1.工程概述

官地水电站是雅砻江卡拉至江口河段水电规划五级开发方式的第三个梯级水电站。上游与锦屏二级水电站尾水衔接，下游接二滩水电站。工程枢纽区位于四川省凉山彝族自治州西昌市与盐源县接壤地带，距西昌市公路里程约80km。

枢纽建筑主要由碾压混凝土重力坝、泄洪消能建筑、引水发电系统等建筑物组成。电站正常蓄水位1330.00m，坝顶高程1334.00m，最大坝高168m，装机容量4×600MW。

2.问题表现

枢纽区为高山峡谷区，河谷为基本对称的V形谷，谷坡陡峻，临江坡高大于700m。左岸即为弧长4.75km的河湾所围限的河间地块，地形坡度40°～50°，无明显的冲沟发育。右岸地形坡度35°～40°，自上而下发育有竹子坝沟、渡口沟、灰玄沟等三条切割较深的冲沟。

枢纽区出露地层主要为二叠系上统玄武岩组（P2β），下游将涉及二叠系下统平川组（P1p）灰岩及砂岩，枢纽区岩体结构面主要发育Ⅳ、Ⅴ级结构面，尤其是Ⅴ级结构面构成的裂隙网络，枢纽区结构面方向分散，根据平洞揭示，坝区导水裂隙主要为新构造断裂网络中NWW、NEE和NNW三组，在XD02加深洞内，与岸坡方向平行的NWW—近EW向缓裂较发育，并可见其与NEE向和NWW向陡裂组合，形成一些地下水渗流活动较强的区段（图5.16）。

勘探揭示枢纽区在河床右侧及右岸岸坡有裂隙承压水的分布，根据其埋藏分布条件，可分为上部承压水系统和下部承压水系统。上部承压水系统埋藏浅，揭露时水头较低，无H2S气味，水质类型为HCO3-Ca-Na·K型；下部承压水系统埋深较大，揭露时水头高，流量大，具有较浓的H2S气味，水质类型为Cl-Na·K型。承压水的存在无疑可能对坝基抗滑稳定或地下洞室带来危害。因此，研究枢纽区裂隙承压水的赋存条件、水化学特征及对工程的影响很有必要。

3.裂隙承压水基本特征

（1）上部承压水。在Ⅶ—Ⅴ线之间河床右侧及右岸岸坡5个钻孔揭露有上部承压水（图5.17）。据河床右侧及近河床岸坡钻孔揭露，承压水顶板埋深26.13～37.75m，顶板高程1158.48～1202.66m；底板埋深39.27～56.44m，高程1139.29～1189.58m。含水体厚13.14～18.6m，孔口涌水量0.21～9.2L/min，水温11～19℃，比同期河水水温略高，水头31.38～48.70m，孔口压力0.05～0.1MPa，水位1204.15～1234.04m。

图5.16　坝区玄武岩裂隙水流动系统特征

1—第四系堆积；2—上统玄武岩中段第一层；3—上统玄武岩下段第五层第二小层；4—岩类及分界线；5—平洞及编号；6—剖面线钻孔及剖面350m以内投影钻孔；7—本次研究水样及滴水样点（2005年12月—2006年1月）；8—前人研究水样及滴水样点（1994年12月—1996年8月）；9—地下水位线；10—Cl-等值线（mg/L）；11—地下水流动系统分界线；12—地下水等水位线；13—局部流动系统交替强烈带；14—区域流动系统交替缓慢带；15—区域流动系统交替滞缓带；16—区域排泄带混合交替带；17—分区水化学类型；18—水中H2S及其含量（mg/L）（1994年12月—1996年12月）；19—δD同位素估算补给高度范围（m）；20—包气带垂直下渗水流向；21—地下水强径流；22—地下水弱径流；23—地下水混合径流

据地下厂房探洞XD02下支洞中X322、X324孔（孔口水平埋深分别为330m、270m，垂直埋深分别为303m、264m，孔口高程均约1235.00m）揭露，每孔均有多段承压水，在开孔0.3～2.91m即有承压水冒出孔口，钻孔附近平洞上游壁声波孔沿EW/N∠30°～40°裂隙有承压水流出，流量0.5～2L/min，其水化学特征与钻孔中承压水特征相似，推断X322、X324孔口已在承压含水体内，其顶板高于1235.00m。底板最低高程约1160.00m。含水体单段厚度10.5～23.21m，总厚度72.8m（X322孔大于80.29m）。水头8.6～66.05m，孔口压力0.0081～0.083MPa，水位1238.27～1245.80m。孔口涌水量16.9～41L/min，水温18℃。从上述资料可以看出：水位由山里向山外逐渐降低，说明其补给来源为右岸，向雅砻江排泄。在X324和X309孔之间有深孔X325，其孔深200m，孔底高程1100.00m，该孔未发现承压水，说明上部承压水为裂隙含水网络。

图5.17　坝区钻孔承压水分布图

据X322、X324孔长观资料（1996年8月至1997年4月）：其压力和流量随时间有一定变化，但总体上较稳定，最大压力0.16MPa，目前大致在0.05～0.1MPa变动，流量最大140L/min，目前在40～100L/min，并且X322孔（靠山里）流量和压力比X324（靠山外）均略大。

据6组化学成分分析，上部承压水化学成分的一个显著特点是H2S含量低，为0.16～0.71mg/L，个别1.22mg/L，无H2S气味。pH=7.76～8.0，个别高达9.4，矿化度187.95～275.89mg/L，C1-含量31.37～78.97mg/L，Na+·K+含量一般19.94～40.42mg/L，个别达118.91mg/L。其水质类型为型及Cl—型。(www.daowen.com)

据氢氧同位素测试：δ18O=-12.94‰～-13.95‰，潜水为-11.83‰～-13.47‰。总体看，上部承压水δ18O略低于潜水，显示潜水与上部承压的关系密切，说明它们在相近的高程范围接受降水补给，潜水水样取自地表高程为1350.00m及其以下的钻孔中。因上部承压水δ18O略小于潜水，故推测上部承压水应在1350.00m及其以上高程接受降水补给。

氚浓度T一般为7～10Tu，据氚浓度衰减曲线，承压水形成时间大致为1976—1978年（X129孔上部承压水达30.2Tu，可能形成于1963年），大致有18～20年、局部有30余年的封闭历史；而潜水氚浓度多为17～20Tu，应为20世纪90年代后形成的，显示其循环交替能力较强。

（2）下部承压水。

在坝区右岸及河床右侧共7个孔发现下部承压水（图5.17）。

1）分布范围。上游边界位于竹子坝沟下游，距Ⅰ线约50～100m，下游边界位于Ⅳ—Ⅴ线之间，距Ⅰ线70～140m，顺河长约120～250m，横向上起源于右岸止于河心偏右岸，X321、X129、X106孔有1段下部承压水，X308、X309、X115、X317孔均有两段下部承压水。第一段顶板埋深54.85～135.33m，高程1075.78～1173.94m，底板埋深61.27～139.3m，高程1071.81～1142.38m。含水体厚度3.97～33.7m，大者大于40m。第二段下部承压水顶板埋深89.38～147.80m，高程1063.31～1137.41m，底板埋深94.45～124m，大者大于155m，高程1068.12～1134.34m，最低高程小于1055.95m，含水体厚度5.07～8.95m，大者大于10m。以Ⅰ线埋深较浅，为54.85～58.95m，向上、向下游埋深增大，横向上承压水顶板高程总体上从右岸向河床降低，埋深变浅。

2）承压水水位、流量及动态特征。据勘探揭露，初始孔口压力和涌水量变化较大，第一段承压水初见涌水量11～50L/min。孔口压力0.11～0.55MPa，水位1203.82～1251.29m，涌水水头60.72～151.20m。第二段下部承压水初始涌水量2.6～8.2L/min，水位1215.82～1244.44m，涌水水头90.71～161.49m。第二段承压水水位与第一段相近或略高，第二段承压水头大于第一段水头。以Ⅰ线流量压力最大，向上下游减小，水位由岸坡向河床逐渐降低。

长观资料显示：①流量及压力总体上随时间增加而减小，局部有起伏，一般表现为一段时间平稳后的上升和下降；另外，当揭露到上部承压水时对下部承压水的压力影响不大，说明上下部之间水力联系较弱；②同高程的X308孔和X317孔在揭露承压水后不久，其压力即趋于一致；③H2S味随时间推移明显变淡；④暴雨前后一段时间内流量及压力均无明显变化。

3）承压水水化学特征。承压水揭露时均有浓烈的H2S味，最大含量4.04mg/L，水温高于同期河水温2～3℃。水质分析表明：矿化度290.4～519.35mg/L，pH=9.0～10.17，含量116.84～201.94mg/L，Cl-含量为199.14～253.53mg/L，个别较小为73.19mg/L，水质类型为Cl-—Na+·K+型。随时间推移，H2S逐渐减少，气味变淡，含量降低。H2S主要是由于玄武岩中铁铜硫化物在地下水作用下脱硫且环境又相对封闭的条件下形成的；矿化度低系玄武岩溶解性极差，与地下水的离子交替作用微弱所致；而Cl-含量较高则可能与火山碎屑物质或杏仁状玄武岩中杏仁体成分有关。

氢氧同位素分析表明，初见时承压水氚浓度T=1～2Tu，个别4～5.8Tu，δ18O=-14.38‰～-15.49‰，据中国科学院贵阳地球化学研究所于津生等人（1980年）对川西藏东地区δ18O高程效应研究，其梯度值为每100m高差-0.26‰，据此推算该区承压水接受降雨补给高程明显高于潜水，两者相差约340m。潜水水样取自地表高程1350.00m及以下的钻孔中，其接受大气降雨补给高程应在1350m左右，因而推测下部承压在高程1700m左右接受大气降雨补给。原地矿部岩溶所对在距官地约70km的雅砻江锦屏二级水电站氢氧同位素的研究结果，δ18O高差梯度值为每100m高差0.263‰，与本次推算依据十分接近，因而由每100m高差-0.26‰的梯度值推算出的下部承压水补给高程为1700.00m是可靠的。

据氚浓度衰减曲线，下部承压水推算其形成年龄在43年以上，表明承压水循环交替微弱。

4）储存环境。据地表调查及平洞、钻孔揭露，承压水顶底板及上下游边界均无大的控水构造。承压水顶底板及上下游岩体较含水岩体完整性好，渗透性较含水岩体弱，从而构成了裂隙式承压含水系统，完整性和渗透性的差异主要是由玄武岩裂隙发育不均一性所引起，而含水裂隙（第⑥组）主要发育于右岸，这可能是左岸及河床左侧未发现承压水的主要原因。

5）补给、径流、排泄特征。从承压水的分布及侧压水位由山里的向河床逐渐降低的特点分析，承压水源于右岸，向雅砻江运移。据氢氧同位素测试成果，其接受大气降水的补给高程在1700.00m左右，地下水年龄40～50年，其径流缓慢，补给水量有限，与上游河水及库水无联系。从长观成果看，上、下部承压水间水力联系微弱，从H2S味浓这一特点分析，其环境相对封闭，排泄不畅。

4.承压水对大坝的影响及工程处理

河床右侧上部承压水顶板埋深37.75m，高程1158.48m，距建基面深约8m，底板埋深56.44m，高程1139.79m，距建基面深约26m，侧压水位高程1207.18m。上部承压水具有埋深相对较小、无H2S味、水头较低，流量较小的特点，主要是由EW/N∠30°～40°顺坡向裂隙构成的裂隙含水网络，未形成稳定的承压含水层。其补给来源于右岸，接受大气降水的补给高程在1350.00m及其以上，降水沿陡倾裂隙入渗至下部发育的顺坡向中缓倾裂隙密集带，逐步转化为裂隙承压水，由山里向河床方向运移。因其起压高程低于水库正常蓄水位，与竹子坝沟库水有水力联系，且在河床部位埋深浅，故与大坝抗滑稳定关系密切。建议河床部位防渗帷幕应穿过上部裂隙承压水，并采取有效措施防止承压水向下游渗漏，加强幕后排水。

下部承压水顶板埋深89.75m，高程1106.53m，距建基面深约60m。下部承压水初见流量及孔口压力相对较大，水头较高，但埋深大，环境封闭，且在高程1700.00m左右接受大气降水补给，与河水及库水均不会发生水力联系，预计对大坝稳定影响不大。

为防止承压水向下游渗漏，主要采取固结灌浆或帷幕灌浆处理。灌浆时，根据涌水部位的地质条件、涌水量、压力、高程、压水试验及吸浆特点来确定具体的处理措施。灌浆水灰比确定为1∶1、0.7∶1、0.5∶1等3个比级，采用小孔径孔口封闭自上而下分段循环纯压式灌浆。灌浆压力为设计压力加涌水压力。