蒲石河電站下水庫(kù)壩基滲流監(jiān)測(cè)資料分析

劉 楓，趙 浩，任建欽

（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司科學(xué)研究院，吉林 長(zhǎng)春 130061）

蒲石河電站下水庫(kù)壩基滲流監(jiān)測(cè)資料分析

劉 楓，趙 浩，任建欽

（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司科學(xué)研究院，吉林 長(zhǎng)春 130061）

文章介紹了蒲石河抽水蓄能電站下水庫(kù)混凝土重力壩滲流監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)布置，以施工期和蓄水期滲流監(jiān)測(cè)資料為基礎(chǔ)，分析了壩基及左右壩頭的滲流特性，對(duì)壩體施工質(zhì)量和蓄水后的安全穩(wěn)定進(jìn)行了初步評(píng)價(jià)，提出了電站運(yùn)行中需要關(guān)注的問(wèn)題。

蒲石河電站；下水庫(kù)；混凝土重力壩；滲流監(jiān)測(cè)；資料分析

蒲石河抽水蓄能電站，位于遼寧省寬甸滿族自治縣境內(nèi)，距離丹東市約 60 km，該電站是我國(guó)東北第一座大型純抽水蓄能電站。該工程為一等工程，工程規(guī)模為大（I）型。下水庫(kù)位于鴨綠江右岸支流蒲石河下游長(zhǎng)甸鎮(zhèn)的王家街村，正常蓄水位 66.0 m，死水位 62.0 m，總庫(kù)容為 2 905×104m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容 1 284×104m3，死庫(kù)容為 1 621×104m3，左岸設(shè)對(duì)外永久交通公路，交通便利。大壩為混凝土重力壩，壩頂高程 70.1 m，壩頂長(zhǎng) 336.0 m，最大壩高 34.1 m，整個(gè)大壩（包括泄洪排沙閘和引水壩段）共分 19 個(gè)壩段，其中擋水壩段 9 個(gè)，泄洪排沙閘段壩段 8個(gè)，引水壩段 2個(gè)。

1 滲流監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)布置

滲流監(jiān)測(cè)對(duì)象包括壩基及壩肩的壩基揚(yáng)壓力監(jiān)測(cè)、滲漏量監(jiān)測(cè)和繞壩滲流監(jiān)測(cè)，這是對(duì)壩基及壩肩防滲體的防滲能力最直接的監(jiān)測(cè)。

1.1 壩基揚(yáng)壓力監(jiān)測(cè)

揚(yáng)壓力分縱、橫向揚(yáng)壓力，共布設(shè) 25 個(gè)監(jiān)測(cè)孔。縱向揚(yáng)壓力每個(gè)壩段布設(shè)一孔，位于壩段中間的排水幕上，共布設(shè) 19 孔，其中 3 孔兼作橫向揚(yáng)壓力觀測(cè)孔，測(cè)孔布置，見(jiàn)表 1。

1.2 壩體滲漏量監(jiān)測(cè)

在壩基廊道排水溝集水井入口處布設(shè)4座直角三角量水堰（后增 2 座），分區(qū)監(jiān)測(cè)滲漏量，儀器布置，見(jiàn)表 2。

1.3 繞壩滲流監(jiān)測(cè)

為監(jiān)測(cè)繞壩滲流情況，在壩肩兩岸山體上根據(jù)可能產(chǎn)生滲流的流線和梯度方向布設(shè)滲流監(jiān)測(cè)孔，左右岸分別布置 6 孔：左岸為 DUP01~DUP06，右岸為 DUP07~DUP12，共計(jì) 12 孔。

2 滲流監(jiān)測(cè)成果分析

2.1 壩基揚(yáng)壓力

1）壩基揚(yáng)壓水位。左壩肩 1，2 號(hào)壩段在蓄水前水位在 50 m 左右，高于河床壩段數(shù)米，蓄水后至 2011 年底，隨著庫(kù)水位的抬高，兩測(cè)孔水位也緩慢上升了 6.54，2.42 m。右壩肩 19 號(hào)壩段內(nèi)水位較高，蓄水前在 54 m 左右，且變化不大，蓄水后該測(cè)孔水位變化較小，基本未受蓄水影響。

大部分河床壩段測(cè)孔水位在蓄水后升幅不大。蓄水后孔內(nèi)水位上升較明顯的為7號(hào)壩段和12 號(hào)壩段。截至 2011 年底，UP07-1 變幅達(dá) 12.25 m，UP12 變幅達(dá) 10.10 m。

2012 年以來(lái)測(cè)壓管水位趨于較明顯增大的壩段為 1，2，4，7，8，12，16，19 號(hào)壩段，蓄水后水位變幅為 1.56~16.58 m，其中 UP07-1 水位呈周期變化，變幅最大達(dá) 16.58 m，詳見(jiàn)圖 1。

表1 壩基揚(yáng)壓力監(jiān)測(cè)孔布置情況表

表2 滲漏量監(jiān)測(cè)儀器布置情況表

2）壩基揚(yáng)壓力折減系數(shù)，見(jiàn)圖 2。蓄水后，3（橫向廊道測(cè)點(diǎn)），5，6，8~11 號(hào)等 7 個(gè)壩段的揚(yáng)壓水位始終低于壩下水位，因此這些壩段的揚(yáng)壓系數(shù)始終為 0。3（縱向廊道測(cè)點(diǎn)），13~19 號(hào)等 8 個(gè)壩段的揚(yáng)壓系數(shù)在設(shè)計(jì)參考值 0.25 以內(nèi)。有 4 個(gè)壩段的揚(yáng)壓系數(shù)最大值超過(guò)設(shè)計(jì)參考值，分別為1，2，7，12 號(hào)壩段。

圖1 7號(hào)壩段橫向揚(yáng)壓力及揚(yáng)壓水位及揚(yáng)壓系數(shù)過(guò)程線

圖2 壩基縱向揚(yáng)壓系數(shù)分布曲線

壩段是左壩肩壩段，2號(hào)壩段的揚(yáng)壓系數(shù)始終較高，其最大值為 0.57 （2013-2-23），平均值為0.48；1 號(hào)壩段揚(yáng)壓系數(shù)最大值為 0.49 （2013-3-18），平均值為 0.33。1 和 2 號(hào)壩段揚(yáng)壓系數(shù)超過(guò)設(shè)計(jì)參考值，2012 年 10 月后揚(yáng)壓系數(shù)有增大趨勢(shì)。

河床 7 號(hào)壩段 UP07-1 揚(yáng)壓系數(shù)呈周期變化，每年的 3 月份左右最大，9 月份左右最小。揚(yáng)壓系 數(shù) 最大 值為 0.52（2013-3-18），平 均 值 為 0.27，兩者均超過(guò)設(shè)計(jì)參考值，揚(yáng)壓系數(shù)有增大趨勢(shì)，建議引起關(guān)注，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)分析。河床 12 號(hào)壩段 UP12揚(yáng)壓系數(shù)最大值為 0.36（2013-3-18），超過(guò)設(shè)計(jì)參考值，平均值為 0.24，接近設(shè)計(jì)參考值，揚(yáng)壓系數(shù)有增大趨勢(shì)，建議引起關(guān)注，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)分析。

右壩肩 19 號(hào)壩段 UP19 揚(yáng)壓系數(shù)在設(shè)計(jì)參考值之內(nèi)，平均值為 0.16，但揚(yáng)壓系數(shù)有逐年增大趨勢(shì)，最大值為 0.25（2013-3-26），達(dá)到設(shè)計(jì)參考值，建議引起關(guān)注，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)分析。

2.2 壩體滲漏量

施工期，壩體總滲漏量很小，在 1.0 L/s以內(nèi)。2010 年 7 月受施工用水的影響（導(dǎo)流底孔封堵段混凝土循環(huán)降溫排水），以及 2010 年 10 月份受施工用水的影響，滲漏量出現(xiàn)先增大后減小的過(guò)程，總滲漏量最大值分別達(dá)到 12.01 L/s和 12.92 L/s，已超過(guò)設(shè)計(jì) 參考值 （2.5 L/s）。此后 至 2010 年 12月蓄水前，壩體總滲漏量在 0.55 L/s以內(nèi)。

蓄水后，各測(cè)點(diǎn)的滲漏量波動(dòng)增大，2011 年 6月以后滲漏量有所減小，總滲漏量在 0.73 L/s以內(nèi)，在設(shè)計(jì)參考值范圍內(nèi)，下游側(cè)排水溝流量大于上游側(cè)，WE02 測(cè)值最大，見(jiàn)圖 3。

圖3 壩體滲漏量測(cè)值過(guò)程線

2.3 繞壩滲流

左岸 6 個(gè)繞壩滲流測(cè)孔 （DUP01～DUP06）水位變化主要受左岸山體地下水位影響，受蓄水影響不大，水位多高于庫(kù)水位，有汛期效應(yīng)，繞滲現(xiàn)象不明顯。

右岸 6 個(gè)繞壩滲流測(cè)孔 （DUP07～DUP12）水位變化主要受右岸山體地下水位影響，水位多低于庫(kù)水位，蓄水前后變化不大，有汛期效應(yīng)，繞滲現(xiàn)象不明顯。

3 結(jié)論

1）基礎(chǔ)廊道測(cè)壓管測(cè)值反映了各壩段壩基地下水的活動(dòng)狀態(tài)。蓄水前各測(cè)點(diǎn)水位較低，滲流狀態(tài)基本正常，蓄水后測(cè)壓管水位趨于較明顯增大的壩段為 1，2，4，7，8，12，16，19 號(hào)壩段，水位變幅為 1.56～16.58 m，其中 UP07-1 水位呈周期變化，變幅最大達(dá) 16.58 m。

2）壩基大多數(shù)壩段揚(yáng)壓力折減系數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。左壩肩 1和2號(hào)壩段揚(yáng)壓系數(shù)較大且超過(guò)設(shè)計(jì)參考值；河床 7號(hào)壩段揚(yáng)壓系數(shù)呈周期變化，平均值為 0.27 超限；12 號(hào)壩段揚(yáng)壓系數(shù)最大值為0.36，超過(guò)設(shè)計(jì)參考值，平均值為 0.24，接近設(shè)計(jì)參考值。以上測(cè)點(diǎn)揚(yáng)壓系數(shù)呈增大趨勢(shì)建，建議引起關(guān)注，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)處理，確保大壩安全。

3）施工期壩體總滲漏量很小，在 1.0 L/s 以內(nèi)；蓄水后各測(cè)點(diǎn)的滲漏量波動(dòng)增大，2011 年 6 月以后滲漏量有所減小，總滲漏量在 0.73 L/s以內(nèi)，滿足設(shè)計(jì)要求。

4）繞壩滲流測(cè)孔水位變化主要受山體地下水位影響，蓄水前后變化不大，有汛期效應(yīng)，繞滲現(xiàn)象不明顯。

［1］DL/T 5178-2003，混凝土壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］DL/T 5209-2005，混凝土壩安全監(jiān)測(cè)資料整編規(guī)程［S］.

［3］二灘水電開(kāi)發(fā)有限公司.巖土工程安全監(jiān)測(cè)手冊(cè)［M］.北京∶中國(guó)水利水電出版社，1999.

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2014-08-01