林溪水库坝体和绕坝渗流监测分析及安全评价

周忠育（浙江省瑞安市林溪水电站，浙江 温州 325213）

林溪水库坝体和绕坝渗流监测分析及安全评价

周忠育
（浙江省瑞安市林溪水电站，浙江 温州 325213）

林溪水库主副坝坝体和绕坝渗流监测布置有36只坝体测压计，渗流观测项目和测点布设能较全面地反映建筑物的工作状态，并实现了自动化渗流监测。经过除险加固蓄水验收后1年来的连续观测，搜集了各项监测成果，通过定性和定量分析，对大坝坝体渗流做出评价，进一步准确地把握除险加固后大坝混凝土防渗墙的运行状态。

林溪水库；坝体渗流；绕坝渗流；监测分析

1　工程概况

林溪水库位于林川镇水干岸村，坝址距林溪河口6 km，水库集雨面积52.5 km2，河源长度8.78 km，河床坡降3.15％，水库总库容1 432万m3，是一座防洪灌溉为主，兼顾发电的中型水库，电站装机容量1 660 kW。

林溪水库除险加固工程（一期）于2010年1月20日动工建设。除险加固后，水库正常蓄水位仍为71.29 m，正常库容689万m3；灌溉、发电死水位分别为59.28 m、61.30 m，死库容111 m3；100年一遇设计洪水位为77.46m；2000年一遇校核洪水位为79.27m。水库枢纽主体工程包括主坝、副坝、溢洪道、输水（放空）洞、发电厂房和升压站等。加固后的主副坝技术指标如下。

1.1主坝

主坝加固后为低弹模混凝土防渗心墙土石坝，坝顶高程85.60 m，坝顶宽6.00 m，坝顶长217.00 m。主坝采用低弹模混凝土防渗墙及坝基防渗加固方案，防渗墙打穿坝体，嵌入坝基弱风化岩体内1.0 m（局部加深），墙体厚0.8 m，主坝防渗墙墙顶高程为83.5 m，最大墙深为43.20 m，防渗墙两岸设宽为2.0 m的C20W6F50混凝土岸墙，与混凝土防渗墙紧密连接，两坝肩部位及岸墙基础采用帷幕灌浆处理。

1.2副坝

副坝加固后为低弹模混凝土防渗心墙土石坝，坝顶高程为85.60 m，最大坝高19.30 m，坝顶宽度为6.00 m，坝顶长度为80.50 m。副坝加固采用低弹模混凝土防渗墙及坝基防渗加固方案，防渗墙打穿坝体，嵌入坝基弱风化岩体内1.0 m（局部加深），墙体厚0.8 m，副坝防渗墙墙顶高程为83.5 m，最大墙深为23.10 m，防渗墙两岸设宽为2.0 m的C20W6F50混凝土岸墙，与混凝土防渗墙紧密连接，两坝肩部位及岸墙基础采用帷幕灌浆处理。

2015年，林溪水库完成除险加固蓄水验收，对这1年来的渗流监测资料进行分析，有助于在定性、定量分析成果的基础上，对除险加固后的大坝混凝土防渗墙的防渗功能作出评价。

2　监测设备布置

主坝选取3个观测断面用以观测主坝坝体与坝基渗流情况，桩号分别为主坝0+050.00 m、主坝0+110.00 m、主坝0+170.00 m，分别布置渗压计3只、7只和4只，共14只渗压计。

副坝选取3个观测断面以观测副坝坝体与坝基渗流情况，桩号分别为副坝0+020.00 m、副坝0+040.00 m、副坝0+060.00 m，分别布置渗压计3只、6只和3只，共12只渗压计。

主坝两岸分别设置了3根测压管，共计6根测压管。副坝两岸分别设置了2根测压管，共计4根测压管。主副坝共布置10根绕坝测压管。为了实现自动化监测，每根测压管内布置1只渗压计，共计10只渗压计，用以进行绕坝渗流观测。

主、副坝检测仪器布置见图1、图2。

图1　主坝监测仪器布置图

图2　副坝监测仪器布置图

本工程渗压计选用美国基康公司生产的GK4500s型渗压计，它是通过实测振弦的频率换算得到渗流压力的，通过实测坝体内的渗流压力水头再加上渗压计的埋设高程可以得到渗压水位。实测测头以上水压力的计算公式为：P=G（R0-R1）+K （T1-T0）。上式中：P为实测压力（kPa）；G、K为率定系数，可从各支渗压计的率定表中查得；R0、T0为渗压计埋设之前的读数；R1、T1为渗压计埋设之后的读数。GK4500 s型渗压计的主要技术指标如下：标准量程：0.35 MPa；超量程：2×额定压力；灵敏度：0.025％F.S；精度：±0.1％F.S；线性：＜0.5％F.S。

3　监测资料分析

3.1坝体渗流

从2015年1月10日典型时段各测点位势变化线来看，主副坝防渗墙前后的位势均有所下降；从各渗压计和库水位变化过程线来看，主副坝防渗墙前后的测点变化过程线斜率有所下降，各渗压计水头的变化范围较库水位小，各测点实测渗压水位与库水位相关性较小（见图3～图6）。

主坝中部的0+110 m断面的防渗墙前后水头变化最大，防渗效果相对较好，右岸的0+170 m断面的防渗墙防渗效果其次，左岸的0+110 m断面的防渗墙防渗效果较差；副坝中部的0+40 m断面的防渗墙前后水头变化最大，防渗效果相对较好，右岸的0+60 m断面的防渗墙防渗效果其次，左岸的0+20 m断面的防渗墙防渗效果较差。

综合以上，说明主副坝防渗墙防渗效果未达到理想，好在库水位的变化引起渗压计水头的变化较小，主副坝防渗墙还是起到了一定的防渗效果。

图3　2015年1月10日主坝部分坝体渗压计的位势变化线

图4　主坝部分坝体渗压计和库水位变化过程线

图5　2015年1月10日副坝部分坝体渗压计的位势变化线

图6　副坝部分坝体渗压计和库水位变化过程线

3.2绕坝渗流

从主坝绕坝渗流观测的左岸ZRC1、ZRC2、ZRC3渗压计和库水位变化过程线来看（见图7），左岸的各测点实测渗压水位与库水位的相关性较小，但各测点实测渗压水位均高于库水位，说明左岸的渗压计实测渗压水位同时受两岸山体地下水位的影响；从主坝绕坝渗流观测的右岸ZRC4、ZRC5渗压计和库水位变化过程线来看，右岸的各测点实测渗压水位与库水位的相关性较大，但各测点实测渗压水位均高于库水位，说明右岸的渗压计实测渗压水位同时受两岸山体地下水位的影响；主坝左岸发生绕坝渗流的可能性较小，主坝右岸发生绕坝渗流的可能性较大，但都受到山体地下水位的影响。

图7　主坝部分绕坝渗压计和库水位变化过程线

从副坝绕坝渗流观测的左岸FRC1、FRC2渗压计和库水位变化过程线来看（见图8），左岸的各测点实测渗压水位与库水位的相关性较大，但各测点实测渗压水位均高于库水位，说明左岸的渗压计实测渗压水位同时受两岸山体地下水位的影响；从副坝绕坝渗流观测的右岸ZRC4、ZRC5渗压计和库水位变化过程线来看，右岸的各测点实测渗压水位与库水位的相关性较小，但各测点实测渗压水位均高于库水位，说明右岸的渗压计实测渗压水位同时受两岸山体地下水位的影响；副坝左岸发生绕坝渗流的可能性较大，副坝右岸发生绕坝渗流的可能性较小，但都受到山体地下水位的影响。

图8　副坝部分绕坝渗压计和库水位变化过程线

4　结语

为了掌握水工建筑物及其地基的渗流情况，分析判断是否正常和可能发生不利影响的程度及原因，通常对大坝坝体和绕坝进行渗水压力的观测，了解渗水压力分布情况，以分析坝体和绕坝的稳定程度，是否会产生渗透变形及破坏，为工程养护修理和安全运用提供依据，并可为水利工程的勘测、设计、施工和科研提供参考资料。

林溪水库主副坝坝体和绕坝渗流监测资料分析表明，主副坝坝体混凝土防渗墙都减小了库水位对渗压计水头的变化影响幅度，使得两者的正比关系减小；主坝左岸和副坝右岸发生绕坝渗流的可能性较小，主坝右岸和副坝左岸发生绕坝渗流的可能性较大，但都受到山体地下水位的影响。

综上所述，经过除险加固蓄水验收后1年来的连续观测，林溪水库防渗效果虽未达到理想，但也进一步说明了林溪水库进行大坝除险加固后，混凝土防渗墙的防渗效果得到了大大提升，大坝的整体防渗性能良好。林溪水库大坝运行状况总体正常，大坝目前处于安全运行状态。

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TV698

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1672-5387（2016）05-0062-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.05.022

2016-04-09

周忠育（1969-），男，工程师，研究方向：水电站运行与管理。