广西大汉岩土工程有限责任公司 广西桂林 541001
摘要：为研究某抽水蓄能电站上水库岩溶地层渗透问题和渗透规律，围绕其左岸分水岭布置水文地质钻孔和物探测试，在充分分析其地形条件、地层条件和地质构造的基础上，对其岩溶发育特征进行了初步分析，然后基于钻孔编录成果从遇洞率和溶蚀率统计成果中对该水库左岸渗透问题进行了分析。结果表明：左岸分水岭地带岩溶发育区均在车水桶地层内，其内侧主要发育有岩溶小区，地表主要表现为落水洞（一般小于2m）、沿断层的强溶蚀带、沿裂隙的溶隙、沿陡倾层面走向的密集溶蚀沟、缝、小的天生桥等；左岸分水岭车水桶组地层31个钻孔的岩溶遇洞率和溶蚀率发现遇洞率在75m高程附近发生突变，溶蚀率在90m高程左右发生突变，说明车水桶组地层存在库水岩溶性渗漏问题，这一从物探成果得到验证。
关键词：岩溶；遇洞率；溶蚀率；水库渗透
0 引言
岩溶强烈地区岩石往往存在较多落水洞、溶蚀、溶孔以及地下暗河等，从而导致水库工程建设中渗漏问题十分突出[1-4]。不同于一般岩体具有稳定的透水系数，岩溶地区岩体由于存在较多不确定性的孔、洞等渗透通道，如何正确认识其渗透规律是一个难题[4]。目前，关于岩溶地区渗透问题的研究成果较为丰富，大多是基于地表地质测绘、钻探和物探手段的验证推断[5]。本文通过对水库岩溶地区钻孔遇洞率和溶蚀率的统计分析，提出了岩溶地区水库渗透问题的新的研究方式。
1 工程概况
某抽水蓄能电站上水库坝型为混凝土面板堆石坝，最大坝高分别为64m正常蓄水位171.8m，总库容1804万m3。为进一步分析研究左岸分水岭库水外渗的可能性长，场区布置了4个钻孔，同时开展地表地质调查工作和物探测试工作；对钻孔水位进行观测，发现ZK290、ZK291两孔水位也低于水库正常蓄水位，初步判断存在库水外渗问题。在左岸分水岭开展了5斜4直共计9孔（ZK307～ZK315）的钻探工作，并进行了相应的物探测试。从钻孔水位资料看，有ZK211、ZK308、ZK313等8个孔的水位低于上水库正常蓄水位，ZK211孔附近发现了宽约110m的地下水凹槽。
2 一般地质条件
2.1 地层岩性
研究区主要出露的地层为车水桶组（∈3C）及上寒武统琅琊山组（∈3Ln），其次为燕山期侵入的闪长玢岩岩脉。
（1）车水桶组（∈3C）
下段∈3C1：灰色薄层与中厚层条带灰岩互层，夹中厚层灰岩。层厚约68m。
中段∈3C2：灰色厚～巨厚层致密灰岩为主，夹少量泥质条带状灰岩。层厚108～135m。
上段∈3C3：灰色中厚～厚层泥灰质条带状灰岩夹块状灰岩，层厚20～40m。
（2）崖山组（∈3Ln）
下段∈3Ln1：灰黑色薄层条带灰岩为主，一般单层厚度1～3cm。其中夹有中厚层泥质条带或硅质条带灰岩和极薄层灰岩（单层厚度小于1cm），部分层段岩石碳质化。地层厚60～90m。
上段∈3Ln2：深灰色薄层灰岩为主，夹中厚层条带灰岩和极薄层灰岩，局部为薄层与中厚层泥质条带灰岩互层，沿层面有碳质膜发育。地层厚120～160m。
（3）石英闪长玢岩岩脉（δμ）
燕山早中期侵入岩。分水岭段多沿近EW、NW向断层或局部沿张性裂隙面呈岩脉侵入，厚度不定亦不规则，断续延伸。
2.3 岩溶发育特征
岩溶发育特征主要受控于灰岩岩性、断裂构造的切割以及地下水的排泄条件等因素。左岸分水岭地带岩溶发育区均在车水桶地层内，其内侧主要发育有岩溶小区。地表主要表现为零星分布的落水洞、沿断层的强溶蚀带、沿裂隙的溶隙、沿陡倾层面走向的密集溶蚀沟、缝、小的天生桥等，从地表岩溶发育情况来看，分水岭范围内车水桶组岩溶发育程度属中等偏弱。琅琊山组（∈3Ln）条带状灰岩岩溶不甚发育。
左岸分水岭地下岩溶的发育情况，目前只能从钻孔资料和跨孔物探等成果分析。从钻探情况来看，孔内所遇溶洞高度一般不超过2m，最高为2.2m。物探异常带不排除属地下岩溶发育的可能性。
3 水文地质条件及分析
该区地下水主要为基岩裂隙水、基岩岩溶水及第四系孔隙水。地下水主要接受大气降水补给，以泉水及地表径流的形式排向分水岭两侧。
分水岭段具有两种不同类型的水文地质单元，即以车水桶组∈3C厚层灰岩组成的岩溶发育的水文地质单元和以琅琊山组∈3Ln条带灰岩组成的弱岩溶发育的水文地质单元。其水文地质特点为一般无大的集中渗漏带，地下水变幅小，泉水少，间歇泉出露高程高，永久泉流量小。
基岩裂隙水赋存于该区各地层中，地下水位一般埋藏较浅，在10～30m范围内，最大埋深不超过60m。
基岩岩溶水主要赋存于该区∈3C地层中。左岸分水岭段岩溶相对发育，钻孔、物探测试均有岩溶发育。
4 基于遇洞率和溶蚀率的渗透分析
左岸分水岭进行了充分的地质勘察工作，包括地表地质测绘、钻探、槽探、物探，取得了较多的地质资料，通过对已有地质资料的综合分析研究，对左岸分水岭渗漏做出如下初步分析。
4.1 岩溶发育规律
左岸分水岭位于城西水库和红花桥水库之间的河间地块上，红花桥水库正常蓄水位高程约50～60m，城西水库正常蓄水位高程约30m，地形地貌上具有岩溶发育的条件；岩性上，该分水岭与副坝处于同一套地层上，为车水桶组厚层灰岩，岩性上为可溶岩，具备岩溶发育的岩性条件；构造上，向斜贯穿副坝、左岸分水岭，从分水岭鞍部通过，具备岩溶发育的构造条件。从左岸地表地质测绘来看，分水岭岩溶发育程度弱于副坝区，且副坝灌浆洞揭示的溶洞充填情况表明EL90m以下充填较密实。所以从岩溶发育规律方面来考虑，左岸分水岭防渗下限宏观上可考虑高于副坝地段。
4.2钻孔遇洞率及溶蚀率
根据左岸分水岭车水桶组地层31个钻孔的岩溶遇洞率和溶蚀率统计资料看，遇洞率在75m高程附近发生突变，溶蚀率在90m高程左右发生突变。
为了对左岸分水岭岩溶发育深度有进一步的了解，对左岸和副坝区的钻孔岩溶遇洞率和溶蚀率作了对比，发现副坝区的钻孔岩溶遇洞率和溶蚀率均在80m高程发生突变，与左岸分水岭的钻孔统计结果基本一致。
4.3物探资料对比
在对左岸分水岭进行钻孔勘探的同时，还进行了钻孔CT、高密度电法、地震映象、EH－4电导率成像等物探测试工作。在分水岭库内外两侧，物探结果表明地表及地下均有岩溶、溶蚀现象，如物探电密度及地震影象均表明在W9测线桩号156~160m，地表高程160m处，在地下高程135m处有低阻异常区；CT测试也有顺层向分布的异常带，推测可能为岩溶发育。物探EH－4岩溶探测表明在高程-10~-40m、0~50m、80m、130~150m附近存在低阻异常区，推测为断层或溶蚀异常，钻孔验证表明异常区为闪长玢岩蚀变带或断层破碎带，虽不是溶洞，但透水率偏大，是否存在双层水位，有待长期观测资料证实。
5 结论
（1）左岸分水岭地段车水桶组地层内存在类似副坝区岩溶，并存在库水岩溶性渗漏问题。
（2）左岸分水岭车水桶组地层31个钻孔的岩溶遇洞率和溶蚀率统计资料看，遇洞率在75m高程附近发生突变，溶蚀率在90m高程左右发生突变，从物探资料相互验证发现结论基本一致。
（3）从目前的长观孔水位资料看，F39～F11断层段的地下水位高于水库正常蓄水位，目前暂不考虑进行防渗处理。考虑到岩溶发育的复杂性，待同位素示踪实验、灌浆洞施工后，综合分析示踪实验、钻孔、灌浆洞等资料后，再确定是否防渗及防渗方案。
参考文献
[1]廉世卿.湖上水库大坝裂缝及渗漏破坏安全检测方案[J].东北水利水电,2020,38(04):50-52.
[2]吴燕,吴琼.贺冲水库除险加固大坝防渗设计[J].河南水利与南水北调,2020,49(02):55-56.
[3]杨伟,胡大彪,樊敏.灰洞水电站渗漏分析及评价[J].甘肃水利水电技术,2019,55(03):34-36+39.
[4]王红梅,黄勇,马红宇.某水库岩溶管道对库区蓄水的影响分析[J].勘察科学技术,2017(01):38-43.
作者简介
卢宗业，男，198X年0X月，广西壮族自治区桂林人，本科，中级工程师，主要从事工程物探及工程地质勘察工作。