某面板堆石壩滲流監(jiān)測與成果分析評價

【摘要】某電站蓄水后，面板壩壩后出現(xiàn)滲水，通過對大壩壩基滲流、周邊縫滲流、繞壩滲流及壩后流量的持續(xù)監(jiān)測及對監(jiān)測成果的分析評價，為判斷滲流通道及滲漏產(chǎn)生原因、檢驗工程治理效果及開展下一步工程治理措施提供了依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】面板堆石壩；壩后滲漏；滲流監(jiān)測；分析評價

1、工程概況

某水電站樞紐由混凝土面板堆石壩、右岸溢洪道、右岸導(dǎo)流洞、左岸引水隧洞、沖沙洞及左岸岸邊主、副廠房等建筑物組成?；炷撩姘宥咽瘔螇雾敻叱?42 m，趾板建基高程602m，最大壩高140m，壩頂軸線長450m，壩頂寬度為10m，上、下游壩坡均為1：1.4，在面板上游660m高程以下設(shè)粘土鋪蓋及蓋重料，提高面板及趾板的防滲安全性。面板下游側(cè)依次設(shè)墊層料、過渡料和堆石料區(qū)，下游壩坡設(shè)1.0m厚干砌石護(hù)坡。

該電站水庫蓄水后壩后出現(xiàn)滲水，庫水位低于660m高程，滲水較少，不大于30 L/s；庫水位達(dá)到723.8m高程，壩后量水堰滲水量約為1761 L/s；庫水位回落至704m高程，壩后滲水量相應(yīng)降至1277L/s。此后采取了右岸帷幕補強灌漿、左岸帷幕灌漿消缺、壩前粘土拋填等一系列工程治理措施后，庫水位在705m高程時，壩后滲水量降至586 L/s，蓄至正常蓄水位737m高程，壩后量水堰流量約為963 L/s。

2、滲流監(jiān)測設(shè)計概況

滲流對壩體和壩基穩(wěn)定有重要影響，為了保證大壩安全和水庫蓄水效益，該電站面板堆石壩滲流監(jiān)測項目包括壩基滲流監(jiān)測、周邊縫滲流監(jiān)測、繞壩滲流監(jiān)測和壩后滲流量監(jiān)測。在大壩壩基布置了10支滲壓計進(jìn)行壩基滲流監(jiān)測，通過監(jiān)測堆石體與壩基接觸部位滲透壓力，掌握壩基滲流情況。在左右岸及河床部位周邊縫止水下部布置10支滲壓計進(jìn)行周邊縫滲流監(jiān)測，滲壓計與三向測縫計對應(yīng)布置，通過綜合分析周邊縫的開合狀態(tài)與止水下部滲透壓力的變化情況了解周邊縫的工作狀態(tài)。在左右岸灌漿廊道端頭、左右岸壩肩及岸坡沿流線大致走向共布置8個水位孔，監(jiān)測繞壩滲流的變化情況。在大壩下游堆石體末端設(shè)置擋水墻，在擋水墻頂部布置1座梯形量水堰，進(jìn)行壩后滲流量監(jiān)測。

3、滲流監(jiān)測成果分析評價

3.1 壩基滲流監(jiān)測

大壩壩基滲壓計DB-B-P-01～03是在趾板水平段帷幕后3m鉆孔（孔深66m）分段埋設(shè)的鉆孔滲壓計，DB-B-P-4～10布設(shè)于后壩建基面，其中DB-B-P-08、09、10三支滲壓計在施工期間損壞，DB-B-P-04、07兩支滲壓計在蓄水后監(jiān)測過程中儀器數(shù)據(jù)異常判定為損壞。由于壩基滲壓計損壞近半，在后壩坡665m、630m、625m高程補打了3個水位孔（DB-HW-13～15）加強壩體內(nèi)部水位變化監(jiān)測。壩基滲壓計監(jiān)測成果見圖3.1-1，DB-HW-13～15水位孔監(jiān)測成果見圖3.1-2。

從監(jiān)測成果圖3.1-1～2可以分析得出：

（1）滲水治理前壩基水位高程在621.24m～637.59m之間，滲水治理后即蓄水前壩基水位高程在616.82m～629.85m之間，蓄至正常蓄水位737高程后，在621.91m～637.04m之間；滲漏處理前最大水位高程為637.59m，蓄水前為629.85m，現(xiàn)為637.04m，位于DB-B-P-02測點。

（2）自2015年5月開始進(jìn)行的滲水治理以來，壩基滲壓計水位高程有所減小，隨著庫水位的抬升有所增加，但增加幅度較治理前明顯減小。

（3）新增的水位孔DB-HW-13～15在灌漿和黏土拋填施工期間數(shù)據(jù)無明顯變化，至2015年11月導(dǎo)流洞排水孔施工后，水位孔內(nèi)高程由617.67m～623.33m下降到616.75m～619.16m，說明導(dǎo)流洞排水孔對壩體及邊坡內(nèi)部含水有減排作用。

3.2 周邊縫滲流監(jiān)測

在大壩趾板周邊縫后布置了10套滲壓計，與三向測縫計配套埋設(shè)相互驗證，從右岸到左岸依次為DB-P-01～10，其中DB-P-06數(shù)據(jù)異常，判定為失效。趾板周邊縫滲壓計監(jiān)測成果見圖3.2-1。

從周邊縫滲壓計監(jiān)測成果圖3.2-1可分析得出

（1）滲水治理前周邊縫后滲水水位高程在622.69m～711.12m之間，滲水治理后即蓄水前在621.87m～711.26m之間，蓄至737m高程后，在628.27m～724.16m；處理前最大水位高程為711.12m，滲漏治理后為711.6m，蓄水后最大為724.16，位于DB-P-02測點。

（2）在右岸進(jìn)行新增帷幕施工過程中及歷次蓄水情況來看，DB-P-02、03水頭變化與庫水位變化相關(guān)性較為明顯， DB-P-02、03位置與面板滲漏1區(qū)（圖3.2-4）位置吻合，對應(yīng)當(dāng)時檢測的J30、J31垂直縫，說明該部位可能存在滲漏點。在經(jīng)過面板周邊縫滲漏治理后，本次蓄水期間DB-P-02與庫水位仍有較為明顯的相關(guān)性，與庫水位相差約13m，分析主要原因：①檢測出的面板J30、J31垂直縫水上部分未完全修補完成，②在趾板帷幕有裂隙性縫隙與DB-P-02相交。

（3）DB-P-05、06、07自蓄水以后一直保持著20m以上的水頭，對應(yīng)面板滲漏3區(qū)（圖3.2-2）綜合考慮該部位可能存在滲漏點，滲透壓力約在200kPa。

3.3 繞壩滲流監(jiān)測

在兩壩肩的防滲帷幕端頭和幕后，布置了8個水位孔觀測繞壩滲流水位以及兩壩肩的地下水位變化情況。由于DB-HW-01水位孔在帷幕灌漿過程中被堵以及DB-HW-07、08水位孔自埋設(shè)完成后一直處于無水狀態(tài)，在左右岸帷幕端頭和幕后又新增了DB-HW-09～12和B-HW-16～17水位孔，以便更好的反映出繞壩滲流和兩岸的地下水位。繞壩滲流監(jiān)測成果見圖3.3-1

從繞壩滲流監(jiān)測成果圖3.3-1可分析得出：

（1）右岸DB-HW-02～04水位孔滲水處理前水位高程在648.19m～708.67m之間，蓄水前在650.3m～706m之間，蓄至正常蓄水位后在650.59m～716.06m；左岸DB-HW-05～06水位孔滲水處理前水位高程在716.11m～719.64m m之間，蓄水前在715.31m～717m之間，蓄至正常蓄水位后在715.31m～716.18m；新增DB-HW-09～12水位孔2015年5月底完成埋設(shè)并取定初始值，水位高程在630.89m～704.58m之間，蓄水前在623.381m～704.58m之間，蓄至正常蓄水位后在626.25m～704.8m。

（2）水位孔主要反映大壩庫水繞壩滲流與兩岸岸坡地下水位的關(guān)系，從過程曲線圖可以看出，在蓄水以后，隨著庫水位不斷上升DB-HW-2、3、12水位孔水位相對變化較大，其余水位孔蓄水期間與上游水位變化相關(guān)性不明顯。目前隨著上游庫水位上升，各水位孔水位也有一定幅度的變化。

（3）2016年8月23日泄洪沖沙洞放空，DB-HW-12水位孔較21日相比水位孔下降0.85m，與前期3月初進(jìn)行檢查時有明顯減小，說明泄洪沖砂洞補漏處理有一定的效果。

3.4 壩后滲流量監(jiān)測

下閘蓄水后壩后滲流量持續(xù)攀升，庫水位達(dá)到723.8m時，壩后量水堰滲水量達(dá)到1761L/s。之后采庫水位降至704m時（采取工程措施前），壩后滲水量為1277L/s，滲流量隨庫水位的升降而明顯增減，其變化與庫水位的變化具有明顯的相關(guān)性，說明壩后滲流途徑相對較短、動態(tài)變化相對較快。

隨著右岸補強灌漿、左岸帷幕灌漿消缺、壩前粘土拋填等措施的實施，壩后滲流量呈減小趨勢，降至931.19L/s，對應(yīng)庫水位704.1m。隨著導(dǎo)流洞排水孔的實施，在庫水位704.1m下，壩后滲水量為670.47L/s。考慮同期導(dǎo)流洞排水孔的排水量，壩后總的滲水量接近1100 L/s，扣除排水孔混入山體的地下水，壩后滲水量仍在900 L/s左右。

2016年3月初引水隧洞及泄洪沖砂洞進(jìn)行放水檢查，在兩洞放空期間庫水位上升約1m，壩后量水堰流量從684.4L/s下降至630.2L/s，位于左岸700公路的DB-HW-12水位孔水位高程降低了4m。引水隧洞充水發(fā)電，壩后壩量水堰及DB-HW-12水位孔數(shù)據(jù)無變化。3月中旬泄洪沖沙洞放水，量水堰流量回升至699L/s，DB-HW-12水位孔水位高程回升3.2m。從以上變化情況可以看出，左岸滲水與泄洪沖砂洞有一定相關(guān)性。

2016年7月隨著新一輪的滲水處理措施實施完成，壩后量水堰流量降至585.98L/s，實時庫水位705.1m。7月21日開始蓄水，后壩滲流量隨著庫水位上升而增加，在蓄水過程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)庫水位超過724m以后，隨著庫水位抬升壩后量水堰滲流量反應(yīng)時間有所滯后，分析主要原因為：滲漏主要以裂隙性滲漏為主，外加左右岸帷幕在705m以上均進(jìn)行過處理，庫水位抬升相對滲漏途徑距離增加，從而導(dǎo)致滲流量反應(yīng)時間推遲。截止9中旬庫水位736.7m，后壩量水堰流量962.94L/s。從量水堰滲流量數(shù)據(jù)來看，滲水處理前后滲流量有明顯減小，特別是高水位對比（見圖3.4-1）。

4、結(jié)語

本文對該電站下閘蓄水以來，歷時2年的壩基滲流、周邊縫滲流、繞壩滲流及壩后流量監(jiān)測成果進(jìn)行了簡要的分析評價，監(jiān)測成果一方面可用于分析判斷滲漏通道及滲漏產(chǎn)生的原因，從而為采取合理的工程措施提供了依據(jù)，另一方面監(jiān)測成果可用于檢驗治理效果。監(jiān)測成果表明，大壩滲流在蓄水期與上游庫水位呈一定相關(guān)性，在滲水處理前后，壩基、周邊縫滲透壓力水頭，繞壩滲流水位孔水頭及壩后滲流量均有所減小，表明相關(guān)處理措施取得了一定的效果。同時，根據(jù)蓄至正常蓄水位的流量監(jiān)測數(shù)據(jù)，該大壩壩后滲流量依然高于常規(guī)水平，下一步將繼續(xù)采取工程治理措施，有效降低壩后滲流量。