鄭培溪 唐紅林 張 龍

(云南魯布革顧問(wèn)有限公司，云南 昆明 650051)

水庫(kù)蓄水運(yùn)行后，若防滲系統(tǒng)失效，則基礎(chǔ)滲壓水位、滲漏量等將明顯升高和增大，不僅造成水量損失，還會(huì)危及大壩安全。定期進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集和人工巡查，結(jié)合地質(zhì)、設(shè)計(jì)、施工等情況及時(shí)綜合分析評(píng)判，尤其重視發(fā)展趨勢(shì)和相互關(guān)聯(lián)，是確保大壩安全運(yùn)行的重要工作。

1 工程概況

飛仙關(guān)水電站位于四川省雅安市青衣江干流飛仙關(guān)處，為河床式水電站，裝機(jī)容量2×50MW，樞紐建筑物從左至右包括左岸非溢流壩、安裝間及副廠房、主廠房、沖沙泄洪閘、右岸非溢流壩等。正常蓄水位623.00m，相應(yīng)庫(kù)容2210萬(wàn)m3，死水位622.00m，壩頂高程630.80m，最大壩高42.8m。工程區(qū)地震基本烈度為Ⅶ度。

電站于2014年5月下閘蓄水后，主廠房至左岸非溢流壩帷幕下游側(cè)基礎(chǔ)滲壓水位及左岸繞滲水位均較高。本文擬根據(jù)滲流監(jiān)測(cè)資料，分析評(píng)價(jià)其可能原因及基礎(chǔ)防滲效果，以期為電站運(yùn)行提供參考。

2 工程防滲處理措施

左岸非溢流壩—岸坡段：長(zhǎng)142m，采用灌漿帷幕防滲。其中，覆蓋層深度17m，采用三排帷幕，孔距1.8m，排距0.8m?；鶐r面至相對(duì)隔水層(q<5Lu)深度32.5m，采用單排帷幕，孔距1.5m，帷幕深入相對(duì)隔水層以下3m。因緊鄰318國(guó)道的飛仙關(guān)大橋施工時(shí)仍在通行，無(wú)條件形成幕包墻，因此與左岸非溢流壩采用L形連接，覆蓋層帷幕灌漿線平行左岸非溢流壩壩軸線10m后折向下游，再向左穿過(guò)國(guó)道318、省道210后與山邊相連。

主副廠房、沖沙泄洪閘、右岸非溢流壩段：采用灌漿帷幕防滲，總長(zhǎng)度225.4m，設(shè)計(jì)帷幕深度30m，帷幕兩端伸入相對(duì)隔水層，中間河床深槽部位采用懸掛式帷幕，帷幕厚0.8m，布置一排，孔距1.5m。

3 滲流監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

為監(jiān)測(cè)主、副廠房及左岸非溢流壩段基礎(chǔ)滲壓及其沿程變化情況，設(shè)計(jì)布置了D-D(壩0+184.29)、E-E(壩0+203.81)監(jiān)測(cè)橫剖面，相應(yīng)在建基面沿水流向布置滲壓計(jì)11支(P5～P13、P7-1、P8-1，P9已失效)，其中P5、P6位于廠房進(jìn)水流道建基面，P7、P7-1、P8、P8-1位于1號(hào)機(jī)組建基面，P10位于左岸儲(chǔ)門槽建基面，P11位于滲漏集水井建基面，P12位于檢修集水井建基面，P13位于GIS樓梯步建基面。同時(shí)，沿建基面軸線布置5支測(cè)壓管(UP9～UP13)，管底深入建基面以下1m。測(cè)壓管、滲壓計(jì)均位于帷幕后，布置縱剖面見圖1，D-D、E-E監(jiān)測(cè)橫剖面布置參見圖4、圖5。另外，在左壩肩布置繞滲孔3個(gè)(PK6～PK8)，以監(jiān)測(cè)庫(kù)水繞左岸滲流情況(見圖1)。

圖1 測(cè)壓管、滲壓計(jì)布置縱剖面

4 滲流監(jiān)測(cè)成果分析

4.1 基礎(chǔ)滲壓水位過(guò)程線

由典型滲壓水位過(guò)程線圖及監(jiān)測(cè)成果(見圖2、圖3)可知，2014年5月18日，水庫(kù)下閘蓄水。至5月28日，庫(kù)水位由606.00m上升至617.50m，上升11.50m，各測(cè)壓管和滲壓計(jì)水位均有所升高。其中，緊靠帷幕下游側(cè)，主廠房的UP9、P5，安裝間及副廠房的P10，左岸非溢流壩的UP10～UP13等7支儀器滲壓水位升幅較大，介于5.63～9.41m；其余距帷幕較遠(yuǎn)的8支儀器中，P6、P11升幅也較大，分別為7.42m、6.04m，另6支相對(duì)較小，在2.22～4.61m之間。后期均隨庫(kù)水位升降周期性波動(dòng)。說(shuō)明水庫(kù)蓄水對(duì)基礎(chǔ)滲壓水位影響較大。

圖2 左岸非溢流壩測(cè)壓管UP10～UP13水位過(guò)程線

圖3 D-D剖面滲壓計(jì)P5～P7水位過(guò)程線

4.2 滲壓水位空間分布

從滲壓水位順河向典型分布情況(見圖4、圖5)看，主廠房D-D剖面緊臨帷幕下游側(cè)的P5與庫(kù)水位水頭差較小，為3.43m，隨著與帷幕距離增大，滲壓水位迅速降低，靠近下游側(cè)則接近尾水位，滲壓水位分布總體正常，但局部地段防滲效果不佳。安裝間及副廠房E-E剖面的滲壓水位分布呈中間集水井部位低，上、下游側(cè)高，說(shuō)明上、下游側(cè)滲水均流向中部的集水井，與實(shí)際情況相符，但緊靠帷幕下游側(cè)的P10滲壓水位較高，與庫(kù)水位水頭差僅2.05m，亦表明局部地段防滲效果欠佳。

圖4 D-D剖面壩基滲壓水位順河向典型分布

圖5 E-E剖面壩基滲壓水位順河向典型分布

4.3 滲壓系數(shù)

壩基滲壓系數(shù)α是評(píng)價(jià)閘壩安全性的重要指標(biāo)之一，其計(jì)算公式如下：

α=(Hi-H0)/(H1-H0)，H0≥H2

(1)

α=(Hi-H2)/(H1-H2)，H0

(2)

式中Hi——滲壓水位；

H0——下游水位；

H1——上游庫(kù)水位；

H2——基巖面高程。

庫(kù)水位較高時(shí)的典型滲壓系數(shù)見表1。由表1可知，左岸非溢流壩UP10～UP13測(cè)壓管水位滲壓系數(shù)在0.54～0.97之間，超過(guò)規(guī)范及設(shè)計(jì)值，壩基防滲效果較差；主、副廠房及安裝間距帷幕較近的UP9、P5、P6、P10滲壓系數(shù)也偏大，分別為0.63、0.90、0.84、0.44，其余與帷幕距離較遠(yuǎn)的儀器滲壓系數(shù)則較小，在0.00～0.25之間，可見局部地段防滲效果不佳。滲壓系數(shù)與滲壓水位過(guò)程線和分布圖反映情況一致。

表1 典型滲壓系數(shù)計(jì)算結(jié)果

4.4 左岸繞壩滲流

左岸繞壩滲流可直觀反映左岸防滲帷幕效果(見圖6、圖7)。可見，左岸繞滲水位與庫(kù)水位正相關(guān)，兩者最小水頭差小于4.0m，隨著與帷幕距離增大，水位下降趨勢(shì)緩慢，至與帷幕距離大于100m后，水位下降才較明顯。說(shuō)明左岸防滲帷幕效果不佳，庫(kù)水可能繞過(guò)帷幕本身或其端部、底部向下游滲透，進(jìn)而壅高山體地下水位以及左岸非溢流壩和廠房局部地段的基礎(chǔ)滲壓水位。

圖6 左岸繞滲水位過(guò)程線

圖7 左岸繞滲水位典型分布

4.5 廠房滲流量

巡查發(fā)現(xiàn)廠房水輪機(jī)層邊墻等部位有多個(gè)滲水點(diǎn)，經(jīng)對(duì)流量較大的4個(gè)滲水點(diǎn)集中引排，采用容積法觀測(cè)表明，最大約1.2L/s，與庫(kù)水位正相關(guān)。若加上其他暫無(wú)法觀測(cè)的滲水點(diǎn)，估計(jì)總滲流量將大于2L/s。

5 原因分析

5.1 帷幕與左岸非溢流壩接頭處存在薄弱部位

根據(jù)地質(zhì)資料，壩基上部為砂卵礫石及粉土層，下部基巖為泥質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖。設(shè)計(jì)左岸非溢流壩段覆蓋層采用三排帷幕，基巖面至相對(duì)隔水層(q<5Lu)采用單排帷幕；河床深槽段采用懸掛式帷幕。

因各種主客觀原因，左岸帷幕與左岸非溢流壩采用L形連接，未形成幕包墻，兩者接頭處可能未形成防滲整體，以致帷幕后基礎(chǔ)滲壓水位明顯較高且與庫(kù)水位正相關(guān)。

5.2 帷幕本身存在缺陷

灌漿帷幕施工時(shí)，對(duì)檢查孔發(fā)現(xiàn)的q>5Lu的部位進(jìn)行了補(bǔ)灌，復(fù)測(cè)q≤5Lu，滿足設(shè)計(jì)要求。但因檢查孔比例一般為10%左右，其余約90%未檢查的帷幕段仍可能存在q>5Lu而未進(jìn)行補(bǔ)灌的情況。因此，不排除帷幕本身存在缺陷導(dǎo)致帷幕后基礎(chǔ)滲壓水位較高的可能性。

5.3 帷幕深度或?qū)挾炔蛔?/h3>

帷幕深度和寬度是設(shè)計(jì)經(jīng)論證和計(jì)算后確定的，若帷幕與左岸非溢流壩接頭處、帷幕本身質(zhì)量較好，即使有部分庫(kù)水通過(guò)帷幕底部或端部滲透，其量值也較小，水頭隨與帷幕距離增大會(huì)較快折減。由此推測(cè)，此種原因?qū)е碌目赡苄暂^小。

6 結(jié) 語(yǔ)

飛仙關(guān)水電站主廠房至左岸非溢流壩緊靠帷幕下游側(cè)基礎(chǔ)滲壓水位較高，與庫(kù)水位正相關(guān)，滲壓系數(shù)介于0.54～0.97，左岸繞滲水位也較高，且廠房?jī)?nèi)有多個(gè)滲水點(diǎn)。表明局部地段防滲效果欠佳。

綜合監(jiān)測(cè)、地質(zhì)及防滲措施等因素，分析認(rèn)為最可能原因?yàn)樽蟀夺∧慌c左岸非溢流壩之間未形成防滲整體，但不排除帷幕本身存在缺陷的可能性。

建議在加強(qiáng)觀測(cè)的同時(shí)，對(duì)樞紐建筑物的抗?jié)B穩(wěn)定性進(jìn)行復(fù)核計(jì)算，并采用地質(zhì)雷達(dá)等補(bǔ)充手段進(jìn)一步檢測(cè)帷幕及接頭部位，查清滲水通道，必要時(shí)采取工程處理措施，確保電站的長(zhǎng)期安全運(yùn)行。