（一）热水含水层概况及成因分析

坝基深部承压热水含水层对工程的影响问题，是本坝址特殊的水文地质问题。在勘察初期即已发现在坝轴线上游分布的云台观（D2y）石英砂岩河床地段水边和水下都有热水上升泉群分布，出露高程为120～126m，并以河床右侧礁石滩泉水出露最为密集，群众称为“热水坑”。出露水温38℃左右，热水泉分布地段大体位于比较坝址石灰窑Ⅰ线坝址的大堤基坑部位和选定坝址石灰窑Ⅱ线坝址坝轴线上游库区。

为查明热水的成因、性状，并论证其对工程的影响，曾进行专门勘探和试验，共钻孔25个（2714m），进行测温、测压和取样试验；开挖竖井1个，测量出露点热水涌水量，观测热水与节理裂隙发育的关系；进行大面积水文地质调查以论证热水渗流与地层岩性和构造的关系，并进行1∶10000和1∶500多组电阻网络模拟试验，以研究承压热水的渗流特征和工程建成蓄水后热水渗流场的变化及对工程的影响。通过上述大量勘探试验分析证明，该热水属向斜自流盆地性质的深循环热水，呈层状裂隙承压性质，其主要分布规律和特征是：

1）热水含水层仅在中泥盆统云台观石英砂岩岩组中发育，且主要在云台观组中上部，含水层顶板为D3x、D3h和等砂岩夹页岩和泥质灰岩等相对隔水岩组，其底板为D2x和S21n砂泥质页岩，规律十分明显。

2）据沿河流方向热水勘探孔资料，热水承压水位愈向下游，水位愈高，承压水面呈0.58%～0.98%坡降向上游方向倾斜。D2y岩组下部为厚56m的低温热水带，中上部为厚116m的中温热水带，层间错动和破碎带发育。

3）勘探孔长期观测表明，各热水孔具有统一的水力联系，且下游方向钻孔水位变化对上游孔水位影响较大，反应较灵敏；反之则影响极微。

4）据热水泉群出露部位勘探竖井观测，热水来自下游井壁及井底裂隙，而上游井壁来水则为冷水。

5）据对向斜两翼地表水和大气降水氘（D）、氧-18（O18）等稳定同位素测试分析判断，坝区热水实测水温36～53℃，与围岩同位素交换比较微弱，热水出露部位的氢氧同位素组成基本代表补给区的同位素成分。根据同位素高度效应原理，补给区和排泄区高差至少在500m以上，与热水700～1000m高程向斜南翼分水岭补给的判断结论一致，此热水的放射性经测定其含量也极微弱。

上述分布规律和特征都说明，该区热水不是由于近期岩浆活动（该区岩浆活动极少，也未发现放射性矿床）、火山作用或放射性矿物蜕变所致而形成的热源加温。结合该区地质构造分析，坝址位于江垭向斜的北翼，而向斜南翼的分水岭高程在700～1000m，有大范围云台观石英砂岩分布，为热水水源的主要补给区，沿向斜经深部循环运移（向斜轴部上覆岩层厚度1800m左右）加温后，在溇水河谷深切的向斜北翼坝区河床溢出地表，从补给区到排泄区径流路程达20～24km，静水头差600m以上，见图3-9。

坝线位置承压热水含水层埋于坝基以下95～240m，并在坝前140～340m库区河床出露，在大坝基坑开挖过程，基坑多处部位有热水渗出，水温30℃左右，经分析可能与附近原热水勘探钻孔封孔止水不良，致使热水上溢并沿上覆石灰岩层渗流有关。大坝建成后，在EL120m坝内灌浆和排水廊道的右河床的个别排水孔亦有热水排出，水温多在25℃左右；帷幕灌浆过程中，部分灌浆钻孔亦有中温热水排出，这些可能与附近原热水勘探孔封孔止水不良有关，但也不排除热水经相对隔水层顶板的微裂隙向上少量循环，使上部冷水含水层加温所致，但渗流量较小。

图3-9　热水含水层形成地质构造示意图(www.daowen.com)

（二）建坝前关于热水含水层对工程影响的分析

关于承压热水可能对工程的影响，在设计阶段主要研究了下列几方面：

1）关于承压热水对大坝稳定的影响。鉴于承压水头较高，特别是热水含水层裂隙发育，渗流较通畅，因此研究分析了承压热水含水层对上覆岩层和大坝的上浮力以及对大坝抗滑稳定的影响，进行了抗浮计算，并初步研究了水库蓄水后坝基承压热水含水层的变化而可能对大坝稳定带来的影响。

2）关于承压热水对混凝土的不利影响。据热水水质分析，热水为矿化度极低的极软水，其库尔洛夫式为：

热水对水泥具分解性侵蚀性。曾采用矾土水泥、火山灰水泥和普通硅酸盐水泥等不同水泥、不同配合比和添加剂浇筑试件，进行热水养护浸泡试验，结果表明热水对各种水泥的侵蚀性相当迅速。因此应避免热水与混凝土直接接触，帷幕亦不应接触热水层。

3）关于蓄水后因热水渗流场的变化可能带来的不利影响。根据向斜盆地电阻网络模型试验表明：

（a）温泉主要和江垭向斜构造有关，属于向斜自流盆地深循环加热形成。由大气降水补给，补给区主要为南翼分水岭，热水在向斜北翼运移过程中坝址两岸云台观岩组分布区也有一定水量的裂隙水补给。热水含水层顶板的相对隔水可靠性，是坝址区热水承压的基本条件。

（b）当水库蓄水后，云台观含水层的渗流场将发生变化，壅水影响距离向下游可达15km，在坝基云台观含水层顶板测压水头由蓄水前的140m（钻孔水位）增大到239.4m（水库蓄水位236m），距坝址6km的向斜轴部的测压水头由262.2m增大到271.5m，总的看来建库蓄水后仍然是云台观含水层补给库水，渗流流向不变。正式蓄水后观测资料已证实上述结论。

（三）工程施工开始后对承压热水的监测

为了监测水库蓄水后承压热水渗流场的变化，并在坝址下游进行排水以降低坝基下部的热水渗水压力，在施工过程中分别于坝下左岸400m处139m高程和右岸200m处148m高程河边，钻设热水长期观测孔各1个，钻孔深入热水含水层内，定期及随库水位变化观测热水的水头压力、水温、涌水量和水质。通过观测表明：承压热水水头和孔口涌水量，随库水位的升高而升高，但承压水位保持略高于库水位，水温则基本保持不变。这一特征进一步证实，承压热水层乃属向斜盆地深循环型热水含水层，水源来自大坝下游。