0.2　水利水电岩溶问题研究发展历史与现状

新中国成立之前，岩溶的研究几近空白，20世纪70年代乃至80年代的教科书，水电建设选址对于岩溶地层仍以避开为首选，但在西南岩溶地区的河流上，完全选择避开是不可能的，岩溶地层的勘察处理研究成为必然。

我国在岩溶地区进行水利水电建设始于20世纪40年代贵州小修文水电站，20世纪50—60年代主要有水槽子、六郎洞、官厅及猫跳河梯级水电站的开发，其中猫跳河梯级水电站是我国岩溶地区开发最充分的一条河流。

经过50多年的发展，尤其是近20年大型水电站的开发建设，岩溶地区的常规勘测技术和理论分析已日臻成熟；改革开放以来，国家“六五”“七五”及之后的针对性科技攻关，新的勘测手段不断发展，其探测深度和精确程度已经令人满意，20世纪70年代以后至90年代初，乌江乌江渡水电站、东风水电站建成投产，获得国家勘察、设计双金奖；之后南盘江天生桥二级水电站建成，3条近10km的引水隧洞通过号称岩溶博物馆的地层，岩溶塌陷、涌水各种灾害均有发生，为此，精确探测的物探手段以及相应的处理技术得以引进应用。随着东风、隔河岩、天生桥二级等大型水电站成功地解决了岩溶问题建成投产，我国在岩溶地区水利水电建设方面的理论研究迅速提高，勘察、处理手段也日渐成熟有效。

进入21世纪，西电东送工程带动了水电大规模开发，短短十余年时间，仅在贵州省境内，分别位于乌江干流的洪家渡、引子渡、索风营、构皮滩、思林和沙沱水电站，北盘江干流的光照、董箐、马马崖一级9座大型水电站相继建成。更多其他支流的中小型电站建成投产，基本都位于岩溶地层之上。

先进物探手段的系统应用，始于20世纪90年代初思林水电站，得益于一批世界先进水平的物探设备引进应用，地质雷达、CT技术结合放射性同位素测试结合常规勘查，精确定位了枢纽区岩溶管道发育位置，在后期施工过程中得到了验证，避免了可能存在的风险。最典型的是索风营水电站，在水电规划阶段，因存在库区岩溶发育，有大规模管道渗漏的可能，未列入先期开发的序列，为此，项目业主投资方和设计院进行库区渗漏专题研究，不但使地质雷达、CT技术应用更加成熟，又首次将GDP32、EH4和卫星遥感技术在水电勘察中成功应用，为水库成库提供了有力的支撑材料。

经过50多年不懈努力，我国对岩溶地区水利水电建设的水文工程地质勘察研究处理达到了国际领先水平，贵阳院在岩溶勘察治理方面的研究也得到了业界的普遍肯定。贵阳院和中国水利水电科学研究院共同开展大流量高流速岩溶管道探测技术研究，以猫跳河4级水电站为依托，采用综合物探手段和高精度钻孔技术，终于将主渗漏通道精确定位，运用新的处理技术将这一影响电站30多年痼疾彻底解决，为猫跳河的水电开发画上圆满的句号。同时也标志着岩溶地区建坝、成库勘察处理技术已经不存在制约瓶颈。

0.2.1　岩溶勘察技术

1.常规勘测技术

常规勘测技术也即传统的勘测技术，20世纪50年代起逐步发展，主要有专门的水文地质测绘、岩溶洞穴调查、钻探、洞探和连通试验、渗透试验、地下水动态监测等。该方法的使用要充分掌握从“宏观”到“微观”，再从“微观”至“宏观”的原则，具体就是，首先要通过测绘、调查分析对工程区的岩溶发育史、发育规律，结合地质构造进行宏观判断；然后结合建筑物对重点岩溶发育部位应用钻孔、平洞去求证所做的判断、推测，再由点及面去总结建筑物区的岩溶发育规律和特点。随着工程经验的不断积累和理论知识的不断深化，可以做到经济、有效地对建筑物进行合理的布置。和非岩溶地区相比，不同之处在于，因为岩溶发育的复杂性，勘测范围要适当扩大，不以地形分水岭为限，一般应包括水库两岸的低邻谷，甚至更广一些，通常情况下勘测工作量也要大得多。

2.物探技术

岩溶含水管道、空管道、溶洞，与周围灰岩的电阻率、波速存在较大差异，利用这些差异，进行地表、地下物探实现对溶洞的高精度探测理论上是可行的，但在计算机技术普及之前，由于其设备精度和结果的多解性，发展应用受到限制。20世纪80年代之后，得益于高精度物探仪器设备的引进，加之计算机数据采集、分析技术的普及发展，CT、EH4和地质雷达等物探探测技术成为目前发展最迅速也是最有效的勘测技术。

0.2.2　岩溶处理技术

岩溶地区长期的水电建设，对其处理的方法是逐渐积累的过程，应用最普遍的主要有防渗帷幕、铺盖、封堵等，2000年以来有关部门组织科研攻关，针对大漏量、高流速管道从施工技术、防渗材料进行治理措施研究，取得成功并应用于在建工程。

1.岩溶地区的防渗帷幕

通过乌江渡水电站在岩溶地区首次灌浆破坏性试验，灌浆压力在4～6MPa，取得了突破性成功之后，20多年来在岩溶地区进行高压灌浆均采用此压力灌注。通过不断地总结，对防渗帷幕的孔距、排距，探索出了一套经济可靠的帷幕灌浆参数。乌江渡、隔河岩、观音阁、五里冲、东风、引子渡等岩溶地区水电站，为了避免蓄水后的岩溶渗漏问题，坝基（肩）下均布设了20万m以上的帷幕灌浆孔，工程投入大量的资金和直线工期，以预先在蓄水前解决岩溶渗漏问题，都取得了成功。

2.集中岩溶管道的渗漏处理技术

在建筑物区精确探测岩溶管道的大小规模已经可能，对集中管道的处理模袋灌浆堵漏技术，采用特制的土工模布，按溶洞的大小、形状，加工成大致相等的“模袋”，通过钻机下至溶洞位置，并向其内灌注浆液，使其硬化形成集中堵头，即通常所称的“模袋灌浆”，该技术系2000年以后研发成功并迅速普及用于水利水电工程。

模袋灌浆材料具有耐高速水流的特点，在高速水流下，保证水泥不分散，不被冲走，水泥浆经模袋析水后，不但硬化速度加快，而且固化强度有着很大提高。模袋材料在压力下膨胀，适应不同形状，可以堵塞不同形状的漏洞。“模型灌浆”技术和传统灌浆技术相比，具有重大突破，是土工材料应用于大漏量、高流速溶洞堵漏的新发现。

此外，在易于施工的地方，也可采用人工混凝土堵头或集中引排的方法进行处理。

3.裂隙性强渗流带的防渗处理技术

裂隙性强渗流带系指地下水运移具有连续流动，或岩溶渗流空间不大，但分布较广的地段，采用“双液”或间歇式的控制灌浆方法，向渗漏地段注入一定配比的具有水稳性、速凝性的混合浆液，使其不易被水溶解或稀释带走，并能迅速形成帷幕堵体的施工方法。如丙烯酸盐（AC-MS）材料动水堵漏技术应用于溶洞防渗堵漏，克服了传统的水泥水玻璃灌浆凝结时间慢，聚氨酯遇水膨胀易被冲走和价格高等材料的缺点，更适合于高流速下灌浆堵漏。该方法在岩溶地区取得了成功应用。

0.2.3　岩溶地区勘察治理技术总结

1994年，邹成杰先生历时5年主编的《水利水电岩溶工程地质》出版，利用新中国成立到1993年间我国水利水电建设的勘察设计成果，从理论探讨到总结实践经验，全面深入论述了在岩溶地区水利水电建设中遇到的各种岩溶问题及分析判断方法，以及一些防治处理措施。代表了当时国内水利水电岩溶工程地质研究的最高水平。

邹成杰先生著作出版至今已经20多年，这一阶段正是我国水利水电工程建设最为辉煌的时期，随着综合国力的高速增长，一批大型、巨型水电站相继建成投产，更多的水电站在筹建或正进行勘察设计。对岩溶勘察处理的技术手段有了飞速发展，遥感、物探技术有了质的突破，新型防渗堵漏材料和施工工艺不断创新，使在岩溶建坝成库的成功率大幅度提高，我国对岩溶地区水利水电建设的水文工程地质勘察研究处理达到了国际领先水平。

虽然水利水电工程建设中在岩溶勘察处理方面取得了令人瞩目的进步，但除针对单个工程作技术总结外，对岩溶勘察处理技术的系统总结明显滞后，仅《水力发电工程地质手册》一书有专门篇章，尚未见此类专著，工程技术人员缺乏用于实践的指导工具书。