劉光洪，張 瓊

（1.廣東粵電新豐江發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東河源 517021；2.國家電力監(jiān)管委員會(huì)大壩安全監(jiān)察中心，浙江 杭州 310014）

1 工程概況

花崗巖為主。工程于1958年7月動(dòng)工興建，1960年10月第一臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，1969年10月竣工驗(yàn)收。

新豐江水電站位于廣東省河源市境內(nèi)東江支流新豐江的亞婆山峽谷出口處，是一座綜合利用的水利樞紐工程。水庫控制流域面積5 734 km2，總庫容為138.96億m3，屬完全多年調(diào)節(jié)水庫。電站樞紐由大壩、廠房及放水洞等水工建筑物組成。大壩為單支墩大頭壩，屬1級(jí)建筑物。大壩最大壩高105 m，由19個(gè)寬18 m的單支墩大頭壩及兩岸重力壩段組成，6～9號(hào)壩段為引水發(fā)電壩段，10～13號(hào)壩段為溢流壩段，其余均為擋水壩段。溢洪道共3孔，設(shè)有3扇10 m×15 m的弧形鋼閘門。壩基巖性以粗中粒

2 7號(hào)支墩壩基揚(yáng)壓力分析

2.1 壩基揚(yáng)壓力孔布置情況

建壩初期在1～19號(hào)壩段實(shí)際布置了57個(gè)壩基揚(yáng)壓力測孔，具體為：1～3號(hào)墩各布置2個(gè)，4號(hào)墩布置3個(gè)，5～13號(hào)墩各布置4個(gè)，14～19號(hào)墩各布置2個(gè)，其中，1號(hào)孔均位于帷幕后的大頭頸部，4號(hào)孔位于壩軸線上，形成了一個(gè)縱向觀測斷面和與壩段對(duì)應(yīng)的多個(gè)橫向觀測斷面。布置情況詳見圖1。

由于揚(yáng)壓力孔靈敏度下降，首次定檢后真正能用于觀測的孔只有37個(gè)，其中揚(yáng)壓水位長期基本無變化的有10個(gè)。為了提高揚(yáng)壓力孔的靈敏度和滿足揚(yáng)壓力觀測孔實(shí)施自動(dòng)化監(jiān)測的要求，1995年4月～1997年1月對(duì)壩基揚(yáng)壓力觀測孔進(jìn)行改造，改造后能正常觀測的揚(yáng)壓力孔達(dá)51個(gè)。1998年和2002年分兩期實(shí)現(xiàn)了壩基揚(yáng)壓力測點(diǎn)自動(dòng)化監(jiān)測。

2.2 7號(hào)支墩壩基揚(yáng)壓力分析

揚(yáng)壓力孔改造后的觀測資料表明，河床壩段中G7-01測孔水柱較高，且變幅相對(duì)較大，揚(yáng)壓系數(shù)最高達(dá)到0.64，遠(yuǎn)超出設(shè)計(jì)滲壓系數(shù)（0.2）。G7-01測孔及該壩段下游側(cè)的測孔揚(yáng)壓力的過程線見圖2，從圖可見：

（1）壩基揚(yáng)壓力表現(xiàn)出與上游水位有一定的相關(guān)性，隨著上游水位的漲落而升降，靠近上游側(cè)的第一排測孔尤其明顯，其后的第二、三、四排測孔水位則不明顯。

（2）從揚(yáng)壓水位來看：7號(hào)支墩G7-1測孔的最高水位為83.6 m，最低水位為67.2 m，該壩段其后的第二、三、四排測孔的水位則低得多，最高水位為32.4 m；相鄰的6號(hào)壩段的G6-2和8號(hào)壩段的G8-1測孔的最高水位分別為59.1 m和52.1 m，相對(duì)較高。G7-1觀測孔水位最大變幅為12.5 m，其余揚(yáng)壓力孔的變幅較小。

（3）從揚(yáng)壓水柱來看：7號(hào)支墩G7-1測孔的最高水柱為59.6 m，最低水柱為43.2 m，其后第二、三、四排測孔的水柱則小得多，最高水柱為8.4 m；相鄰壩段的G6-2和G8-1測孔的最高水柱分別為27.1 m和32.1 m，也相對(duì)較高。

（4）從揚(yáng)壓系數(shù)來看，G7-1測孔揚(yáng)壓系數(shù)最高為0.64，G6-2和G8-1測孔的最高揚(yáng)壓系數(shù)分別為0.32和0.26，同樣相對(duì)較高。

圖2 7號(hào)支墩揚(yáng)壓力測值過程線圖Fig.2 Graph of the monitored uplift pressure of the buttress No.7

2.3 7號(hào)支墩揚(yáng)壓力偏高的成因分析

7號(hào)支墩G7-1測孔的揚(yáng)壓系數(shù)最高達(dá)到0.64，其后第二、三、四排測孔的揚(yáng)壓系數(shù)則小得多。相鄰壩段的G6-2和G8-1測點(diǎn)的揚(yáng)壓系數(shù)最高分別為0.32和0.26，相對(duì)較高。揚(yáng)壓力偏大與局部存在滲流通道有關(guān)。從該滲流通道影響的區(qū)域來看，7號(hào)支墩只有第一排測孔的揚(yáng)壓水柱較高，其后的三排測孔的揚(yáng)壓水位均較低。8號(hào)支墩的第一排測孔的揚(yáng)壓水柱也相對(duì)較高，其后三排的揚(yáng)壓水位均較低。6號(hào)支墩第二排測孔的揚(yáng)壓水柱相對(duì)第一、三、四排都要高，估計(jì)這些揚(yáng)壓水柱較高的測孔也是受此滲流通道影響，附近其余孔的揚(yáng)壓水柱均較低，可以說滲流通道的影響范圍是局部的（如圖3所示）。

從量值上看，比較2005年高、低水位時(shí)的測孔水位：2005年3月29日的上游水位為98.4 m，同年6月29日的上游水位為113.9 m，上游水位增幅達(dá)15.5 m，此時(shí)G6-02、G7-01、G8-01測孔水位分別增加6.2 m、9.1 m和3.9 m，說明局部雖然存在滲流通道，但因滲徑較長水頭損失明顯，滲流通道并非直接與上游連通。而且回歸計(jì)算表明，G7-01、G8-01測點(diǎn)統(tǒng)計(jì)模型中入選的水位因子均為前5天的平均水位，說明測孔水位的變化相對(duì)庫水位變化有一定時(shí)間的滯后性，從時(shí)間上證明了“滲徑較長，并非與上游水位直徑連通”的觀點(diǎn)。

一方面，比較實(shí)測揚(yáng)壓力圖與設(shè)計(jì)揚(yáng)壓力圖（見圖4），7號(hào)支墩在高水位時(shí)第一排測孔水位超過設(shè)計(jì)值，但是揚(yáng)壓力整體面積未超過設(shè)計(jì)值，只是支墩頭部的揚(yáng)壓力較大，并非整體性的。另一方面，設(shè)計(jì)計(jì)算的7號(hào)支墩抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)較規(guī)范有一定的富裕。從這兩方面來說，7號(hào)支墩揚(yáng)壓力偏大不致影響7號(hào)支墩的抗滑穩(wěn)定。

圖3 滲流通道影響區(qū)域示意圖Fig.3 Influence area of the seepage passage

圖4 設(shè)計(jì)和實(shí)測揚(yáng)壓力圖形Fig.4 Designed and monitored uplift pressure

3 驗(yàn)證分析

因G7-1揚(yáng)壓力孔卸壓后，壓力回升非常緩慢，達(dá)到正常壓力約需15 d左右，說明G7-1揚(yáng)壓力孔的靈敏度較低。為了進(jìn)一步驗(yàn)證引起7號(hào)支墩揚(yáng)壓力偏高的滲流通道是局部的，在G7-1揚(yáng)壓力孔附近重新鉆孔埋管觀測。具體孔位距原孔下游側(cè)約1.2 m，孔口高程為34.31 m，方位角和原孔一致。改造施工于2008年10月15日開工，2008年11月10日完工。至2010年底已正常運(yùn)行了兩年多時(shí)間，現(xiàn)對(duì)改造后7號(hào)支墩的壩基揚(yáng)壓力觀測資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，繪制新、老孔測值過程線，見圖5。從圖可見：

（1）改造后，新G7-1孔的揚(yáng)壓水位最高為34.98 m，最低為33.60 m，原G7-1孔揚(yáng)壓水位最高為78.89 m，最低為55.19 m，新孔水位明顯低于原孔。

（2）新孔揚(yáng)壓水柱最高為10.98 m，最低為9.60 m，原孔揚(yáng)壓水柱最高為54.89 m，最低為31.19 m，新孔孔內(nèi)水柱明顯低于原孔。

（3）新孔揚(yáng)壓系數(shù)最高值為0.018，原孔揚(yáng)壓系數(shù)最高值為0.64。

從上述統(tǒng)計(jì)分析可見，新孔揚(yáng)壓力測值很小，明顯低于原孔，說明7號(hào)支墩總體防滲效果良好，引起原孔揚(yáng)壓力偏高的滲流通道是局部的，7號(hào)支墩揚(yáng)壓力偏大不致影響支墩的抗滑穩(wěn)定。

圖5 G7-1揚(yáng)壓力測值過程線圖Fig.5 Graph of the monitored uplift pressure by G7-1

4 結(jié) 語

新豐江大壩7號(hào)支墩壩基揚(yáng)壓力偏高，揚(yáng)壓系數(shù)最高達(dá)0.64。通過對(duì)該測孔及相鄰測孔監(jiān)測資料的分析，表明引起揚(yáng)壓力偏高的滲漏通道范圍很小，新鉆孔也驗(yàn)證了該支墩揚(yáng)壓力偏高是局部的，而支墩自身的抗滑穩(wěn)定安全裕度較足，可見，局部揚(yáng)壓力偏高不致影響其穩(wěn)定安全。