某水库大坝右岸绕坝渗流监测性态分析

张化国，徐道昌，徐清明，杨艳钊

(湖北省谷城银隆电业有限公司，湖北 谷城 441700)

某水库位于鄂西北汉江支流，工程枢纽由混凝土重力坝、引水道、发电厂房及开关站等组成。水库总库容1.48亿m3，兴利库容0.61亿m3，为不完全季调节水库。大坝按100年一遇洪水设计，设计洪峰流量11 600 m3/s，1 000年一遇洪水校核，校核洪峰流量18 100 m3/s。

水库右岸边坡地下水为基岩裂隙水，水位埋深大，水力坡降6%左右，水库蓄水后大坝岸坡可能会形成新的渗流场，易使岸坡岩体的稳定性发生变化[1]。2000年初，将大坝右岸坝肩防渗帷幕延长了50 m，同时设置了坡面水平排水孔。为了对大坝右岸渗流情况进行监测，大坝右岸坝前设置3个监测孔，分别位于右岸近坝上游边坡，编号ZK32；右岸近坝下游边坡，编号ZK46和ZK47。其中，ZK32采用人工万用表回路探深法监测，监测频次1次/每月，ZK46和ZK47进行自动化监测系统，孔内安装广东新会康宇测控仪器仪表工程有限公司生产的压阻式自动水位传感装置，监测频次1次/每日。

1 大坝右岸绕坝渗流地下水位变化过程线分析及评价[2]

1.1 右岸绕坝渗流地下水位变化过程线分析

1)位于右岸防渗帷幕前的地下水位观测孔ZK32水位测值与水库水位变化过程线基本重合，与水库水位呈同步变化。水位变化过程线如图1所示。

图1 右岸地下水位观测孔ZK32测值变化过程线图

2)位于帷幕下游的地下水位观测孔ZK46与上游水库水位测值变化过程线变化规律基本一致，与上游水位呈同步变化，非降雨时段孔内水位数值上略低于上游水位，稍滞后于上游水位，地下水位观测孔ZK46受上游水位影响十分明显。水位变化过程线如图2所示。

图2 右岸地下水位观测孔ZK46测值变化过程线图

3)地下水位观测孔ZK47与上游水库水位测值变化过程线变化规律基本一致，与上游水位呈同步变化，上游水库水位上升，孔内水位随之上升，上游水库水位下降，孔内水位随之下降。水位变化过程线如图3所示。

图3 右岸地下水位观测孔ZK47测值变化过程线图

1.2 右岸绕坝渗流性状评价[3]

通过对右岸地下水位监测孔ZK32、ZK46和ZK47的水位监测分析，初步表明可能形成了一条从上游贯穿ZK46的渗流通道，帷幕防渗效果不明显，但由于右岸帷幕下游侧仅有地下水位监测孔ZK46和ZK47，测点布置相对较少。因此，现有资料仅能初步表明帷幕防渗效果不明显，可能形成了一条贯穿的渗流通道，而无法更进一步分析和评价整个右岸防渗体系。

为进一步深入分析和了解右岸绕坝渗流状况，以及判断是否会发生渗透破坏，应增加布设绕坝渗流地下水位监测孔，然后加密监测，并及时分析监测成果采取处理措施。

2 右岸坝下新增渗流观测孔设计

为确保新增渗流孔与现有渗流孔形成渗流监测网，能清晰的反应目前存在的问题，查找渗漏通道，电站运行管理单位于2019年委托工程原设计单位进行大坝右岸增加绕坝渗流监测孔的数量、位置、孔深的设计。方案如下：

1)在2号坝段帷幕下游纵向布置三个渗流监测孔OH03、OH04、OH05形成一个典型纵断面。

2)在2号坝段帷幕下游纵向布置两个渗流监测孔OH02、OH01与现有的ZK46形成一个典型纵断面。

3)在3号坝段下游布置一个岸坡渗流孔OH06和现有的ZK46和新增的OH04形成一个典型的横断面。

4)现有的ZK47与OH05形成一个典型的横断面。

本次新增6个渗流监测孔，钻孔直径φ110 mm，孔底应深入最低地下水位线以下2 m，OH02和OH03两个渗流监测孔距离大坝帷幕线的距离不小于2.0 m。依据右岸地下水位线确定孔深如下：OH01孔深40 m、OH02孔深25 m、OH03孔深20 m、OH04孔深55 m、OH05孔深50 m、OH06孔深40 m。孔位布置见图4所示。

图4 绕坝渗流观测孔布置图

2019年11月，依据右岸坝下新增渗流观测孔设计方案完成了6个绕坝渗流监测孔钻孔施工，并进行水位监测。目前大坝右岸9个绕坝渗流监测孔组成了大坝右岸绕坝渗流监测网，通过后期监测，可以为进一步分析和评价整个右岸防渗体系提供依据。

3 新增渗流孔观测成果分析

钻孔施工结束后，每日对孔内水位进行人工监测，待孔内水位变幅较小后，监测频次调整为每周监测一次。2020年5月26日，在6个监测孔内加装了北京基康公司生产的振弦式渗压计，同时将ZK46、ZK47监测孔内2只压阻式渗压计更换为振弦式渗压计，接入到大坝安全监测自动化系统中，实现了自动监测，每日7时自动采集数据一次。

3.1 OH1孔监测成果

2019年11月18日至2020年6月20日，OH1孔内水位变化过程线图5所示。

图5 OH1孔内水位变化过程线图

OH1孔内水位最低降落至184.90 m稳定，2020年1月份开始，孔内水位的变化呈现出与库水位变化一致的规律，时间滞后半个月，3月底开始，孔内水位变化与库水位变化基本同步，孔内水位值比库水位值低4 m左右。

3.2 OH2孔监测成果

2019年10月24日至2020年6月20日，OH2孔内水位变化过程线图6所示。

图6 OH2孔内水位变化过程线图

OH2孔内水位在2020年2月初最低降落至189.63 m后，开始呈现逐步上升态势，与库水位的变化规律不一致，与坝址降雨无相关关系，2020年4月份以后，其孔内水位值远高于库水位值。

3.3 OH3孔监测成果

2019年10月26日至2020年6月20日，OH3孔内水位变化过程线如图7所示。

图7 OH3孔内水位变化过程线图

OH3孔内水位最低降落至194.36 m稳定，孔内水位与降雨密切相关，当坝址区域降雨后，孔内水位迅速上升，降雨结束后开始下降，与库水位的变化无明显相关关系。

3.4 OH4孔监测成果

2019年10月17日至2020年6月20日，OH4孔内水位变化过程线如图8所示。

图8 OH4孔内水位变化过程线图

OH4孔内水位与库水位呈正相关关系，孔内水位的变化与库水位的变化规律一致，孔内水位值比库水位值低2 m左右。

3.5 OH5孔监测成果

2019年10月25日至2020年6月20日，OH5测点孔内水位变化过程线如图9所示。

图9 OH5孔内水位变化过程线图

OH5孔内水位在2019年11月底开始与库水位呈正相关关系，孔内水位的变化与库水位的变化规律一致，略滞后库水位的变化，孔内水位值比库水位值低10 m左右。

3.6 OH6孔监测成果

2019年10月21日至2020年6月20日，OH6孔内水位变化过程线如图10所示。

图10 OH6孔内水位变化过程线图

OH6孔内水位在2019年12月18日最低降落至168.86 m稳定，之后孔内水位开始呈现出与库水位变化一致的规律，时间略有滞后，2020年3月底开始，其变化规律与库水位的变化基本同步，孔内水位值比库水位值低18 m左右。

3.7 绕坝渗流监测网成果分析

通过绕坝渗流监测网中各观测孔内水位与库水位变化的相关性可以初步判断右岸边坡纵向OH03-OH04-OH05和横向OH04-ZK46-OH06两个断面上确实存在渗漏通道。

4 绕坝渗流的处理建议

建议组织相关专家对右岸绕坝渗流场及右岸边坡稳固情况进行分析论证，判断绕坝渗流对右岸边坡是否造成实质性危害，对坝基和结构造成危害，以及渗漏损失是否降低工程效益。根据专家组论证结论，判断是否需要对右岸采取水泥灌浆措施。