某水库大坝右岸绕坝渗流监测性态分析

2021-01-07张化国徐道昌徐清明杨艳钊

水电与新能源 2020年12期

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。