第！卷第2期2018年2月
水利科学与寒区工程
Hydro Science and Cold Zone Engineering
Vol.1! No.2
Feb. !2018马鞭田水库伏流堵漏成库研究
杨元红，龙云宝，赵应武
(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵州贵阳550002)
摘要：根据马鞭田水库实际地形地质条件和岩溶及渗漏通道情况，研究防渗堵漏建筑物型式，设置双层多排帷 幕灌浆进行防渗，在地下渗漏主通道上设置混凝土堵头封堵。结果表明：通过研究防渗堵漏成库，克服了岩溶地 区伏流河道成库难题，充分利用了河流水资源；解决了工程性缺水难题，为岩溶山区伏流河道修建水库提供范 例；可为后续类似工程提供参考经验。
关键词：水库；伏流；堵漏成库
中图分类号：T V697. 3+2 文献标志码：A文章编号：2096-5419(2018)02-0054-03
1工程概况
马鞭田水库工程位于黔西南州义龙试验区德 卧镇、新桥镇和木咱镇交界处，库首位于珠江流 域西江水系南盘江的一级支流白水河上的落水洞，坝址以上集雨面积369. 4 km2，多年平均流量 7.47mVs，现为天然海子成库，为白水河一级电 站库区，距德卧镇约4.3 km，距新桥镇3.6km，
有公路直达坝区，交通较为便利。工程主要任务 是为新德龙产业园区供水、灌溉，兼顾发电及水 生态文明建设等综合利用。
马鞭田水库工程主要包括水源工程和供水工 程。水源工程主要建筑物有防渗堵漏、左岸溢洪 洞、取水发电进口改造、新庄排涝暗渠。供水工 程包括提水泵站(马鞭田泵站）、输水线路两部分。
工程推荐方案为防渗堵漏成库方案，坝前淤 沙高程1133. 99 m，水平淤沙高程1139. 99 m，水 库死水位1140 m，死库容7.82 X1(m3，正常蓄 水位为1152 m，相应库容为3.595X107m3，水库 校核洪水位1158. 42 m，总库容6.685 X107m3。
工程建成后，P=95%新德龙产业园区毛供水 量为 3.51X107m3/a；可灌溉 5.3X1015m2 耕地，P=80%灌溉用水量为2.9X10s m3/a；并下放环 境水量 2.137X107m3/a。
马鞭田水库工程等别为[等，枢纽主要建筑物级别为3级，供水输水建筑物(泵站、管道)级别 为3级。提水总流量为1.911 mV?。其中供水流 量 1.447 m3/s、灌溉流量（464 m3/s。
从地形上来说，马鞭田伏流以上段河岸平缓，河两岸居民较多，且规划为义龙新区核心区和新 德龙产业园区，已无成库条件。结合流域上已有 的工程和地形地质情况，白水河具有成库条件的 河段位于伏流洞前段200 m范围内，其中老鹰嘴 到落水洞之间河道较狭窄，河面一般宽度80〜 150 m，两岸山体较陡，具备建坝成库条件，但该 段河床有深达28 m歡积层，强风化厚度8〜10m，对坝基开挖、处理、坝体下部混凝土浇筑、施工 导流技术上处理难度大，工程量大，且投资高，不利于建坝成库。
2堵漏成库研究
2.1堵漏成库位置选择
白水河末端于落水洞入伏，现状入伏口及附 近河面高程约1125 m左右，未封堵前的入伏口高 程约1118〜1120 m。根据测量资料，白水河在现 今坝甲塘出口高程约1118 m，入伏口至坝甲塘出 口间暗河长度约1km。入伏口至坝甲塘暗河附近 地表高程1120〜1210 m，暗河北部的两棵树一带 地表高程12〇2〜1216 m，至卖油坪一带地表高程 升至1216. 3〜1227. 5 m。入伏口至坝甲塘暗河东
作者简介：杨元红(1986-)，男，贵州黔西人，工程师，主要从事水工结构设计研究工作。E-mail:446318280@qq。-54 -
第2期杨元红，等.马鞭田水库伏流堵漏成库研究
侧地表高程1122. ("1292. 5 m。马鞭田水库正常 蓄水位1152.0 m，从地形上看，完全能满足堵漏 成库条件。地质上，马鞭田主要渗漏通道位于落 水洞末端一坝甲塘一瓢坝塘一带，采取溶洞封堵 和防渗堵漏，具备成库条件。结合实际的地形地 质条件，具备堵漏成库的位置主要位于落水洞一 坝甲塘之间和坝甲塘一瓢坝塘之间两处。
2.2防渗帷幕设计
本工程为堵漏成库，没有挡水大坝，主要建 筑物级别为3级，防渗标准按3级建筑物的标准执 行，一般3级建筑物透水率g为3"5Lu，本工程 水量利用系数26. 1〇，水量利用系数较低。因此，帷幕标准取上限值为5Lu。
水库正常蓄水位1152 m，帷幕上限取1152 m，帷幕灌浆地表高程位于1190"1300 m之间，均高 于帷幕灌浆上限。因此，在1152 m高程设置一条 灌浆平洞，称为上层平洞，灌浆平洞长度和帷幕 长相同，为2797.86 m。在帷1+384.934处设置 一条施工支洞，支洞出口位于坝甲塘，长500 m。
海子简介
帷幕下限为1020 m，最大灌浆深度132 m，综合考虑施工、灌浆效果、经济性，在帷幕中部 设置一条灌浆平洞，称为下层平洞。在帷1+ 670. 535处设置一条施工支洞，支洞出口位于白水 河一级电站右侧
330 m处，支洞长1070 m。上下 层平洞在平面上错开布置，均采用竖孔灌浆，上 层平洞靠近水库侧，按上层灌浆孔与下层平洞内 壁距离>3m控制，两层平洞轴线距离为6.5 m。下层平洞高程1090 m，位于帷0+443. 042"帷2+ 511. 249之间，长2068. 207 m，下层灌浆深度70 m，上层灌浆搭接到下层底板以下5 m，上层灌 浆深度67 m，在下层平洞内采用水平孔和斜孔进 行 上下 ，孔与上 孔 ，长7 m，断面上布置4孔。
帷幕分为单排孔、双排孔和三排孔，帷0 + 000"帷 0 +783. 594 和帷 2 +377. 747 "帷 2 + 797. 863段合计长1203. 71 m，采用单排灌浆，间距2 m，分3序孔布置。1+338. 594 "帷2 + 377.747 合 1039.153 m，采用 ，灌浆孔排距1.5 m，间距3 m，交错布置，分2序 孔灌浆。帷0 +783. 594 "帷1+338. 594段长 555 m，位于主渗漏通道范围内，采用三排孔灌 浆，灌浆孔排距1.5 m，间距2 m，交错布置，分2序孔灌浆。在施工中预留帷幕灌浆检查孔作压水 实验，检查孔数目为灌浆总数的10O，其位置根 据实际灌浆情况确定。
帷幕灌浆施工时，应选择枯期施工，应尽大 可能降低上游的水位，以确保灌浆质量。
单 孔和 孔 平    3 m，
3.5 m，城门洞型断面，圆心角180U三排孔段灌 浆平洞净宽4 m，净高4 m，城门洞型断面圆心角 180°。隧洞顶拱断面上布置\45回填灌浆孔3个, 排距4 m，上层灌浆平洞顶拱断面上布置2个#0排水孔，
排距4 m，深入围岩3 m，下层平洞在下 游侧布置1个#0排水孔，排距4 m，深入围岩 3m[1]。
上层帷幕灌浆平洞m类围岩采用C25素混凝 土支护底板和边墙，顶拱喷C20混凝土厚0.1m，局部挂网，随机锚杆支护。其余洞段均采用C25 钢筋混凝土衬砌，上层平洞2排孔段F类围岩衬砌 厚度0.4 m，V类围岩衬砌厚度0.45 m，3排帷幕 灌浆段衬砌厚度0.5 m。下层帷幕由于处于正常蓄 水位以下62 m，衬砌厚度均按0.6m设计*+。
2.3地下渗漏通道封堵
下 渗 主 道 堵 河    3 " 15 m，暗河两侧溶洞延伸长度分别为100"150m，现今落水洞至坝甲塘暗河底板高程约1120 m，溶 洞末端呈溶缝状延伸，暗河两侧地面坡度5°"30°，暗河底部为砂砾石覆盖。受下游坝甲塘落水洞封 堵影响，现今暗河底部溶洞充填物大致有两层, 下部为坝甲塘落水洞封堵前的砂砾石层，上层为 砂质黏土层。根据坝甲寨居民描述，估算堵头段 22(("28((m2。
堵头段主要地层岩性为三叠系中统关岭组第 一段(T27)灰薄至中厚层白云岩夹少量泥质白 云岩，岩层产状127°+6°。堵头段溶洞周边岩体在 下游坝甲塘落水洞未封堵前，长期受水流冲刷，破碎岩体已被水流冲刷、淘蚀而剥落，因岩溶作 用影响，可能局部溶蚀严重、存在陡倾溶蚀裂隙 发育，总体而言，现今溶洞周边岩体基本完整，综合判断为m"F类围岩[3]。
渗漏主通道封堵应选择在枯季施工，溶洞封 堵前，通过发电隧洞尽量降低库水位，溶洞内局 部 水 出，渗 主 道出 位 甲塘，水位下降后，从坝甲塘扩挖原地下通道进入
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水利科学与寒区工程第1卷
封堵段溶洞，考虑坝甲塘进入溶洞的不确定性，通过灌浆平洞内开挖竖井追踪和进入封堵段，竖 井位于灌浆平洞中心线上，直径1.2 m，溶洞封堵 后，采用C20混凝土封堵竖井。
由于下层渗漏主通道高程1030"1060 m，位 于地下水位以下，溶洞低于水库库底高程（约1125 m)，也低于下游八光海子（约1050 m)，无自 流排泄条件，为保证封堵效果，拟在堵头前形成 封闭围堰，堵头后抽排水方式，尽量创造干地 施工。
在下层渗漏主通道附近从下层灌浆平洞向上 游开挖U形灌浆洞，对封堵体形成包围圈，支洞
远端距灌浆平洞30 m，支洞两端相距60 m，断面 为3.0mX3.5 m的城门洞型。溶洞段钻f150 mm 孔后先灌注M10砂浆，后实施帷幕灌浆。其他洞 段只实施帷幕灌浆，帷幕标准为5Lu，帷幕灌浆 采用双排孔，排距1.5 m，间距3 m，灌浆底部高 程为1020 m。堵体下游地下水先抽到下层平洞内，再通过下层平洞施工支洞外排。堵体实施完成后，采用C20混凝土厚2 m对灌浆洞两端进行封堵。
封堵段位于灌浆平洞的正下方，以平洞中心 线为中心，封堵全长20 m，封堵前需对溶洞底部淤泥清除，并对洞避四周平整开挖，开挖深度 0.5 m。在封堵段溶洞的两侧立模，溶洞顶部预埋 回填灌浆管，浇筑C25混凝土进行封堵，封堵完 施 部的 。
下层灌浆平洞以下的溶洞，若地下水位排不 干，可根据帷幕灌浆钻孔揭露情况，针对性进行 扩孔，采取孔内灌注水下混凝土进行封堵，对封 堵体周边进行回填灌浆、接缝灌浆和接触灌浆。
3结语
为充分利用水资源，解决工程性缺水难题，在伏流河道修建水库势在必行，马鞭田水库工程 伏流堵漏成库研究不仅为本工程实施提供依据，也为后续类似工程提供了参考经验。
参考文献：
[1]中华人民共和国水利部.水工隧洞设计规范&SL 279 2016
[S].北京：中国水利水电出版社，2016.
*]中华人民共和国水利部.水工建筑物地下开挖工程施工规范&SL 387 2007[S].北京：中国水利水电出版社，2008. *]中华人民共和国住房和城乡建设部.水利水电工程地质勘察 规范&GB50487 2008[S].北京：中国计划出版社，2009.
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