梅溪水库大坝安全监测资料分析

宓成叶，熊国文

（1.慈溪市杜湖水库管理处，浙江 慈溪 315316；2.南京水利科学研究院，江苏 南京 210029）

1 工程概况

梅溪水库位于象山港口门段北岸，鄞州区塘溪镇沙村。水库始建于1993年12月，1997年7月下闸蓄水，1998年12月竣工验收。大坝坝型为混凝土面板堆石坝。最大坝高39.60 m，坝顶高程55.21 m，坝顶长654.00 m，顶净宽7.40 m，大坝迎水坡坡比1∶1.4，为等厚钢筋混凝土面板，厚0.35 m；背水坡为三级坡，坡比均为1∶1.3，采用干砌石护坡，厚0.40 m。

水库设计洪水标准为50 a一遇，设计洪水位48.63 m（1985国家高程基准，下同），校核洪水标准为2 000 a一遇，校核洪水位52.99 m，水库总库容为2 753.2万m3。现正常蓄水位49.11 m，相应库容2 159.4万m3，死水位20.60 m，死库容12.8万m3，兴利库容2 146.6万m3。

水库枢纽工程由大坝、有闸溢洪道、泄洪供水洞、电站等主要建筑物组成，是一座以防洪、供水、灌溉为主，结合发电等综合利用的中型水库。

堆石坝体分垫层区、细堆石区、主堆石区、下游堆石区和坝顶静碾区，鉴于大坝坝基坐落在深厚砂卵砾石层上，采用垂直混凝土防渗墙做基础防渗处理。混凝土防渗墙嵌入弱风化层不小于0.50 m，墙厚0.80 m，墙顶高程18.11 m，墙长525.00 m。防渗墙、趾板及面板共同组成大坝防渗体系[1 - 2]。

坝址区河床覆盖层为砂卵砾石层，可分为上下2层。上部为全新统冲洪积散砂卵砾石层，属较强 ～ 极强透水层；下部为上更新统冲洪积含泥砂卵石层，属弱 ～ 较弱透水层。

2 大坝观测仪器布置

为及时掌握大坝的变形、渗流规律，确保大坝安全运行。大坝观测仪器埋设在施工期与大坝施工同步进行，并在仪器埋设后即开始正常的定期观测，取得了施工期及蓄水运行期比较完整的观测资料，主要有6项观测内容，即大坝渗流观测、防渗墙应变及变形观测、大坝内部沉降观测、大坝内部水平位移观测、周边缝变形观测、大坝表面沉降变形观测。大坝观测设备平面布置见图1，主观测断面（0 + 235 m）仪器布置见图2[3-4]。

图1 大坝观测设备平面布置图

图2 主观测断面（0 + 235.00 m）仪器布置图

3 大坝监测成果分析

3.1 大坝变形情况及分析评价

3.1.1 沉降观测

3.1.1.1 坝基沉降

实测各年度坝基沉降位移见表1。

2004年7月至2014年7月近10 a时间，坝基各测点的沉降仅小幅增加，各测点在近10 a内的增量均很小，表明坝基沉降已基本稳定。坝基总沉降量及近10 a内的沉降增量均不大，且已基本稳定，大坝坝基沉降状况正常。

表1 运行期坝基沉降实测值表 cm

3.1.1.2 坝体沉降

实测各年度坝体沉降位移见表2。

2004年7月至2014年7月近10 a时间，坝体各测点的沉降仅小幅增加，各测点在近10 a内的增量均较小，表明坝体沉降已基本稳定。这期间坝体沉降增量大于同时期坝基沉降增量，符合堆石坝沉降变形规律。

表2 运行期坝体内各测点沉降量表 cm

坝体总沉降量及近10 a的沉降增量均不大，且已基本稳定，大坝坝体沉降状况正常。

3.1.2 水平位移观测

实测各年度的坝体内部水平位移见表3。

2004年7月至2014年7月近10 a时间，坝体各测点的水平位移仅小幅变化，各测点在近10 a的水平位移增量均较小，表明坝体位移已基本稳定。

施工期至目前为止，坝体内部水平位移最大的为SE2测点，至2014年7月，水平位移总量为-30.1 mm。坝体内部水平位移总量及近10 a的增量均不大，且已基本稳定，大坝坝体内部水平位移状况正常。

表3 运行期坝体内各测点水平位移表 mm

3.1.3 大坝面板周边缝变形观测

实测各年度的周边缝变形见表4。

施工期共设置10个周边缝开合度观测点，2010年补设2个开合度观测点FS4、FS5，各测点的开合度在整个运行期基本上均在±1.00 mm变化，即在仪器观测允许的误差范围之内，观测结果稳定。可见大坝右岸周边缝各测点的开合度变形在整个运行期均很小，运行期右岸周边缝开合度变形状况正常。

表4 各测点周边缝开合度变形实测值表 mm

3.2 大坝渗流情况及分析评价

3.2.1 大坝渗漏

每年实测各测点及合计渗漏量的最大与最小值见表5。

由表5可知，2007 — 2014年的合计渗漏量最小值分别为 25.5，76.5，89.0，87.0，255.0，259.0，297.0 mL/s， 合计渗漏量的最小值总体呈逐年增大的趋势。2007 — 2014年的合计渗漏量最大值分别为133.5，151.0，239.0，370.0，338.0，479.0，464.0 mL/s，合计渗漏量的最大值也明显呈逐年增大趋势，其中2009，2010，2012年明显急剧增加。在合计渗漏量为最小值时库水位均较低，合计渗漏量为最大值时库水位均较高，渗漏量与库水位有较明显的相关性。

表5 每年实测各测点及合计渗漏量的最大值与最小值表

续表5

以上大坝2#观测房内的渗漏实测结果表明：①自大坝1997年7月底建成并蓄水后至2007年初近10 a时间，2#观测房内未出现渗水。自2007年初出现渗漏后就没有停止，且渗漏量一直呈逐渐增大趋势，其中2009，2010，2012年有3次明显的突增，大坝的渗漏仍在持续逐渐增大[1，4]。②在同一较短时段内，渗漏量的大小受库水位影响，渗漏量与库水位有一定的相关性。

3.2.2 大坝渗流分析

实测各年度的大坝测压管水位见表6。

通过对防渗墙下游覆盖层深处孔隙水压力监测资料的分析比较，表明防渗墙仍有一定的渗漏。由于大坝的渗漏使大坝浸润面逐年缓慢升高，自2007年年初开始，2#观测房地面高程为16.50 m已低于此处的坝体浸润面及地下水位高程，使该观测房内出现渗水。大坝的渗漏使大坝浸润面逐年升至高于2#观测房地面高程，这是2#观测房出现渗水的主要原因。

至2014年7月，B1、C1测点的测压管水位分别为17.65，17.38 m，大坝坝体内的浸润线可能高出2#观测房底部约0.88 ～ 1.15 m。大坝除覆盖层外的坝高为41.00 m，根据面板堆石坝的特点与建设经验，其堆石体内仅约0.88 ～ 1.15 m高的水位应不会对大坝坝坡稳定造成大的影响。

表6 B-B断面、C-C断面测压管补设后各年度测压管水位实测值 m

4 结论及建议

4.1 结 论

（1）目前仪器的观测结果大多仍比较稳定，观测误差基本都在允许范围之内，测值可作为大坝观测资料分析和安全评价的依据。

（2）2003 — 2014年，防渗墙下游覆盖层内渗流压力无明显增大，孔压水位随库水位的变化没有初蓄水期明显，防渗墙下游覆盖层深处孔隙水压力变化正常[3-4]。

（3）近10 a大坝下游测压管水位有逐年上升趋势，表明坝基浸润面逐渐升高，应加强观测。

（4）近10 a坝基及坝体内部沉降变化均较小，大坝内部沉降已基本稳定。

（5）近10 a坝体内部水平位移变化较小，大坝内部水平位移已基本稳定。

（6）近10 a大坝周边缝的开合度、剪切与沉降变形均较小，到目前为止实测最大开合度、剪切及沉降变形均小于可能导致止水铜片开裂的允许变形值。

（7）近10 a大部分大坝表面测点沉降均仍在逐渐增大，大坝表面变形仍未完全稳定。

（8）大坝2#观测房内自2007年出现渗漏，且渗漏量一直增大，但大坝渗漏目前暂不会导致坝基渗透坡坏，也没有危及坝体稳定，在渗水没有进一步明显加大、渗水水质没有较大变化的情况下，目前大坝仍是安全的。

（9）综上所述，近10 a来大坝运行状况基本正常，在大坝渗漏没有进一步扩展变化的情况下，目前大坝仍是安全的。

4.2 建 议

（1）由于已发现明显渗漏点且渗漏量逐年增大，工程的安全状况可能发生变化。建议对2#观测房内的渗漏情况及渗漏水质变化加强监测，及时分析监测资料，发现问题及时上报、处理。

（2）建议加强巡视检查，注意检查大坝下游其他部位是否有湿坡和新的渗水点，下游坝坡是否有塌陷等状况。

（3）建议研究并实施大坝监测系统更新改造。

（4）应及时进行观测资料整编分析，建议每3 a委托具有专业经验及相应资质的单位进行全面的监测资料分析与安全评价。