黄建成
（广西天力建设工程有限公司，广西 桂林 541001）
水库是水利水电建设工程中的一项重要内容，其安全与否直接影响着我国的能源供给和国民经济的发展，水库工程多位于山区、峡谷，前期施工条件困难。西南地区由于受地质情况的影响，水库运行后容易发生渗漏，如果不能及时发现并采取相应的措施，将会对水库和下游的安全造成很大的影响。特别是岩溶区的水库，漏水的可能性更大，渗漏量也会更大，造成的直接和间接的损失也会更大，因此，要保证水库的安全使用，必须加强对水库建设后的运行监测，及时发现病险水库。通过对病险水库进行勘察，可以找出水库渗漏的成因，对其危害程度进行分析，提出有针对性的治理措施建议并进行维护和治理，通过对水库渗漏地质勘察和分析，可以为喀斯特地区的水库渗漏治理提供地质依据，为新建工程前期的勘察和设计提供有益的参考。
在喀斯特地区修建的水库，因其特殊的地质环境，往往会造成水库的渗漏，通过对水库渗漏的勘察，可以对岩溶地质情况、发育规律、发育程度等进行全面的分析，从而确定水库渗漏通道或途径。若发现渗漏，应对渗漏的方式、范围、影响程度进行分析，并提出相应的治理维护建议与措施，防止渗漏问题的发展。对于尚未渗漏，却有可能出现漏水的情况，需要进行相应的监测，一旦发现问题，就立即进行处理，防止渗漏问题的严重化。在进行水库渗漏勘察前，必须先搞清楚勘察的目的与任务，查明水库是否存在渗漏问题及其危害程度。勘察的主要内容如下。
1.1 地形地貌
地形地貌是水库地质调查测绘的基本内容，对其进行测绘调查，可以了解地质发展历程，并分析其对水库蓄水活动的影响，进而可初步确定其是否存在岩溶发育或渗漏的地质条件。在水库地质调查测绘中，地形地貌是一项较简单的工作，通过查阅相关的资料，可以大致了解地形，再利用航拍影像等技术手段来确定构造发育情况。调查测绘时，应掌握水库附近有无低矮邻谷、低洼垭口、古河道等地形；
对河谷阶地的发育状况进行调查，对其发展演变历史进行分析。根据上述内容，可以判定水库与相邻沟谷之间是否有渗漏条件。当水库正常蓄水位在邻谷地下水位以下时，临谷渗漏是不存在的。当水库的正常蓄水位比邻谷地下水位高时，有可能发生侧向渗漏，需进一步深入调查。当水库建于喀斯特地区的，岩溶发育等地质情况是影响渗漏的关键因素。地形是最直接的，也是水库是否存在渗漏的初步判别基础，结合其他技术方法进行分析判别，才能得出更翔实的勘察成果。
1.2 地层岩性
地层岩性是决定库区是否存在渗漏的主要原因之一，当库区存在强渗透性岩体时，库水的渗流将易形成一个渗漏通道，对库盆地层的构造和岩性进行分析，为研究水库的渗漏边界条件提供了依据。例如河道中的松散泥沙及卵砾石渗透性较好，因此在坝基部位容易发生渗漏；
若河道内的松散堆积物为深厚卵石层，卵石层透水能力强，将严重影响大坝安全。大多数水库以山体基岩为相对隔水底板，若在喀斯特地区，则应将下边界移至喀斯特影响外的相对不透水层，岩溶发育地区存在很大的渗漏隐患。
1.3 地质构造
大部分山川河谷都是在褶皱和断裂构造中形成的，若库址处于构造发育的地区，则有小断裂、次级构造、裂缝等，在长期库水压力作用下，往往会沿构造发生渗漏。因此，在进行水库渗漏地质测绘时，首先要调查有无断层，若有断层，则要调查断层的大小、空间形态及分布，必要时结合勘探进一步查明断层的埋深、影响范围，分析断层等构造对水库蓄水的影响程度，判断其是否存在渗漏条件。勘探方法有物探、钻探等多种，应针对不同地层岩性选用适宜的勘探方法。
1.4 水文地质条件
水文地质条件是影响水库蓄水效益的重要因素，地下水分水岭是水文地质调查中的重点，进行水库渗漏分析时，地下水分水岭的高程和位置是一个很好的指标。当地下水分水岭比正常蓄水位高时，库水通常不会渗入相邻的山谷，而当地下水分水岭低于正常蓄水位时，库水则会向相邻的山谷渗漏。若水库库盆地层的渗透性有差异，或地下水的流向有变化，则地下水分水岭的分布会倾向于透水率低的一侧，造成地下水分水岭与地面分水岭不一致。地下水分水岭的位置与高程受地层岩性、含水层赋水型、地层渗透性、地下水补给、排泄条件、开发利用和工程施工等多种因素的影响。
2.1 地质调查测绘法
在地质调查测绘中，采用多种比例的填图方式，其精确性与地质勘察的精度有很大的关系。地质调查测绘的精度由比例尺决定，水库工程地质测绘一般采用（1:500）～（1:1000）的比例尺，水文地质测绘是以实测的地形图与工程地质图为依据的，其内容主要包括：地下水的露头、性质、水位埋深、水温、分布位置与流量变化等，地下水与地质构造、地形地貌、含水层及其补给、运动与排泄的关系。这种勘察方法的成果是以图纸为载体，多以平剖面图方式绘制，可以从多个角度反映水库的地质情况。运用地质调查测绘法[1]，比例尺的选取是一个重要的环节，要根据设计阶段、现场工作条件等要求，选用合适的比例尺，保证测绘结果的精确和满足设计要求。在喀斯特地区，应根据岩溶发育情况，适当增加水文地质测绘内容，以更全面的分析渗漏问题。
2.2 地球化学勘探法
地球化学勘探法在水库渗漏勘察中运用不多，常利用放射性同位素测算地下水和地层的年代，必要时作为辅助方法进行勘察。
2.3 地球物理勘探法
在水库渗漏勘察中，常用的物探有电法、电磁法、电磁波、地震法等，实际应用要视水库的具体地质和渗漏情况而定。任何一种地球物理勘探技术都有其适用范围、局限性和多变性，要准确、迅速地发现水库渗漏，就必须采用两种以上的方法相互印证，并需不断地总结、改进物探技术，建立起一套科学的地球物理勘探技术。在实际工作中，坚持先整体后局部，先粗后细，多种物探技术相互印证、相互补充，这样才能获得更高的勘测精度，从而提高勘探成果的真实性和科学性[2]。
2.4 钻探法
钻探法是地质勘察常用的方法，可以直观揭露勘察区的地层岩性、不良地质发育情况，可以在钻孔内取样进行室内试验、可以进行原位测试、注压水试验、单孔或跨孔CT 等物探测试，勘察成果直观、真实，便于开展物理力学性质试验，可获得准确的地质资料。此法点状揭露，勘探费用受地层岩性、钻进方法、钻孔孔径、孔深和试验内容等因素影响，总体勘探费用较高。
钻进方法有冲击、旋转和复合钻进等工艺，水库渗漏地质勘探多采用冲击、旋转钻进工艺。钻孔设计开孔孔径多采用φ130mm～φ150mm，终孔孔径要求不小于φ91mm。钻进工艺如下：土层采用取土器无水冲击钻进，对塌孔或缩径土层分段下套管保护后，再变径冲击钻进；
钻至岩石面后，土层段全部下好套管。岩层则采用有水金刚石旋转取芯钻进。岩土芯按顺序自上而下摆放整齐，写好岩芯牌，地质技术员跟班编录，整理拍照保存。钻进中对有土工试验要求的地层采用取土器锤击法取样，取好样后，及时用样筒装好密封，贴好标签，放在阴凉处保管，避免雨淋及爆晒，并按规定及时送往实验室进行相关实验。
根据勘察目的与任务要求，钻进同时对地层分段进行注水、压水试验工作，测定各地层的渗透性指标；
压水试验可采用栓塞等隔离试验段，试验压力满足技术要求。
3.1 渗漏通道
第四系松散地层的水库渗漏通道主要为强透水的砂卵石层。以岩浆岩、变质岩、沉积岩作坝基或库盆的水库，通常不会出现较大渗漏。此类水库的渗漏主要通过断裂带、无充填或胶结差的断层、节理密集带等漏水，并形成渗漏通道[3]。喀斯特地区或有灰岩等可溶岩分布的水库，受岩溶发育程度影响，多存在裂隙状或管道状的渗漏通道，因岩溶发育无明显规律，存在隐伏性和不确定性，是目前水库渗漏的主要因素和渗漏途径。
3.2 漏水通道连通性
漏水通道的连通程度与地层岩性、构造特性密切有关，多采用示踪法、充电法等测试漏水通道的连通性。示踪法是在水位较高处投放示踪剂，在水位较低处观察或取样测试判别。充电法测试原理如图1、图2所示。
图1 堤坝、库盆漏水通道连通性测试原理
图2 裂隙密集带、管道状漏水通道连通性测试原理
通常第四系松散地层中垂直河谷（与水流方向平行）的强透水层具有很好的连通性，但横向沟谷的连通性往往较差。通过断裂带、无充填或胶结差的断层、节理密集带等漏水形成渗漏通道的，连通性差异较大。岩溶发育区的裂隙状或管道状的渗漏通道，连通性通常较好。
水库渗漏是一种较严重的病害，如不能在初期进行有效的处理，任其发展将会造成严重的安全事故。因此，在对病险水库渗漏进行勘察后，可针对实际情况，采取相应的防渗处理措施。
4.1 坝体的防渗加固
加强大坝的防渗是控制水库渗漏的关键之一，在具体实施的时候，可以针对不同坝体类型采取不同的防渗措施，例如，土坝可采取黏土斜墙、充填注浆、旋喷注浆或在坝体中做混凝土井桩防渗墙，浆砌石重力坝可在内坝坡加混凝防渗面板进行防渗加固，这对整体提高坝体的防渗能力起到很大的作用。
4.2 坝基漏水处理措施
坝基漏水是一种常见的现象，它的渗漏形式有孔隙型、裂隙型和管线型。水库区的地质条件、地层岩性、施工技术等因素对坝基渗漏的影响是不同的。目前坝基漏水常用的治理方法有：水平铺盖、帷幕灌浆、堵塞溶洞、竖向混凝土防渗墙等，还可通过修建排水孔、反滤体、减压井降低渗透压力和水力梯度[4]。在工程实践中，应根据工程地质、水文地质条件及渗漏状况，有针对性地选用相应的防渗措施，或采用多种方法综合运用，可取得良好的防渗效果。
4.3 岩溶地区水库渗漏处理
喀斯特地区水库渗漏往往采取如下措施进行预防和治理，在水库选址期，应避免在岩溶发育地段筑坝；
对于已建水库，查明坝址和库盆岩溶发育情况后，可采用铺盖、压力灌浆或灌浆与桩板组合法封堵已形成的岩溶孔洞、节理密集带等渗漏通道。在水库日常管理中，加强对水库大坝的巡查与维护，对可能发生渗漏水的地方重点巡查，以避免水库发生渗漏带来损失[5]。
综上所述，随着我国水利工程的发展，其施工规模也在逐步扩大，西南地区是全国水资源最丰富的地方，在西南地区进行水利枢纽的建设，可以带来巨大的经济效益，而且可以缓解国内能源短缺。西南地区峡谷断面较窄，岩石硬度适中，有利于水利工程的建设，同时也能降低投资。但喀斯特地区的岩溶渗漏问题比较突出，影响水库的后期运行，因此必须对其运行进行监测，加强病险水库地质勘察工作，为后续安全运行创造良好的条件。但由于岩溶发育状况复杂，水文地质条件也较复杂，常规的勘察技术难以取得准确的成果，必须采取先进的勘察技术，明确勘察目的、任务和内容，切实提高勘察质量，为水库渗漏治理提供翔实的地质依据与措施建议。
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