天生桥一级电站面板堆石坝的渗流稳定性监测

维普资讯 http://www.cqvip.com ・４２・　四川水利　２００７．Ｎｏ．５　天生桥一级电站面板堆石坝的渗流稳定性监测　胡松　，杨兴国　，曹竹　．　（１．四川大学水利水电学院，成都，６１００６５；２．天生桥一级电厂，贵州兴义，５６２４００）　【摘要】渗流是大坝安全监测最主要项目。本文分析了天生桥一级电站面板堆石坝的渗流系统状况，对大坝的渗　渗压监测　天生桥一级电站面板堆石坝　流及安全性进行了评估。　【关键词】渗流天生桥一级电站面板堆石坝坝高１７８ｍ，在已　建同坝型中堆筑量为世界第一。１９９９年５月面　板施工到坝顶，为保证大坝安全运行，设计了大坝　渗流观测，设置了坝体坝基渗压监测、渗流量监测　和绕坝渗流监测等项目。现对相关的观测系统及　反映的大坝渗流情况介绍和分析如下。　ＰＲＡ１、ＰＲＢ１、ＰＲＤ１、ＰＲＺ１是４支埋设在趾板　帷幕前的渗压计，用于测量趾板上游坝基的渗透　１　坝前及面板渗流监测　为监测面板和趾板问的周边缝及趾板区域的　帷幕灌浆与固结灌浆的防渗效果，建立了上游坝　基及面板渗流监测系统：灌浆帷幕上游钻孔渗压　计、灌浆帷幕下游钻孔渗压计、面板后基岩面内坑　埋式渗压计。监测项目情况如下：　１．１帷幕前坝基渗透压力　力情况。实测压力与库水位变化密切，且与库水　位同步（测值见表１），两者水位仅差几米。如　ＰＲＡ１的最高水位为７７２．４０ｍ，说明趾板上游坝基　的渗透力是比较强的。　１．２帷幕后渗透压力　灌浆帷幕下游与幕前渗压计附近相应桩号埋　设的钻孔渗压计，用于监测趾板区域的帷幕灌浆　与固结灌浆的防渗效果。目前有８支正常工作，　测值变化统计见表１。　埋设高程较低的Ａ、Ｂ、ｃ点的实测水位平稳，　大部分最大年变幅在１０ｍ以下，随库水位变化不　由政府组织实施，对水能实行招商引资开发。　４．４建立新型水产业机制　为建设引用矿泉水城市，推进节水型社会建　设，应按照国家水利产业政策的规定，把城市自来　水作为产业来办；并按照建立现代企业制度要求，　组建独立法人机制融资，或者寻求实力雄厚的大　公司采用出让、合作等方式解决资本来源。　４．５加强泉水资源保护　采取措施，加强对泉水资源的保护，防止人为　因素造成泉流枯竭和污染。①按照饮用水源保护　的法律法规规定，划定泉水资源保护区，严禁在保　护区从事一切生产经营活动，防止对产泉区的人　为破坏和污染；②实施村山治理，促进产泉区植被　的生长和恢复，增强产泉区水资源涵养的能力。　③加大执法打击力度，防止滥开采泉水资源。　■　边还自得其乐。因此，应当大力加强宣传，提高公　众对环境、资源和生态的认识，增强对生态环境保　护的自觉性。　　．４．２调整编制江油城市规划　建设江油节水生态特色城符合科学发展观和　居民提高生活质量的要求，具有显著的生态效益、　经济效益和社会效益。因此，应按照建设江油节　水生态特色城的基本思路重新调整编制城市规　划，把节水生态特色城建设作为城市建设的主要　内容，用规划指导城市建设。　４．３　开展城区涪江综合治理前期工作　由于涪江中坝堤防急需整治，水能开发在带　来发电效益的同时，将显著改善城市生态循环系　统，所以应尽早实施。因此，要积极开展江油城区　涪江综合治理的前期工作，在完成前期工作的基　础上，按照国家水利产业政策的规定，对堤防整治　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００７．Ｎｏ．５　四川水利　’４３・　大；ＰＲＡ５和ＰＲＣ４最大年变幅在１０ｍ～２０ｍ之　高的ＰＰ３、ＰＰ４、ＰＰ５、ＰＰ１０约２０ｍ～３２ｍ水柱，均　间，最大水头为１０９．８５ｍ和９４．００ｍ，与设计比较　远低于上游水位而且稳定。从所有仪器的趋势　偏高。靠左岸Ｄ点的幕前后水位变化均很小，幕　看，近年来呈不再增大状况，表明周边缝止水工作　前最大８．９１ｍ，幕后最大变幅３．３６ｍ，目前变化平　正常，坝体排水较好，浸润线较低。　稳。靠左岸的０＋４０４ｍ桩号的ｚ点，７００ｍ高程　２坝体渗流汇集系统、右坝肩排水系统　的ＰＲＺ２在２００１年出现了测量水位高于库水位，　坝体渗流汇集量测系统位于尾水岸边，为梯　该点附近有Ｆ１７、Ｆ１５断层，附近岩石破碎，裂隙　形量水堰。为了解下游坝体的水位变化情况，在　发育，蓄水后可能形成某一裂隙或某一岩层间通　截水墙的前面分左、中、右布置３点测压管观测坝　道，致使其有较高的空隙压力；而下面的ＰＲＺ３压　体水位。　力相对稳定，水头较低。　２．１量水堰　幕后测点的测量成果表明，帷幕的阻渗效果　量水堰和库水位有密切的相关性，随着库水　明显，上游的粘土保护和反滤保护有效。但由于　位的升降而相应增减（见图１），相关分析表明，两　断层破碎带的某些部位，如左岸的０＋４０４ｍ桩号　者的复相关系数在０．９０左右。从２００２年起，渗　的ｚ点，可能与库水某种形式的相通，应加强水　流量观测值有逐年减少的趋势，流量波动较大的　位观测和下游渗水的水质监测。　主要来源于坝区降雨。量水堰的历史最大渗流量　１．３接触缝的渗水压力　是２００１年１０月７日由坝区降雨形成，降雨量　在面板后不同桩号基岩面内的坑埋式渗压　９５ｒａｍ，渗流量测值为１８３．３２Ｌ／ｓ，之前的稳定流　计，监测基岩与混凝土、混凝土与混凝土问接触缝　量在１２０Ｌ／ｓ。经计算分析，降雨影响在２３Ｌ／ｓ左　的渗水压力。目前８支能正常工作，其极值统计　右，但滞后约１～３ｄ，之后量水堰测值变小趋于稳　见表２。　定。　表２　接触缝的渗水压力极值统计　单位：ｍ　多数渗压计过程线平稳，年变幅不大，水头较　设计坝体三维渗流计算表明，水库蓄水至正　维普资讯 http://www.cqvip.com ・　。　胡松，杨兴国，曹竹：天生桥一级电站面板堆石坝的渗流稳定性监测　２００７．Ｎｏ．５　常高水位７８０ｍ高程形成稳定渗流场后，通过坝　体的渗流量在坝体量水堰处为３８７Ｌ／ｓ。目前坝　体多年平均渗流量为７６．７９Ｌ／ｓ，远小于设计值。　扣除降雨影响，２００１年１０月８日实测最大流量　约为１６７Ｌ／ｓ，同国外著名大坝相比（见表３），天生　安装了１５个地下水位观测孔监测绕坝渗流，　左岸坝肩７个，右岸坝肩８个。下图为从左至右　岸坝肩水位孔的埋设情况和最高最低水位情况。　桥一级大坝属于偏小级别，在正常范围内。　表３与国外部分已建面板堆石坝渗流量比较　２００３年７月１８日巡视检查时发现，大坝Ｌ３、　Ｌ４分缝处面板有破损现象，同年对破损部位进行　修补。２Ｏ０４年５月，相同部位面板再次破损，面　积和深度扩大，对其渗流进行了加密观测。渗流　量２００３年同时段为５０Ｌ／ｓ，１０天后为５１Ｌ／ｓ，２００４　年破损前流量为３２Ｌ／ｓ一２５Ｌ／ｓ，破损１０天后流　量约２５Ｌ／ｓ一３０Ｌ／ｓ，没有发生突变情况。对水质　的观测分析同样表明，大坝渗流没有异常。　２．２集水井水位　坝后３个集水井年平均水位基本都在　６４７．２７ｍ一６４６．６３ｍ左右变化，集水井间距约　３０ｍ，２　与３　水位基本相同，１　集水井水位高于前　两者平均３５ｅｍ，三点的水位变化一致，２００５年最　大变幅出现在３　集水井，但也仅有０．３ｍ。近年来　集水井的水位变幅很小，说明对于集水井的封堵　灌浆效果明显；降雨对集水井影响不明显，说明渗　流主要集中体现在量水堰，量水堰对坝体的渗流　的反应是正常的。　２．３右坝肩排水系统　右坝肩的排水系统由分布于不同平面位置和　不同高程的６条排水洞组成，渗水分别汇集到３　号、７号排水洞，由设于洞口的三角形量水堰测流　量，于１９９８年１２月１５日开始观测。３号排水洞　大部分时间为滴水，受降雨影响最大达到０．４Ｌ／ｓ，　７号排水洞量水堰排水量也稳定在０．４Ｌ／ｓ一　０．５Ｌ／ｓ之间，说明大坝右岸的渗水较小而且稳　定。　３绕坝渗流　左坝肩水位孔２５２、２５４、２５５、２５６受库水位影　响较明显，随库水位有相应的升降。上述４孔位　于坝轴线下游侧，表明左坝肩存在一定的绕坝渗　流现象。２５１、２５２、２５３、２５４最高水位均超过库水　位，表明这些孔地下水位较高。回归计算表明，降　雨分量占水位变幅的比例超过１／５，２５３孔的水位　最高达到７９２ｍ。目前左岸水位孔的水位基本稳　定，大部分测孔水位呈下降趋势。　右坝肩水位孔受库水位和降雨的影响不大，　最大变幅出现在２５８孔，为２６．１Ｏｒｅ。最高水位是　２６０号孔，２００１年８月１７日达到７９１．００ｍ，其本　身常年水位大多保持在７９０ｍ左右，变幅不大。　最低水位的１０５孔为６８２．７ｍ，变化平稳。综观右　岸各孔的水位情况，右岸多数地下水位孔稳定，绕　坝渗流不明显。　４结语　通过对以上三个方面大坝渗流各要素的分　析，说明面板防渗正常，坝体排水较好，量水堰系　统工作正常，渗流量属正常范围，右岸帷幕灌浆的　止渗效果较好，大坝左岸存在一定绕坝渗流，但是　水位变化长期以来稳定，右岸水位孔稳定且绕坝　渗流不明显。对大坝面板的两次破损观测，对大　坝及其周边环境进行的巡视检查和水质分析检　测，没有发现渗流异常情况，证明目前大坝渗透是　稳定的，天生桥一级面板堆石坝的防渗系统设计　是有效的。国内在建的同类型高面板坝的相关设　计，都不同程度借鉴了本坝的经验，目前的运行状　态表明同类设计坝体的防渗措施是比较安全的，　也给相同坝型的运行管理提供了有意义的资料。　■