第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析課件

水庫與壩區(qū)滲漏問題水庫與壩區(qū)滲漏問題1庫壩區(qū)滲漏是指庫水沿巖石孔隙、裂隙、斷層、溶洞等向庫盆以外或通過壩基(肩)向下游滲漏水量的現(xiàn)象。水庫的作用是蓄水興利，在一定的地質(zhì)條件下，水庫蓄水期間及蓄水后會(huì)產(chǎn)生滲漏。對(duì)任何一座水庫來說，在未采取有效的工程處理措施的情況下，如果存在嚴(yán)重的滲漏現(xiàn)象，將會(huì)直接影響到該水庫的效益。而壩區(qū)的滲漏，在不少情況下往往導(dǎo)致壩基產(chǎn)生滲透變形，威脅到大壩的安全。在工程設(shè)計(jì)中，一般都要求使水庫的滲漏量小于該河流段平水期流量的1％-3％。庫壩區(qū)滲漏簡介庫壩區(qū)滲漏是指庫水沿巖石孔隙、裂隙、斷層、溶洞等向庫盆以外或21.庫區(qū)滲漏的類型（１）暫時(shí)性滲漏水庫蓄水初期，由于庫水位逐漸抬高，因濕潤、飽和庫水位以下巖土層的孔隙、裂隙和空洞，導(dǎo)致庫水量損失。但庫水不漏出庫外，因此，水量損失是暫時(shí)的。（２）永久性滲漏指水庫蓄水后，庫水通過庫岸或庫盆底部的巖土體中的孔隙、裂隙、斷層及溶隙、溶洞等滲漏通道，向庫外鄰谷、低地或遠(yuǎn)處低洼排水區(qū)不斷滲水。二、庫區(qū)滲漏的地質(zhì)條件分析1.庫區(qū)滲漏的類型二、庫區(qū)滲漏的地質(zhì)條件分析3永久性滲漏，大多沿下列部位發(fā)生：（１）通過庫岸分水嶺向鄰谷或低地滲漏；（２）壩下游河道是彎道，庫水通過庫岸向下游河道滲漏；庫水通過庫底向遠(yuǎn)處低洼排泄區(qū)滲漏。永久性滲漏，大多沿下列部位發(fā)生：4庫區(qū)永久滲漏方式庫區(qū)永久滲漏方式5按滲漏通道的性質(zhì)，一般可劃分為以下幾種類型：(1)孔隙滲漏型。庫水主要通過第四紀(jì)松散土層發(fā)生滲漏，例如黃土、各種粒徑的砂層及礫石等。這一類型的滲漏量主要取決于土層的孔隙率及空隙直徑的大小和土層分布的范圍。(2)裂隙滲漏型。庫水主要通過巖、土體內(nèi)的裂隙進(jìn)行滲漏，包括可透水的各種原生裂隙、次生裂隙以及斷層破碎帶的裂隙。裂隙型滲漏量的大小取決于斷層性質(zhì)、規(guī)模、充填物及填膠程度及裂隙的張開度和密集程度等。(3)溶洞滲漏型。喀斯特地區(qū)的水庫，庫水通過各種規(guī)模的溶洞發(fā)生滲漏。除了以上三種基本類型外，尚有孔隙—裂隙滲漏型和裂隙—溶洞滲漏型等混合型滲漏。２.據(jù)滲漏通道劃分的水庫滲漏的類型按滲漏通道的性質(zhì)，一般可劃分為以下幾種類型：２.據(jù)滲漏通道劃6水庫發(fā)生滲漏的條件主要有三個(gè)：一是構(gòu)成庫盆的巖體是透水的，如果水庫坐落在粘土巖地區(qū)，或庫盆被厚層粘土所覆蓋，這種水庫基本上是不漏水的；二是庫外存在有比庫水位低的排泄區(qū)；三是庫水位高于庫岸的地下水位，庫水才能向庫外滲漏。由此可見，水庫滲漏的發(fā)生主要與巖性和地質(zhì)構(gòu)造、地形及水文地質(zhì)條件有關(guān)。具備上述三個(gè)條件的水庫，就可能發(fā)生滲漏。3.水庫滲漏條件分析水庫發(fā)生滲漏的條件主要有三個(gè)：3.水庫滲漏條件分析7水庫滲漏與不同的地貌單元密切相關(guān)。如果庫岸山體單薄，又有鄰谷存在且下切較深，庫水外滲的可能性就大。若水庫修建在基巖山區(qū)河谷急劇拐彎處，河灣之間的山脊有的地方可能會(huì)很狹窄，這樣的地形條件，就有可能產(chǎn)生水庫滲漏。平原地區(qū)河谷一般切割較淺，庫區(qū)與鄰谷常相距很遠(yuǎn)，庫水若要穿過河間地塊向鄰谷滲漏，一般是不容易的。但在河曲發(fā)育地段，河間地塊比較單薄，則屬可能產(chǎn)生滲漏的地形。（１）地形地貌條件水庫滲漏與不同的地貌單元密切相關(guān)。（１）地形地貌條件8強(qiáng)透水層可以導(dǎo)致水庫滲漏，隔水層的存在則可以起到防滲作用。能夠起防滲作用的是微弱透水或基本不透水的巖層，如粘土類巖中的粘土巖、頁巖和粘土質(zhì)沉積層，以及完整致密的各種堅(jiān)硬巖層。如果庫盆或水庫周圍有隔水層存在，就能夠起擋水作用，使庫水不致向庫外滲漏。（２）巖性條件強(qiáng)透水層可以導(dǎo)致水庫滲漏，隔水層的存在則可以起到防滲作用。（9基巖一般比較堅(jiān)硬致密，孔隙率小。庫水如果要通過基巖發(fā)生滲漏，主要取決于各種裂隙和溶洞的存在情況，以及沉積巖的層面充填情況。在第四紀(jì)的松散沉積層中，對(duì)水庫滲漏有重大意義的是未經(jīng)膠結(jié)的砂礫(卵)石層，這些砂礫石、礫石、卵石層空隙大、透水性強(qiáng)，如果庫區(qū)存在這些強(qiáng)透水層并溝通庫區(qū)內(nèi)外，就可以成為水庫滲漏的通道?；鶐r一般比較堅(jiān)硬致密，孔隙率小。庫水如果要通過基巖發(fā)生滲漏，10第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析11某水庫庫區(qū)滲漏示意圖某水庫庫區(qū)滲漏示意圖12與水庫滲漏有密切關(guān)系的地質(zhì)構(gòu)造，主要有斷層破碎帶或斷層交匯帶、裂隙密集帶、背斜及向斜構(gòu)造、巖層產(chǎn)狀等。斷層的存在，特別是未膠結(jié)或膠結(jié)不完全的斷層破碎帶，都是水庫滲漏的主要通道。背斜構(gòu)造和向斜構(gòu)造與水庫滲漏的關(guān)系，主要應(yīng)從兩個(gè)方面來分析。一是背斜和向斜核部伴生的節(jié)理密集帶或?qū)娱g剪切帶可能成為滲漏的通道；另一方面主要由透水層與隔水層相互配合和產(chǎn)狀情況來決定。（３）地質(zhì)構(gòu)造與水庫滲漏有密切關(guān)系的地質(zhì)構(gòu)造，主要有斷層破碎帶或斷層交匯帶13第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析14第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析15斷層與水庫滲漏的關(guān)系斷層與水庫滲漏的關(guān)系16庫區(qū)的水文地質(zhì)條件是水庫能否發(fā)生滲漏的重要條件之一，尤其是庫岸有無地下水分水嶺，以及地下水分水嶺的高程，對(duì)水庫的滲漏具有決定性的意義。而地下水的某些特征，則可以用來直接判斷庫區(qū)滲漏問題。根據(jù)地下水分水嶺脊線的高程與水庫正常高水位的關(guān)系，可判斷水庫是否有向鄰谷滲漏的可能。此時(shí)有四種情況：A.建庫前的地下水分水嶺高于水庫正常高水位，建庫后一般不會(huì)產(chǎn)生向鄰谷滲漏，如圖(a)所示。（４）水文地質(zhì)條件庫區(qū)的水文地質(zhì)條件是水庫能否發(fā)生滲漏的重要條件之一，尤其是庫17B.建庫前的地下水分水嶺低于水庫水位，則蓄水后將會(huì)向鄰谷滲漏，如圖(b)所示。C.建庫前地下水就從庫區(qū)河谷流向鄰谷，蓄水后水頭更大，滲漏更嚴(yán)重，如圖(c)所示。D.建庫前鄰谷河水經(jīng)地下流向庫區(qū)河谷,鄰谷水位低于建庫后的庫水位，建庫后庫水將向鄰谷滲漏如圖(d)所示。有時(shí)，地下水分水嶺雖略低于水庫正常高水位，但由于蓄水后庫水的頂托作用，地下水分水嶺最后可能略高于庫水位，庫水不致外漏。在分水嶺很寬厚、巖土體的透水性較小時(shí)，庫水更不會(huì)外漏。B.建庫前的地下水分水嶺低于水庫水位，則蓄水后將會(huì)向鄰谷滲漏18地下水分水嶺與滲漏的關(guān)系地下水分水嶺與滲漏的關(guān)系19對(duì)于承壓水(或建庫后可能出現(xiàn)的承壓水)。只要透水層穿過了分水嶺，而其兩端分別在庫區(qū)和鄰谷(或低洼地)出露，且其出露高程均低于水庫正常高水位，則庫水就能沿透水層以承壓水形式流向鄰谷。當(dāng)建壩前庫區(qū)有承壓水露頭時(shí)，只要泉水口高程超過水庫正常高水位且其內(nèi)部通道沒有與低處泉水串通，則庫水就不會(huì)沿該承壓含水層漏走。若泉水口高程低于庫水位，庫水能否沿承壓含水層漏走，則應(yīng)根據(jù)承壓水含水層的補(bǔ)給區(qū)和排泄區(qū)的具體情況確定。對(duì)于承壓水(或建庫后可能出現(xiàn)的承壓水)。只要透水層穿過了分水20（６）巖溶庫區(qū)滲漏分析巖溶地區(qū)水庫漏水問題的分析，關(guān)鍵是：A.查清該區(qū)地形、地層、巖性、構(gòu)造和水文地質(zhì)等情況；B.在以上基礎(chǔ)上進(jìn)一步查清巖溶發(fā)育程度和巖溶形態(tài)的延伸分布規(guī)律。這里僅結(jié)合水庫滲漏問題，進(jìn)一步研究和補(bǔ)充。（６）巖溶庫區(qū)滲漏分析21巖溶滲漏通道按其規(guī)?？煞郑孩俅笮偷模缛芏?、暗河和落水洞等；②中型的，如被溶蝕而加大了空隙的斷層和大型溶隙；③小型的，如溶孔和小型溶隙等。其中以第①類滲漏規(guī)模最大，第③類滲漏規(guī)模最小。三者往往互相串通。因此，從實(shí)際意義而言，查清巖溶滲漏通道主要是指查清①、②類通道而言。巖溶滲漏通道按其規(guī)模可分：22第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析23水庫巖溶滲漏基本條件判別水庫巖溶滲漏基本條件判別24水庫巖溶滲漏分級(jí)表水庫巖溶滲漏分級(jí)表25第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析26第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析27①建壩河谷是地下水排泄區(qū)在這種情況下應(yīng)注意：A.水平循環(huán)帶和谷底循環(huán)帶是最易出現(xiàn)巖溶滲漏的位置。河床兩岸地下水接近垂直方向流人河床的叫橫向徑流地段，平行河水流向的方向流人河床的叫縱向徑流地段?？v向徑流地段容易發(fā)育縱向的巖溶形態(tài)，成為庫水外滲的通道。易出現(xiàn)的地段：a．河流縱坡由平緩?fù)蛔優(yōu)檩^陡的地段，在這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)處易發(fā)育谷底的縱向巖溶形態(tài)；b．河流的凸岸，特別是河灣間或河曲間地段河岸，易發(fā)育岸邊縱向巖溶形態(tài)。①建壩河谷是地下水排泄區(qū)28B.河水面附近有明顯的溶洞層時(shí)，回水后庫水將沿溶洞倒灌。若該溶洞底板的高程比庫水位高，則不會(huì)成為庫水直接外漏的通道。此時(shí)，若溶洞在庫水位高程以內(nèi)，但最近鄰谷(或鄰谷的溶洞系統(tǒng))間巖體很厚，巖溶不發(fā)育，透水性不大，則雖發(fā)生庫水倒灌，但可能不會(huì)形成滲漏；若溶洞與鄰谷(或鄰谷的溶洞系統(tǒng))間的巖體很薄，透水性很強(qiáng)，則可能形成大量滲漏。當(dāng)然，若溶洞與鄰谷的溶洞系統(tǒng)已經(jīng)在庫水位高程以下串通，則必將產(chǎn)生大量滲漏。B.河水面附近有明顯的溶洞層時(shí)，回水后庫水將沿溶洞倒灌。若該29C.巖溶形態(tài)是地下水從補(bǔ)給區(qū)流向排泄區(qū)，沿巖體內(nèi)各種結(jié)構(gòu)面溶蝕而成的通道。因此對(duì)穿越分水嶺的斷層破碎帶、節(jié)理密集帶、不整合面、褶皺軸面等，應(yīng)特別注意查清是否已形成巖溶滲漏通道。D.多層巖溶地層與非巖溶地層交互地帶的滲漏問題。在查清巖溶地層的透水性以后，可按一般沉積巖地區(qū)隔水層和透水層互層的分析原則，判斷其漏水的可能性。C.巖溶形態(tài)是地下水從補(bǔ)給區(qū)流向排泄區(qū)，沿巖體內(nèi)各種結(jié)構(gòu)面溶30②建庫河谷是地下水補(bǔ)給區(qū)。此最為不利，易產(chǎn)生大量滲漏。當(dāng)河谷是該區(qū)地下水補(bǔ)給區(qū)時(shí)，往往具有下述地形和水文地質(zhì)特征，應(yīng)特別注意庫水外漏的問題。A.盲谷：河谷突然中斷處往往是地表水轉(zhuǎn)入地下的人口位置，系水庫蓄水后庫水外漏的通道入口。B.谷底落水洞：若谷底落水洞發(fā)育，修建水庫，落水洞是庫水外漏的通道入口。C.谷底溶洞：谷底若有溶洞口是入水口，亦屬大型滲漏通道。當(dāng)河谷是地下水補(bǔ)給區(qū)時(shí)，必須查清外漏通道，采取有效措施，否則水庫漏水是很難避免的。②建庫河谷是地下水補(bǔ)給區(qū)。此最為不利，易產(chǎn)生大量滲漏。當(dāng)河谷31大壩建成后，壩上游水位抬高，在上、下游水位差的作用下，庫水可能通過壩基或壩肩巖層中的孔隙、裂隙、破碎帶向下游滲漏。前者稱為壩基滲漏，后者稱為繞壩滲漏。壩區(qū)滲漏形式分為均勻滲漏和集中滲漏兩種。前者，如通過砂礫石層和基巖中較為均布的風(fēng)化裂隙的滲漏；后者，如通過較大的斷裂破碎帶和各種巖溶通道的滲漏。三、壩區(qū)滲漏條件分析大壩建成后，壩上游水位抬高，在上、下游水位差的作用下，庫水可32第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析33繞壩滲漏示意圖繞壩滲漏示意圖341.松散巖層的壩區(qū)滲漏條件在松散巖層地區(qū)建壩，滲漏主要是通過透水性強(qiáng)的砂礫石層發(fā)生的。砂礫石層有的是現(xiàn)代河床沉積，有的是位于階地之上，也有的是古河道沉積。古河道砂礫石沉積可以是埋藏在河岸一側(cè)，也可以分布于階地之上。有時(shí)砂礫石層與不透水層成互層結(jié)構(gòu)，對(duì)此，應(yīng)給予充分注意。一般在河谷狹窄、谷坡高陡的壩區(qū)，砂礫石層僅分布于谷底，因此，壩區(qū)滲漏主要發(fā)生在壩基。而在寬谷區(qū)當(dāng)谷坡上分布有多級(jí)階地時(shí)，庫水除沿壩基滲漏外，還可能發(fā)生繞壩滲漏。1.松散巖層的壩區(qū)滲漏條件35第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析36第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析372.裂隙巖層壩區(qū)的滲漏條件在裂隙巖層分布區(qū)，由于巖層中各種結(jié)構(gòu)面的透水能力的不同，以及河谷地貌和地質(zhì)構(gòu)造的差異，使建壩所導(dǎo)致的滲漏在不同地區(qū)或地段內(nèi)有顯著的不同。河谷地貌與地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件對(duì)壩區(qū)滲漏有顯著影響。2.裂隙巖層壩區(qū)的滲漏條件38河谷平面形態(tài)與壩區(qū)滲漏的關(guān)系河谷平面形態(tài)與壩區(qū)滲漏的關(guān)系39第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析40四、巖層滲透性指標(biāo)表征巖層滲透性的指標(biāo)有三個(gè)，即滲透系數(shù)(k)、單位吸水量(w)和透水率(q)。這三個(gè)指標(biāo)是評(píng)價(jià)壩、庫是否滲漏或估算滲漏量時(shí)的重要參數(shù)，也是地基防滲處理設(shè)計(jì)的水文地質(zhì)依據(jù)。1．滲透系數(shù)(k)法國水力學(xué)家達(dá)西曾通過大量的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)地下水層流的滲透速度(v)與水力坡度(I)成正比，寫成公式為:

v=kI式中：v為滲透速度（m/d）；I為水力坡度；k為滲透系數(shù)。四、巖層滲透性指標(biāo)表征巖層滲透性的指標(biāo)有三個(gè)，即滲透系數(shù)(k41在生產(chǎn)實(shí)踐中，多采用抽水試驗(yàn)確定巖體的滲透系數(shù)k值:在生產(chǎn)實(shí)踐中，多采用抽水試驗(yàn)確定巖體的滲透系數(shù)k值:42第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析43單位吸水量是在單位壓力下每米試驗(yàn)段、每分鐘壓入巖層中的水量，以L/(min·m·104Pa)表示。它是在巖層中進(jìn)行壓水試驗(yàn)所測得的巖層滲透性指標(biāo)。新的壓水試驗(yàn)的成果為巖層透水率（ｑ，Lu），１Lu（呂榮）單位為：在lMPa的壓力下，每米試驗(yàn)段的平均壓人流量，以L／min計(jì)，即：1Lu等于在1MPa的壓力下，每米試段壓人的流量為1L／min。試驗(yàn)要求試段長為5m左右，每個(gè)試段的試驗(yàn)時(shí)間為10min。1Lu一般相當(dāng)于單位吸水量w值為0．01L／(min·m·104Pa)時(shí)的滲透量。2.單位吸水量（w）和透水率（ｑ）單位吸水量是在單位壓力下每米試驗(yàn)段、每分鐘壓入巖層中的水量，44壓水試驗(yàn)示意圖壓水試驗(yàn)示意圖45第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析46滲透系數(shù)k值是代表整個(gè)降水漏斗較大范圍內(nèi)巖層的平均透水性。而透水率q值或單位吸水量w值，則是代表鉆孔中某個(gè)試驗(yàn)段巖層的透水性。它代表的范圍較小，但可說明巖層不同部位的滲透性和巖層滲透性的不均一程度。

長期以來，w值被當(dāng)作壩區(qū)防滲處理——帷幕灌漿設(shè)計(jì)的主要依據(jù)和質(zhì)量鑒定標(biāo)準(zhǔn)，即認(rèn)為w值小于0．01或0．05時(shí)，就被視為不透水層，不需進(jìn)行防滲處理。

據(jù)k值和q值對(duì)巖土滲透性的分級(jí)見表。滲透系數(shù)k值是代表整個(gè)降水漏斗較大范圍內(nèi)巖層的平均透水性。而47第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析48(一)灌漿帷幕通過鉆孔向地下灌注水泥漿或其他漿液，填塞巖溶巖體中的滲漏通道，形成阻水帷幕，可以達(dá)到防滲的目的。灌漿帷幕用于裂隙性巖溶滲漏具有顯著的防滲效果。對(duì)規(guī)模不大的管道性巖溶滲漏采用填充性灌漿也有一定效果。一般在壩基和壩肩部位都設(shè)置有灌漿帷幕，以防止繞壩滲漏。帷幕深度及向兩岸的延伸范圍則根據(jù)防滲處理范圍確定。壩基灌漿帷幕最好能深入基礎(chǔ)的相對(duì)不透水層巖層中構(gòu)成接地式帷幕，這是截?cái)酀B流比較徹底的辦法。帷幕灌漿壓力、孔距、排距、排數(shù)等，根據(jù)壅水高度、建筑物特點(diǎn)、巖溶發(fā)育特點(diǎn)和灌漿試驗(yàn)結(jié)果確定。五、防滲措施(一)灌漿帷幕五、防滲措施49當(dāng)?shù)鼗旅嫱杆畬由疃炔淮髸r(shí)，常用截水墻防滲，這是一種比較可靠的防滲措施。防滲墻有粘土墻、混凝土墻和大口徑鉆孔造孔回填混凝土等形式。粘土截水墻多用于土壩基礎(chǔ)，將透水層截?cái)嗯c心墻或斜墻相連接，要求截水墻應(yīng)有足夠的厚度和嚴(yán)格的反濾措施，以保護(hù)截水墻不致產(chǎn)生管涌和沖刷?；炷两厮畨Χ嘤糜诮?cái)鄮r石基礎(chǔ)的表部透水帶，如溶蝕帶、岸坡風(fēng)化帶等。（二）截水墻當(dāng)?shù)鼗旅嫱杆畬由疃炔淮髸r(shí)，常用截水墻防滲，這是一種比較可靠50第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析51第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析52(三)鋪蓋在壩上游或水庫的某一部分，以粘土層或鋼筋混凝土板做成鋪蓋，覆蓋漏水區(qū)，以防止?jié)B漏。鋪蓋防滲主要適用于大面積的孔隙性或裂隙性滲漏。庫底大面積滲漏，常用粘土鋪蓋，對(duì)于庫岸斜坡地段的局部滲漏，用混凝土鋪蓋。為防止壩基、壩肩滲漏而設(shè)置的鋪蓋，最好使壩體與上游的隔水巖層相銜接，或?qū)伾w的范圍擴(kuò)大，把繞過鋪蓋的水流比降和流量控制在允許限度以內(nèi)。一般情況下，鋪蓋工程應(yīng)在蓄水前或水庫放空以后施工，以保證質(zhì)量。但有些情況下，用水中拋土方法形成鋪蓋，也可起到一定的防滲作用。(三)鋪蓋53隔離就是在庫岸基巖上修筑隔水圍壩。范圍不大的集中滲漏區(qū)，庫水隔離可以減少水量損失。導(dǎo)排則是將建筑物基礎(chǔ)下及其周圍承壓水或泉水通過反濾設(shè)備的減壓井、導(dǎo)管及排水溝(廊道)等將承壓水引導(dǎo)至建筑物范圍以外，以降低滲透壓力。減壓井或其他排水設(shè)施一般在防滲帷幕后面和兩岸山坡。(四)隔離與導(dǎo)排隔離就是在庫岸基巖上修筑隔水圍壩。范圍不大的集中滲漏區(qū)，庫水54第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析55選擇集中漏水的洞口用適當(dāng)?shù)慕ú亩氯?，是防止巖溶通道滲漏的有效方法。對(duì)裸露基巖中的漏水洞，只要清除其充填物和洞壁的風(fēng)化松軟物質(zhì)，然后用混凝土封堵，即可獲得良好效果。在覆蓋型巖溶河段，由于基巖中巖溶管道埋藏于覆蓋層之下，要消除覆蓋層，應(yīng)找到基巖中巖溶管道的人口，加以封堵。如因覆蓋層太厚，徹底清除確有困難，也應(yīng)盡可能深挖擴(kuò)大，清除其中的松軟物質(zhì)，然后加以堵塞。一般的堵洞結(jié)構(gòu)是下部做反濾層，上部以混凝土封堵，再以粘土回填。（五）堵洞（適用于巖溶地去滲漏處理）選擇集中漏水的洞口用適當(dāng)?shù)慕ú亩氯?，是防止巖溶通道滲漏的有效56巖溶水庫壩址主要防滲措施表（1）巖溶水庫壩址主要防滲措施表（1）57巖溶水庫壩址主要防滲措施表（2）巖溶水庫壩址主要防滲措施表（2）58演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！59水庫與壩區(qū)滲漏問題水庫與壩區(qū)滲漏問題60庫壩區(qū)滲漏是指庫水沿巖石孔隙、裂隙、斷層、溶洞等向庫盆以外或通過壩基(肩)向下游滲漏水量的現(xiàn)象。水庫的作用是蓄水興利，在一定的地質(zhì)條件下，水庫蓄水期間及蓄水后會(huì)產(chǎn)生滲漏。對(duì)任何一座水庫來說，在未采取有效的工程處理措施的情況下，如果存在嚴(yán)重的滲漏現(xiàn)象，將會(huì)直接影響到該水庫的效益。而壩區(qū)的滲漏，在不少情況下往往導(dǎo)致壩基產(chǎn)生滲透變形，威脅到大壩的安全。在工程設(shè)計(jì)中，一般都要求使水庫的滲漏量小于該河流段平水期流量的1％-3％。庫壩區(qū)滲漏簡介庫壩區(qū)滲漏是指庫水沿巖石孔隙、裂隙、斷層、溶洞等向庫盆以外或611.庫區(qū)滲漏的類型（１）暫時(shí)性滲漏水庫蓄水初期，由于庫水位逐漸抬高，因濕潤、飽和庫水位以下巖土層的孔隙、裂隙和空洞，導(dǎo)致庫水量損失。但庫水不漏出庫外，因此，水量損失是暫時(shí)的。（２）永久性滲漏指水庫蓄水后，庫水通過庫岸或庫盆底部的巖土體中的孔隙、裂隙、斷層及溶隙、溶洞等滲漏通道，向庫外鄰谷、低地或遠(yuǎn)處低洼排水區(qū)不斷滲水。二、庫區(qū)滲漏的地質(zhì)條件分析1.庫區(qū)滲漏的類型二、庫區(qū)滲漏的地質(zhì)條件分析62永久性滲漏，大多沿下列部位發(fā)生：（１）通過庫岸分水嶺向鄰谷或低地滲漏；（２）壩下游河道是彎道，庫水通過庫岸向下游河道滲漏；庫水通過庫底向遠(yuǎn)處低洼排泄區(qū)滲漏。永久性滲漏，大多沿下列部位發(fā)生：63庫區(qū)永久滲漏方式庫區(qū)永久滲漏方式64按滲漏通道的性質(zhì)，一般可劃分為以下幾種類型：(1)孔隙滲漏型。庫水主要通過第四紀(jì)松散土層發(fā)生滲漏，例如黃土、各種粒徑的砂層及礫石等。這一類型的滲漏量主要取決于土層的孔隙率及空隙直徑的大小和土層分布的范圍。(2)裂隙滲漏型。庫水主要通過巖、土體內(nèi)的裂隙進(jìn)行滲漏，包括可透水的各種原生裂隙、次生裂隙以及斷層破碎帶的裂隙。裂隙型滲漏量的大小取決于斷層性質(zhì)、規(guī)模、充填物及填膠程度及裂隙的張開度和密集程度等。(3)溶洞滲漏型?？λ固氐貐^(qū)的水庫，庫水通過各種規(guī)模的溶洞發(fā)生滲漏。除了以上三種基本類型外，尚有孔隙—裂隙滲漏型和裂隙—溶洞滲漏型等混合型滲漏。２.據(jù)滲漏通道劃分的水庫滲漏的類型按滲漏通道的性質(zhì)，一般可劃分為以下幾種類型：２.據(jù)滲漏通道劃65水庫發(fā)生滲漏的條件主要有三個(gè)：一是構(gòu)成庫盆的巖體是透水的，如果水庫坐落在粘土巖地區(qū)，或庫盆被厚層粘土所覆蓋，這種水庫基本上是不漏水的；二是庫外存在有比庫水位低的排泄區(qū)；三是庫水位高于庫岸的地下水位，庫水才能向庫外滲漏。由此可見，水庫滲漏的發(fā)生主要與巖性和地質(zhì)構(gòu)造、地形及水文地質(zhì)條件有關(guān)。具備上述三個(gè)條件的水庫，就可能發(fā)生滲漏。3.水庫滲漏條件分析水庫發(fā)生滲漏的條件主要有三個(gè)：3.水庫滲漏條件分析66水庫滲漏與不同的地貌單元密切相關(guān)。如果庫岸山體單薄，又有鄰谷存在且下切較深，庫水外滲的可能性就大。若水庫修建在基巖山區(qū)河谷急劇拐彎處，河灣之間的山脊有的地方可能會(huì)很狹窄，這樣的地形條件，就有可能產(chǎn)生水庫滲漏。平原地區(qū)河谷一般切割較淺，庫區(qū)與鄰谷常相距很遠(yuǎn)，庫水若要穿過河間地塊向鄰谷滲漏，一般是不容易的。但在河曲發(fā)育地段，河間地塊比較單薄，則屬可能產(chǎn)生滲漏的地形。（１）地形地貌條件水庫滲漏與不同的地貌單元密切相關(guān)。（１）地形地貌條件67強(qiáng)透水層可以導(dǎo)致水庫滲漏，隔水層的存在則可以起到防滲作用。能夠起防滲作用的是微弱透水或基本不透水的巖層，如粘土類巖中的粘土巖、頁巖和粘土質(zhì)沉積層，以及完整致密的各種堅(jiān)硬巖層。如果庫盆或水庫周圍有隔水層存在，就能夠起擋水作用，使庫水不致向庫外滲漏。（２）巖性條件強(qiáng)透水層可以導(dǎo)致水庫滲漏，隔水層的存在則可以起到防滲作用。（68基巖一般比較堅(jiān)硬致密，孔隙率小。庫水如果要通過基巖發(fā)生滲漏，主要取決于各種裂隙和溶洞的存在情況，以及沉積巖的層面充填情況。在第四紀(jì)的松散沉積層中，對(duì)水庫滲漏有重大意義的是未經(jīng)膠結(jié)的砂礫(卵)石層，這些砂礫石、礫石、卵石層空隙大、透水性強(qiáng)，如果庫區(qū)存在這些強(qiáng)透水層并溝通庫區(qū)內(nèi)外，就可以成為水庫滲漏的通道?；鶐r一般比較堅(jiān)硬致密，孔隙率小。庫水如果要通過基巖發(fā)生滲漏，69第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析70某水庫庫區(qū)滲漏示意圖某水庫庫區(qū)滲漏示意圖71與水庫滲漏有密切關(guān)系的地質(zhì)構(gòu)造，主要有斷層破碎帶或斷層交匯帶、裂隙密集帶、背斜及向斜構(gòu)造、巖層產(chǎn)狀等。斷層的存在，特別是未膠結(jié)或膠結(jié)不完全的斷層破碎帶，都是水庫滲漏的主要通道。背斜構(gòu)造和向斜構(gòu)造與水庫滲漏的關(guān)系，主要應(yīng)從兩個(gè)方面來分析。一是背斜和向斜核部伴生的節(jié)理密集帶或?qū)娱g剪切帶可能成為滲漏的通道；另一方面主要由透水層與隔水層相互配合和產(chǎn)狀情況來決定。（３）地質(zhì)構(gòu)造與水庫滲漏有密切關(guān)系的地質(zhì)構(gòu)造，主要有斷層破碎帶或斷層交匯帶72第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析73第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析74斷層與水庫滲漏的關(guān)系斷層與水庫滲漏的關(guān)系75庫區(qū)的水文地質(zhì)條件是水庫能否發(fā)生滲漏的重要條件之一，尤其是庫岸有無地下水分水嶺，以及地下水分水嶺的高程，對(duì)水庫的滲漏具有決定性的意義。而地下水的某些特征，則可以用來直接判斷庫區(qū)滲漏問題。根據(jù)地下水分水嶺脊線的高程與水庫正常高水位的關(guān)系，可判斷水庫是否有向鄰谷滲漏的可能。此時(shí)有四種情況：A.建庫前的地下水分水嶺高于水庫正常高水位，建庫后一般不會(huì)產(chǎn)生向鄰谷滲漏，如圖(a)所示。（４）水文地質(zhì)條件庫區(qū)的水文地質(zhì)條件是水庫能否發(fā)生滲漏的重要條件之一，尤其是庫76B.建庫前的地下水分水嶺低于水庫水位，則蓄水后將會(huì)向鄰谷滲漏，如圖(b)所示。C.建庫前地下水就從庫區(qū)河谷流向鄰谷，蓄水后水頭更大，滲漏更嚴(yán)重，如圖(c)所示。D.建庫前鄰谷河水經(jīng)地下流向庫區(qū)河谷,鄰谷水位低于建庫后的庫水位，建庫后庫水將向鄰谷滲漏如圖(d)所示。有時(shí)，地下水分水嶺雖略低于水庫正常高水位，但由于蓄水后庫水的頂托作用，地下水分水嶺最后可能略高于庫水位，庫水不致外漏。在分水嶺很寬厚、巖土體的透水性較小時(shí)，庫水更不會(huì)外漏。B.建庫前的地下水分水嶺低于水庫水位，則蓄水后將會(huì)向鄰谷滲漏77地下水分水嶺與滲漏的關(guān)系地下水分水嶺與滲漏的關(guān)系78對(duì)于承壓水(或建庫后可能出現(xiàn)的承壓水)。只要透水層穿過了分水嶺，而其兩端分別在庫區(qū)和鄰谷(或低洼地)出露，且其出露高程均低于水庫正常高水位，則庫水就能沿透水層以承壓水形式流向鄰谷。當(dāng)建壩前庫區(qū)有承壓水露頭時(shí)，只要泉水口高程超過水庫正常高水位且其內(nèi)部通道沒有與低處泉水串通，則庫水就不會(huì)沿該承壓含水層漏走。若泉水口高程低于庫水位，庫水能否沿承壓含水層漏走，則應(yīng)根據(jù)承壓水含水層的補(bǔ)給區(qū)和排泄區(qū)的具體情況確定。對(duì)于承壓水(或建庫后可能出現(xiàn)的承壓水)。只要透水層穿過了分水79（６）巖溶庫區(qū)滲漏分析巖溶地區(qū)水庫漏水問題的分析，關(guān)鍵是：A.查清該區(qū)地形、地層、巖性、構(gòu)造和水文地質(zhì)等情況；B.在以上基礎(chǔ)上進(jìn)一步查清巖溶發(fā)育程度和巖溶形態(tài)的延伸分布規(guī)律。這里僅結(jié)合水庫滲漏問題，進(jìn)一步研究和補(bǔ)充。（６）巖溶庫區(qū)滲漏分析80巖溶滲漏通道按其規(guī)?？煞郑孩俅笮偷?，如溶洞、暗河和落水洞等；②中型的，如被溶蝕而加大了空隙的斷層和大型溶隙；③小型的，如溶孔和小型溶隙等。其中以第①類滲漏規(guī)模最大，第③類滲漏規(guī)模最小。三者往往互相串通。因此，從實(shí)際意義而言，查清巖溶滲漏通道主要是指查清①、②類通道而言。巖溶滲漏通道按其規(guī)?？煞郑?1第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析82水庫巖溶滲漏基本條件判別水庫巖溶滲漏基本條件判別83水庫巖溶滲漏分級(jí)表水庫巖溶滲漏分級(jí)表84第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析85第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析86①建壩河谷是地下水排泄區(qū)在這種情況下應(yīng)注意：A.水平循環(huán)帶和谷底循環(huán)帶是最易出現(xiàn)巖溶滲漏的位置。河床兩岸地下水接近垂直方向流人河床的叫橫向徑流地段，平行河水流向的方向流人河床的叫縱向徑流地段?？v向徑流地段容易發(fā)育縱向的巖溶形態(tài)，成為庫水外滲的通道。易出現(xiàn)的地段：a．河流縱坡由平緩?fù)蛔優(yōu)檩^陡的地段，在這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)處易發(fā)育谷底的縱向巖溶形態(tài)；b．河流的凸岸，特別是河灣間或河曲間地段河岸，易發(fā)育岸邊縱向巖溶形態(tài)。①建壩河谷是地下水排泄區(qū)87B.河水面附近有明顯的溶洞層時(shí)，回水后庫水將沿溶洞倒灌。若該溶洞底板的高程比庫水位高，則不會(huì)成為庫水直接外漏的通道。此時(shí)，若溶洞在庫水位高程以內(nèi)，但最近鄰谷(或鄰谷的溶洞系統(tǒng))間巖體很厚，巖溶不發(fā)育，透水性不大，則雖發(fā)生庫水倒灌，但可能不會(huì)形成滲漏；若溶洞與鄰谷(或鄰谷的溶洞系統(tǒng))間的巖體很薄，透水性很強(qiáng)，則可能形成大量滲漏。當(dāng)然，若溶洞與鄰谷的溶洞系統(tǒng)已經(jīng)在庫水位高程以下串通，則必將產(chǎn)生大量滲漏。B.河水面附近有明顯的溶洞層時(shí)，回水后庫水將沿溶洞倒灌。若該88C.巖溶形態(tài)是地下水從補(bǔ)給區(qū)流向排泄區(qū)，沿巖體內(nèi)各種結(jié)構(gòu)面溶蝕而成的通道。因此對(duì)穿越分水嶺的斷層破碎帶、節(jié)理密集帶、不整合面、褶皺軸面等，應(yīng)特別注意查清是否已形成巖溶滲漏通道。D.多層巖溶地層與非巖溶地層交互地帶的滲漏問題。在查清巖溶地層的透水性以后，可按一般沉積巖地區(qū)隔水層和透水層互層的分析原則，判斷其漏水的可能性。C.巖溶形態(tài)是地下水從補(bǔ)給區(qū)流向排泄區(qū)，沿巖體內(nèi)各種結(jié)構(gòu)面溶89②建庫河谷是地下水補(bǔ)給區(qū)。此最為不利，易產(chǎn)生大量滲漏。當(dāng)河谷是該區(qū)地下水補(bǔ)給區(qū)時(shí)，往往具有下述地形和水文地質(zhì)特征，應(yīng)特別注意庫水外漏的問題。A.盲谷：河谷突然中斷處往往是地表水轉(zhuǎn)入地下的人口位置，系水庫蓄水后庫水外漏的通道入口。B.谷底落水洞：若谷底落水洞發(fā)育，修建水庫，落水洞是庫水外漏的通道入口。C.谷底溶洞：谷底若有溶洞口是入水口，亦屬大型滲漏通道。當(dāng)河谷是地下水補(bǔ)給區(qū)時(shí)，必須查清外漏通道，采取有效措施，否則水庫漏水是很難避免的。②建庫河谷是地下水補(bǔ)給區(qū)。此最為不利，易產(chǎn)生大量滲漏。當(dāng)河谷90大壩建成后，壩上游水位抬高，在上、下游水位差的作用下，庫水可能通過壩基或壩肩巖層中的孔隙、裂隙、破碎帶向下游滲漏。前者稱為壩基滲漏，后者稱為繞壩滲漏。壩區(qū)滲漏形式分為均勻滲漏和集中滲漏兩種。前者，如通過砂礫石層和基巖中較為均布的風(fēng)化裂隙的滲漏；后者，如通過較大的斷裂破碎帶和各種巖溶通道的滲漏。三、壩區(qū)滲漏條件分析大壩建成后，壩上游水位抬高，在上、下游水位差的作用下，庫水可91第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析92繞壩滲漏示意圖繞壩滲漏示意圖931.松散巖層的壩區(qū)滲漏條件在松散巖層地區(qū)建壩，滲漏主要是通過透水性強(qiáng)的砂礫石層發(fā)生的。砂礫石層有的是現(xiàn)代河床沉積，有的是位于階地之上，也有的是古河道沉積。古河道砂礫石沉積可以是埋藏在河岸一側(cè)，也可以分布于階地之上。有時(shí)砂礫石層與不透水層成互層結(jié)構(gòu)，對(duì)此，應(yīng)給予充分注意。一般在河谷狹窄、谷坡高陡的壩區(qū)，砂礫石層僅分布于谷底，因此，壩區(qū)滲漏主要發(fā)生在壩基。而在寬谷區(qū)當(dāng)谷坡上分布有多級(jí)階地時(shí)，庫水除沿壩基滲漏外，還可能發(fā)生繞壩滲漏。1.松散巖層的壩區(qū)滲漏條件94第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析95第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析962.裂隙巖層壩區(qū)的滲漏條件在裂隙巖層分布區(qū)，由于巖層中各種結(jié)構(gòu)面的透水能力的不同，以及河谷地貌和地質(zhì)構(gòu)造的差異，使建壩所導(dǎo)致的滲漏在不同地區(qū)或地段內(nèi)有顯著的不同。河谷地貌與地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件對(duì)壩區(qū)滲漏有顯著影響。2.裂隙巖層壩區(qū)的滲漏條件97河谷平面形態(tài)與壩區(qū)滲漏的關(guān)系河谷平面形態(tài)與壩區(qū)滲漏的關(guān)系98第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析99四、巖層滲透性指標(biāo)表征巖層滲透性的指標(biāo)有三個(gè)，即滲透系數(shù)(k)、單位吸水量(w)和透水率(q)。這三個(gè)指標(biāo)是評(píng)價(jià)壩、庫是否滲漏或估算滲漏量時(shí)的重要參數(shù)，也是地基防滲處理設(shè)計(jì)的水文地質(zhì)依據(jù)。1．滲透系數(shù)(k)法國水力學(xué)家達(dá)西曾通過大量的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)地下水層流的滲透速度(v)與水力坡度(I)成正比，寫成公式為:

v=kI式中：v為滲透速度（m/d）；I為水力坡度；k為滲透系數(shù)。四、巖層滲透性指標(biāo)表征巖層滲透性的指標(biāo)有三個(gè)，即滲透系數(shù)(k100在生產(chǎn)實(shí)踐中，多采用抽水試驗(yàn)確定巖體的滲透系數(shù)k值:在生產(chǎn)實(shí)踐中，多采用抽水試驗(yàn)確定巖體的滲透系數(shù)k值:101第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析102單位吸水量是在單位壓力下每米試驗(yàn)段、每分鐘壓入巖層中的水量，以L/(min·m·104Pa)表示。它是在巖層中進(jìn)行壓水試驗(yàn)所測得的巖層滲透性指標(biāo)。新的壓水試驗(yàn)的成果為巖層透水率（ｑ，Lu），１Lu（呂榮）單位為：在lMPa的壓力下，每米試驗(yàn)段的平均壓人流量，以L／min計(jì)，即：1Lu等于在1MPa的壓力下，每米試段壓人的流量為1L／min。試驗(yàn)要求試段長為5m左右，每個(gè)試段的試驗(yàn)時(shí)間為10min。1Lu一般相當(dāng)于單位吸水量w值為0．01L／(min·m·104Pa)時(shí)的滲透量。2.單位吸水量（w）和透水率（ｑ）單位吸水量是在單位壓力下每米試驗(yàn)段、每分鐘壓入巖層中的水量，103壓水試驗(yàn)示意圖壓水試驗(yàn)示意圖104第十二講-水庫與壩區(qū)滲漏的工程地質(zhì)條件分析105滲透系數(shù)k值是代表整個(gè)降水漏斗較大范圍內(nèi)巖層的平均透水性。而透水率q值或單位吸水量w值，則是代表鉆孔中某個(gè)試驗(yàn)段巖層的透水性。它代表的范圍較小，但可說明巖層不同部位的滲透性和巖層滲透性的不均一程度。

長期以來，w值被當(dāng)作壩區(qū)防滲處理——帷幕灌漿設(shè)計(jì)的主要依據(jù)和質(zhì)量鑒定標(biāo)準(zhǔn)，即認(rèn)為w值小于0．01或0．05時(shí)，就被視為不透水層，不需進(jìn)行防滲處理。