□張玲玲 □張靈軍(河南省陸渾水庫管理局)
陸渾水庫大壩東端(右岸)與壩肩緊相連的一段山嶺通常叫東壩頭,東壩頭在294m高程以上有2m左右厚的砂卵石層和3m左右厚的粉沙層,在壩軸線0+950~1+036地段由于受下游溝道的切割,山體比較單薄,1970年增建灌溉發(fā)電洞使其穩(wěn)定性又有減弱,因此該地段的滲透穩(wěn)定性一直是我們關(guān)注的主要方面,在這個地段的下游坡面設(shè)有7根地下水測壓管和一個滲流量觀測點(東滲),1985年發(fā)生過因輸水洞洞壁漏水而出現(xiàn)地表滲流泉的情況,故又在輸水洞軸線左側(cè)埋設(shè)了3個測壓管H38~H40,主要觀測斷面為測驗管H31~H32~H33。
陸渾水庫1965年8月建成后長期低水位運行,1973年以前空庫運用。1986年進(jìn)行了第一期除險加固,對西壩頭和壩趾進(jìn)行了加固處理。2003-2006年進(jìn)行第二次除險加固,東壩頭下游坡面作塊石護(hù)坡處理,2003年10月5日庫水位第一次達(dá)到318.87m,并在318以上一次性連續(xù)運行了58d。2010年7月25日15時,庫水位首次超過設(shè)計興利水位達(dá)到歷史最高320.91m。2011年9月24日庫水位達(dá)歷史第二高水位319.50m,截至2012年2月水庫在318.00m以上運行113d,現(xiàn)在將多年來的觀測資料作一整理,對該地段的滲透穩(wěn)定性作一初步分析。
1.1 管、庫水位之間的關(guān)系
從管水位、庫水位歷時過程線上可以看出:管水位、庫水位關(guān)系密切,管水位隨著庫水位的升降而升降。
管水位的變化幅度較小,當(dāng)庫水位在300~318m之間變化時,管水位的變值一般<3m。
1.2 管水位的變化趨勢
以測壓管H31為代表,選取不同年份的觀測資料在滲流場比較穩(wěn)定的每月取1個數(shù),一年取12個數(shù),繪制了管、庫水位關(guān)系曲線(略),又繪制了相同庫水位情況下的管水位關(guān)系表(見表1)。從中可以看出:
1.2.1 管、庫水位之間關(guān)系密切,管水位隨著庫水位的升降而升降,二者呈直線相關(guān);
1.2.2 隨著時間的推移,關(guān)系曲線在向左移,曲線斜率也發(fā)生了明顯變化,變得更大,這表明管水位在逐漸降低,降低的幅度在變?。?/p>
1.2.3 管水位在295.5m時有1個拐點(1979年曲線),拐點兩邊曲線的斜率明顯不同,這表明在測壓管H31附近的透水層(砂卵石層)的底部高程在295.5m左右;
1.2.4 在相同庫水位條件下,隨著時間的推移管水位呈下降趨勢,在觀測斷面上,上游端的管水位下降的更明顯一些。
表1 相同庫水位時的管水位變化表
1.3 浸潤線的特點
浸潤線比較平緩且呈繼續(xù)變緩之勢,變緩的特點是上游端降的稍多一些,具體數(shù)據(jù)見表2:
表2 浸潤線變化表
東壩頭測壓管數(shù)量較少,管水位在平面上的分布特點從水位等值線圖上可以看出:整個東壩頭管水位以測壓管H6處為最高,向大壩和下游方向逐漸降低,到測壓管D12處最低,滲流場沒有畸變現(xiàn)象。
東壩頭僅有一個滲流量觀測點(東滲),滲流量及其變化特點是:滲流量大小受庫水位高低控制,量較小變化幅度也不大,當(dāng)庫水位在300.71~319.50m之間時,其滲流量為0.2~4.01L/S。隨著時間的推移,在相同庫水位條件下,滲流量呈下降趨勢(見表3示)。
東滲點上滲流量的大小受總干渠水深的影響,尤其是當(dāng)渠水位深度>2m后,影響就更明顯。
對于滲流場的上述變化,認(rèn)為主要是自然淤堵作用所致,這點與西壩頭是相同的:
4.1 砂卵石層膠結(jié)較差,或者很弱,起主要膠結(jié)作用的粘土礦物屬高親水性的,遇水易分化分解,同時砂卵石層中的部分顆粒風(fēng)化嚴(yán)重,經(jīng)浸水飽和后,風(fēng)化層便剝落下來,由于滲水坡降很小,分解剝落下來的細(xì)粒物質(zhì)便沉積下來,堵塞孔隙,使得該層第一次滲水過后再有滲水通過時,其滲透性便會降低,致使?jié)B水量減小。
4.2 水庫中的水含有雜質(zhì),尤其是發(fā)生洪水和有風(fēng)浪時,水質(zhì)渾濁,含有雜質(zhì)的水通過砂卵石孔隙向下滲時,會堵塞孔隙,影響下滲,被堵塞的孔隙首先是滲徑的最上游部分,因此浸潤線的上游端降的要快要多,下游端降的較少,使得滲流量減小,浸潤線變緩。
表3 東滲點滲流量變化表
通過以上分析可以看出,東壩頭砂卵石層的滲透特性隨著時間的推移發(fā)生了變化,是在向著良性方向發(fā)展,而且還在繼續(xù)著,經(jīng)過興利水位的考驗,東壩頭的滲透穩(wěn)定性是安全的,可作為提高興利水位和汛限水位的依據(jù)。
不過由于水庫經(jīng)受的最大洪水(2010年7月發(fā)生)僅相當(dāng)于20年一遇,還未經(jīng)受過更大洪水的考驗,為了監(jiān)視工程的安全運行狀態(tài),以后還要繼續(xù)作好水庫工程的安全監(jiān)測;同時及早對有問題的測壓管H6、H31、H33進(jìn)行處理,使其正常運用。