阚晓东

(湖北省富水水库管理局，435206，阳新)

一、基本情况

1.工程概况

富水系长江中下游南岸一级支流，发源于湖北省的通山、崇阳和江西省修水三县交界处的幕阜山北麓，向东流经通山、阳新两县，于富池口注入长江。富水水库位于湖北省阳新县境内干支富水河上，地处鄂东南暴雨中心，流域面积5 130 km2，水库控制流域面积2 450 km2,多年平均年降雨量1 594 mm，正常蓄水位57.00 m，死水位49.00 m,设计洪水位(P=0.1%)62.10 m，下泄流量 6 170 m3/s,校核洪水位（P=0.01%）64.28 m，下泄流量7 950 m3/s,总库容 16.21亿 m3,是一座以防洪、发电为主，兼有灌溉、航运、围垦、灭螺等综合利用的大（1）型水库。枢纽工程由大坝、溢洪道、发电引水管、电站厂房及灌溉渠等建筑物组成。大坝为1级建筑物，高程28 m以下河床段为均质坝，其上为黏土心墙代料坝，坝顶高程65.5 m，最大坝高46.8 m，坝顶长941.0 m，宽6.5 m。大坝1958年8月动工兴建，1966年基本建成。

2.工程地质概况

坝址河谷宽565 m，坝顶轴线长936m，河床宽137m，河底高程18.7m。据1958年、1962年和2002年(整险加固补勘)三次地质勘察资料，坝址分布地层为下、中志留纪页岩，其中下志留纪页岩水云母含量高达70%，弱风化深度一般为10～15 m；河床冲积层分布广泛，总厚8～13 m，具二元结构，上部为4～5 m厚黏土、砂质黏土，下部为4～8 m厚的砂、砂砾石强透水层，局部夹杂淤泥质透镜体。

0-080～0+100段位于左坝肩，表层为残坡积层。

0+100～0+500段为左岸阶地，0+500～0+670为河床段。左岸阶地上部为厚1～4 m的壤土，弱～微透水性，为相对隔水层；下部为1～6 m厚砂层、4～5 m厚砂砾石层，最厚达12.4 m。河床砂砾石厚 2～4 m，连续分布，中等～强透水性。

0+670～0+941段为右岸阶地，局部分布砂层厚0.7 m及页岩强风化带厚 0.1～4.0 m。

3.大坝安全评价

富水水库大坝2001年被鉴定为三类坝，主要存在问题包括：坝基清基不彻底，上游坡盖未按设计完成；减压井淤堵严重，对大坝渗流稳定不利；高尾水位时，左岸台地坝基渗透压力增大，减压井附近渗透坡降变大，而减压井反滤效果差，局部已发生渗透破坏；在设计洪水位和校核洪水位情况下，坝基渗透破坏范围将进一步扩大，大坝下游将出现大面积散浸，下游坡脚覆盖层顶托坡降较大，局部薄弱部位将产生渗透破坏问题。2006年12月完成了坝基防渗混凝土墙及左右岸防渗帷幕灌浆等工程，2007年9月完成大坝渗流监测系统并投入运行，对大坝进行了整险加固，完善了运行管理监测设施。根据大坝监测系统近几年的数据资料，完成了大坝防渗安全评价工作。

二、大坝安全处置

1.大坝防渗工程

大坝建设及运行过程中经过多次除险加固,渗流控制措施由壤土铺盖、上游砂质黏土和壤土均质坝体、上部黏土心墙、坝基混凝土防渗墙和坝肩灌浆防渗帷幕组成，其下游分设排水暗管、排水陵体、压渗体及减压井等排水设施。

大坝按均质土坝设计，主河床部分抽槽，岸坡台地清基，高程28 m以下采用壤土填筑，形成铺盖，至28 m高程时改为黏土心墙代料坝，上游坝体壤土填筑，下游坝坡页岩代料填筑。

河床段迎水坡坝脚上游壤土铺盖140 m（设计200 m），左岸台地迎水坡坝脚上游200 m内在砂卵石层上实际保留2～3 m的砂质黏土天然铺盖。

沿坝轴线对左坝肩基岩上覆的残坡积物亚黏土夹岩块碎屑透水层灌浆处理。

2005年，采用混凝土防渗墙对坝基强透水层进行防渗处理，对两岸坝肩采用帷幕灌浆处理。防渗墙轴线位于坝上游坡55 m高程处，平行于坝轴线，轴坐标-29.00 m,起始桩号0+086～0+884 m,墙厚 60 cm，墙体下部伸入底部页岩0.5～1.0 m，上部嵌入均质壤土坝体内4 m，墙体上部槽孔采用与坝体同性土壤回填。左岸0+086～0-50至山体、右岸0+884至溢洪道边墙采用帷幕灌浆处理。左坝肩桩号0+55.5～0+74.25帷幕三排布置，排距0.5 m，孔距 1.5 m，其他部位帷幕二排布置，孔距1.0 m，排距1.0 m；右坝肩桩号0+914～0+932.75帷幕三排布置，排距0.5 m，孔距1.5 m，其他部位中间排仅对强风化岩层及其上地层灌浆。

大坝左岸台地桩号 0+100～0+560、右岸台地桩号0+796～0+840紧贴心墙反滤层下游设置一条纵向排水暗管，在此暗管上垂直坝轴线设置12条横管引出坝脚，导渗排水；河床段下游坝脚处设反滤坝，其上铺盖压渗石渣，长100 m，反滤坝下游接5条堆石排水暗管至压渗体外，桩号0+445.5 m、0+482 m、0+517.2 m、0+543.3 m、0+630.0 m，高程 21.4 m。大坝左岸台地下游坝脚桩号0+154.1 m～0+399.1设置49口减压井，孔距5 m,孔口高程26.0 m。

2.大坝渗流监测

大坝渗流监测设计布置0+099 m、0+210 m、0+340 m、0+500 m、0+602 m和0+700 m 6个断面，共计钻孔36个，埋设孔隙水压力计54支；坝肩绕坝渗流共钻孔9个，埋设孔隙水压力计9支；发电管周围左右侧各钻孔3个，共埋设孔隙水压力计6支；减压井水位监测共安装了5支渗压计，分别位于 G01、G11、G31、G34 和 G48 五孔减压井内。自2007年9月28日建成开始观测，资料连续。

三、渗流分析评价结果

评价条件及方法：正常水位以下，采用计算坡降进行渗流分析。

1.坝基渗流

（1）混凝土截渗墙

坝基渗流布设6个监控断面,每断面设4个测点，轴坐标-31m(墙前)、-27m(墙后)、31m（黏土心墙后）、85m，自建成起，与上游铺盖、均质坝和心墙、下游排水设施共同控渗。库水位48.83～57.78m时，因混凝土墙截断坝基强透水层，坝基防渗体系作用特点发生变化。

①除 0+210、0+700断面外，其他4个断面混凝土墙前后渗压发生较大变化，轴坐标-31～-27 m两点，渗压差较大，混凝土墙上部与均质坝接触面平均渗透坡降最大值达1.62，均超过其泥浆下导管填筑壤土地层允许坡降[J]=0.5,可能发生接触冲刷；②混凝土墙前轴坐标-31 m致上游坝踵段，考虑天然铺盖作用 （增加200 m长），以0+210断面坝基渗透坡降为最大（其值0.093），在允许范围，但天然铺盖作用存疑实际上可能超过允许值[J]设计=0.1；③混凝土墙后轴坐标-27～31 m段，0+099、0+700两断面渗透坡降超允许值，以0+700断面为最大，实测计算值为 0.39＞[J]设计=0.1；④坝基混凝土墙前后轴坐标-31 m、-27 m纵断面纵向渗流复杂，纵向渗透坡降增大，大多超过允许坡降，最大为0.28。

（2）减压井

实际观测数据表明，库水位55.00 m以下时，减压井不出水（高尾水位除外）；库水位超过55.00 m溢洪道泄洪尾水位较高时，减压井出水，但流量很小，减压井附近渗透坡降明显减小，运行正常。

（3）排水棱体及压渗措施

未出现异常情况，运行正常。

2.坝体渗流

正常水位条件下，坝体各地层监测数据分析表明，心墙出逸高程0+210断面D10A和0+500断面D22A均在31.00 m左右，比加固初设计算值略高；背水坡代料水平渗透坡降0.15＜ [J]=0.2，在正常范围内，反滤、排水暗管等设施运行正常。与加固前比较，心墙后坝体浸润线降低明显，坝体渗流更趋稳定安全。

0+099断面心墙底D03B测压计（安装高程30.00 m）监测数据异常。

四、结 论

①心墙、反滤、排水暗管等设施运行正常，坝体黏土心墙后浸润线降低明显，坝体渗流更趋稳定安全。

②混凝土防渗墙后轴坐标31m至下游减压井段坝基渗流状态稳定安全，渗透坡降降低明显。

③混凝土防渗墙前坝基渗流状态改善不明显。

④防渗墙前后轴坐标-31～31m段存在发生横向、纵向渗透破坏（接触冲刷和内部管涌）的可能性。

⑤断面0+210和0+700坝基混凝土墙前后压差小，截渗效果不明显。

五、思考与建议

①坝基防渗事关大坝安全，针对观测数据反映出来的问题，应予高度重视，建议增设人工测压管和完善自动监测设施，实现人工测压管与监测数据比对，全面掌握坝基渗流的真实可靠数据，并在此基础上切实解决存在的问题。

②建议加强对减压井、排水棱体等设施工程的日常巡查管理，加强监测资料数据采集整理分析工作，及时发现异常情况，及时处理。

③个别断面监测数据异常，应采取措施及时查清原因。

④观测数据表明，坝基防渗加固处理中截渗墙位置、与上部和两岸防渗设施的连结方式，关系整体防渗效果和大坝安全。

[1]湖北省水利厅.湖北省富水水库大坝安全鉴定报告书[R].2001.

[2]湖北省水利水电勘测设计院.湖北省富水水库除险加固工程初步设计报告[R].2002.