李光雄
摘 要:坝体渗流是每个大坝必有的设置也是最关心最重要的设置,作为挡水建筑物的大坝其作用就是挡水,渗流的好坏直接说明大坝防渗效果的好坏,渗流的好坏也说明了大坝是否安全。本文结合甘河子水库的监测成果,对施工期及运行期甘河子水库大坝安全监测资料进行分析。通过监测数据分析大坝现阶段的渗流变化规律,为其他类似工程提供资料借鉴。
关键词:面板坝;安全监测;渗流
中图分类号:TV222 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20170632071
甘河子水库位于新疆阜康市境内农六师土墩子农场上游的甘河子河河谷上,坝址距下游甘河子镇5km。甘河子水库为甘河子河上的山区控制性工程,水库承担下游农业灌溉、工业用水的调节任务,水库改善调节灌溉面积38.33km2。本工程为Ⅳ等小(1)型工程,大坝和泄洪建筑物为4级,其余建筑物为5级,大坝设计洪水标准为30a一遇,洪峰流量Q=238m3/s,校核洪水标准为300a一遇,洪峰流量Q=461m3/s。
1 坝体渗压计的布置
1.1 坝体渗流观测
根据建筑物坝基地质条件以及防渗和排水形式等,分别在横左0+000.00m及横右0+040.00m监测断面1092.00m高程、1111.00m、1115.0高程,坝轴线以上92m、88m、71m、45m、坝轴线及坝轴线以下45m、90m处矩阵式布设渗流渗压监测点,用以监测深厚覆盖层、建基面的渗流渗压情况及截渗墙、趾板帷幕灌浆的防渗效果。
1.2 绕坝渗流观测
在2坝肩岩石上及坝下游坡线之外的山体上埋设6根测压管观测绕坝渗流情况。
2 蓄水过程
2014年8月12日大坝上游防渗体封闭后,2014年9月24日,坝前水位从1112.6m高程升至1122.1m高程,2014年年底通过蓄水安全鉴定,2015年春季开始蓄水,2015年6月1日,库水位从1141m开始上升,截止2015年12月25日,库水位为1155.7m,期间最高水位为1157.4m。
3 甘河子水库面板坝渗压与渗流
3.1 帷幕前后渗压
2015年6月2日—12月25日,库水位上升14.7m,0+000m断面帷幕前后渗压水位分别上升了9.8m和4.3m,右0+040m断面帷幕前后渗压水位分别上升了3.4m和5.0m;帷幕前后渗压水位与库水位的相关性较好,详见过程线图。截止2015年12月25日,库水位1157.7m,0+000m断面帷幕前后水位分别为1145.47m、1110.53m;右0+040m断面帷幕前后水位分别为1132.24m、1113.695m;帷幕前后消减水头分别为70.3%、65.2%,虽然帷幕的防渗效果尚可,但值得注意的是右0+040m断面帷幕后水位较高,折减水头偏低。
3.2 坝体坝基滲压
由于该工程受制于导流洞未贯通,上游的来水通过右岸的临时排水渠排水,截渗墙后的渗水通过水泵抽排至排水渠,开始坝体填筑和浇筑左岸部分趾板;2012年9月23日前后,停止抽排截渗墙后的渗水,2012年10月19日左岸浇筑的趾板开始过水,开始浇筑右岸的趾板及坝体填筑。2013年底坝体填筑到1161.20m,2014年8月面板及趾板施工完毕,2015年坝顶施工结束。上游防渗墙与面板未封闭之前,受施工导流的影响,有时甚至上游来水直接漫过正在填筑的坝顶,0+000m断面及右0+040m断面坝体及覆盖层内的各测点渗压水位变化比较大。2014年8月12日上游防渗墙封闭后,截至2015年6月2日,库水位从1112.6m升至1141.0m高程,上升幅度为28.4m。
3.3 绕坝渗流
左岸坝轴线以下2m、5m、25m分别钻孔埋设了3支绕坝渗流监测孔,孔内分别安装埋设了3支渗压计,埋设高程1135m左右;在右岸坝轴线以下2m、5m、25m也分别钻孔埋设了3支绕坝渗流监测孔,孔内分别安装埋设了3支渗压计,埋设高程也在1135m左右。2015年5月初,受春季融雪水的影响,左岸UP3的渗压水位上升到1146.11m后,随即消散,目前管内无渗压水。蓄水对于左右岸的渗压水位无影响。
4 结论及建议
2个监测断面建基面处的渗压水位变化不大。右0+040m断面帷幕前后消减水头变化较小,帷幕前后渗压水位与库水位的变化关系较为密切,虽然帷幕的防渗效果尚可,但值得注意的是右0+040m断面帷幕后水位较高,折减水头偏低,防渗体的渗流情况较为明显。趾板与面板结合部位(坝轴线以上88m、71m处)的渗压水位均有随库水位的变化而不同程度的变化,且右0+040m坝轴线以下90m的渗压水位较0+000m断面同部位的约高3.1m。蓄水对于左右岸的绕坝渗水位无明显影响。鉴于防渗体的渗流情况,该水库在高水位运行,应加强渗压计的观测频次,外观的巡视人员也要加大巡视力度。保证水库安全。尤其右岸0+040m断面的渗压水位较高,面板周边缝变形较大,附近的帷幕后水位偏高。库区靠近右岸的附近部位也发现存在冒泡现象,建议运管单位采取相应的工程措施,查明渗漏的部位及路径,采取相应的处理措施,以免危害面板的防渗效果。土石坝渗漏原因各不相同,在进行防渗加固之前,需要对地质情况、坝体结构和岸坡构造等进行详细调查,分析土石坝的渗漏途径,选取合适的防渗措施进行处理,达到事半功倍的效果。
参考文献
[1]中华人民共和国水利部.水利水电工程地质勘察规范:GB 50287-2008[S].北京:中国计划出版社,2008.