林溪水庫(kù)壩體和繞壩滲流監(jiān)測(cè)分析及安全評(píng)價(jià)

周忠育（浙江省瑞安市林溪水電站，浙江 溫州 325213）

林溪水庫(kù)壩體和繞壩滲流監(jiān)測(cè)分析及安全評(píng)價(jià)

周忠育
（浙江省瑞安市林溪水電站，浙江 溫州 325213）

林溪水庫(kù)主副壩壩體和繞壩滲流監(jiān)測(cè)布置有36只壩體測(cè)壓計(jì)，滲流觀測(cè)項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)布設(shè)能較全面地反映建筑物的工作狀態(tài)，并實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化滲流監(jiān)測(cè)。經(jīng)過(guò)除險(xiǎn)加固蓄水驗(yàn)收后1年來(lái)的連續(xù)觀測(cè)，搜集了各項(xiàng)監(jiān)測(cè)成果，通過(guò)定性和定量分析，對(duì)大壩壩體滲流做出評(píng)價(jià)，進(jìn)一步準(zhǔn)確地把握除險(xiǎn)加固后大壩混凝土防滲墻的運(yùn)行狀態(tài)。

林溪水庫(kù)；壩體滲流；繞壩滲流；監(jiān)測(cè)分析

1　工程概況

林溪水庫(kù)位于林川鎮(zhèn)水干岸村，壩址距林溪河口6 km，水庫(kù)集雨面積52.5 km2，河源長(zhǎng)度8.78 km，河床坡降3.15％，水庫(kù)總庫(kù)容1 432萬(wàn)m3，是一座防洪灌溉為主，兼顧發(fā)電的中型水庫(kù)，電站裝機(jī)容量1 660 kW。

林溪水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程（一期）于2010年1月20日動(dòng)工建設(shè)。除險(xiǎn)加固后，水庫(kù)正常蓄水位仍為71.29 m，正常庫(kù)容689萬(wàn)m3；灌溉、發(fā)電死水位分別為59.28 m、61.30 m，死庫(kù)容111 m3；100年一遇設(shè)計(jì)洪水位為77.46m；2000年一遇校核洪水位為79.27m。水庫(kù)樞紐主體工程包括主壩、副壩、溢洪道、輸水（放空）洞、發(fā)電廠房和升壓站等。加固后的主副壩技術(shù)指標(biāo)如下。

1.1主壩

主壩加固后為低彈?；炷练罎B心墻土石壩，壩頂高程85.60 m，壩頂寬6.00 m，壩頂長(zhǎng)217.00 m。主壩采用低彈?；炷练罎B墻及壩基防滲加固方案，防滲墻打穿壩體，嵌入壩基弱風(fēng)化巖體內(nèi)1.0 m（局部加深），墻體厚0.8 m，主壩防滲墻墻頂高程為83.5 m，最大墻深為43.20 m，防滲墻兩岸設(shè)寬為2.0 m的C20W6F50混凝土岸墻，與混凝土防滲墻緊密連接，兩壩肩部位及岸墻基礎(chǔ)采用帷幕灌漿處理。

1.2副壩

副壩加固后為低彈?；炷练罎B心墻土石壩，壩頂高程為85.60 m，最大壩高19.30 m，壩頂寬度為6.00 m，壩頂長(zhǎng)度為80.50 m。副壩加固采用低彈?；炷练罎B墻及壩基防滲加固方案，防滲墻打穿壩體，嵌入壩基弱風(fēng)化巖體內(nèi)1.0 m（局部加深），墻體厚0.8 m，副壩防滲墻墻頂高程為83.5 m，最大墻深為23.10 m，防滲墻兩岸設(shè)寬為2.0 m的C20W6F50混凝土岸墻，與混凝土防滲墻緊密連接，兩壩肩部位及岸墻基礎(chǔ)采用帷幕灌漿處理。

2015年，林溪水庫(kù)完成除險(xiǎn)加固蓄水驗(yàn)收，對(duì)這1年來(lái)的滲流監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行分析，有助于在定性、定量分析成果的基礎(chǔ)上，對(duì)除險(xiǎn)加固后的大壩混凝土防滲墻的防滲功能作出評(píng)價(jià)。

2　監(jiān)測(cè)設(shè)備布置

主壩選取3個(gè)觀測(cè)斷面用以觀測(cè)主壩壩體與壩基滲流情況，樁號(hào)分別為主壩0+050.00 m、主壩0+110.00 m、主壩0+170.00 m，分別布置滲壓計(jì)3只、7只和4只，共14只滲壓計(jì)。

副壩選取3個(gè)觀測(cè)斷面以觀測(cè)副壩壩體與壩基滲流情況，樁號(hào)分別為副壩0+020.00 m、副壩0+040.00 m、副壩0+060.00 m，分別布置滲壓計(jì)3只、6只和3只，共12只滲壓計(jì)。

主壩兩岸分別設(shè)置了3根測(cè)壓管，共計(jì)6根測(cè)壓管。副壩兩岸分別設(shè)置了2根測(cè)壓管，共計(jì)4根測(cè)壓管。主副壩共布置10根繞壩測(cè)壓管。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，每根測(cè)壓管內(nèi)布置1只滲壓計(jì)，共計(jì)10只滲壓計(jì)，用以進(jìn)行繞壩滲流觀測(cè)。

主、副壩檢測(cè)儀器布置見圖1、圖2。

圖1　主壩監(jiān)測(cè)儀器布置圖

圖2　副壩監(jiān)測(cè)儀器布置圖

本工程滲壓計(jì)選用美國(guó)基康公司生產(chǎn)的GK4500s型滲壓計(jì)，它是通過(guò)實(shí)測(cè)振弦的頻率換算得到滲流壓力的，通過(guò)實(shí)測(cè)壩體內(nèi)的滲流壓力水頭再加上滲壓計(jì)的埋設(shè)高程可以得到滲壓水位。實(shí)測(cè)測(cè)頭以上水壓力的計(jì)算公式為：P=G（R0-R1）+K （T1-T0）。上式中：P為實(shí)測(cè)壓力（kPa）；G、K為率定系數(shù)，可從各支滲壓計(jì)的率定表中查得；R0、T0為滲壓計(jì)埋設(shè)之前的讀數(shù)；R1、T1為滲壓計(jì)埋設(shè)之后的讀數(shù)。GK4500 s型滲壓計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)如下：標(biāo)準(zhǔn)量程：0.35 MPa；超量程：2×額定壓力；靈敏度：0.025％F.S；精度：±0.1％F.S；線性：＜0.5％F.S。

3　監(jiān)測(cè)資料分析

3.1壩體滲流

從2015年1月10日典型時(shí)段各測(cè)點(diǎn)位勢(shì)變化線來(lái)看，主副壩防滲墻前后的位勢(shì)均有所下降；從各滲壓計(jì)和庫(kù)水位變化過(guò)程線來(lái)看，主副壩防滲墻前后的測(cè)點(diǎn)變化過(guò)程線斜率有所下降，各滲壓計(jì)水頭的變化范圍較庫(kù)水位小，各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)滲壓水位與庫(kù)水位相關(guān)性較?。ㄒ妶D3～圖6）。

主壩中部的0+110 m斷面的防滲墻前后水頭變化最大，防滲效果相對(duì)較好，右岸的0+170 m斷面的防滲墻防滲效果其次，左岸的0+110 m斷面的防滲墻防滲效果較差；副壩中部的0+40 m斷面的防滲墻前后水頭變化最大，防滲效果相對(duì)較好，右岸的0+60 m斷面的防滲墻防滲效果其次，左岸的0+20 m斷面的防滲墻防滲效果較差。

綜合以上，說(shuō)明主副壩防滲墻防滲效果未達(dá)到理想，好在庫(kù)水位的變化引起滲壓計(jì)水頭的變化較小，主副壩防滲墻還是起到了一定的防滲效果。

圖3　2015年1月10日主壩部分壩體滲壓計(jì)的位勢(shì)變化線

圖4　主壩部分壩體滲壓計(jì)和庫(kù)水位變化過(guò)程線

圖5　2015年1月10日副壩部分壩體滲壓計(jì)的位勢(shì)變化線

圖6　副壩部分壩體滲壓計(jì)和庫(kù)水位變化過(guò)程線

3.2繞壩滲流

從主壩繞壩滲流觀測(cè)的左岸ZRC1、ZRC2、ZRC3滲壓計(jì)和庫(kù)水位變化過(guò)程線來(lái)看（見圖7），左岸的各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)滲壓水位與庫(kù)水位的相關(guān)性較小，但各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)滲壓水位均高于庫(kù)水位，說(shuō)明左岸的滲壓計(jì)實(shí)測(cè)滲壓水位同時(shí)受兩岸山體地下水位的影響；從主壩繞壩滲流觀測(cè)的右岸ZRC4、ZRC5滲壓計(jì)和庫(kù)水位變化過(guò)程線來(lái)看，右岸的各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)滲壓水位與庫(kù)水位的相關(guān)性較大，但各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)滲壓水位均高于庫(kù)水位，說(shuō)明右岸的滲壓計(jì)實(shí)測(cè)滲壓水位同時(shí)受兩岸山體地下水位的影響；主壩左岸發(fā)生繞壩滲流的可能性較小，主壩右岸發(fā)生繞壩滲流的可能性較大，但都受到山體地下水位的影響。

圖7　主壩部分繞壩滲壓計(jì)和庫(kù)水位變化過(guò)程線

從副壩繞壩滲流觀測(cè)的左岸FRC1、FRC2滲壓計(jì)和庫(kù)水位變化過(guò)程線來(lái)看（見圖8），左岸的各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)滲壓水位與庫(kù)水位的相關(guān)性較大，但各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)滲壓水位均高于庫(kù)水位，說(shuō)明左岸的滲壓計(jì)實(shí)測(cè)滲壓水位同時(shí)受兩岸山體地下水位的影響；從副壩繞壩滲流觀測(cè)的右岸ZRC4、ZRC5滲壓計(jì)和庫(kù)水位變化過(guò)程線來(lái)看，右岸的各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)滲壓水位與庫(kù)水位的相關(guān)性較小，但各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)滲壓水位均高于庫(kù)水位，說(shuō)明右岸的滲壓計(jì)實(shí)測(cè)滲壓水位同時(shí)受兩岸山體地下水位的影響；副壩左岸發(fā)生繞壩滲流的可能性較大，副壩右岸發(fā)生繞壩滲流的可能性較小，但都受到山體地下水位的影響。

圖8　副壩部分繞壩滲壓計(jì)和庫(kù)水位變化過(guò)程線

4　結(jié)語(yǔ)

為了掌握水工建筑物及其地基的滲流情況，分析判斷是否正常和可能發(fā)生不利影響的程度及原因，通常對(duì)大壩壩體和繞壩進(jìn)行滲水壓力的觀測(cè)，了解滲水壓力分布情況，以分析壩體和繞壩的穩(wěn)定程度，是否會(huì)產(chǎn)生滲透變形及破壞，為工程養(yǎng)護(hù)修理和安全運(yùn)用提供依據(jù)，并可為水利工程的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和科研提供參考資料。

林溪水庫(kù)主副壩壩體和繞壩滲流監(jiān)測(cè)資料分析表明，主副壩壩體混凝土防滲墻都減小了庫(kù)水位對(duì)滲壓計(jì)水頭的變化影響幅度，使得兩者的正比關(guān)系減小；主壩左岸和副壩右岸發(fā)生繞壩滲流的可能性較小，主壩右岸和副壩左岸發(fā)生繞壩滲流的可能性較大，但都受到山體地下水位的影響。

綜上所述，經(jīng)過(guò)除險(xiǎn)加固蓄水驗(yàn)收后1年來(lái)的連續(xù)觀測(cè)，林溪水庫(kù)防滲效果雖未達(dá)到理想，但也進(jìn)一步說(shuō)明了林溪水庫(kù)進(jìn)行大壩除險(xiǎn)加固后，混凝土防滲墻的防滲效果得到了大大提升，大壩的整體防滲性能良好。林溪水庫(kù)大壩運(yùn)行狀況總體正常，大壩目前處于安全運(yùn)行狀態(tài)。

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TV698

B

1672-5387（2016）05-0062-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.05.022

2016-04-09

周忠育（1969-），男，工程師，研究方向：水電站運(yùn)行與管理。