第六章库坝区工程地质问题(hr)》 第一节库区渗漏 水库蓄水后，将使库区水域发生水位上升、水深加大、流速减缓等变化 这就会对库区及邻近地带的地质环境产生影响，引发环境地质问题。水库地区的 环境地质问题主要有水库渗漏、浸没、淤积、塌岸和诱发地震等。 水库渗漏不仅龙响水库效益，还有可能对环境造成不良影响。因此，在水库 勒察设计过程中，分析研究渗漏问题很有必要。 一、渗漏方式 水库渗漏包括暂时渗漏和水久渗漏两种方式。 1.暂时渗漏 发生在水库蓄水初期，为饱和库区水位以下岩石或松散层的孔隙、裂隙、溶 隙而出现的水量损失。这部分水没有漏出库区以外，并不构成对水库蓄水的威胁 更不影响工程效益 2.永久渗漏 库水通过渗漏通道向库外邻谷或洼地的渗漏称为水久性渗漏。它直接导致库 水的损失，严重的使水库失去蓄水能力，只能起滞洪作用。 二、水库渗漏的地质条件 1.岩性条件 库区岩性条件分析，主要是为了找出地质上的渗漏通道。 库水通过地下通道渗向库外的首要条件是水库周边有透水岩层存在，在松散 层中，能构成渗漏通道的地层主要是冲积层和洪积层，要特别注意古河道。而岩 石透水性一股较弱，水库漏水可能性小。但有下列情形时仍有可能发生渗漏： (1)有砂砾岩地层，且结构松散、透水性较强，可能成为透水层。 (2)岩石中发育有较为集中的风化裂隙或构造裂隙带：存在断层破碎带： 岩溶发育。 2.地质构造条件 透水岩层要成为渗漏通道，还需要一定的地质构造条件
(1)透水层出露于库区内高水位以下，这样库水才能进入透水岩层，成为 渗入区。 (2)库区和排泄区（下游或邻谷）之间没有隔水层阻隔，也就是库区和排 泄区由透水层沟通的情况，见图6-1-1、图6-1-2)。 1 图611背斜构造与水作漫漏 图612向斜构造与水作渗漏 1一透水石灰岩：2一酷水负岩：透水小的砂岩 (3)断层可将隔水层错开，使不同的透水层通过透水的断层破碎带连通， 构成渗漏通道。 3.水文地质条件 具备了有利于渗漏的岩性和地质构造条件后，能否渗漏还取决于水文地质条 件，如河间地块有无地下分水岭、地下分水岭的高程与水库正常高水位的关系等。 (1)河间地块无地下分水岭。 网6-1-3 河间地块地下水位与水渗 (》河间地块无地卜水分水岭：b》河问地块地卜水分水龄低于水年设计水位： (c)河间地块地卜水分水岭略低于水作设计水位：（仙河间地块地下水分水岭高于水年设计水位 水库蓄水前，水库河段就向邻谷渗漏，水库蓄水后，水力坡度加大，渗漏加 剧（图6-1-3a)
(2)河间地块有地下分水岭 蓄水前，河间地块地下分水岭高程远远低于水库正常高水位，水库蓄水后， 地下分水岭消失，产生渗漏（图11-3弘）：蓄水前，河间地块地下分水岭高程略低 于水库正常高水位，水库蓄水后，由于水库回水使得地下水位也相应拾高，地下 水分水岭将略高于水库正常高水位，不产生渗漏（图11一3C):蓄水前，地下水 分水岭高程高于水库正常高水位，蓄水后只有地下分水岭的辽移的渗入补给量的 变化，而不产生渗漏（图6-1-3d)。 综上所述，分析水库渗漏问题时，必须综合考虑地层岩性、地貌、地质构造 与水文地质条件，才能得出正确的结论。 第二节坝区渗漏 大坝建成后，在上、下游水位差的作用下，库水可能通过坝基或坝肩岩层中 的孔隙、裂隙、破碎带向下游渗漏。前者称为坝基渗漏，后者称为绕坝渗漏。对 于坝基渗漏应当特别重视。因坝区水头高，渗透途径短，渗漏量可能很大，同时 渗透水流还可能破坏坝基岩体或使其强度降低，从而危及大坝的安全。 坝基渗漏形式又可分为均匀渗漏和集中渗漏两种。前者是通过砂砾石层和基 岩中较为均匀的风化裂隙的渗漏：后者则是通过较大的断裂破碎带和各种岩溶通 道的渗漏 一、坝基（肩）渗漏的地质条件 对坝基（肩）渗漏问题的工程地质分析，主要是查明渗漏通道、通道间的连 通性、渗透性指标，进行渗漏量的计算。自然养的岩土，有的是透水的（透水层）， 有的是相对不透水的（隔水层），透水与隔水的界限，在水工建敛中，通常以渗 透系数(K)小于10cs为隔水层，大于此值的为透水层。渗漏通道主要是指 基岩和第四纪松散沉积层中，具有较强透水性(K>10cms)的岩土休。 (一松散沉积层坝基（肩）的渗漏条件 松散岩层地区建坝，渗漏主要 是通过透水性强的砂砾石层发生。 2 图6河味多层透水结构向示意网 芬布不连续的水
砂砾石层有的是现代河床沉积，有的位于阶地之上，也有的是古河道沉积。有时 砂砾石层与不透水层构成互层结构，应给予充分注意（图61）。一般在河谷狭窄， 谷坡高陡的坝区，砂砾石层仅分布于谷底，因此，渗漏主要发生在坝基。而在宽 谷区，谷坡上分布有多级阶地时，库水除沿坝基渗漏外，还可能发生绕坝渗漏。 如果砂砾石层上有足够厚且分布稳定的粘土层时，则有利于防渗。但是，当粘土 层较薄或其连续性遭到破坏，如冲沟和河流的冲制，将产生渗漏。此类坝区当其 两肩地形受侵蚀切割严重时，容易发生严重的绕坝渗漏 (二)裂隙岩层坝区的渗漏条件 在裂隙岩层分布区，由于岩层中各种结构面的透水能力以及河谷地貌和地质 构造的差异，建坝所导致的渗漏，在不同地区或地段内有显著的不同。 1.岩层中结构面及其透水性对坝基渗漏的影响 坝基与坝肩岩层中的各种结构面，常构成渗漏的通道。例如：顺河断层、跨 河缓倾断层、岸坡卸荷裂隙、纵谷陡倾岩层和横谷倾向下游的缓倾岩层及层面裂 隙等。其中，顺河向张开的（无充填或充填差的）、大而密集的并贯通坝基（肩） 上、下游的断裂破碎带，常是造成集中渗漏的通道。但是，在同一断层带内，其 构造岩不同，渗漏条件也有明显的差别，一般碎块岩是强烈透水的：压碎岩是中 等透水的：断层角砾岩是弱透水的：摩棱岩和断层泥则是不透水或微弱透水的 表63是儿个坝址构造岩的单位吸水量值，从中可以看出这一规律。 ①平直型河谷：坝址上下游库水渗入和排泄条件一般较差。 ②喇叭型河谷：当坝址上游为窄谷，下游为宽谷时，库水渗入条件差，排泄 条件好。反之，渗入条件好，排泄条件差。 ③弯曲型河谷：当坝建于河曲地段时，凸岸库水渗入和排泄条件比凹岸好。 以上三类河谷，当坝址处的上下游支流沟谷发有时，坝肩地形遭受不同程度 的切割破坏，常造成坝上游迎水或坝下游泄水的临空面，为库水渗入和排泄创造 了有利条件。 各种原生结构面，透水性很不一致。沉积结构面的层血、不整合面、假整合 面等，延续性强，分布广，透水性较强：喷出岩的柱状节理、气孔构造和间隙喷 发的熔岩接触血，往往因无充填或接触不良，容易构成集中渗漏的通道。 表6-3各种构造岩的单位吸水量
破碎带的单位吸水量 影响带的单位吸水量 坝 (L/min.m.10Pa) (L/min.m.10Pa) 区 断层角砾 断层泥 糜棱岩 块 岩 岩 1 0.0018-0.0049 0.10.4 0.01 <0.001 0.01~0.05 0.005 深度20米统计，一般0.02 3 <0.01 0.05,最大0.17 4 0.18 0.23~1.33 注：①按法定计量 单位，升/分.米.米，为简便计 用L/min.m.l0Pa表示，最后的 个m表示1米高的水柱压力 1mH0的重量为 图6-2河谷平向形态类刚示意图 (a)平利河谷：《b》喇利河谷：（心）弯仙刚河谷 9.8X10Pa,故单位吸水量o的 一河道：2一坝体：3一水烨回水线：4一河流流向 计量应是L/min.m.9.8×10Pa≈L/min.m.10Pa。 各种结构面的透水性还取决于被充填的情况，例如，当其被方解石或各种岩 脉充填时，透水性最弱：被风化岩屑、粘土或粉土充填时，透水性较弱，无充填 的张开裂隙，透水性最强。 制容右学筑创面图 河谷横斜成图 2.河谷地貌与 地质结构条件对坝 基渗漏的影响 河谷地貌特征 在一定程度上控制 者坝基（肩）的渗 VV 漏条件。根据河谷 平面形态对渗漏条 件的影响，可分为 三种类型（图6-2）