某抽水蓄能電站施工支洞堵頭滲流情況分析

許藝煌，滕世敏，樂(lè)莉霞

（1.福建仙游抽水蓄能有限公司，福建仙游，351200；2.國(guó)家水電站大壩安全和應(yīng)急工程技術(shù)中心，浙江杭州，311122）

1 工程概況

某抽水蓄能電站為大（1）型工程，主要由上水庫(kù)、輸水系統(tǒng)、地下廠房、下水庫(kù)和開(kāi)關(guān)站等部分組成。上、下庫(kù)進(jìn)/出水口之間的輸水管道總長(zhǎng)度為2 253.59 m，其中：引水隧洞長(zhǎng)為1 149.09 m，尾水隧洞長(zhǎng)為1 104.50 m。2009年5月1日，土建主體工程進(jìn)點(diǎn)，2012年5月上水庫(kù)蓄水，2012年7月下水庫(kù)蓄水。

3號(hào)施工支洞位于引水下平洞岔管前、2號(hào)引水隧洞0+741.641 m樁號(hào)處，圍巖類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)，為Ⅰ級(jí)建筑物。

經(jīng)過(guò)近7年運(yùn)行，該施工支洞堵頭部位滲透壓力逐漸增大。分析該部位滲透壓力變化趨勢(shì)可以反饋設(shè)計(jì)，且對(duì)工程運(yùn)行有一定的指導(dǎo)作用。

2 3號(hào)施工支洞堵頭監(jiān)測(cè)布置

3號(hào)施工支洞堵頭位置見(jiàn)圖1，尺寸及長(zhǎng)度見(jiàn)表1。施工支洞堵頭空心段外側(cè)設(shè)置厚度為50 cm的襯砌段并進(jìn)行系統(tǒng)固結(jié)灌漿，襯砌段長(zhǎng)32.68 m。

圖1 輸水系統(tǒng)平面布置布置圖Fig.1 Layout of water delivery system

表1 3號(hào)施工支洞堵頭布置Table 1 Layout of the plug of construction branch tunnel No.3

在3號(hào)施工支洞布置3個(gè)監(jiān)測(cè)斷面（3號(hào)施0+548，3號(hào)施0+601.840和3號(hào)施0+584.217），每個(gè)斷面布置3支滲壓計(jì)和3支測(cè)縫計(jì)。監(jiān)測(cè)平面和剖面布置見(jiàn)圖2。

圖2 3號(hào)施工支洞堵頭監(jiān)測(cè)平面和剖面布置圖Fig.2 Plan and profile of the monitoring points for plug of construction branch tunnel No.3

3 現(xiàn)場(chǎng)檢查

3號(hào)施工支洞空心段混凝土結(jié)構(gòu)整體完好，未見(jiàn)明顯混凝土開(kāi)裂、露筋等，未發(fā)現(xiàn)影響混凝土結(jié)構(gòu)安全的缺陷。頂拱有多處滲水析鈣現(xiàn)象，由于該洞堵頭較長(zhǎng)且為倒坡，在堵頭空心部位設(shè)置擋水墻，墻上設(shè)有量水堰，量水堰未見(jiàn)明顯流水，由此判斷該堵頭滲水量小。由于空心段積水淹沒(méi)，無(wú)法巡視檢查堵頭實(shí)心段。歷次巡查均未發(fā)現(xiàn)異常問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)檢查見(jiàn)圖3。

圖3 3號(hào)施工支洞堵頭后空心段Fig.3 Hollow section behind the plug of construction branch tunnel No.3

4 滲透壓力

繪制3號(hào)施工支洞滲透壓力變化過(guò)程線于圖4，繪制上庫(kù)水位變化過(guò)程線于圖5，滲透壓力特征值統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

圖4 3號(hào)施工支洞堵頭滲透壓力測(cè)值過(guò)程線Fig.4 Graphs of seepage pressure at the plug of construction branch tunnelNo.3

圖5 上水庫(kù)水位人工觀測(cè)測(cè)值過(guò)程線Fig.5 Water level of upper reservoir measured by man

表2 3號(hào)施工支洞堵頭滲透壓力特征值統(tǒng)計(jì)表Table 2 Statistics of characteristic values of seepage pressure at the plug of construction branch tunnelNo.3

由圖表可見(jiàn)：（1）3號(hào)施工支洞3號(hào)施0+601斷面水頭最大為345.70 m（頂部PD3-601-1），發(fā)生于2018年10月7日，該斷面整體水頭較大，主要是距離2號(hào)引水隧洞邊墻僅6.6 m。2014年以來(lái)，測(cè)值逐年有所增加，約增加200 m，相對(duì)于上庫(kù)水位的折減系數(shù)從0.18增長(zhǎng)到目前的0.56，說(shuō)明經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行，堵頭封堵效果有所下降。

（2）3號(hào)施工支洞3號(hào)施0+584斷面水頭最大為1 22.91 m，相對(duì)于上庫(kù)水位的折減系數(shù)為0.14；3號(hào)施0+548斷面水頭最大為17.78 m，相對(duì)于上庫(kù)水位的折減系數(shù)0。這兩個(gè)斷面距離2號(hào)引水隧洞邊墻分別為24.2 m和60.2 m，3號(hào)施0+548斷面距離下游面1.8 m，說(shuō)明隨著距邊墻越來(lái)越遠(yuǎn)，水頭折減越大，到距邊墻60.2 m之內(nèi)已經(jīng)折減為0。

（3）從過(guò)程線看，3號(hào)施0+601斷面和3號(hào)施0+584斷面滲壓計(jì)有較明顯的逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)。而根據(jù)上庫(kù)水位過(guò)程線，2014—2019年，上庫(kù)水位測(cè)值均相對(duì)較穩(wěn)定，年變幅在22.14～24.91 m之間，并不存在上庫(kù)水位增大的情況。該段均為混凝土襯砌，從襯砌巖體滲壓測(cè)值看，2014—2019年期間并無(wú)增大的趨勢(shì)。綜合分析，3號(hào)施工支洞堵頭水頭逐年增長(zhǎng)是由內(nèi)水逐漸沿堵頭與巖體接觸部位發(fā)展引起。

5 滲流量

繪制2020年3—6月之間3號(hào)施工支洞堵頭后滲流量變化過(guò)程線于圖6。由圖6可見(jiàn)：3號(hào)施工支洞堵頭后滲流量基本不變，常年位于0.60～0.67 L/s之間。

圖6 3號(hào)施工支洞堵頭滲流量測(cè)值過(guò)程線Fig.6 Graphs of seepage amount through the plug of construc?tion branch tunnel No.3

6 接觸縫變形

混凝土與圍巖間接觸縫測(cè)值為-0.33～1.28 mm，近期測(cè)值在-0.05～0.37 mm。各測(cè)點(diǎn)均無(wú)明顯的趨勢(shì)性變化，同時(shí)與溫度相關(guān)性也不明顯。

7 結(jié)語(yǔ)

分析該堵頭監(jiān)測(cè)情況和現(xiàn)場(chǎng)檢查情況可知：可通過(guò)埋設(shè)滲壓計(jì)直觀地監(jiān)測(cè)堵頭封堵效果及其變化情況。3號(hào)堵頭實(shí)際運(yùn)行性態(tài)正常。