辽湾水库除险加固后大坝渗流观测分析

邢 明，江晓益

（1.嵊州市辽湾水库管理处，浙江 嵊州 312400；2.浙江省水利河口研究院，浙江 杭州 310020）

1 工程概况

辽湾水库位于嵊州市长乐镇大昆溪辽湾村，距离嵊州市区约35km，集雨面积40.4km2，水库正常蓄水位为151.85m，总库容为1076万m3，是一座以防洪为主，结合发电、灌溉等综合利用的中型水利工程。大坝于1972年12月动工，1982年4月完工。水库主要建筑物由主坝、副坝 （原非常溢洪道）、溢洪道、发电引水隧洞和电站等建筑物组成。2008年1月经安全鉴定，确定大坝为三类坝，开始进行除险加固［1］。主坝坝型为黏土心墙堆石坝，除险加固采用3排黏土套井进行防渗处理，大坝除险加固后，坝顶高程为158.00m，最大坝高62.95m，坝顶长度231.50 m，坝顶宽8.00m。

2 渗流观测布置

由于原大坝测压管大多失效，除险加固时在坝体及两岸重新埋设测压管，坝体渗流量监测利用原大坝坝脚三角堰。

坝体浸润线通过坝体内的测压管进行监测，坝体测压管共布置3个横断面，对应桩号分别为K0＋068m （3支）、K0＋120m （5支）、K0＋165m （4支），共12支。主坝绕坝渗流通过布置在大坝下游侧两岸岸坡的6支测压管进行监测，左岸和右岸各3支。渗流观测布置见图1。

3 观测资料分析

3.1 渗流过程线分析

本次选取大坝最大断面K0＋120m （5支）测压管资料进行渗流分析，图2为大坝除险加固完工后的正常运行期2011年度实测水位时间过程线［2］。从图2中可以看出，极低库水位期 （2011－01－01至2011－02－10）由于孔隙水压力的消散比较慢，坝上0＋005m测压管G4水位高于库水位，具有明显滞后性。随着库水位升高，测压管水位均低于库水位，其中测压管G4水位与库水位同步性较好，坝下0＋005m测压管G5水位受库水位影响较小，下游一级及二级马道测压管水位基本趋于稳定。

图1 大坝渗流观测布置图

图2 大坝K0＋120m断面测压管实测水位过程线图

根据图3所示大坝绕坝测压管实测水位过程线［2］，左岸3支测压管中L2及L3水位相对稳定，与库水相关性较小；L1水位在库水位较低时基本稳定在高程135.0m左右，但库水位超过135.0m高程以后，L1孔内水位与库水位开始同步变化，且水位基本持平。L1孔孔深13.2～16.5 m （相应高程140.8～137.5m）处曾揭露小型隐伏断层，断层带岩体蚀变强烈，分析该断层属导水断层，是导致L1孔内水位异常的主要原因。右岸除R1在库水位138.0m以上受库水位影响有稍微波动外，R2及R3水位稳定，与库水位相关性较小。

图3 大坝两岸绕坝测压管实测水位过程线图

3.2 位势分析

根据渗流理论，可以将测压管水位换算成位势，测压管位势是指某测压管水头在渗流场中占总渗流水头的百分比，位势的计算公式如下［3］：

式中：Fi为第i个测压管的位势，%；hi为第i个测压管的水位，m；、H1、H2为上下游水位，m。

选择坝脚G8测压管水位高程作为下游水位高程，选择最高库水位 （2011－06－22）及相对稳定水位期 （2011－09－20）观测值计算位势，结果见表1。由表1中可以看出，套井下游测压管G5位势总降幅45%～56%，G6位势总降幅84%～86%，心墙下游测压管的位势降幅较为明显，表明坝体心墙防渗性能较好。

表1 部分测压管位势计算表

3.3 大坝浸润线分析

根据渗流监测断面测压管布置，对某时间的水库水位及测压管水位可以作出坝体的实测浸润线［3］。选取相对稳定库水位期 （2011－09－20）的实测数据近似地作出断面的浸润线 （见图4）。从图4中可以看出，经过心墙防渗体后浸润线有较大幅度的跌落，说明坝体心墙防渗性能总体较好。

3.4 大坝渗流量分析

大坝坝体渗流量近3a的变化过程线见图5。大坝除险加固前 （2009－10－15前）渗流量与库水位具有较好的相关性，库水位升高时，渗流量增大，库水位降低时，渗流量减小，在正常蓄水位附近 （2009年3—6月），平均渗流量约为6.2L／s。大坝除险加固期间，局部受坝体防渗施工影响，渗流量变幅较大。大坝除险加固后的2011年正常运行期，除2011年6月中旬由于受集中降雨影响造成坝体渗流量大外，其余时间段坝体渗流量均较小，2011年7—12月平均渗流量仅约为1.2L／s。

4 结 语

（1）根据水库加固后运行1a的坝体渗流观测资料分析，测压管水位基本符合土石坝一般渗流规律。心墙防渗体后浸润线有较大幅度的跌落，说明坝体心墙总体防渗性能较好。

（2）除左岸山体发育的隐伏导水断层造成L1测压管水位异常外，两岸坝基岩体总体防渗性较好，测压管水位相对稳定，与库水位的相关性较低。建议L1应加强频次监测。

（3）大坝加固前坝体渗流量与库水位具有较好的相关性，加固后坝体渗流量均明显减少，且较为稳定。

［1］赖勇，周焕，邢明.浙江省嵊州市辽湾水库大坝安全鉴定报告［R］.杭州：浙江省水利水电勘测设计院，2008.

［2］江晓益，张超杰.嵊州市辽湾水库除险加固工程完工验收大坝安全监测工作报告 ［R］.杭州：浙江广川工程咨询有限公司，2012.

［3］梁国钱，郑敏生，孙伯永，等.土石坝渗流观测资料分析模型及方法 ［J］.水利学报，2003 （2）：83－87.