曾麗娜

(廣東省北江流域管理局，廣東 佛山 528000)

0 引 言

大壩滲流是影響大壩安全和大壩效益發(fā)揮的重要因素。大壩滲流將造成大壩安全系數(shù)降低，對(duì)下游居民的安全造成不利影響。同時(shí)，水庫(kù)滲漏對(duì)水庫(kù)攔蓄水效益影響較大，嚴(yán)重時(shí)將制約水庫(kù)的興利效益，例如發(fā)電、灌溉等。因此，有較多的專家、學(xué)者對(duì)水庫(kù)的滲流情況進(jìn)行了較為深入的研究，采用的主要方法包括：數(shù)值模擬、理論計(jì)算等，取得了豐厚的成果[1]?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果與數(shù)值模擬方法相比，更能直觀反映大壩滲流情況。因此，以廣東某水庫(kù)為例，在收集監(jiān)測(cè)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)水庫(kù)滲流情況進(jìn)行分析。

1 工程概況

水庫(kù)位于廣東省某市境內(nèi)，與東莞交界。壩址以上集雨面積F=20km2，多年平均徑流量1.67億m3。水庫(kù)是一座以供水為主，兼有防洪等綜合利用的中型水利樞紐工程。

2 歷史滲流控制措施實(shí)施狀況及滲流狀況

根據(jù)水庫(kù)管理站提供的水庫(kù)工程檔案，1972年和1973年，水庫(kù)水位31.586m時(shí)，大壩背水坡曾出現(xiàn)二次150m2和432m2范圍內(nèi)滲水，當(dāng)時(shí)采用“T”型砂石暗溝導(dǎo)至反濾層頂部，沒有作徹底處理，1989年采用了混凝土防滲墻進(jìn)行處理，此后未曾發(fā)現(xiàn)大壩背水坡有滲水現(xiàn)象。水庫(kù)大壩設(shè)置了混凝土防滲墻，壩體滲透系數(shù)很小，由于防滲墻未截?cái)鄩位杆畬?，壩基的滲透水量遠(yuǎn)大于壩體的滲透水量。大壩滲流量計(jì)算成果表(1997年)，見表1。

表1 大壩滲流量計(jì)算成果表(1997年)

從水庫(kù)歷史運(yùn)行資料來看，除大壩背水坡出現(xiàn)滲漏外，大壩壩基滲漏量偏大，根據(jù)2013年除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)施工資料后分析，在2011年2月至3月施工新建排水棱體時(shí)發(fā)現(xiàn)多處涌水點(diǎn)，后經(jīng)設(shè)計(jì)變更，對(duì)涌水點(diǎn)采用φ150鋼管(沿壁打花眼φ3-5mm，孔距100mm，梅花樁布孔，管兩端和全段管壁包裹尼龍布一層，尼龍繩扎緊)進(jìn)行導(dǎo)滲，再通過排水棱體排入壩腳排水溝。

3 現(xiàn)場(chǎng)檢查情況

根據(jù)2018年5月22日和2018年5月30日的現(xiàn)場(chǎng)檢查情況，大壩表面平整完好，上游坡未發(fā)現(xiàn)風(fēng)浪沖刷破壞，護(hù)坡混凝土未發(fā)現(xiàn)裂縫、塌坑、滑坡及隆起現(xiàn)象；背水側(cè)草皮護(hù)坡未發(fā)現(xiàn)蟲害鼠洞、未發(fā)現(xiàn)裂縫、塌坑、滑坡及隆起；壩趾未發(fā)現(xiàn)流土管涌跡象；壩趾排水溝內(nèi)排水未發(fā)現(xiàn)淤積、滲漏量偏大，用干凈礦泉水瓶取水后靜置3d，但水質(zhì)清澈，搖晃后不渾濁不泛粉末，后期水倒出來不扎手無觸感；壩端壩肩未發(fā)現(xiàn)裂縫、滑動(dòng)、隆起。壩體排水溝結(jié)構(gòu)完整，壩頂路面干凈整潔，未發(fā)現(xiàn)裂縫變形。大壩壩肩漿砌石排水溝為梯形斷面，排水溝表面未發(fā)現(xiàn)破損，結(jié)構(gòu)完好；大壩下游坡面排水溝均為矩形斷面，排水溝表面未發(fā)現(xiàn)破損，溝內(nèi)未發(fā)現(xiàn)淤積現(xiàn)象；壩腳排水溝排水順暢，結(jié)構(gòu)完好。下游壩面鋪設(shè)草皮護(hù)坡并進(jìn)行白蟻防治，養(yǎng)護(hù)到位。原下游坡滲水處經(jīng)處理后，再未發(fā)現(xiàn)滲水。

4 滲流觀測(cè)數(shù)據(jù)

水庫(kù)大壩共布置4個(gè)觀測(cè)橫斷面，除右壩肩橫斷面布2根測(cè)壓管外，其余3個(gè)觀測(cè)斷面均布4根測(cè)壓管。到目前為止，除一根測(cè)壓管(水庫(kù)測(cè)壓管編號(hào)為CY4)損壞未能正常觀測(cè)外，其余監(jiān)測(cè)設(shè)施，均能正常使用, 測(cè)壓管數(shù)據(jù)較為完整，可作為滲流分析的參考數(shù)據(jù)。大壩下游排水棱體后設(shè)有量水堰，大壩壩腳量水堰作為大壩滲漏量觀測(cè)設(shè)施[2]。水庫(kù)監(jiān)測(cè)設(shè)施平面布置圖如圖1所示。

圖1 水庫(kù)監(jiān)測(cè)設(shè)施平面布置圖

本次安全評(píng)價(jià)期間，項(xiàng)目組收集了2014年1月-2018年10月份水庫(kù)的運(yùn)行水位數(shù)據(jù)與測(cè)壓管水位數(shù)據(jù)資料。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯分析，檢查測(cè)值之間是否符合相互的邏輯關(guān)系，以及測(cè)值與相應(yīng)的滲流規(guī)律是否矛盾，對(duì)判定是錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除和修正，從而得出定期各斷面各測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)記錄表?？紤]2013年除險(xiǎn)加固后，原測(cè)壓管已進(jìn)行封堵填埋并新設(shè)測(cè)壓管，本次主要以除險(xiǎn)加固后新設(shè)測(cè)壓管觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對(duì)。本次列舉了除險(xiǎn)加固后2014年1月-2018年10月庫(kù)水位與大壩測(cè)壓管水位分別對(duì)應(yīng)變化關(guān)系曲線圖，見圖2。

圖2 2014年1月-2018年10月測(cè)壓管水位與庫(kù)水位關(guān)系圖

根據(jù)2018年1月27日庫(kù)水位27.62m的實(shí)測(cè)測(cè)壓管數(shù)據(jù)和2018年10月30日庫(kù)水位30.90m的實(shí)測(cè)測(cè)壓管數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比；根據(jù)2018年1月27日庫(kù)水位27.62m的實(shí)測(cè)測(cè)壓管數(shù)據(jù)和2018年2月21日庫(kù)水位27.41m的實(shí)測(cè)測(cè)壓管數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比；根據(jù)正常蓄水位33.086計(jì)算浸潤(rùn)線和2018年10月30日庫(kù)水位30.90m實(shí)測(cè)測(cè)壓管數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比。分析對(duì)比情況見圖3。

表2 大壩實(shí)測(cè)測(cè)壓管浸潤(rùn)線數(shù)據(jù)表

(a)大壩實(shí)測(cè)不同庫(kù)水位浸潤(rùn)線對(duì)比圖

(b)大壩實(shí)測(cè)相同庫(kù)水位浸潤(rùn)線對(duì)比圖

根據(jù)圖3，分析大壩壩體浸潤(rùn)線成果，浸潤(rùn)線遵循隨庫(kù)水位上漲而提高、隨庫(kù)水位跌落而下降的規(guī)律，同時(shí)庫(kù)水位相同時(shí)，不同時(shí)期的浸潤(rùn)線穩(wěn)定，隨著時(shí)間的推移，無上升趨勢(shì)，且混凝土防滲墻對(duì)浸潤(rùn)線水頭消殺較大，表明大壩防滲狀況良好，分析結(jié)果合理。

本次安全評(píng)價(jià)期間，項(xiàng)目組收集了2008年1月-2018年10月份水庫(kù)的運(yùn)行水位數(shù)據(jù)與量水堰觀測(cè)數(shù)據(jù)資料。經(jīng)查閱2013年除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)施工資料，2013年除險(xiǎn)加固時(shí)，由于大壩培厚，量水堰位置有變化，新舊堰位置見圖4。舊堰至新堰之間，在2011年2月—3月施工新建排水棱體時(shí)，庫(kù)水位為17.25-20.08m(死水位為19.00mm)，發(fā)現(xiàn)多處涌水點(diǎn)，且涌水量較大，后經(jīng)設(shè)計(jì)變更，對(duì)涌水點(diǎn)采用φ150鋼管(沿壁打花眼φ3-5mm，孔距100mm，梅花型布孔，管兩端和全段管壁包裹尼龍布一層，尼龍繩扎緊)進(jìn)行導(dǎo)滲，再通過排水棱體排入壩腳排水溝。據(jù)水庫(kù)管理人員反映，水庫(kù)建壩前就存在的壩基泉眼，涌水量跟庫(kù)水位無直接關(guān)系。另從2013年水庫(kù)除險(xiǎn)加固完工后至2018年8月，由于下游龍大高速及水施工，導(dǎo)致下游河道水位壅高甚至倒灌，量水堰觀測(cè)數(shù)據(jù)有誤。經(jīng)下游河道疏通后，量水堰基本恢復(fù)正常使用功能，由于觀測(cè)數(shù)據(jù)較少，且由于下游河水倒灌，中間個(gè)別數(shù)據(jù)未能觀測(cè)。本次分析時(shí)，考慮量水堰觀測(cè)流量與降雨有關(guān)，以下下游河道倒灌影響，剔除降雨和下游河道倒灌造成影響的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯分析，檢查量水堰觀測(cè)流量與庫(kù)水位之間是否符合相互的邏輯關(guān)系，并作庫(kù)水位與量水堰分別對(duì)應(yīng)變化關(guān)系曲線圖，見圖5。

圖4 除險(xiǎn)加固施工前后量水堰平面位置圖

根據(jù)除險(xiǎn)加固前后量水堰觀測(cè)資料分析，雖然觀測(cè)流量較大，但量水堰觀測(cè)滲流量基本穩(wěn)定，且在同一庫(kù)水位、排除降雨影響條件下，滲流量無明顯趨勢(shì)性變化，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢查對(duì)滲流水質(zhì)分析情況，可說明滲流正常。

5 結(jié) 論

大壩滲流觀測(cè)浸潤(rùn)線隨庫(kù)水位的升降而升降的規(guī)律，同時(shí)隨著時(shí)間的推移，相同庫(kù)水位時(shí)，大壩滲流觀測(cè)浸潤(rùn)線穩(wěn)定未出現(xiàn)異常上升趨勢(shì)；由于壩基和排水棱體存在的壩基泉眼，導(dǎo)致觀測(cè)流量較大，且與庫(kù)水位無明顯關(guān)系。雖滲漏量偏大，但水質(zhì)清澈，不渾濁不泛粉末，后期水倒出來不扎手無觸感，另根據(jù)量水堰觀測(cè)資料，大壩滲漏量穩(wěn)定，無明顯趨勢(shì)性變化，說明滲流正常。