拉洛水利枢纽坝址承压水特征及其对建坝的影响

黄振伟，杜胜华，雷 明，肖东佑，李 迷

（长江勘测规划设计研究有限责任公司，430010，武汉）

拉洛水利枢纽坝址承压水特征及其对建坝的影响

黄振伟，杜胜华，雷 明，肖东佑，李 迷

（长江勘测规划设计研究有限责任公司，430010，武汉）

拉洛水利枢纽坝基岩石为板岩，板理裂隙、层间挤压带中赋存脉状裂隙性承压水。经过多年勘察研究，查明了承压水性质、分布及埋藏条件、水位、流量、水力联系，认为其对大坝稳定基本无不利影响，根据地质勘察建议优化了前期地基处理方案设计，减少了大量工程量。

拉洛；坝址；岩基；脉状裂隙性承压水；水力联系；帷幕灌浆；建坝影响

拉洛水利枢纽工程位于西藏自治区日喀则地区，是雅鲁藏布江右岸一级支流夏布曲上的控制性工程。坝址主要建筑物由拦河坝、左岸溢洪道、右岸泄洪洞、拉洛电站等组成，拦河坝坝型为沥青混凝土心墙坝，最大高度62.7 m。水库正常蓄水位4 298 m，死水位4 287 m，总库容2.965亿m3。拉洛水利枢纽坝基岩石层间赋存脉状裂隙性承压水，本文对承压水特征及其对建坝影响进行了分析。

一、坝址地质概况

坝址处于雅鲁藏布江南岸支流夏布曲中游萨迦县拉洛乡下游6 km峡谷进口河段，夏布曲总体流向南西，河道位于中部偏右，水面宽38～50 m，枯水期水深一般0.5～1 m。河谷呈不对称U形，谷顶高程4 500～5 000 m，谷底高程4 240～4 260 m，谷底宽240～280 m；右岸山体斜坡地形坡度一般40°～50°，左岸坡度一般35°～45°。右岸分布Ⅰ级阶地，阶面高程4262～4274m，拔河高度6～15 m。河漫滩宽120～150 m，滩面高程4 258～4 259 m。

坝址出露及下伏基岩为三叠系上统涅如组（T3n）灰色、深灰色板岩，顺板理普遍充填有透镜状、条带状石英脉，厚多1～2 cm。Ⅰ级阶地物质为第四系上更新统冲积（Q3al）砾卵石，厚度一般5～10 m，最大勘探厚度24.2 m；河床、漫滩物质为第四系全新统冲积（Q4al）砂砾石，厚度一般4～8 m，最大勘探厚度14.5 m；其他地段第四系覆盖层按成因有洪积 （Qpl）、崩积（Qcol）、崩坡积（Qcol+dl）及滑坡堆积（Qdel）等多种类型，物质主要为碎石土、碎块石（土）。

枢纽工程区在新构造活动上属于喜马拉雅强烈掀斜隆起区，坝址位于吉定—直岗复式向斜之南翼。板岩总体为单斜构造，倾向北东（上游），倾角65°～70°，板理走向与河流流向近正交，河谷属横向谷。基岩中分布少量层间挤压带，破碎带宽3～160 cm不等，物质为多为碎屑夹泥，部分为片状岩及石英脉。板理裂隙和板理大角度相交的裂隙较发育，陡倾角，裂面平直，微张，延伸长度1～7 m。

夏布曲是最低排泄基准面，地表水通过坡表、冲沟汇集于夏布曲，冲沟仅有季节性水流。地下水按赋存介质可分为松散覆盖层孔隙水和基岩裂隙水，覆盖层孔隙水出露11个泉水点，流量0.5～10 L/min；基岩裂隙水出露3个泉水点，具微承压性质，流量2～10 L/min。

二、基岩承压水特征

1.承压水分布与埋藏条件

在坝址实施的61个勘探钻孔中，14个钻孔基岩中揭露承压水，钻遇率约23%，其中河床、漫滩及Ⅰ级阶地7个钻孔，右岸斜坡6个钻孔，左岸斜坡1个钻孔。钻孔承压水出水点于地面以下的埋深：河床、漫滩及Ⅰ级阶地20.3～42.0 m、右岸20.3～49.1 m、左岸33 m，于基岩面以下的埋深5～30 m。

根据钻孔岩心、钻孔电视资料，承压水赋存于板理裂隙、层间挤压带中，右岸泄洪洞进口勘探平洞在洞深57 m处揭露地下水亦显示其沿板理裂隙、层间挤压带流出。板岩在揉皱变质过程中，顺板理面局部或部分脱开形成裂隙，岩层之间相互错动形成挤压带，带内物质破碎，地下水赋存其间其上部封闭而具有承压性质，为顺板理走向的脉状裂隙承压水。

坝址斜坡出露和谷底下伏基岩面的板岩呈弱风化，一般具弱透水性，微风化板岩一般具弱—微透水性。总体上，随深度增加，板岩风化程度变弱，透水性减小，但在承压水出水孔段透水性相对增大，弱、微风化板岩透水率8.3～90 Lu，吕荣值变化较大，呈弱偏中等—中等偏强透水性。

2.承压水流量与水头

河床、漫滩及Ⅰ级阶地上钻孔揭露承压水测压水位一般高出河水位0.5～7 m，最大可达 22.5 m （钻孔ZKB9），水头26.6～48.5 m，流量2～11.9 L/min。右岸承压水水头 28.3～52.5 m，流量0～35 L/min。左岸承压水水头33.5 m，流量2 L/min。对漫滩上钻孔ZK28、ZKB9进行了长期观测。

钻孔ZK28承压水初见出水点埋深20 m，流量2～3 L/min，测压水位4 265.5 m，高于河水位约8.7 m（高于孔口6.95 m）；当孔深至31 m时，流量变大（8～10 L/min），且水位趋于稳定（4 259～4 260.14 m），高于河水位2.2～3.34m（高于孔口1.4～1.60m）。可见随承压水量逐渐流失，水位有所下降，但当流失的水量与补给水量达到平衡后，其水位和水量渐趋稳定；随钻孔逐渐加深，揭示的出水点增多，水量增大。

钻孔 ZKB9承压水出水点埋深21 m，流量约22 L/min，测压水位4 276.2 m（高于孔口18 m）。20小时后，水位下降至4 266.2 m（高于孔口约8 m），流量13.7 L/min并趋于稳定。埋置观测管进行水压观测，压力表读数由 0.14 MPa逐渐增至 0.24 MPa（7日后）并保持稳定；在进行流量观测时，最大瞬时流量达111 L/min（相应压力表读数由0.235 MPa降至0.179MPa），最终稳定流量11.9 L/min。

图1 钻孔ZK28承压水流量随ZK29孔压水水头变化情况

根据承压水流量、水位观测结果，对单个承压水出水点而言，流量随水头的降低而逐渐减少（近似正相关），随钻孔中揭露的出水点增多流量逐渐变大，最终流量均趋于稳定，反映承压水补给源较稳定，推测其补给来源于河谷两岸的高山融雪水。

3.承压水之间、承压水与河水之间的水力联系

钻孔 ZK29、ZK28相距58 m，钻孔ZK29孔深31.9～33.8 m揭露承压水流量10 L/min，水位4 260.50 m，高于河水位3.2 m （高于孔口2.1 m），而此时钻孔ZK28孔流量由8～10 L/min减小至6.1～7 L/min，水位亦明显降低。当对钻孔ZK29承压出水孔段进行压水时，钻孔ZK28的流量随压水水头的增加明显增大，但有所滞后（见图1）；当钻孔ZK29孔压水试验完成后提取栓塞时，钻孔ZK28孔内水位迅速下降。同时位于坝轴线的钻孔ZK28、ZK17、ZK29初见承压水孔深由左至右逐渐降低，其水力坡度及承压水埋深与板理的视倾角基本一致，承压含水段铅直厚10 m左右，其透水率均相对较大。可见，坝轴线的上述3孔承压水在顺板理走向方向具有水力联系。

坝轴线上游漫滩钻孔ZK32在孔深26.1～27.5 m遇见承压水，水位仅高于孔口0.5 m，流量约10～15 L/min，水头衰减较快；下游钻孔ZKB21在孔深29 m左右揭露承压水，水位高于孔口2 m。右岸自上游往下游有ZKB29、ZKB33、ZK36、ZK35、ZK37 等5个钻孔揭露基岩承压水，初见水量14.4～35 L/min，水头较高分别为28.3～52.5 m。各钻孔揭露承压水流量、水位、水头变化很大且无规律，说明各承压水在板理倾向方向基本不具水力联系或水力联系较差。

承压水温度一般在8℃左右，多年平均气温4.8℃，说明承压水埋深较大（位于恒温层以下的增温层内），不易受气温变化的影响。承压水与夏布曲河水温度相比，承压水温较稳定，而河水温度变幅较大，反映出承压水与河水之间无直接水力联系。根据水质分析成果，承压水、河水对混凝土、混凝土中的钢筋均无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。

三、承压水对建坝的影响

拉洛坝址基岩承压水具有以下特点：①承压水赋存于板理裂隙、层间挤压带中，为脉状裂隙性承压水，补给来源于河谷两岸高山融雪水；②承压水分布随机无规律，不存在统一的含水层，各脉状裂隙性承压水之间一般无水力联系，承压水与夏布曲河水亦无水力联系；③钻孔揭露承压水出水点地面以下埋深一般20.3～49.1 m，位于基岩面以下5～30 m，承压水出水段岩体透水率一般呈弱偏中等—中等偏强透水性。

对于谷底部位，第四系覆盖层厚3.5～13.5 m。钻孔揭露承压水出水点位于基岩面以下7～20 m，考虑到钻孔密度和观测条件限制，不能排除承压水在基岩面直接出露的可能性。如承压水在沥青混凝土心墙地基出露，对坝基防渗施工不利，应加强抽排水并进行渗控处理。如承压水在心墙地基外的坝壳地基出露，因承压水与夏布曲河水无水力联系，大坝建成水库蓄水后不会改变承压水现状，因此对于坝基稳定一般不会造成不利影响，只是对施工不利，因此需加强抽排水措施。

坝址右岸山体中布置有三洞合一的导流洞、泄洪洞、发电洞等隧洞，从承压水分布与隧洞布置高程分析，可能存在三种情况：①承压水分布于隧洞顶部围岩中；②隧洞穿过脉状裂隙性承压水；③承压水位于隧洞底板下。由勘探平洞揭露情况分析，当隧洞直接穿过裂隙性承压水时，大量承压水涌入隧洞可能性不大，对施工和围岩稳定影响不大，但支护设计需考虑承压水对支护产生外水压力。

四、结 论

拉洛水利枢纽工程前期工作过程中将基岩承压水作为坝址主要工程地质问题之一，认为承压水将对大坝稳定不利，设计相应采取了对承压含水层进行灌浆封闭、消压槽减压等措施。初步设计阶段对基岩承压水进行了专门勘探研究，查明了承压水性质、分布及埋藏条件、水位、流量、水力联系，认为其对大坝稳定基本无不利影响，设计根据地质勘察建议取消了坝基消压槽设施，优化了帷幕灌浆方案，减少了大量地基处理工程量。

[1]陈志康，等.西藏拉洛水利枢纽及配套灌区工程初步设计报告［R］. 2014.

[2]杜胜华，等.西藏拉洛水利枢纽及配套灌区工程初步设计阶段工程地质勘察报告［R］.2014.

[3]陈志康，等.西藏拉洛水利枢纽及配套灌区工程可行性研究报告［R］.2012.

责任编辑 张金慧

表2 水击工况伸缩节位移

参考文献：

[1]水工设计手册第二版第8卷[M].北京：中国水利水电出版社，2013.

[2]水电站压力钢管设计规范 [M].北京：中国水利水电出版社，2006.

[3]地基处理手册第三版[M].北京：中国建筑物工业出版社，2008.

[4]罗加谦，张崇祥.回填式高水头压力钢管设计实践与研究[J].水力发电，2006（11）.

[5]王小兵.老挝南梦3水电站压力管道的设计与施工 [J].水利水电技术，2014（8）.

[6]李艳.老挝南梦3水电站枢纽布置设计与设计创新 [J].云南水力发电，2014（6）.

[7]刘玉奇.无支墩高水头浅埋式压力管道回填施工应用[J].黑龙江水利科技，2012（9）.

责任编辑 张金慧

Characters of confined water in dam-site of Laluo Project and its impact on dam construction

Huang Zhenwei，Du Shenghua，Lei Ming，Xiao Dongyou，Li Mi

The rock foundation of Laluo Dam is formed by slate that has fractures and vein-type fissure confined water in interlayer extrusion zone.After years of reconnaissance and study,the nature of confined water as well as its distribution and buried condition,water level,flow and hydraulic connection has identified.The rock foundation has no negative impact on the stability of dam.The design of foundation treatment in the early stage was optimized in accordance with information obtained from geological investigation which resulted in a dramatic reduction of quantity of construction work.

Laluo;dam site;rock foundation;vein structural fissured water;hydraulic connection;curtain grouting;influence of dam construction

TV61

B < class="emphasis_bold"> 文章编号：1

1000-1123（2016）20-0051-03

2016-10-18

黄振伟，长江岩土公司副总工程师，高级工程师，主要从事水利水电工程地质勘察工作。