劉 浩，徐建國

（ 1.國家能源局大壩安全監(jiān)察中心，浙江 杭州 311122；2.安吉縣老石坎水庫管理局，浙江 安吉 313301）

桐柏抽水蓄能電站上庫大壩右岸壩肩滲漏分析及處理措施

劉 浩1，徐建國2

（ 1.國家能源局大壩安全監(jiān)察中心，浙江 杭州 311122；2.安吉縣老石坎水庫管理局，浙江 安吉 313301）

通過地質(zhì)勘探和監(jiān)測數(shù)據(jù)分析等手段，對桐柏抽水蓄能電站上庫大壩下游面右岸壩肩滲流原因進(jìn)行了分析，為確保大壩安全，采取了“庫岸帷幕灌漿+壩基帷幕灌漿”防滲補(bǔ)強(qiáng)措施，取得了較好的效果。

滲漏；均質(zhì)土壩；帷幕灌漿

1 工程概況

浙江桐柏抽水蓄能電站由上庫、下庫、輸水系統(tǒng)、地下洞室群、地面開關(guān)站、中控樓等部分組成，工程等別為Ⅰ等工程，工程規(guī)模屬大(1)型。

上水庫利用已建的原電站水庫經(jīng)加固處理后改建。原水電站水庫主、副壩建于1958年，均為均質(zhì)土壩，塊石護(hù)面，加固后主壩及副壩連成一體，壩頂總長472.37 m，壩頂寬8.00 m，主壩最大壩高37.49 m，副壩最大壩高10.00 m。主壩上游采用堆石體填筑，堆石體與原均質(zhì)土壩間設(shè)反濾層、過渡層；下游壩坡增設(shè)貼坡排水，在下游壩腳約40.00 m處設(shè)置漿砌石擋墻，擋墻和壩腳之間清除覆蓋層后，先填筑厚度5.00 m的透水堆石料，與原均質(zhì)土壩下游壩腳的排水棱體相連，以保證壩基排水，然后再填筑棄渣料。副壩上游邊坡為1:3.2，下游壩坡為1:2.0；加固后上游邊坡結(jié)構(gòu)型式與主壩相同，由于已滿足等級提高后的壩坡穩(wěn)定要求，下游壩坡不需要加固。

壩址區(qū)覆蓋層淺薄，基巖表部構(gòu)造，風(fēng)化裂隙發(fā)育。主壩壩基花崗巖表部以弱風(fēng)化為主，巖體較破碎 ～ 較完整，巖石透水性較弱。局部右壩肩受裂隙發(fā)育影響，巖體較破碎，屬極強(qiáng)透水，基巖中、下部風(fēng)化較淺，裂隙不甚發(fā)育，巖體較完整 ～ 完整，巖石透水性能較差，為微透水和極微透水。

2 上庫右岸壩肩滲水

2009年8月12日“莫拉克”臺風(fēng)過后，大壩巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)，上水庫下游面右岸壩肩388.00 m高程附近護(hù)坡有滲水現(xiàn)象，并有塌陷和雨水沖刷的痕跡，同時(shí)伴有少量的沙粒，滲水流量與庫水位有明顯關(guān)系，高水位時(shí)最大滲水量約0.05 L/s（天晴時(shí)），庫水位低于392.00 m時(shí)無滲水。

3 滲漏原因分析

3.1 工程地質(zhì)

據(jù)原地質(zhì)測繪資料，右壩肩地表N40 ～ 50°E，SE（或NW）∠70 ～ 90°和N50 ～ 60°W，NE∠5 ～ 15°兩組微張開節(jié)理較發(fā)育；鉆孔中孔深10.90 m（高程389.00 m）以上巖芯，陡傾角∠70 ～ 90°節(jié)理和緩傾角∠5 ～ 15°節(jié)理亦較發(fā)育。因此，滲漏通道由上述2組張開節(jié)理切割形成的極強(qiáng)透水帶構(gòu)成，具備庫水向外集中滲漏的通道。

為進(jìn)一步查清可能的滲水通道，2013年8 — 9月在右岸壩肩進(jìn)行了地質(zhì)補(bǔ)勘工作，在右岸壩肩、388.00 m滲水點(diǎn)上方壩頂、388.00 m滲水點(diǎn)附近壩肩分別新增3個(gè)地質(zhì)鉆孔YUPZ1、YUPZ3、YUPZ2，該3個(gè)孔也兼作水位觀測孔，JUP1、JUP2為原壩基水位觀測孔（見圖1）。根據(jù)新鉆孔YUPZ1資料，孔深8.70 ～ 11.60 m（高程387.39 ～ 390.29 m）發(fā)育2條傾角∠70 ～ 85°石英細(xì)脈和多條∠70°、∠5 ～ 15°的微張開節(jié)理，巖芯較破碎；孔深10.80 m（高程389.49 m），鉆進(jìn)回水消失；經(jīng)過壓水試驗(yàn)，試段（孔深8.10 ～ 13.00 m）透水率為247.05 Lu，滲透系數(shù)為2 650.70 m/d，屬極強(qiáng)透水帶。

3.2 滲流監(jiān)測資料分析

高程388.00 m滲水點(diǎn)及水位觀測孔平面見圖1。

為分析右岸壩肩388.00 m高程滲水點(diǎn)滲漏量變化，2013年3月14日 — 4月19日，分別在早晨高水位及傍晚低水位時(shí)觀測滲水量，同時(shí)記錄觀測時(shí)刻上庫水位。滲漏量過程線見圖2。

圖1 高程388.00 m滲水點(diǎn)及水位觀測孔平面圖

圖2 滲水點(diǎn)滲漏量過程線圖

由圖2可知，右岸壩肩388.00 m高程滲水點(diǎn)滲漏量同上庫水位具有較好的相關(guān)性，上庫水位較高時(shí)，滲漏量也較大；上庫水位較低時(shí)，滲漏量隨之減小。當(dāng)上庫水位低于392.00 m時(shí)，壩后坡滲水量較小有時(shí)甚至無滲水現(xiàn)象。

為進(jìn)一步查清右岸壩肩388.00 m高程滲水點(diǎn)的來源， 2013年9月22 — 26日分別在早晨高水位及傍晚低水位時(shí)采用電測水位計(jì)人工觀測右岸壩肩及壩頂新增測孔YUPZ1 ～ YUPZ3孔內(nèi)水位，同時(shí)記錄觀測時(shí)刻上庫水位，地下水位孔過程線見圖3。該時(shí)段內(nèi)，采用自動化觀測的原壩基水位孔JUP1、JUP2水位過程線見圖4。

圖3 新增地下水位孔過程線圖

圖4 2013年9月原壩基水位孔JUP1、JUP2水位過程線圖

由圖3、圖4可知，YUPZ1、YUPZ3孔內(nèi)水位與上庫水位相關(guān)性較好，變化趨勢與上庫水位基本一致。位于滲水點(diǎn)右側(cè)的YUPZ2孔內(nèi)水位變幅較小，與上庫水位相關(guān)性不明顯。原壩基測壓管JUP1、JUP2水位較低，與上庫水位亦無相關(guān)性。

3.3 滲漏原因

2005年3月原電站水庫改建為抽水蓄能電站上庫后，主壩右岸及壩基未做灌漿處理。由補(bǔ)充勘探資料可知，右岸壩肩巖體芯存在破碎帶及強(qiáng)透水帶。監(jiān)測資料分析也進(jìn)一步驗(yàn)證右壩肩滲水與上庫水位有密切聯(lián)系。

因此初步判斷受裂隙發(fā)育影響，右岸壩肩存在滲漏通道。隨著水庫多年運(yùn)行，水位頻繁漲落，壩肩巖體裂隙逐年被沖蝕發(fā)展，右壩肩下游局部壩體填筑土中細(xì)砂含量較高，滲漏通道逐漸被貫通，進(jìn)而導(dǎo)致壩后滲水量逐漸增大。

4 工程處理措施及處理效果

針對上庫主壩右岸下游滲水的問題，參考類似工程，設(shè)計(jì)采用“庫岸帷幕灌漿+壩基帷幕灌漿”的防滲處理方案[1-3]。布置庫岸帷幕1 ～ 2排，沿上庫環(huán)庫公路方向延伸繞過右壩肩山包，向下深入強(qiáng)透水帶及相對隔水層（q≤3.00 Lu）以下5.00 m；右壩肩壩基帷幕灌漿向下深入相對隔水層（q ≤ 3.00 Lu）以下5.00 m，向上深入壩體0.50 m，孔距1.50 m，單排孔。庫岸帷幕灌漿與右壩肩壩基帷幕相接，沿上庫環(huán)庫公路方向延伸繞過右壩肩山包。

防滲工程于2014年9月27日開工，2014年12月15日竣工。共完成灌漿孔147個(gè)，布設(shè)檢查孔15個(gè)，共進(jìn)行了壓水試驗(yàn)59段次，接觸段和基巖透水均小于3.00 Lu。各孔段透水率均滿足設(shè)計(jì)防滲要求。

滲灌漿施工的實(shí)施驗(yàn)證了右岸壩基節(jié)理較為發(fā)育，節(jié)理性質(zhì)剪切閉合居多，透水性較強(qiáng)，進(jìn)行帷幕灌漿處理是必要的。從監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，2014年10月20日 — 11月6日388.00 m高程滲水量基本維持在48 ～ 53 mL/s，11月7日至工程完工已基本無滲水量，說明防滲帷幕已形成，處理效果較好。

5 結(jié) 語

通過地質(zhì)補(bǔ)勘分析和滲流監(jiān)測資料分析，提出了右岸壩肩滲流發(fā)生原因，采取了“庫岸帷幕灌漿+壩基帷幕灌漿”防滲補(bǔ)強(qiáng)措施。從監(jiān)測成果看，防滲加固取得了較好的效果，可供類似工程借鑒。

[1] 董鵬.石頭河水庫大壩右壩肩滲漏分析及防滲加固措施[J].水利與建筑工程學(xué)報(bào)，2004，2(1)：59 - 61.

[2] 劉加海，付彥， 楊名玖. 紅興水庫滲漏分析及防滲處理方案研究[J].水利水電技術(shù)，2006，37(5)：107 - 109.

[3] 羅煒華，陳星. 富陽市裘家塢水庫大壩滲漏原因分析[J].浙江水利科技，2010（4）：29 - 33.

（責(zé)任編輯 姚小槐）

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劉 浩(1986 - )，男，工程師，碩士，主要從事大壩安全管理及監(jiān)測資料分析工作。E-mail：liu86hao@163.com