隔河巖壩基滲流分析

趙 欣，田 陽，祝洪偉

(湖北清江水電開發有限責任公司，湖北 宜昌 443000)

隔河巖水電站已運行20多年，它在防洪、發電、環保等方面均發揮了巨大的社會經濟效益[1]。由于大壩壩基為石龍洞組灰巖，且因其斷裂、巖溶發育、屬透水性極不均，隨著服役年限的延長，其安全穩定性更加引起關注。隔河巖水電站是三心單曲重力拱壩[2]，拱壩是利用平面上拱形結構的特點將水荷載傳遞給兩岸山體的原理維持自身的穩定，它的重要監測項目是變形和滲流，根據隔河巖第三次定檢提出的問題：①隔河巖基礎4號壩段G11-1實測揚壓力與庫水位相關性較好；②16號壩段G23-2壩基揚壓力2004年6月至2012年4月測值呈明顯增大趨勢，最高水位約129 m(相應滲壓系數0.42)，2012年5月水位驟降50 m，2015年6月之后又呈緩慢升高趨勢，該測孔測值變化未穩定。大壩監測數據分析是大壩安全監測的重要環節,是認識大壩規律和判斷大壩安全的重要手段[3]。針對這兩個重點問題，對基礎壩段揚壓力數據進行分析，增加重要關注測點及附近排水孔的觀測頻次，關注其數據變化規律，提出處理建議。

1 基礎滲壓布置圖

大壩基礎重要滲壓測點平面布置圖見圖1，壩段典型測點信息表見表1。

圖1 隔河巖基礎重要滲壓測點平面布置圖

表1 大壩基礎部分測點信息表

2 基礎滲壓分析

2.1 G11-1及附近滲流孔情況

G11-1位于4號壩段，4號壩段地質剖面圖見圖2，自始測以來G11-1揚壓力水位均較高，雖然該孔位于帷幕后，但揚壓力水位與上游庫水位之間一直存在明顯的相關關系，G11-1水位過程線見圖3。從2018年10月開始對其附近的排水孔進行每月一次的加密觀測，觀測資料見表2，其周邊的排水孔水位在2020年后有所升高，總體變化不大。

圖2 4號壩段地質剖面圖

圖3 G11-1水位過程線圖

表2 4號壩段G11-1附近排水孔加密觀測測值

2.2 G23-2及附近滲壓、滲流孔情況

G23-2位于15號壩段和16號壩段橫向廊道，大壩周圍測點布置示意圖見圖4，15號壩段壩基地質剖面圖見圖5，其附近測點滲壓水位過程線見圖6～圖11；可以看到幕前測點G21-1、幕后測點G22-3及G23-1和上游水位均存在較高的相關性。G23-2水位自2012年4月陡降后緩慢上升，近2年來增幅約6.5 m。

圖4 大壩基礎G23-2及周圍測點布置示意圖

圖5 15號壩段壩基地質剖面圖

圖6 G21-1水位過程線圖

圖7 G22-3水位過程線圖

圖8 G23-1水位過程線圖

圖9 G23-2水位過程線圖

圖10 16號壩段橫向廊道16-F-1～3滲流量過程線圖

圖11 15號壩段主廊道15-0-3～8滲流量過程線圖

對其附近橫向廊道排水孔數據畫過程線可以看到16-F-1在2013年流量有小幅上升后又回落，16-F-2、16-F-3測值平穩，對15壩段主廊道排水孔數據畫過程線可以看到15-0-7從2011年4月起滲流量陡降1 L/min后至今穩定在0.36 L/min左右的流量。

3 結論和建議

地基條件復雜性直接影響著大壩的穩定性[4]，以上滲壓水位較高、和上游水位相關性較強測點所在壩基均有斷層或者夾層穿過。G11-1所處壩段有F66斷層和301號剪切帶穿過，而G23-2所處壩段地質條件更加復雜，有多個剪切帶和斷層組成的滑動面，在工程施工期曾重點進行過工程處理。

對基礎各滲壓測點滲壓系數進行計算(滲壓系數計算方法按照混凝土壩安全監測技術規范里壩體和壩基滲壓系數計算公式得出，以壩基滲壓系數計算公式為例，當下游水位高于基巖高程時)，G23-2測點滲壓系數約0.28，相比大壩河床壩段基礎設計滲壓系數0.25稍大，G11-1測點滲壓系數約0.59，相比岸坡壩段設計滲壓系數0.35較大，其他基礎帷幕后的滲壓測點的滲壓系數均在設計范圍內。此2測點滲壓水位異常均是由于其所處的復雜地質條件所引起，根據多年的監測數據及運行管理經驗，對G11-1和G23-2測點處理做出如下結論和建議：

1)G11-1滲壓水位和上游水位相關性較強，可能存在局部的滲漏通道，通過對其附近排水孔的加密監測，排水孔均無水流流出，此測點水龍頭打開，水流呈點滴狀，滲流量不大，說明滲漏通道的影響區域較小，不會對壩基的抗滑穩定性造成影響。

2)繼續觀察此孔的滲流量以及水質，看是否渾濁，有無顆粒。

3)如發現滲漏通道有繼續擴大的趨勢，則需灌漿將滲漏通道封堵，并在原來位置鉆孔，監測其滲壓水位變化情況。

4)在G23-2測點及周邊排水孔處增加視頻監控，對滲壓水位變化和滲流水的水質進行關注，一旦發生異常，可提出預警。

作為水利工程質量的保證,大壩的質量水平至關重要,如果大壩的質量出現問題,必然會影響水利工程質量的總體水平[5]。由于隔河巖壩基主要為石龍洞組灰巖，斷裂、巖溶發育，屬透水性極不均勻的透水巖層，壩基地質條件復雜，今后會加強壩基帷幕滲漏量的監測并持續關注，也希望監測經驗和成果為其他同類型大壩提供一定的參考。