朱國(guó)勝，張家發(fā)，劉小江，李少龍

(1.長(zhǎng)江科學(xué)院 a. 水利部巖土力學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.國(guó)家大壩安全工程技術(shù)研究中心，武漢　430010；2.長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，武漢　430010)

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興隆水利樞紐壩基滲流控制研究

朱國(guó)勝1a,1b，張家發(fā)1a,1b，劉小江2，李少龍1a,1b

(1.長(zhǎng)江科學(xué)院 a. 水利部巖土力學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.國(guó)家大壩安全工程技術(shù)研究中心，武漢430010；2.長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，武漢430010)

摘要：由于興隆水利樞紐大壩壩基存在深厚的強(qiáng)透水粉細(xì)砂層和砂礫石層，壩基的滲透穩(wěn)定性及滲漏問(wèn)題成了需要重點(diǎn)研究的課題。對(duì)廠房壩段和泄水閘壩段壩基進(jìn)行了三維滲流計(jì)算分析，著重對(duì)比分析了不同滲控措施的效果。結(jié)果表明，在設(shè)計(jì)水位條件下，采用一定的滲控措施可以使壩基粉細(xì)砂出逸坡降≤0.30；當(dāng)考慮下游水位下降時(shí)，廠房壩段尾水渠粉細(xì)砂出逸坡降將>0.30，泄水閘壩段粉細(xì)砂出逸坡降將>0.20，但<0.30，粉細(xì)砂的滲透穩(wěn)定更依賴(lài)于反濾保護(hù)。

關(guān)鍵詞：興隆水利樞紐；滲流控制；三維滲流計(jì)算；滲透系數(shù)；出逸坡降

1工程概況

興隆水利樞紐位于漢江下游湖北省潛江、天門(mén)市境內(nèi)，上距丹江口樞紐378.3 km,下距河口273.7 km，是南水北調(diào)中線漢江中下游4項(xiàng)治理工程之一，同時(shí)也是漢江中下游水資源綜合開(kāi)發(fā)利用的一項(xiàng)重要工程，其作用是壅高水位、增加航深，從而保證漢江兩岸農(nóng)田的灌溉引水，并改善華家灣至興隆河段的航道條件。

興隆水利樞紐由攔河水閘、船閘、電站廠房、魚(yú)道、兩岸灘地過(guò)流段及連接交通橋等建筑物組成，樞紐擋水后最大水頭差7 m左右，屬平原區(qū)水閘樞紐工程，其中攔河水閘為樞紐最主要建筑物，工程等別為I等，工程規(guī)模為大(1)型。樞紐正常蓄水位36.2 m，相應(yīng)庫(kù)容2.73億m3，規(guī)劃灌溉面積21.84萬(wàn)ha，規(guī)劃航道等級(jí)為Ⅲ級(jí)，電站裝機(jī)容量40 MW。樞紐大壩主要坐落在粉細(xì)砂層之上，其下為砂礫石層，基巖埋藏較深，防滲系統(tǒng)采用懸掛式防滲墻方案，基礎(chǔ)采用攪拌樁方案加固。

2工程地質(zhì)條件及工程布置

興隆樞紐的主要建筑物平面布置見(jiàn)圖1，泄水閘采用開(kāi)敞式平底閘型式，共56孔，單孔凈寬14.0 m，兩側(cè)連接門(mén)庫(kù)段，左、右門(mén)庫(kù)分別與左岸漫灘過(guò)流段交通橋、右岸電站廠房相連接。廠房壩段和泄水閘壩段壩址區(qū)發(fā)育厚層(含泥)粉細(xì)砂和砂礫(卵)石層。

圖1　主要建筑物平面布置Fig.1　Planar graph of main buildings

泄水閘基礎(chǔ)防滲采用40 cm厚的塑性混凝土防滲墻，墻底高程11.60 m，閘基順?biāo)飨蛟O(shè)5排攪拌樁格柵，順壩軸線向格柵間距為4.50～4.95 m，攪拌樁底高程14.60 m，泄水閘典型斷面見(jiàn)圖2。

圖2　泄水閘典型斷面Fig.2　Typical section of sluice

電站位于右岸漫灘與河槽的交接部位，泄水閘右側(cè)，沿壩軸線長(zhǎng)度112 m。河槽段河床高程為27.97～29.53 m，高漫灘地面高程約37.90 m。電站主廠房建基面處(高程10.20 m)為粉細(xì)砂層，距下臥的強(qiáng)透水砂礫(卵)石層頂板平均距離約為6.6 m。電站廠房基礎(chǔ)也采用塑性混凝土防滲墻(厚40 cm)與格柵式水泥土攪拌樁相結(jié)合的處理方式，水泥土攪拌樁兼起到地基加固和一定的防滲作用。電站廠房典型斷面圖見(jiàn)圖3。

圖3　電站廠房典型斷面Fig.3　Typical section of powerhouse

3滲流分析

3.1計(jì)算方法與模型

滲流計(jì)算分析采用長(zhǎng)江科學(xué)院三維飽和滲流有限元程序(S3D)，其原理參見(jiàn)文獻(xiàn)[1-2]，本程序成功應(yīng)用于三峽工程[3-5]、水布埡大壩[6-7]以及日冕電站[8]等大型工程中。本次研究分2個(gè)階段進(jìn)行：第1階段針對(duì)廠房壩段和泄水閘壩段分別選取典型斷面，進(jìn)行6個(gè)方案的二維滲流計(jì)算，然后取廠房壩段和泄水閘壩進(jìn)行共6個(gè)方案的三維滲流計(jì)算，重點(diǎn)分析廠房壩段與門(mén)庫(kù)段交界處的滲流狀態(tài)，通過(guò)滲透系數(shù)敏感性分析、不同水位組合及不同運(yùn)行條件下壩基的滲流計(jì)算分析，得出壩基滲流分布規(guī)律，復(fù)核設(shè)計(jì)條件下壩基的滲透穩(wěn)定性。在第1階段工作的基礎(chǔ)上，第2階段以整個(gè)樞紐為模型進(jìn)行13個(gè)方案的三維滲流分析，考慮右岸防滲段、右岸船閘、連接段、安裝場(chǎng)、廠房、門(mén)庫(kù)段、泄水閘作為一個(gè)整體進(jìn)行三維建模，重點(diǎn)分析廠房壩段壩基和廠房與泄水閘銜接段的滲流狀態(tài)，考慮多種邊界條件和不同的滲控措施，對(duì)滲控效果進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

限于篇幅，本文僅對(duì)第2階段的計(jì)算方案進(jìn)行介紹。三維模型網(wǎng)格見(jiàn)圖4，模型左邊界y=-212 m，船閘的左邊y=-127 m、右邊y=-80 m，安裝場(chǎng)左邊y=0 m，廠房右邊y=112 m，模型右邊界y=689 m，頂部邊界取壩基高程，底部邊界取z=-120 m。模型沿壩軸線方向長(zhǎng)900 m，順?biāo)飨蜷L(zhǎng)1 000 m。

圖4　三維模型網(wǎng)格

3.2計(jì)算參數(shù)與方案

計(jì)算條件為正常運(yùn)用工況和河床下切不利工況，上游水位取正常蓄水位36.20 m；下游水位取下游最低水位29.05 m；當(dāng)考慮下游河床下切1.50 m時(shí)，下游水位取27.55 m。粉細(xì)砂的垂直允許坡降為0.20～0.30[9-10]，本文取0.30。粉砂的水平允許坡降為0.05～0.07，細(xì)砂水平允許坡降為0.07～0.10[11]，本文取0.07。各土層的滲透系數(shù)按地質(zhì)勘探取值，計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表1,計(jì)算方案見(jiàn)表2。

表1　滲流計(jì)算參數(shù)

3.3計(jì)算成果及分析

3.3.1方案1

本方案考慮了安裝場(chǎng)及廠房段上游均有防滲鋪蓋，寬度為112 m，范圍為從進(jìn)水渠防沖槽至廠房前沿，長(zhǎng)約66 m，鋪蓋范圍見(jiàn)圖5中陰影所示。各建筑物底的攪拌樁布置及深度均按設(shè)計(jì)條件考慮。

通過(guò)對(duì)計(jì)算成果分析發(fā)現(xiàn)，除廠房壩段外，其它壩段壩后粉細(xì)砂的垂直出逸坡降在下游水位為29.05 m的條件下均<0.20，廠房下游一定范圍內(nèi)的滲透坡降最大，因此是比較和論證滲流控制措施的重點(diǎn)區(qū)域。表3列出了廠房后5個(gè)剖面(y=1，11，56，101，111 m)距離廠房后邊緣距分別為0，1.25，2.50，3.75，5.00，7.87，10.74，13.61 m處粉細(xì)砂的垂直出逸坡降，廠房中心剖面(y=56 m)滲流等勢(shì)線見(jiàn)圖6，建基面高程(z=9.9 m)剖面滲流等勢(shì)線見(jiàn)圖7，從中可以看出，在廠房尾水渠兩側(cè)繞滲較嚴(yán)重。

表2　滲流計(jì)算方案

圖5　廠房壩段平面圖Fig.5　Planar graph of powerhouse segment

從表3的計(jì)算結(jié)果可以看出，以粉細(xì)砂允許坡降上限0.30作為判斷依據(jù)，不考慮反濾料的保護(hù)作用，廠房后緣附近、廠房后13.61 m范圍內(nèi)與門(mén)庫(kù)段交界處粉細(xì)砂的出逸坡降均超過(guò)0.30(表3中下劃線數(shù)值部分)，不能滿(mǎn)足滲透穩(wěn)定要求。

3.3.2方案2

在方案1的基礎(chǔ)上，考慮尾水渠兩側(cè)有深至砂礫石層的攪拌樁，樁底高程為5 m，攪拌樁從廠房后布置到下游防沖槽。表4列出了廠房后關(guān)鍵區(qū)域處粉

表3　方案1計(jì)算成果

注：帶下劃線數(shù)值>0.30，不能滿(mǎn)足滲透穩(wěn)定要求。

圖6　方案1廠房壩段中部剖面滲流等勢(shì)線Fig.6　Equipotential lines of seepage in the middle ofpowerhouse section (scheme 1)

圖7　方案1建基面剖面滲流等勢(shì)線

細(xì)砂的垂直出逸坡降。從計(jì)算結(jié)果可以看出，在尾水渠兩側(cè)增設(shè)攪拌樁后，廠房后緣附近粉細(xì)砂層的垂直出逸坡降(表4中下劃線的數(shù)值)超過(guò)0.30，仍不能滿(mǎn)足穩(wěn)定要求，但廠房與門(mén)庫(kù)段交界處粉細(xì)砂的出逸坡降已降至0.30以下，可見(jiàn)尾水渠兩側(cè)增設(shè)攪拌樁對(duì)防止廠房?jī)蓚?cè)的繞滲具有較明顯的效果。

表4　方案2計(jì)算成果

注：帶下劃線數(shù)值>0.30，不能滿(mǎn)足滲透穩(wěn)定要求。

3.3.3方案3

由于方案2廠房后緣粉細(xì)砂出逸坡降仍不能滿(mǎn)足穩(wěn)定要求，需要在廠房后采取適當(dāng)工程措施。在方案2的基礎(chǔ)上，考慮在廠房后5 m范圍內(nèi)回填一定厚度的砂礫石強(qiáng)透水層，回填深度為1.5～2.0 m，砂礫石滲透系數(shù)取0.1 cm/s。表5列出了廠房后不同位置距廠房不同距離處地表土體的垂直出逸坡降，表中同時(shí)列出了與表層砂礫石相接觸的粉細(xì)砂的垂直坡降(表中對(duì)應(yīng)于每個(gè)剖面，上排數(shù)值為表層砂礫石垂直坡降，下排數(shù)值為與砂礫石相接觸的粉細(xì)砂的垂直坡降)。

表5　方案3計(jì)算成果

注：帶下劃線數(shù)值>0.30，不能滿(mǎn)足滲透穩(wěn)定要求。從表5看出，考慮在廠房后5 m范圍內(nèi)回填一定厚度的砂礫石透水層后，廠房后的垂直出逸坡降均能<0.30，其中表層砂礫石的出逸坡降為0.01左右，但下部與之接觸的粉細(xì)砂的垂直坡降(表5中的下劃線數(shù)值)均>0.30，可見(jiàn)粉細(xì)砂層的滲透穩(wěn)定性仍需要依賴(lài)上部回填的砂礫石層的反濾保護(hù)。

3.3.4方案4

由于方案2廠房后緣附近粉細(xì)砂出逸坡降不能滿(mǎn)足穩(wěn)定要求，本方案試圖在廠房后采取另一種工程措施，即在方案2的基礎(chǔ)上，考慮在廠房后5 m范圍內(nèi)建基面高程處設(shè)置厚1 m的混凝土水平防滲層。與本方案類(lèi)似，西霞院水庫(kù)電站廠房壩段壩基亦曾采用水平放置的“[”形混凝土防滲墻[12]，并取得了較好的防滲效果。表6列出了廠房后關(guān)鍵區(qū)域的垂直出逸坡降，廠房中部剖面(y=56 m)滲流等勢(shì)線見(jiàn)圖8。

表6　方案4計(jì)算成果

圖8　方案4建基面剖面滲流等勢(shì)線Fig.8　Equipotential lines of seepage in foundationsection(scheme 4)

從計(jì)算結(jié)果可以看出，考慮在廠房后5 m范圍內(nèi)建基面高程處設(shè)置水平混凝土防滲層、并配合尾水渠兩側(cè)的攪拌樁防滲措施后，廠房后的出逸坡降均<0.30，尤其是混凝土防滲層范圍內(nèi)的地表垂直坡降均不超過(guò)0.20。

圖9為距廠房后0～1.25 m、1.25～2.5 m、2.5～3.75 m、3.75～5 m處混凝土水平防滲層頂面和底面的水平坡降分布情況，其中頂面相應(yīng)位置處水平坡降分別為0.02，0.06，0.10，0.38，底面相應(yīng)位置處水平坡降分別為0.02，0.08，0.16，0.35。混凝土水平防滲層頂面和底面局部范圍內(nèi)的粉細(xì)砂水平坡降已超過(guò)允許坡降，存在局部接觸刷，應(yīng)做好滲流出口的保護(hù)，防止細(xì)粒料流失。

圖9　方案4混凝土水平防滲層水平坡降分布

3.3.5方案5

針對(duì)方案2廠房后緣附近粉細(xì)砂出逸坡降不能滿(mǎn)足穩(wěn)定要求，本方案在方案2基礎(chǔ)上，將上游鋪蓋適當(dāng)加寬，分析上游鋪蓋加寬對(duì)滲流場(chǎng)的影響，即將右岸連接壩段80 m寬的范圍內(nèi)設(shè)置與廠房進(jìn)水渠同寬的防滲鋪蓋。計(jì)算結(jié)果顯示，右岸連接壩段上游增加鋪蓋后，廠房后緣附近出逸坡降比方案2略有降低，但仍都>0.30，粉細(xì)砂層的滲透穩(wěn)定仍不能滿(mǎn)足要求。

3.3.6方案6

在方案4基礎(chǔ)上，減少了安裝場(chǎng)上游32 m寬鋪蓋，保留廠房段80 m寬鋪蓋，增加門(mén)庫(kù)段上游20 m寬鋪蓋，去掉尾水渠兩側(cè)的攪拌樁。計(jì)算結(jié)果顯示，由于廠房后5 m范圍內(nèi)建基面高程處設(shè)置了厚1 m的水平混凝土防滲層，廠房后沿5 m范圍內(nèi)的出逸坡降滿(mǎn)足要求，但由于沒(méi)有尾水渠兩側(cè)的攪拌樁，泄水閘壩基的繞滲使得廠房與門(mén)庫(kù)交界處局部范圍內(nèi)(廠房后5～10 m范圍)的坡降>0.30。

3.3.7方案7

在方案6的基礎(chǔ)上，在廠房后靠門(mén)庫(kù)一側(cè)10 m范圍內(nèi)將水平混凝土防滲層延長(zhǎng)5 m，希望降低該局部范圍內(nèi)的出逸坡降。計(jì)算結(jié)果顯示，通過(guò)局部延長(zhǎng)水平混凝土防滲層，滲流出口進(jìn)一步向后移動(dòng)，雖然廠房后5～10 m范圍的出逸坡降滿(mǎn)足要求，但廠房后10～25 m范圍的出逸坡降卻不能滿(mǎn)足要求。而且由于距離廠房后越遠(yuǎn)，粉細(xì)砂的厚度越大，再延長(zhǎng)水平混凝土防滲層將大大增加開(kāi)挖量，可見(jiàn)尾水渠兩側(cè)無(wú)攪拌樁時(shí)，僅靠延長(zhǎng)水平防滲層難以達(dá)到效果。

3.3.8方案8

在方案6基礎(chǔ)上，考慮門(mén)庫(kù)段及擋土墻基礎(chǔ)為不透水，門(mén)庫(kù)段下游基礎(chǔ)沿壩軸線方向?qū)挾葹?0 m，順?biāo)飨驈膹S房后沿至廠房后16.5 m，其底部高程與廠房建基面相同；同時(shí)考慮門(mén)庫(kù)段攪拌樁底部至廠房建基面同高程(5 m)范圍內(nèi)用黏土回填，黏土回填順?biāo)飨蚍秶鸀閺姆罎B墻至廠房后沿，黏土滲透系數(shù)取1×10-7cm/s。這樣考慮的目的是分析門(mén)庫(kù)段基礎(chǔ)對(duì)阻止泄水閘基礎(chǔ)向廠房基礎(chǔ)的繞滲是否有所幫助。

對(duì)比方案6的計(jì)算結(jié)果，本方案考慮門(mén)庫(kù)段下游基礎(chǔ)為混凝土不透水結(jié)構(gòu)時(shí)，廠房后與門(mén)庫(kù)交界處的出逸坡降有所增大，而且出逸坡降超過(guò)0.30的范圍也從廠房后5～10 m增大至5～13 m，其原因是門(mén)庫(kù)段基礎(chǔ)高程較高，當(dāng)?shù)撞繛椴煌杆畷r(shí)，并不能有效阻止泄水閘基礎(chǔ)向廠房基礎(chǔ)的繞滲，反而使得門(mén)庫(kù)段基礎(chǔ)的水頭有所雍高，從而使得廠房與門(mén)庫(kù)段交界處的水頭雍高，因而坡降有所增加。

3.3.9方案9

由于方案8廠房與門(mén)庫(kù)段交界處局部出逸坡降超出0.30，在方案8基礎(chǔ)上，考慮在尾水渠與門(mén)庫(kù)段交界處設(shè)置一定長(zhǎng)度的攪拌樁，以期減少泄水閘基礎(chǔ)的繞滲，從而降低出逸坡降。樁深至砂礫石頂面，長(zhǎng)度為順?biāo)飨蛑翉S房后30 m。計(jì)算結(jié)果表明，廠房后出逸坡降均<0.30。但距廠房后0～1.25 m、1.25～2.5 m、2.5～3.75 m、3.75～5 m處混凝土水平防滲層頂面底面的水平坡降分別為0.02，0.06，0.10，0.38，底面水平坡降分別為0.02，0.08，0.16，0.34，與方案4的結(jié)果相近。混凝土水平防滲層頂面和底面局部范圍內(nèi)的粉細(xì)砂水平坡降已超過(guò)允許坡降，存在局部接觸刷的可能性，應(yīng)做好反濾保護(hù)。

3.3.10方案10

本方案的目的是分析上游鋪蓋對(duì)滲流場(chǎng)的影響，在方案9的基礎(chǔ)上，去掉廠房壩段進(jìn)水渠的鋪蓋，僅保留門(mén)庫(kù)段20 m寬的鋪蓋。從計(jì)算結(jié)果看出，本方案與方案9的計(jì)算結(jié)果差別較小，關(guān)鍵區(qū)域粉細(xì)砂垂直出逸坡降仍<0.30，廠房進(jìn)水渠段鋪蓋有一定的防滲作用。

3.3.11方案11

本方案的目的是進(jìn)一步分析上游鋪蓋對(duì)滲流場(chǎng)的影響，在方案9的基礎(chǔ)上，去掉廠房段和門(mén)庫(kù)段的鋪蓋，結(jié)果表明泄水閘壩段壩后粉細(xì)砂最大垂直出逸坡降為0.20。

從計(jì)算結(jié)果看出，本方案與方案10的計(jì)算結(jié)果基本無(wú)差別，僅泄水閘的出逸坡降略有增大。廠房上游進(jìn)水渠、安裝場(chǎng)上游及門(mén)庫(kù)段有和無(wú)防滲鋪蓋的計(jì)算結(jié)果差別不大，廠房壩段上游鋪蓋的防滲作用不明顯，其原因是上游庫(kù)區(qū)入滲面積較大，庫(kù)水主要通過(guò)大面積的上游庫(kù)區(qū)入滲，通過(guò)強(qiáng)透水砂礫石層滲流到下游，有限的上游鋪蓋起不到相應(yīng)的防滲效果。

3.3.12方案12

本方案在方案9的基礎(chǔ)上，去掉了廠房段和門(mén)庫(kù)段的鋪蓋，并設(shè)門(mén)庫(kù)段下游基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)為透水，分析門(mén)庫(kù)基礎(chǔ)透水與否對(duì)廠房下游滲流的影響。泄水閘壩段壩后粉細(xì)砂最大垂直出逸坡降仍為0.20，對(duì)比方案11的計(jì)算結(jié)果，兩者區(qū)別不大，這是由于尾水渠與門(mén)庫(kù)交界處設(shè)置的攪拌樁起到了防滲作用，使得門(mén)庫(kù)基礎(chǔ)透水與不透水對(duì)廠房段尾水渠的滲透坡降影響不大。對(duì)比方案7與方案8的計(jì)算結(jié)果，當(dāng)尾水渠與門(mén)庫(kù)交界處不設(shè)置攪拌樁時(shí)，門(mén)庫(kù)基礎(chǔ)透水與不透水對(duì)廠房段尾水渠的滲透坡降的影響是較大的，說(shuō)明尾水渠與門(mén)庫(kù)交界處設(shè)置攪拌樁是非常必要的。

3.3.13方案13

本方案下游水位降低0.50 m，下游水位為28.55 m，其余條件與方案11相同。計(jì)算結(jié)果表明，泄水閘壩段壩后粉細(xì)砂最大垂直出逸坡降達(dá)到0.22，廠房后7 m附近出逸坡降達(dá)到0.30。

3.3.14方案14

本方案下游水位降低1.00 m，下游水位為28.05 m，其余條件與方案11相同。泄水閘壩段壩后粉細(xì)砂最大垂直出逸坡降為0.23，廠房后7 m附近出逸坡降超過(guò)0.30，最大值為0.32，超過(guò)粉細(xì)砂允許坡降，需采取反濾保護(hù)措施。

3.3.15方案15

本方案下游水位降低1.50 m，下游水位為27.55 m，其余與方案11相同。泄水閘壩段壩后粉細(xì)砂最大垂直出逸坡降為0.24，廠房后7～10 m范圍內(nèi)尾水渠出逸坡降超過(guò)0.30，7～30 m范圍尾水渠與門(mén)庫(kù)段交界面出逸坡降超過(guò)0.30，最大值為0.34，超過(guò)粉細(xì)砂允許坡降，需采取反濾保護(hù)措施。

4結(jié)論

通過(guò)對(duì)不同滲控措施的效果的分析，初步設(shè)計(jì)階段地質(zhì)報(bào)告中粉細(xì)砂的垂直允許坡降建議值為0.20～0.30，本文以0.30的允許坡降上限值，對(duì)滲控措施進(jìn)行了論證，得到如下主要結(jié)論及建議：

(1) 廠房壩段后緣無(wú)水平混凝土防滲層時(shí)，廠房后緣附近粉細(xì)砂垂直出逸坡降>0.30；廠房壩段與門(mén)庫(kù)交界處不設(shè)攪拌樁防滲墻時(shí)，交界處一定范圍內(nèi)粉細(xì)砂垂直出逸坡降>0.30，在無(wú)反濾保護(hù)時(shí)粉細(xì)砂滲透穩(wěn)定性難以得到保證。

(2) 設(shè)計(jì)水位條件和最低尾水位組合條件下，廠房后5 m范圍內(nèi)建基面高程處設(shè)置適當(dāng)厚度的水平混凝土防滲層，對(duì)于降低粉細(xì)砂垂直出逸坡降有明顯的效果，可以使廠房后緣附近的垂直出逸坡降控制在0.30以下，只是混凝土防滲層下游端部粉細(xì)砂層水平接觸坡降較高，需采取措施防止接觸沖刷的產(chǎn)生。

(3) 尾水渠與門(mén)庫(kù)交界處設(shè)置混凝土攪拌樁，對(duì)于減小泄水閘基礎(chǔ)向廠房基礎(chǔ)繞滲的影響有較明顯的效果，可以使粉細(xì)砂垂直出逸坡降控制在0.30以下。但下游水位下降0.5～1.5 m后，即使采用上述滲控措施，尾水渠局部范圍內(nèi)垂直坡降仍將>0.30，其滲透穩(wěn)定性將依賴(lài)于反濾保護(hù)。

(4) 廠房后設(shè)置有水平混凝土防滲層、廠房與門(mén)庫(kù)交界處設(shè)攪拌樁防滲墻時(shí)，廠房、安裝場(chǎng)及門(mén)庫(kù)上游在進(jìn)水渠長(zhǎng)度范圍內(nèi)有、無(wú)防滲鋪蓋對(duì)廠房后關(guān)鍵區(qū)域滲場(chǎng)分布的影響不大。

(5) 泄水閘壩段壩后粉細(xì)砂層出逸坡降，在設(shè)計(jì)水位和最低尾水位組合條件下<0.20，滲透穩(wěn)定滿(mǎn)足要求；當(dāng)考慮由于河床下切而出現(xiàn)更低下游水位條件時(shí)，將超過(guò)0.20，但<0.30。

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(編輯：黃玲)

Seepage Control Measures for the Foundationof Xinglong Hydropower Project

ZHU Guo-sheng1,2, ZHANG Jia-fa1,2, LIU Xiao-jiang3, LI Shao-long1,2

(1.Key Laboratory of Geotechnical Mechanics and Engineering of Ministry of Water Resources, Yangtze River Scientific Research Institute，Wuhan430010,China; 2.National Research Center for Dam Safety Technology, Yangtze River Scientific Research Institute，Wuhan430010,China；3.Changjiang Institute of Survey, Planning, Design and Research, Wuhan430010, China)

Abstract:Due to deep buried silty fine sand and sand gravel layers of strong permeability in the foundation of Xinglong hydropower project, the stability and seepage problem of the dam foundation are of great concern. By means of 3-D seepage analysis for the foundation of powerhouse segment and sluice segment, we compared the effects of different seepage control measures. Results reveal that under design water level condition, the exit gradient of foundation’s fine sand can be controlled less than 0.30 by taking some seepage control measures. When the downstream water level descents, the exit gradient of foundation fine sand will be larger than 0.30 behind the tail channel of powerhouse, and between 0.20 and 0.30 behind the sluice dam. The seepage stability of foundation fine sand is more relied on filter protection.

Key words:Xinglong hydropower project; seepage control; 3-D seepage analysis; coefficient of permeability; exit gradient

中圖分類(lèi)號(hào)：TV22

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-5485(2016)05-0145-06

doi:10.11988/ckyyb.201510682016,33(05):145-150，154

作者簡(jiǎn)介：朱國(guó)勝(1972-)，男，湖北荊州人，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事水工滲流及地下水環(huán)境研究，(電話)027-82927243(電子信箱)aazhuu@126.com。

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41402213)；中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)(CKSF2014055YT，CKSF2014058YT)；中國(guó)地質(zhì)大學(xué)教育部長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害研究中心開(kāi)放性基金(TGRC201403)

收稿日期：2015-12-15；修回日期：2016-01-20