胡慶年，薛 磊

（安徽省佛子嶺水庫(kù)管理處，安徽 六安 237272）

1 工程概況

白蓮崖水庫(kù)是為提高下游佛子嶺水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)而興建的具有防洪、灌溉、供水、發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用的大（2）型水庫(kù)。水庫(kù)流域面積為745 km2，總庫(kù)容4.6億m3，防洪保護(hù)面積為74.7萬(wàn)ha（聯(lián)調(diào)44萬(wàn)ha），調(diào)洪庫(kù)容2.81億m3，設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期為100年，校核洪水重現(xiàn)期為5 000年。正常蓄水位208 m，設(shè)計(jì)水位為209.2 m，汛限水位205 m，死水位185 m，設(shè)計(jì)出庫(kù)流量為3 650 m3/s。白蓮崖水庫(kù)樞紐為Ⅱ等工程，由攔河拱壩、泄洪隧洞、中孔組成，均為2級(jí)建筑物；引水發(fā)電隧洞和發(fā)電廠房為3級(jí)建筑物，發(fā)電裝機(jī)5 MW，年發(fā)電量1億kW·h。

攔河壩為碾壓混凝土雙曲變厚拱壩，最大壩高104.6 m，頂寬8 m，壩頂弧長(zhǎng)421 m，最大壩厚30.06 m，壩基高程為130 m，4～8號(hào)壩塊位于河床段。

2 存在的問(wèn)題

2.1 壩基揚(yáng)壓力偏高

本壩基揚(yáng)壓力系數(shù)設(shè)計(jì)指標(biāo)（帷幕后）α＜0.25。但初蓄期觀測(cè)資料顯示，3號(hào)、5號(hào)、8號(hào)、9號(hào)壩塊的揚(yáng)壓力隨著水位上升而增大，壓力偏高。

表1為2010年7月9日測(cè)值，庫(kù)水位為185.83 m。其中UP-1、UP-2、UP-5、UP-7揚(yáng)壓系數(shù)均超出設(shè)計(jì)指標(biāo)，其中5號(hào)壩段位于河床中間段，UP-5的壓力測(cè)值較大，自水庫(kù)蓄水后一直在0.6左右，最高達(dá)0.71。

表1 蓄水前后壩基揚(yáng)壓水位及揚(yáng)壓系數(shù)對(duì)比表Table 1:Comparison of uplift water levels and uplift coefficients before and after impoundment

2.2 壩基揚(yáng)壓力與庫(kù)水位相關(guān)

壩基揚(yáng)壓力與庫(kù)水位相關(guān)，尤以5號(hào)壩段最為突出。5號(hào)壩段揚(yáng)壓力與上游水位過(guò)程線見(jiàn)圖1。統(tǒng)計(jì)分析表明：5號(hào)壩塊壩基揚(yáng)壓力UP-5主要受庫(kù)水位影響，與庫(kù)水位的相關(guān)過(guò)程線見(jiàn)圖2。

3 原因分析

5號(hào)壩塊基礎(chǔ)揚(yáng)壓力最大，以其作為主要分析對(duì)象。UP－5測(cè)壓管布置于5號(hào)壩段中部，安裝在136 m高程廓道內(nèi)的灌漿帷幕后。帷幕灌漿完成后，在設(shè)計(jì)位置鉆孔，孔徑為?90 mm，鉆孔深度深入基巖1 m，然后按設(shè)計(jì)要求安裝孔口裝置和滲壓計(jì)。UP－5揚(yáng)壓系數(shù)達(dá)0.6，且與庫(kù)水相關(guān)，測(cè)壓管壓力釋放后，水頭迅速減小，滲漏量小于10 mL/s，現(xiàn)從以下幾個(gè)方面分析5號(hào)壩段揚(yáng)壓力高的原因。

3.1 水庫(kù)初蓄期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

2009年4月16日水庫(kù)下閘蓄水至5月6日，庫(kù)水位從蓄水時(shí)的138.8 m上漲至168.85 m，日均上漲約1.8 m，至當(dāng)年6月底，水庫(kù)上漲至195.8 m。蓄水兩年來(lái)，水庫(kù)入庫(kù)洪水最大不超過(guò)重現(xiàn)期5年，最高水位201.35 m，未達(dá)到汛限水位205 m。

（1）壩體徑向位移以6號(hào)壩塊拱冠處向上游8.9 mm，向下游13.6 mm，變幅22.5 mm為最大；壩身、河床大于兩端，年度極大值發(fā)生在4月中旬；壩頂位移大于壩基；壩頂溫升向上位移，高水位向下位移，徑向位移有時(shí)效影響，壩身上部（198.6 m以上）大于下部（171 m以下）；

切向水平位移以8號(hào)壩塊向左3.1 mm，右-3.9 mm，變幅7.0 mm為最大，6號(hào)壩塊變化次之。水平位移符合拱壩變化規(guī)律，在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)?；鶐r裂縫計(jì)測(cè)值在-0.33～0.17 mm之間，呈壓縮變形，變形量小。

（2）自2009年11月份以來(lái)，隨著水位的升高，壩體及壩基滲漏量均有所增加。5號(hào)壩塊共有排水孔13個(gè)，單孔滲流量均小于設(shè)計(jì)容許值（壩基滲漏總量設(shè)計(jì)允許指標(biāo)見(jiàn)表2）。2011年3月20日，庫(kù)水位為188.97 m時(shí)，壩基總滲漏3 065 mL/s，5號(hào)壩塊滲漏量為470.2 mL/s，滲漏量不大，但占?jí)位倽B量的16%，較相鄰壩塊偏高。

表2 白蓮崖水庫(kù)拱壩壩基滲漏總量設(shè)計(jì)指標(biāo)Table 2:Designed indexes of seepage at foundation of Bailian-ya arch dam

（3）水平向應(yīng)力主要由溫度引起，以切向和徑向應(yīng)力稍大，垂直應(yīng)力相比較?。回Q直向應(yīng)力主要由自重引起，一般離基礎(chǔ)越近，拉應(yīng)力越大，垂向壓應(yīng)力越小。無(wú)時(shí)效影響。

總之，水庫(kù)蓄水后，壩身主要變形量呈年度周期性變化，時(shí)效變化小，監(jiān)測(cè)結(jié)果表明庫(kù)水位的平穩(wěn)增加沒(méi)有對(duì)大壩造成結(jié)構(gòu)性影響。

3.2 灌漿資料

（1）固結(jié)灌漿設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：灌漿后基巖透水率q≤3 Lu。固結(jié)灌漿資料表明：5號(hào)壩塊基礎(chǔ)的單位耗灰量為12.4 kg/m，明顯高于相鄰的其它壩塊；壓水資料檢查顯示，該壩段固結(jié)灌漿最大透水率為1.917 Lu，最小透水率為0.069 Lu，平均值為0.915 Lu，滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）帷幕灌漿設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：灌漿后帷幕透水率q≤1 Lu。帷幕灌漿資料顯示：5號(hào)壩塊基礎(chǔ)的單位耗灰量為19.9 kg/m，也高于其它鄰近壩塊；壓水資料檢查顯示，該壩段最大透水率為1.659 Lu，最小為0.024 Lu，平均0.37 Lu，局部透水率偏大，總體滿足設(shè)計(jì)要求。

綜上所述，5號(hào)壩塊固結(jié)灌漿及帷幕灌漿的單位耗灰量雖較其它壩段偏大，且存在局部透水率偏大的問(wèn)題，但平均透水率及壩基混凝土與基巖接觸段灌漿后透水率滿足設(shè)計(jì)要求。

3.3 壩基地質(zhì)

河床壩基地質(zhì)開(kāi)挖揭露巖性為細(xì)?；◢弾r，局部順構(gòu)造面兩側(cè)分布有灰綠色蝕變巖石，巖石除順斷層面分布有少量強(qiáng)～弱風(fēng)化巖石外，其余均為微風(fēng)化～新鮮巖石，巖質(zhì)堅(jiān)硬。河床壩基分布有5條小斷層，經(jīng)開(kāi)挖處理，仍為弱風(fēng)化巖石，為AⅢ類巖體。右岸壩基155～210 m有f27、f25等多條斷層帶分布，在深部形成對(duì)傾交匯的構(gòu)造形式，滲透性和孔隙水壓力較大。左岸壩基小斷層分布有少量強(qiáng)～弱風(fēng)化巖石；左岸155～205 m高程N(yùn)E向結(jié)構(gòu)面比較發(fā)育，且垂直壩軸線和順坡向分布，結(jié)構(gòu)性滲透相對(duì)較強(qiáng)。

5號(hào)壩塊揚(yáng)壓力測(cè)壓管布置于壩段中部。測(cè)壓管左側(cè)4.5 m處有一裂隙L20、右側(cè)1.5 m處有一裂隙L22近上下游方向橫穿壩基，兩裂隙為一條橫河向、傾向上游的裂隙L21所切割，測(cè)壓管位于L22下盤、L20上盤。

3.4 鉆孔檢查

壩基136 m廓道內(nèi)，在5號(hào)壩塊灌漿帷幕后測(cè)值偏高的UP-5揚(yáng)壓力孔左右各鉆2個(gè)孔，采用分段堵塞觀測(cè)各段壓力的方法檢查。

5號(hào)壩塊揚(yáng)壓力觀測(cè)孔及4個(gè)檢查孔在經(jīng)過(guò)悶管檢查和通透性試驗(yàn)后，其測(cè)得的數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。檢查時(shí)庫(kù)水位在197.0 m左右，UP-5的揚(yáng)壓力系數(shù)為0.52，1～4號(hào)鉆孔悶管的揚(yáng)壓力系數(shù)為0.05。結(jié)果表明檢查孔和原有的UP-5觀測(cè)孔獨(dú)立，5號(hào)壩塊的灌漿帷幕完整性較好。

4 結(jié)論與處理成果

水庫(kù)蓄水后觀測(cè)資料表明，壩體變形、應(yīng)力應(yīng)變均在正常范圍內(nèi)，壩基混凝土與基巖接觸部位的測(cè)縫計(jì)不受水位影響，處于閉合狀態(tài)，壩體滲流量總體較小，庫(kù)水位的平穩(wěn)增加沒(méi)有對(duì)大壩造成結(jié)構(gòu)性影響。

5號(hào)壩段UP－5揚(yáng)壓系數(shù)雖達(dá)0.6，且與庫(kù)水相關(guān)，但測(cè)壓管壓力釋放后，該孔滲漏量小于10 mL/s。通過(guò)查閱工程地質(zhì)資料可知，5號(hào)壩塊揚(yáng)壓力測(cè)壓管左側(cè)4.5 m處有一裂隙L20、右側(cè)1.5 m處有一裂隙L22近上下游方向橫穿壩基，兩裂隙為一條橫河向、傾向上游的裂隙L21所切割，測(cè)壓管位于L22下盤、L20上盤，可能穿過(guò)L21裂隙面。

在5號(hào)壩塊UP-5揚(yáng)壓力孔左右間隔2 m各鉆2個(gè)孔，采用分段堵塞觀測(cè)各段壓力的方法檢查，4個(gè)檢查孔與UP-5互相獨(dú)立，檢查時(shí)庫(kù)水位在197.0 m左右，UP-5的揚(yáng)壓力系數(shù)為0.52，1～4號(hào)鉆孔悶管的揚(yáng)壓力系數(shù)為0.05。

表32011 年1月對(duì)UP-5及相鄰鉆孔滲透壓力檢查數(shù)據(jù)Table 3:Seepage pressure measured at UP-5 and adjacent boreholes in January 2011

綜上所述，5號(hào)壩段揚(yáng)壓力偏高屬局部現(xiàn)象，與壩基L22、L21、L20三條裂隙交匯處帷幕灌漿和固結(jié)灌漿時(shí)未能完全封堵有關(guān)，目前尚不影響拱壩整體結(jié)構(gòu)安全?？紤]到目前水庫(kù)承擔(dān)著提高佛子嶺水庫(kù)的防洪能力、向下游大型淠史杭灌區(qū)和合肥、六安等市的供水及自身發(fā)電等任務(wù)，經(jīng)專家論證后，已于2011年6月對(duì)5號(hào)壩段進(jìn)行了補(bǔ)充灌漿處理，并重新布置揚(yáng)壓力孔和排水孔。補(bǔ)充灌漿后，監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示當(dāng)庫(kù)水位為191.24 m，5號(hào)壩段揚(yáng)壓系數(shù)已小于設(shè)計(jì)值，滲漏量為60.7 mL/s，占?jí)位倽B漏量2991.7 mL/s的2%左右，明顯小于補(bǔ)灌前的測(cè)量值，說(shuō)明補(bǔ)充灌漿處理起到了降低揚(yáng)壓力和減小滲漏量的作用。

[1]白蓮崖水庫(kù)初蓄期大壩安全監(jiān)測(cè)資料[R].

[2]白蓮崖水庫(kù)初步設(shè)計(jì)資料[R].