)型水库。
水库总库容为105万m 3,建筑物主要包括主坝、3座副坝及坝后电站等。
该水库始建于1957年,1964年竣工,水库运行期间大坝经多次加固加高和防渗处理。
由于受当时的经济和技术等条件限制,水库仍存在许多安全隐患。
2004年该水库纳入浙江省千库保安工程,并于2008年完成除险加固工作,水库安全性得到较大提高。
裘家坞水库主坝原为黏土心墙坝,加固采用黏土斜墙防渗,并对两岸齿槽进行了帷幕灌浆处理;取消了坝后电站并对发电涵管进行了封堵;在右岸重新开挖了引水隧洞,大坝平面及断面如图1、2所示。
图1 裘家坞水库大坝平面图图2 裘家坞水库大坝竣工断面图2 并行电法渗漏探测水库重新蓄水后发现主坝两岸坝脚仍存在较为明显的漏水现象。
为查明水库渗漏原因,结合大坝渗漏点,对该水库的左右坝头及坝体进行了地球物理勘查,物探方法采用并行电法进行现场探测。
直流电法探测是以探测区域的电阻率差异为基础的,由于构成坝基岩石与坝体土层介质、坝体不同充填介质及其含水异常等存在较大的电阻率差异,因此可以采用电法探测技术寻找坝体及基岩中呈低电阻率分布的异常渗漏位置[1]。
水库防渗的方法和措施是什么水库防渗的方法和措施。
水库是人类利用河流、湖泊等水源进行蓄水、调节水流、发电等目的而建造的水利工程。
然而,由于水库蓄水后水压的增加,地下水位的升高以及土壤的渗透性等因素,水库容易出现渗漏现象,从而影响水库的安全性和稳定性。
因此,水库防渗成为了水利工程建设中的重要环节。
本文将介绍水库防渗的方法和措施。
一、水库防渗的方法。
1. 土工防渗法。
土工防渗法是指利用土壤材料本身的密实性和渗透性来防止水库渗漏。
这种方法主要包括土工膜防渗、土工墙防渗和土工帷幕防渗等。
土工膜防渗是在水库坝体内外表面铺设一层聚乙烯或聚氯乙烯薄膜,以阻止水分的渗透。
土工墙防渗是在水库坝体内部设置一道混凝土或砖石墙,以增加坝体的密实性和防渗性。
土工帷幕防渗是在水库坝体内部钻孔并注入水泥浆或聚合物浆料,形成一道密实的帷幕,以阻止水分的渗透。
2. 地质防渗法。
地质防渗法是指利用地质条件来防止水库渗漏。
这种方法主要包括选择地质良好的坝址、采用坝基防渗措施和进行地基处理等。
选择地质良好的坝址是指在建设水库时选择地质条件良好的地点,以减少水库渗漏的可能性。
采用坝基防渗措施是指在水库坝基部位采取相应的防渗措施,如加厚坝基、加固坝基和改良坝基等。
进行地基处理是指在水库坝址进行地基处理,如填筑土石料、植筋加固和灌浆加固等,以提高地基的密实性和防渗性。
3. 结构防渗法。
结构防渗法是指通过改变水库结构来防止水库渗漏。
这种方法主要包括设置防渗帷幕、设置防渗屏障和进行渗漏监测等。
设置防渗帷幕是指在水库坝体内部设置一道混凝土或砖石墙,以阻止水分的渗透。
设置防渗屏障是指在水库坝体内部设置一层防渗屏障,如聚乙烯或聚氯乙烯薄膜,以阻止水分的渗透。
进行渗漏监测是指在水库坝址进行渗漏监测,及时发现和处理渗漏问题,以保证水库的安全性和稳定性。
二、水库防渗的措施。
1. 加强水库设计和施工管理。
加强水库设计和施工管理是水库防渗的重要措施。
在水库设计阶段,应充分考虑地质条件、水文条件和工程技术等因素,合理选择水库坝址和确定水库结构,以减少水库渗漏的可能性。
岩溶区渗漏水库勘察的要点及对策研究发布时间:2021-10-20T13:45:53.755Z 来源:《基层建设》2021年第20期作者:黄伟纯[导读] 摘要:岩溶区渗漏水库渗漏产生的原因更加复杂,要想准确的处置渗漏问题,就需要认真做工程地质勘察工作,通过科学有效的勘察方案为准确的查明渗漏问题评价及其处置提供准确的依据,在勘察过程中除了运用常见的勘察方法和技术手段之外,还需要综合考虑岩溶区的地质特点,将工程地质、水文地质的相关理论与工程物探、水文地质钻探等多种勘察方法结合起来,这样才能得到更加高效、准确的勘察成果。
广西南宁水利电力设计院有限公司广西南宁 530001摘要:岩溶区渗漏水库渗漏产生的原因更加复杂,要想准确的处置渗漏问题,就需要认真做工程地质勘察工作,通过科学有效的勘察方案为准确的查明渗漏问题评价及其处置提供准确的依据,在勘察过程中除了运用常见的勘察方法和技术手段之外,还需要综合考虑岩溶区的地质特点,将工程地质、水文地质的相关理论与工程物探、水文地质钻探等多种勘察方法结合起来,这样才能得到更加高效、准确的勘察成果。
本文根据现有研究资料,结合自身在岩溶区渗漏水库勘察中的一些经验,分析了岩溶区渗漏水库勘察的难点,认为主要从区域地质背景的研究、岩溶水文地质条件着手,结合工程物探圈定主要岩溶发育段,在主要岩溶发育段内适当布置验证孔及水文孔,并进行相关的水文测试试验。
然后,介绍了岩溶区渗漏水水库勘察的基本方法,包括岩溶水文地质测绘等,最后针对岩溶区渗漏水水库勘察提出了相应的对策建议,包括应用先进的仪器设备进行勘察、制订详细的工程地质勘察方案等。
通过研究,希望能够对岩溶区渗漏水库勘察工作提供一些帮助和启示。
关键词:岩溶区;水库;勘察;对策岩溶区的地质条件较复杂,隐伏岩溶对水利工程的基础稳定及渗漏产生较大影响。
因此在岩溶区建设水利工程,对工程勘察的要求更加高。
建国以后,为了促进经济社会的快速发展,我国的水利工作者在岩溶区进行了悉知的地质勘察,制订了详细的岩溶区水利工程建设方案,从五十年代开始陆续在岩溶区建设了一批大型水库,这些水库在促进当地经济社会发展上起到了非常重要的作用。
水利工程技术中土质堤防渗漏成因及防治措施探析摘要:水利工程中土质堤防渗漏是由多种因素引起,地质、材料、施工、管理等都是导致土质堤防出现渗漏病害的重要原因。
基于此,相关人员需在施工建设过程中根据工程实际情况优化工程地质,加强材料管理,采用科学先进的防渗技术有效处理土质堤防渗漏问题,让水利工程能正常安全使用。
关键词:水利工程;土质堤防;渗漏成因;措施探讨一、在水利工程中土质堤防的渗漏原因(一)地质的原因土质堤防渗漏与其地质有很大关系,土壤地质的稳固性不易控制与维持,土堤坝在使用过程中易因为水流的冲刷、风力的侵蚀等出现一系列问题,如出现堤坝裂缝、堤坝防渗性下降。
此外,较之水泥混凝土这类材料,土壤的硬度相对较低,再加之比较天然安全,因此,其容易“吸引”小动物,如老鼠等土堤坝上打洞筑穴,从而引起堤坝工程的稳定性下降,渗漏问题更加严重。
在进行水利工程建设时,未能全面勘察地质,再加之土壤地质相对复杂,因此,不能很好地掌握设计要点、施工要点,不能有效趋利避害,导致堤坝的防渗性不足,在使用期间易出现渗漏问题。
如经调查发现,目前有些水利工程是建设在覆土层深厚或熔岩发育的地方,因此,堤坝整体上不是十分牢固稳定,出现渗漏问题的概率较大。
(二)材料的原因在水利工程中,材料也是影响工程抗渗性的一个重要因素,若施工材料性能质量不稳定,强度、硬度、纯度等不高,那么堤坝工程的防渗性也就无法达到标准要求,堤坝在使用期间出现渗漏问题的可能性就会增大。
调查发现,一些水库在建设过程中由于资金相对匮乏、优质材料也较少,因此,采用一些性能质量不稳定的材料进行堤坝施工,使堤坝存在质量隐患。
如某些工程用当地采的土、陶、素混凝土来制作涵管,某些工程使用石灰、土水泥作为胶结材料等。
这些材料的抗腐蚀性差、强度低,易引起堤坝剥蚀、漏水等问题。
除此之外,一些水利工程使用淤泥质黏土、水稻土或腐殖土作为填充材料,使堤坝的稳定性与强度大大下降,堤坝在使用期间极容易出现漏水、沉降等问题。
探讨绕坝渗漏原因及措施摘要:水库蓄水后水流绕过土坝两端的岸坡渗往下游,绕坝渗漏可沿着坝体结合面,或通过坝端山坡土体的内部渗往下游,并使坝端部分坝体内浸润线抬高,轻度的绕坝渗漏会在岸坡背后出现阴湿,或出现水色较清的小量渗流。
较严重的将使岸坡软化,形成集中渗漏通道,甚至引起岸坡塌陷和滑坡,影响土坝的安全。
本文分析了绕坝渗漏的主要原因,并据此阐述修缮措施。
关键词:绕渗;渗流通道;措施1产生绕坝渗漏的主要原因1. 1 坝端两岸地质条件差如土石坝两岸连接的岸坡属条形山或覆盖层单薄的山包,而且有砂砾透水层;透水性过大的风化岩层;坡积层太厚且为含石块泥土,山包的岩层透水性过大;山包的岩层破碎,节理裂缝发育,或有断层通过,而且施工又未能妥善处理。
1.2 取土、淘刷因施工取土或水库蓄水后由于风浪的淘刷,破坏了上游岸坡的天然铺盖。
1.3 坝头与岸坡接头防渗处理措施不当如岸坡接头采用节水槽时,有时不但切人不透水层,反而挖穿了透水性较小的开然铺盖,暴露出内部的渗透水层,加剧了绕坝渗漏;有时工程根据设计要求施工,忽视岸坡接合坡度和截水槽回填质量,造成坝岸接合质量不好,形成渗漏通道。
1.4 空洞岩溶、生物洞穴以及植物根茎腐烂后形成的空洞等。
2 绕坝渗漏的处理措施处理前首先应观测渗漏现象,研究渗漏与库水位及降雨量的关系,查清渗漏部位,结合水文地质条件,调查施工接头处理措施和质量控制等方面情况;分析绕坝渗漏的原因,提出处理措施。
处理原则仍为上堵下排,以堵为主,一般采用以下的处理方法。
2. 1 防渗斜墙对于斜墙坝和均质土坝如岸坡地形平缓,附近又有大量戮土可供使用,则可沿上游岸坡做防渗斜墙,防止绕坝渗漏。
斜墙下端作截水墙,嵌人不透水层,也可做铺盖与斜墙相连。
在处理时水库难以放空,水下部分也可采用水中抛土或深水放淤的办法处理。
在斜墙顶上应沿山腰开挖排水沟,把水堆住,以免冲刷斜墙。
2.2 截水墙对心墙坝,当岸坡存在强透水层引起绕坝渗漏时,可在坝端开槽做勃土截水墙,或混凝土防渗齿墙,切断渗流。
根据水文地质调查和示踪试验分析岩溶区水库渗漏条件李择卫【摘要】随着社会发展,人们对水资源的需求日益增加,在强岩溶区修建水库势在必行,而强岩溶区的水库渗漏问题往往又成为水库建设的制约因素.分析强岩溶区的水库渗漏条件工作较复杂,难度较大.文章在分析湘西强岩溶区龙潭河水库的渗漏条件时[1],采取水文地质调查和地下水示踪试验为主,结合少量的钻探工作,取得了满意的效果,为分析强岩溶区水库的渗漏条件提供了思路及方法.【期刊名称】《湖南水利水电》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P34-37)【关键词】水文地质;调查;示踪试验;岩溶;渗漏条件【作者】李择卫【作者单位】湖南省水利水电勘测设计研究总院长沙市410007【正文语种】中文前言我国西南及湖南西部地区,降雨量充足,水资源储藏丰富,但碳酸盐岩广泛分布,岩溶强烈,对水利资源的开发形成了一定的制约。
据初步统计,在湘西岩溶地区兴建水库达114座,但其中有75座因为岩溶渗漏问题而成为病险水库,不能正常蓄水。
如花垣县的排达莲水库、龙颈坳水库、凤凰县的长潭岗水库、流堰水库,龙山县的光明水库、双潭溪水库,永顺县的杉木河水库、虹桥水库等[2]。
因此,对岩溶区水库的渗漏条件进行分析论证,已成为一项重要的工作。
规划中的龙潭河水库位于湖南省龙山县沅水的二级支流、酉水的一级支流——小河中游。
水库坝址以上控制流域面积62.57 km2,正常蓄水位638 m,最大坝高为58m,总库容约为498万m3,是一座以灌溉为主的Ⅳ等小(Ⅰ)型工程[1]。
水库位于湘西强岩溶区,岩溶强烈发育,周边落水洞、溶洞、岩溶泉井点及地下河众多,构造复杂,构成库盆的地层无相对隔水层分布。
面对复杂的岩溶地质条件,通过水文地质调查和示踪试验,结合少量的钻孔勘探验证,成功论证了水库的渗漏条件,方法简单,效果良好。
1 水库基本地质条件1.1 地形地貌库区属低中山溶丘洼地峡谷地貌类型,河谷呈“V”字型,两岸岸坡陡峻,山顶高程多在1 000m以上,水库两岸无低于正常蓄水位638m的低矮垭口和邻谷存在,地形封闭条件较好。
§4. 水库与坝区渗漏的工程地质条件 一、水库渗漏的类型
库区渗漏:c、d :通过库岸分水岭向邻谷或洼地由河 坝区渗漏:a、b:a─通过坝基渗向坝下游 b─通过坝肩渗向坝下游 二、库区渗漏的地质条件 暂时性; 库区渗漏类型 永久性: (一)地貌条件 1、山区:①库区周围山体单薄 ②邻近又有低谷或洼地 ③存在连同库区和临谷的渗漏通道 ④当低谷底面标高低于水库水位时发生渗漏,且河谷切割越深,则 位差越大,则渗流量越大 2、.平原地区,河谷河间地块比较单薄,则可能产生渗漏,特别注意古河道的渗流通道 (二)岩性条件:(提供渗漏通道) ➢ 1.强透水层:第四纪松散岩层(砂卵砾石层) ➢ 2.不可溶性岩:贯通库区内外的古风化壳、 结构松散的砂砾岩、岩浆岩的气孔构造、杏仁构造、竖状节理构造 ➢ 3.可溶性岩:岩溶通道三种类型 大型集中渗漏带:溶洞、暗河、落水洞 中型溶蚀断裂带:溶扩的断层、大的节理 小型溶隙、溶孔带: (三)地质构造条件 ➢ 1.具有连通库内外的不整合面、裂隙带、大 的断层,特别是未胶结或胶结不完全的断层破碎带,都是水库渗漏的主要通道。 ➢ 2.背斜和向斜核部伴生的节理密集带或层间剪切带可能成为渗漏的通道 ➢ 3.岩溶发育地带,向斜谷与背斜谷渗漏的地质构造条件 ➢ 向斜谷:当有隔水层发育谷底,则不发生库区渗漏;当无隔水层,则可能发生渗漏 ➢ 背斜谷:可能顺着岩层倾向发生渗漏 (三)水文地质条件 1、 潜水 此时有四种情况: a.建库前的地下水分水岭高于水库正常高水位,建库后一般不会产生向邻谷渗漏,如图(a)所示。 B.建库前的地下水分水岭低于水库水位,则蓄水后将会向邻谷渗漏,如图(b)所示。 C.地下水分水岭虽略低于水库正常高水位,但由于蓄水后库水的顶托作用,地下水分水岭最后可能略高于库水位,库水不致外漏。在分水岭很宽厚、岩土体的透水性较小时,库水更不会外漏。 D.建库前地下水就从库区河谷流向邻谷,蓄水后水头更大,渗漏更严重,如图(c)所示。 2、承压水: (或建库后可能出现的承压水)。只要透水层穿过了分水岭,而其两端分别在库区和邻谷(或低洼地)出露,且其出露高程均低于水库正常高水位,则库水就能沿透水层以承压水形式流向邻谷。 当建坝前库区有承压水露头时,只要泉水口高程超过水库正常高水位且其内部通道没有与低处泉水串通,则库水就不会沿该承压含水层漏走。若泉水口高程低于库水位,库水能否沿承压含水层漏走,则应根据承压水含水层的补给区和排泄区的具体情况确定。 三、坝区渗漏的地质条件: 坝基渗漏:坝基岩层中的孔、裂隙 类型 绕坝渗漏:坝肩岩层中的孔、裂隙 集中渗漏:大破碎带、岩溶通道 形式 均匀渗漏:风化裂隙
一、地形地貌条件 1.河谷狭窄,谷坡高陡地区 谷底主要分布砂砾石层,易发生坝基渗漏。 2.宽谷区: a.谷底发育单一的砂砾石层,则易发生坝基渗漏 谷底为二元结构,且上部为连续的厚层粘土层, 则不发生渗漏。 b.谷坡上发育多级阶地,如果为堆积阶地则易发生 绕坝渗漏。 二、岩石岩性条件 1.松散岩层: 河流上游,河床覆盖层多数由单一的卵砾石组成,渗透性大,连通好,下游,河床覆盖层以细颗粒为主,渗透性相对减弱;若为二元结构,透水层上分布有足够厚度连续粘土层,具有防渗作用。 松散岩层的渗透性取决于孔隙度、密实度。 2.非可溶性岩:渗透性取决于地质构造的发育情况、岩体中结构面的发育程度以及充填物。 A.发育于坝基、坝肩的顺河断层;跨河缓倾断层;岸坡卸荷裂隙;纵谷中陡倾向下游的岩层。 B.结构面发育程度 规模大的断层,较破碎的 节理密集带,且顺河向贯通坝址上下游 结构面的类型: 原生结构面:渗漏情况受结合紧密度有关。
不整合面、喷出岩的柱状节理面、气孔构造、间歇喷发的熔岩接触面,接触不良易构成集中渗漏。 充填物因素:方解石(岩脉) 风化碎屑、粘土 无充 弱 较弱 强渗 次生结构面: 张性结构面:强透水性 压性结构面:弱透水性 扭性结构面:中等透水性 充填物因素:断裂破碎带中 碎块岩 压碎岩 断层角砾岩 糜棱岩、断层泥 强 中等 弱 不透水 3、可溶性岩 (1)岩性:纯灰岩的岩溶化强于泥灰岩、白云岩,透水性最强 (2)地质构造 有隔水层的横向河谷: 隔水层倾向上游,防渗 倾向下游,倾角越缓(30o)渗透性强 坝基底部发育隔水层则不渗。 有隔水层的纵向河谷:无论是但斜谷、向斜、背斜谷,只要岩溶贯通 上下游则必渗 无隔水层:必渗。 3. 河谷地貌与地质构造间关系 ①河谷地貌形态: 平直型河谷(a):库水渗入与排泄条件差 上游窄谷,下游宽谷:渗入条件差,排泄条件好 喇叭型河谷(b) 上游宽谷,下游窄谷:渗入条件好,排泄条件差 弯曲型河谷(c):坝址在河曲地段,凸岸库水渗入和排泄条件比凹 岸好。 ②河谷与地质构造的关系
纵剖面上,沿层面渗流途径最短,易于 库水渗漏 纵谷 横剖面上,一岸有利于入渗,一岸有利于排泄 斜谷:河流与上下游沟谷及岩层走向斜交。 纵剖面上:沿曾面渗流途径较长。 当岩层倾向下游:缓/中等倾斜易于渗漏,陡倾则不利于渗漏 当岩层倾向下游: 不利于渗漏 横剖面上,一岸有利入渗,一岸有利排泄 横谷: 河流与岩层走向垂直,河谷与岩层走向平行。 纵剖面: 渗漏情况与斜谷相似,但途径长,故差于前两种 横剖面: 顺层排泄条件两岸相同 四、岩溶地区渗漏的地质条件
(一)河谷地质构造对渗漏的影响。 ①无隔水层河谷: 岩溶发育受岩性、厚度、构造裂隙控制。 a. 以Cl2- 岩可溶性强 SO42- CO32- b. 厚度越大,岩溶越发育 c. 裂隙发育, 岩溶越发育 且顺河断层,岸边卸荷裂隙,峡谷纵向张裂隙越发育 更易形成岩溶通道 坝基绕坝渗漏。 ②有隔水层河谷:受岩层产状控制,断裂控制 纵谷:① 隔水层防渗作用不大,坝区因为岩溶地层贯穿上下游; ② 库区防渗条件好, 以向斜谷封闭条件最好 背斜谷:岩层倾角 ,则渗漏性 单斜谷:有沿倾斜层面向外渗漏可能性。 横向河谷:库区易发生渗漏 当岩层倾向上游可利用隔水层防渗, 当岩层倾向下游封闭条件差。 (二)岩溶通道对渗漏的影响 通道三种: 一类:溶洞、暗河、落水洞、竖井等大规模集中渗漏通道。 二类:溶蚀的断裂带,常呈网状渗透,是溶蚀去分布最广,最普通的一种通道。 三类:岩溶裂隙及孔隙呈面状、带状渗漏,渗漏量小。 五、防渗措施 (一)松散岩层的防渗措施 1.垂直截流: (1)截水墙:①坝基下松散岩层透水性强,隔水层埋藏性,抗管涌能力差。墙体毕砌置到不透水岩层。 ②土石坝 粘土截水墙 刚性材料 混凝土防渗墙 (2)帷幕灌浆:①砂砾石地基太原,开挖截水墙有困难 ②方法:通过钻孔向透水的岩层中压入泥浆,粘土浆等胶结材料 阻塞岩层中的孔隙、裂隙 形成帷幕似的防渗层。 2.水平铺盖:①当砂砾层厚度很大 ②简单易行 ③但效果不如截水墙渗流量,水流压力较大 管涌,流土等现象,所以结合下游设制减压措施。 ④该措施只加长渗径,而减少水力梯度,不能完全截断渗流。 3.排水减压:例如:排水沟、减压井。 ①目的将渗漏水流导出,减少渗漏压力,防止坝基失稳。 ②因地层结构选择不同形式。 a.坝基为单一透水结构 在下游坝角开挖排水沟或透水层上覆粘性土较薄的双层结构 与透水层相连 降低水头 b.双层结构上粘土层厚的,采用排水沟、减压井相结合,应尽量减小坝角。 4.反滤盖重:渗流逸出段分层铺设几层砂砾层 保证排水畅通,降低逸出水力梯度盖重作用,防止被保护层浮动。 (二)裂隙岩层的防渗措施 1.帷幕灌浆:坚硬岩层中主要措施设置深度据单位吸水量w确定。 2.防渗井:①断层破碎带中,采取此措施 ②因为有时含泥量大,所以可灌性差。 ③方式:挖出破碎带物质,回填混凝土。 (三)岩溶地区的防渗措施 1.铺盖法: ①处理库内呈面状、带状分散渗漏的一种方法 ②建于坝上游,水库渗漏部位。 2.堵塞法: ①处理集中渗漏通道、落水洞、竖井、漏斗等。 ②堵塞进口或通道口。 ③材料:块石、砂、粘土以及滤层形成 ④与排水措施防止水气冲破堵体。 3.截水墙或灌浆法:坝基、岩溶不发育 隔水层埋藏浅——截水墙 透水层埋深——帷幕灌浆法 4.围井、隔离法:库区内反复泉或直径大的落水洞 建围井:围井高于洪水期库区水位,把泉眼、落水洞围起来,防渗 隔堤:溶洞多,落水洞集中分布 分布广,采用隔离法 六、岩层渗漏透性 以上措施在岩层渗透性基础上判断工程区水文地质条件来选择指标。 1. 渗透系数(K) 法国水力学家达西 V=KI V——地下水层流渗透速度 I——水力坡度 生产中——抽水实验 2. 单位吸水量(W)与透水率(q) W——L/min.m.104Pa,单位压力下,每米试验段,每分钟内压入岩层中水量