超強(qiáng)巖溶地質(zhì)條件下水庫建設(shè)中防滲關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

云南省紅河州水利水電勘察設(shè)計(jì)研究院

巖溶地質(zhì)條件在水利工程建設(shè)中具有較大挑戰(zhàn)，其中巖溶地質(zhì)條件下庫區(qū)建設(shè)的滲漏問題，嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。巖溶地貌在我國分布非常廣泛，主要分布在廣西、廣東、云南、貴州、四川、湖北、湖南等地，因此，研究“超強(qiáng)巖溶地質(zhì)條件下水庫建設(shè)中防滲關(guān)鍵技術(shù)”具有重要意義。該研究項(xiàng)目是2010年云南省水利廳立項(xiàng)的科技項(xiàng)目，由云南省紅河州水利水電勘察設(shè)計(jì)研究院承擔(dān)防滲技術(shù)研究及應(yīng)用的內(nèi)容。

圖1 云洞大壩清基

首先，通過采用常規(guī)與同位素氚分析、地質(zhì)雷達(dá)和微重力測(cè)量等高新勘察技術(shù)相結(jié)合的手段摸清庫區(qū)強(qiáng)巖溶水文地質(zhì)及巖溶發(fā)育特性規(guī)律，提出科學(xué)合理的帷幕灌漿防滲設(shè)計(jì)及施工方案。其次，重點(diǎn)針對(duì)巖溶庫區(qū)帷幕灌漿施工過程中發(fā)現(xiàn)或突發(fā)的巖溶不利地質(zhì)條件，對(duì)大體積溶洞（約 400m3）、灌漿孔涌水返砂、地下暗河大流量高速高壓管道流、強(qiáng)溶蝕帶等不利地質(zhì)條件進(jìn)行專項(xiàng)研究。其中，對(duì)大體積溶洞采用在灌漿平洞下游側(cè)設(shè)置鋼模板隔離下游溶洞空間，對(duì)平洞上游側(cè)及頂部空腔回填C25混凝土結(jié)合固結(jié)灌漿封堵的方法；灌漿孔涌水返砂采用注漿固結(jié)法，先固結(jié)灌漿、再帷幕灌漿，先采用膏狀漿液進(jìn)行灌注，待膏漿灌注孔達(dá)到結(jié)束要求后再進(jìn)行常規(guī)純水泥灌漿施工方法；處理地下暗河大流量高流速高動(dòng)水壓力巖溶管道流的鋼管樁聯(lián)合模袋灌漿法為工程界首創(chuàng)。

圖3 灌漿

圖2 云洞水庫

紅河州屏邊縣云洞水庫應(yīng)用防滲處理技術(shù)工程是巖溶地質(zhì)條件下建庫防滲處理具有代表性的典型案例。將該研究成果應(yīng)用到項(xiàng)目建設(shè)中取得了良好的防滲效果，工程效益明顯。2022 年 5 月 15 日，中國水利學(xué)會(huì)組織專家對(duì)研究成果進(jìn)行了評(píng)價(jià)鑒定，對(duì)其創(chuàng)新點(diǎn)量化評(píng)價(jià)87.6，相當(dāng)于國內(nèi)領(lǐng)先水平。專家評(píng)價(jià)該項(xiàng)防滲關(guān)鍵技術(shù)兼具創(chuàng)新性與應(yīng)用性，在巖溶地質(zhì)條件下應(yīng)用于水利工程建設(shè)效益顯著，能夠?yàn)槲覈植紡V泛的巖溶地區(qū)水庫建設(shè)的設(shè)計(jì)、施工提供應(yīng)用示范和技術(shù)支撐。

圖4 大壩施工