胡慶年，薛 磊

（安徽省佛子嶺水庫管理處，安徽 六安 237272）

1 工程概況

白蓮崖水庫是為提高下游佛子嶺水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)而興建的具有防洪、灌溉、供水、發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用的大（2）型水庫。水庫流域面積為745 km2，總庫容4.6億m3，防洪保護面積為74.7萬ha（聯(lián)調(diào)44萬ha），調(diào)洪庫容2.81億m3，設(shè)計洪水重現(xiàn)期為100年，校核洪水重現(xiàn)期為5 000年。正常蓄水位208 m，設(shè)計水位為209.2 m，汛限水位205 m，死水位185 m，設(shè)計出庫流量為3 650 m3/s。白蓮崖水庫樞紐為Ⅱ等工程，由攔河拱壩、泄洪隧洞、中孔組成，均為2級建筑物；引水發(fā)電隧洞和發(fā)電廠房為3級建筑物，發(fā)電裝機5 MW，年發(fā)電量1億kW·h。

攔河壩為碾壓混凝土雙曲變厚拱壩，最大壩高104.6 m，頂寬8 m，壩頂弧長421 m，最大壩厚30.06 m，壩基高程為130 m，4～8號壩塊位于河床段。

2 存在的問題

2.1 壩基揚壓力偏高

本壩基揚壓力系數(shù)設(shè)計指標(biāo)（帷幕后）α＜0.25。但初蓄期觀測資料顯示，3號、5號、8號、9號壩塊的揚壓力隨著水位上升而增大，壓力偏高。

表1為2010年7月9日測值，庫水位為185.83 m。其中UP-1、UP-2、UP-5、UP-7揚壓系數(shù)均超出設(shè)計指標(biāo)，其中5號壩段位于河床中間段，UP-5的壓力測值較大，自水庫蓄水后一直在0.6左右，最高達0.71。

表1 蓄水前后壩基揚壓水位及揚壓系數(shù)對比表Table 1:Comparison of uplift water levels and uplift coefficients before and after impoundment

2.2 壩基揚壓力與庫水位相關(guān)

壩基揚壓力與庫水位相關(guān)，尤以5號壩段最為突出。5號壩段揚壓力與上游水位過程線見圖1。統(tǒng)計分析表明：5號壩塊壩基揚壓力UP-5主要受庫水位影響，與庫水位的相關(guān)過程線見圖2。

3 原因分析

5號壩塊基礎(chǔ)揚壓力最大，以其作為主要分析對象。UP－5測壓管布置于5號壩段中部，安裝在136 m高程廓道內(nèi)的灌漿帷幕后。帷幕灌漿完成后，在設(shè)計位置鉆孔，孔徑為?90 mm，鉆孔深度深入基巖1 m，然后按設(shè)計要求安裝孔口裝置和滲壓計。UP－5揚壓系數(shù)達0.6，且與庫水相關(guān)，測壓管壓力釋放后，水頭迅速減小，滲漏量小于10 mL/s，現(xiàn)從以下幾個方面分析5號壩段揚壓力高的原因。

3.1 水庫初蓄期監(jiān)測數(shù)據(jù)

2009年4月16日水庫下閘蓄水至5月6日，庫水位從蓄水時的138.8 m上漲至168.85 m，日均上漲約1.8 m，至當(dāng)年6月底，水庫上漲至195.8 m。蓄水兩年來，水庫入庫洪水最大不超過重現(xiàn)期5年，最高水位201.35 m，未達到汛限水位205 m。

（1）壩體徑向位移以6號壩塊拱冠處向上游8.9 mm，向下游13.6 mm，變幅22.5 mm為最大；壩身、河床大于兩端，年度極大值發(fā)生在4月中旬；壩頂位移大于壩基；壩頂溫升向上位移，高水位向下位移，徑向位移有時效影響，壩身上部（198.6 m以上）大于下部（171 m以下）；

切向水平位移以8號壩塊向左3.1 mm，右-3.9 mm，變幅7.0 mm為最大，6號壩塊變化次之。水平位移符合拱壩變化規(guī)律，在設(shè)計允許范圍內(nèi)?；鶐r裂縫計測值在-0.33～0.17 mm之間，呈壓縮變形，變形量小。

（2）自2009年11月份以來，隨著水位的升高，壩體及壩基滲漏量均有所增加。5號壩塊共有排水孔13個，單孔滲流量均小于設(shè)計容許值（壩基滲漏總量設(shè)計允許指標(biāo)見表2）。2011年3月20日，庫水位為188.97 m時，壩基總滲漏3 065 mL/s，5號壩塊滲漏量為470.2 mL/s，滲漏量不大，但占壩基總滲量的16%，較相鄰壩塊偏高。

表2 白蓮崖水庫拱壩壩基滲漏總量設(shè)計指標(biāo)Table 2:Designed indexes of seepage at foundation of Bailian-ya arch dam

（3）水平向應(yīng)力主要由溫度引起，以切向和徑向應(yīng)力稍大，垂直應(yīng)力相比較??；豎直向應(yīng)力主要由自重引起，一般離基礎(chǔ)越近，拉應(yīng)力越大，垂向壓應(yīng)力越小。無時效影響。

總之，水庫蓄水后，壩身主要變形量呈年度周期性變化，時效變化小，監(jiān)測結(jié)果表明庫水位的平穩(wěn)增加沒有對大壩造成結(jié)構(gòu)性影響。

3.2 灌漿資料

（1）固結(jié)灌漿設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：灌漿后基巖透水率q≤3 Lu。固結(jié)灌漿資料表明：5號壩塊基礎(chǔ)的單位耗灰量為12.4 kg/m，明顯高于相鄰的其它壩塊；壓水資料檢查顯示，該壩段固結(jié)灌漿最大透水率為1.917 Lu，最小透水率為0.069 Lu，平均值為0.915 Lu，滿足設(shè)計要求。

（2）帷幕灌漿設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：灌漿后帷幕透水率q≤1 Lu。帷幕灌漿資料顯示：5號壩塊基礎(chǔ)的單位耗灰量為19.9 kg/m，也高于其它鄰近壩塊；壓水資料檢查顯示，該壩段最大透水率為1.659 Lu，最小為0.024 Lu，平均0.37 Lu，局部透水率偏大，總體滿足設(shè)計要求。

綜上所述，5號壩塊固結(jié)灌漿及帷幕灌漿的單位耗灰量雖較其它壩段偏大，且存在局部透水率偏大的問題，但平均透水率及壩基混凝土與基巖接觸段灌漿后透水率滿足設(shè)計要求。

3.3 壩基地質(zhì)

河床壩基地質(zhì)開挖揭露巖性為細(xì)?；◢弾r，局部順構(gòu)造面兩側(cè)分布有灰綠色蝕變巖石，巖石除順斷層面分布有少量強～弱風(fēng)化巖石外，其余均為微風(fēng)化～新鮮巖石，巖質(zhì)堅硬。河床壩基分布有5條小斷層，經(jīng)開挖處理，仍為弱風(fēng)化巖石，為AⅢ類巖體。右岸壩基155～210 m有f27、f25等多條斷層帶分布，在深部形成對傾交匯的構(gòu)造形式，滲透性和孔隙水壓力較大。左岸壩基小斷層分布有少量強～弱風(fēng)化巖石；左岸155～205 m高程NE向結(jié)構(gòu)面比較發(fā)育，且垂直壩軸線和順坡向分布，結(jié)構(gòu)性滲透相對較強。

5號壩塊揚壓力測壓管布置于壩段中部。測壓管左側(cè)4.5 m處有一裂隙L20、右側(cè)1.5 m處有一裂隙L22近上下游方向橫穿壩基，兩裂隙為一條橫河向、傾向上游的裂隙L21所切割，測壓管位于L22下盤、L20上盤。

3.4 鉆孔檢查

壩基136 m廓道內(nèi)，在5號壩塊灌漿帷幕后測值偏高的UP-5揚壓力孔左右各鉆2個孔，采用分段堵塞觀測各段壓力的方法檢查。

5號壩塊揚壓力觀測孔及4個檢查孔在經(jīng)過悶管檢查和通透性試驗后，其測得的數(shù)據(jù)見表3。檢查時庫水位在197.0 m左右，UP-5的揚壓力系數(shù)為0.52，1～4號鉆孔悶管的揚壓力系數(shù)為0.05。結(jié)果表明檢查孔和原有的UP-5觀測孔獨立，5號壩塊的灌漿帷幕完整性較好。

4 結(jié)論與處理成果

水庫蓄水后觀測資料表明，壩體變形、應(yīng)力應(yīng)變均在正常范圍內(nèi)，壩基混凝土與基巖接觸部位的測縫計不受水位影響，處于閉合狀態(tài)，壩體滲流量總體較小，庫水位的平穩(wěn)增加沒有對大壩造成結(jié)構(gòu)性影響。

5號壩段UP－5揚壓系數(shù)雖達0.6，且與庫水相關(guān)，但測壓管壓力釋放后，該孔滲漏量小于10 mL/s。通過查閱工程地質(zhì)資料可知，5號壩塊揚壓力測壓管左側(cè)4.5 m處有一裂隙L20、右側(cè)1.5 m處有一裂隙L22近上下游方向橫穿壩基，兩裂隙為一條橫河向、傾向上游的裂隙L21所切割，測壓管位于L22下盤、L20上盤，可能穿過L21裂隙面。

在5號壩塊UP-5揚壓力孔左右間隔2 m各鉆2個孔，采用分段堵塞觀測各段壓力的方法檢查，4個檢查孔與UP-5互相獨立，檢查時庫水位在197.0 m左右，UP-5的揚壓力系數(shù)為0.52，1～4號鉆孔悶管的揚壓力系數(shù)為0.05。

表32011 年1月對UP-5及相鄰鉆孔滲透壓力檢查數(shù)據(jù)Table 3:Seepage pressure measured at UP-5 and adjacent boreholes in January 2011

綜上所述，5號壩段揚壓力偏高屬局部現(xiàn)象，與壩基L22、L21、L20三條裂隙交匯處帷幕灌漿和固結(jié)灌漿時未能完全封堵有關(guān)，目前尚不影響拱壩整體結(jié)構(gòu)安全?？紤]到目前水庫承擔(dān)著提高佛子嶺水庫的防洪能力、向下游大型淠史杭灌區(qū)和合肥、六安等市的供水及自身發(fā)電等任務(wù)，經(jīng)專家論證后，已于2011年6月對5號壩段進行了補充灌漿處理，并重新布置揚壓力孔和排水孔。補充灌漿后，監(jiān)測結(jié)果顯示當(dāng)庫水位為191.24 m，5號壩段揚壓系數(shù)已小于設(shè)計值，滲漏量為60.7 mL/s，占壩基總滲漏量2991.7 mL/s的2%左右，明顯小于補灌前的測量值，說明補充灌漿處理起到了降低揚壓力和減小滲漏量的作用。

[1]白蓮崖水庫初蓄期大壩安全監(jiān)測資料[R].

[2]白蓮崖水庫初步設(shè)計資料[R].