朱林鋒

(湖南湘恒工程檢測有限公司，湖南 長沙 410017)

0 前 言

油榨塘水庫屬湘江水系，位于湖南省株洲市天元區(qū)雷打石鎮(zhèn)新林村境內(nèi)，在灣塘港支流的上游，地點(diǎn)叫油榨塘。其距雷打石鎮(zhèn)15 km。油榨塘水庫流域面積0.28 km2，河道干流長度0.637 km，干流平均坡降26%。大壩防洪標(biāo)準(zhǔn)為：設(shè)計(jì)洪水10年一遇，校核洪水50年一遇。經(jīng)本次復(fù)核，水庫正常蓄水位81.30 m，相應(yīng)庫容20.6萬m3，死水位74.5 m，死庫容0.2萬m3，設(shè)計(jì)洪水位81.57 m，相應(yīng)庫容23.42萬m3，校核洪水位81.69 m，總庫容24.9萬m3。

水庫樞紐工程由大壩、溢洪道及輸水涵洞等建筑物組成。大壩壩型為均質(zhì)壩，壩頂高程83.20 m，最大壩高11.10 m，壩頂軸長46 m，壩頂寬5 m。溢洪道位于大壩左岸，為正槽開敞式，過水?dāng)嗝鏋榫匦?，底?.1 m，深1.6 m，長58.6 m，設(shè)計(jì)底板高程81.30 m。輸水涵洞長50m，斷面為原漿砌石矩形箱涵(凈高800 mm，寬400 mm)內(nèi)襯DN280mm的PE管，進(jìn)水口高程為74.50 m。

1 滲流安全評價(jià)內(nèi)容

庫樞紐工程由大壩、溢洪道及輸水涵洞等建筑物組成。大壩壩型為均質(zhì)壩，壩頂高程83.20 m，最大壩高11.10 m，壩頂軸長46 m，壩頂寬5 m。按《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL 252—2017)第5.1.2條，其洪水標(biāo)準(zhǔn)按山丘區(qū)標(biāo)準(zhǔn)確定。根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50201—2014)，確定等別為Ⅴ等工程，主要建筑物級別為5級，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇，消能防沖標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇。大壩主要存在大壩防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低、大壩壩體、壩基滲漏、無排水棱體、輸水涵破損、老化、滲漏嚴(yán)重、取水臥管損壞、滲漏嚴(yán)重、溢洪道破損、底板開裂、隆起、無消能設(shè)施、防汛公路不暢等問題[1-5]。壩基根據(jù)巖土的巖性及風(fēng)化情況，構(gòu)造綱要見圖1。

滲流安全評價(jià)采用現(xiàn)場檢查法與計(jì)算分析法相結(jié)合的方法?，F(xiàn)場檢查法包括現(xiàn)場觀察及現(xiàn)場鉆孔檢查、檢測等，有關(guān)的現(xiàn)場檢查及評價(jià)詳見“工程質(zhì)量評價(jià)”和“大壩運(yùn)行管理評價(jià)”部分[6-8]。計(jì)算分析法就是采用模擬各種巖土介質(zhì)的滲透特性和各種入滲、排水邊界條件，計(jì)算壩體及壩基各種水位的滲流場，并且可根據(jù)現(xiàn)狀水位實(shí)測滲流場，預(yù)測未來高水位的大壩滲流場，通過滲流場中的滲流比降與允許滲透比降的比較來評價(jià)大壩滲流安全評價(jià)[9-10]。本文主要通過現(xiàn)場檢查及結(jié)構(gòu)分析法對大壩防滲體及輸水涵洞進(jìn)行滲流安全評價(jià)，運(yùn)用計(jì)算分析法對大壩在穩(wěn)定滲流和非穩(wěn)定滲流運(yùn)行情況下進(jìn)行滲流安全評價(jià)。

圖1 構(gòu)造綱要圖

2 穩(wěn)定滲流計(jì)算

2.1 荷載組合

根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL 274—2001)第8.1.2條規(guī)定以及大壩的實(shí)際情況，滲流計(jì)算應(yīng)考慮下列水位組合：①上游正常蓄水位與下游相應(yīng)的最低水位；②上游設(shè)計(jì)洪水位與下游相應(yīng)的水位；③上游校核洪水位與下游相應(yīng)的水位；④庫水位降落時(shí)上游壩坡穩(wěn)定最不利的情況；⑤上游1/3壩高水位與下游相應(yīng)的水位。

2.2 上、下游水位的確定

本次滲流分析計(jì)算，水庫特征水位按油榨塘水庫洪水標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核成果進(jìn)行計(jì)算，正常蓄水位81.30 m，設(shè)計(jì)洪水位為81.57 m，校核洪水位81.69 m，1/3壩高水位75.80 m，下游無水。

2.3 大壩滲流計(jì)算內(nèi)容及結(jié)果

1)上游正常蓄水位81.30 m，下游無水，通過計(jì)算程序得出壩體滲流結(jié)果為：壩體逸出點(diǎn)最大滲透坡降，0.20；允許滲透坡降J允許，0.30；滲流量，0.151 m3/d·m。

2)上游設(shè)計(jì)洪水位81.57 m，下游無水，壩體滲流結(jié)果為：壩體逸出點(diǎn)最大滲透坡降，0.22；允許滲透坡降J允許，0.30；滲流量，0.185 m3/d·m。

3)上游校核洪水位81.69 m，下游無水，壩體滲流結(jié)果為：壩體逸出點(diǎn)最大滲透坡降，0.23；允許滲透坡降J允許，0.30；滲流量，0.194 m3/d·m。

4)上游三分之一壩高水位75.80 m，下游無水，壩體滲流結(jié)果見為：壩體逸出點(diǎn)最大滲透坡降，0.15；允許滲透坡降J允許，0.30；滲流量，0.119 m3/d·m。

3 非穩(wěn)定滲流計(jì)算

3.1 庫水位最快可能降落曲線的確定

非穩(wěn)定滲流計(jì)算考慮庫水位最快可能降落這種最不利組合，即假設(shè)計(jì)算時(shí)段內(nèi)無降雨，閘門全開，涵洞及涵洞以設(shè)計(jì)最大流量快速往下游宣泄，得出油榨塘水庫最快可能庫水位降落曲線。據(jù)此分成兩個(gè)時(shí)段進(jìn)行非穩(wěn)定滲流計(jì)算，各時(shí)段庫水位及其相應(yīng)間隔時(shí)間見表1。

表1 大壩非穩(wěn)定滲流計(jì)算時(shí)段及水位

3.2 大壩非穩(wěn)定滲流計(jì)算

假定庫水從校核洪水位(81.69 m)以最快速度降落，本文列出庫水位降落到81.30和死水位74.50 m水位時(shí)的計(jì)算結(jié)果表2。

表2 大壩計(jì)算斷面非穩(wěn)定滲流計(jì)算結(jié)果

1)大壩滲流安全評價(jià)。通過地質(zhì)勘察報(bào)告推薦值得知，大壩允許滲透坡降[J]=0.30。經(jīng)過理正滲流軟件計(jì)算分析各個(gè)工況下水庫大壩逸出點(diǎn)最大坡降都小于大壩允許滲透坡降，不存在發(fā)生滲透破壞的可能；而且各個(gè)工況下水庫大壩下游壩坡浸潤線出逸點(diǎn)都在貼坡排水頂高程76.10 m之下，滿足要求。

2)輸水設(shè)施滲流安全評價(jià)。輸水涵洞長50 m，斷面為原漿砌石矩形箱涵(凈高800 mm，寬400 mm)內(nèi)襯DN280 mm的PE管，進(jìn)水口高程為74.50 m。2012年對大壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固過程中，輸水涵采用DN280 mmPE100級硬塑管襯套，泵送C20混凝土填充的辦法進(jìn)行加固，臥管翻新重建，滲漏問題已解決，經(jīng)過多年運(yùn)行，未出現(xiàn)新滲漏問題?，F(xiàn)場檢查未發(fā)現(xiàn)涵洞異常滲漏現(xiàn)象，抗?jié)B能力基本能滿足規(guī)范要求。

3)泄水設(shè)施滲流安全評價(jià)。溢洪道位于大壩左岸，為開敞正槽式寬頂堰，過水?dāng)嗝鏋榫匦?，底?.1 m，深1.6 m，長58.6 m，堰頂高程81.3 m。由短型泄洪槽組成，消力池完好。

根據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL 253—2018)相關(guān)規(guī)定，溢洪道滲流安全基本滿足要求。

4 結(jié) 論

1)通過大壩上一次除險(xiǎn)加固，對壩體上游采用黏土斜墻和防滲槽的組合方案解決大壩滲漏問題。 根據(jù)鉆孔資料的數(shù)據(jù)，壩基巖石透水率多為弱透水層，巖石透水率小于10Lu。這說明壩基防滲處理效果較好，抗?jié)B能力滿足規(guī)范要求。

2)通過地質(zhì)勘察報(bào)告推薦值得知，大壩允許滲透坡降[J]=0.30。經(jīng)理正滲流軟件計(jì)算分析各個(gè)工況下水庫大壩逸出點(diǎn)最大坡降都小于大壩允許滲透坡降，不存在發(fā)生滲透破壞的可能；而且各個(gè)工況下水庫大壩下游壩坡浸潤線出逸點(diǎn)都在貼坡排水頂高程76.10 m之下，滿足要求。

3)現(xiàn)場檢查未發(fā)現(xiàn)涵洞異常滲漏現(xiàn)象，抗?jié)B能力基本能滿足規(guī)范要求。

4)現(xiàn)場檢查未發(fā)現(xiàn)溢洪道異常滲漏現(xiàn)象，抗?jié)B能力基本能滿足規(guī)范要求。

綜上所述，參照《水庫大壩安全評價(jià)導(dǎo)則》(SL 258—2017)的規(guī)定，油榨塘水庫的滲流性態(tài)安全性分級評定為A。

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