□ 張利平 □劉慧芳 □任劍飛

（1安陽(yáng)市彰武南海水庫(kù)工程管理局 2安陽(yáng)市漳南灌區(qū)管理處）

1 工程概況

彰武水庫(kù)位于海河流域衛(wèi)河支流洹河上，與上游10 km的小南海水庫(kù)組成梯級(jí)水庫(kù)。設(shè)計(jì)總庫(kù)容0.78億m3，控制流域面積120 km2，是一座以防洪為主，兼顧工業(yè)供水、灌溉、發(fā)電、旅游等綜合利用的中型水庫(kù)。

彰武水庫(kù)大壩為均質(zhì)土壩，以重粉壤土為主，夾有粘土和中、輕粉質(zhì)壤土，最大壩高28.70m，壩長(zhǎng)730m。大壩迎水面坡率為1：2～1：3,分為3級(jí)坡,采用干砌石護(hù)坡；背水坡坡率從上到下分別為 1：2.50、1：2.00、1：5.50，為草皮護(hù)坡。彰武水庫(kù)大壩左岸和右岸主要為中、強(qiáng)透水的砂卵石的礫巖層和砂頁(yè)巖，壩基的砂卵石層厚約7m，滲透流速為2.71～3.80×10-2cm/s，屬極強(qiáng)透水層。上游采用壩前粘土鋪蓋防滲，壩后設(shè)降壓井和排滲廊道，廊道出口設(shè)有梯形量水堰觀測(cè)滲透流量。

彰武水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程2008年10月開(kāi)工建設(shè)，2011年6月結(jié)束。主要建設(shè)內(nèi)容包括壩基防滲處理，大壩上游壩坡塌坑處理及坡面整修，下游壩坡草皮護(hù)坡整修、壩頂整修；溢洪道閘墩表面加固處理，拆除重建啟閉閘房，重建工作橋，拆除重建下游交通橋，消力池、下游護(hù)坦混凝土剝蝕、碳化部分加固、防護(hù)處理；水文站網(wǎng)設(shè)施建設(shè)；更換部分機(jī)電與金屬設(shè)備，完善工程管理及水文觀測(cè)設(shè)施等。工程共投資5600萬(wàn)元。

2 大壩滲流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)介紹

彰武水庫(kù)從1958年動(dòng)工興建，到1975年先后經(jīng)歷了6次施工。水庫(kù)大壩原設(shè)計(jì)和安裝的浸潤(rùn)線管和壩基滲水測(cè)壓管較多，主要分布于主副壩兩側(cè)和溢洪道兩岸，均為1963、1964年相繼埋設(shè)。1992—1994年除險(xiǎn)加固期間，水庫(kù)又增設(shè)了部分測(cè)壓管和浸潤(rùn)線管，共有測(cè)壓管、浸潤(rùn)線管43孔。由于多年來(lái)部分滲流觀測(cè)設(shè)施損毀失靈，并且水庫(kù)長(zhǎng)期處于低水位運(yùn)行，2008年除險(xiǎn)加固前能正常觀測(cè)的測(cè)壓管、浸潤(rùn)線管只有22孔。本次除險(xiǎn)加固，在水庫(kù)原有設(shè)施的基礎(chǔ)上進(jìn)行了補(bǔ)充完善，并新增了浸潤(rùn)線管、壩基測(cè)壓管14孔，還在每個(gè)測(cè)壓管內(nèi)放一支滲壓計(jì)，所有滲壓計(jì)均通過(guò)電纜引向大壩右岸的操縱室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化觀測(cè)。整個(gè)壩基原設(shè)計(jì)有2個(gè)量水堰，本次除險(xiǎn)加固對(duì)原堰進(jìn)行了清理、恢復(fù)，并在滲流堰上安裝了堰流計(jì)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。

3 大壩滲流觀測(cè)資料分析

通過(guò)對(duì)2008年除險(xiǎn)加固前兩年和2011年除除加固結(jié)束后兩年的全部庫(kù)水位、測(cè)壓管水位和滲透流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可看出位于同一觀測(cè)斷面的五排壩基測(cè)壓管管水位均從上游向下游方向依次降低，管水位、壩后滲流量隨上游庫(kù)水位變化而變化，管水位變化存在滯后現(xiàn)象，滯后時(shí)間約為2d。管水位變化幅度小于庫(kù)水位變化幅度?，F(xiàn)以測(cè)壓管0+5482、0+5483、0+4552、0+4553水位變化情況為例說(shuō)明，詳見(jiàn)表1、表2。

表1 不同水位下測(cè)壓管水位、滲流量觀測(cè)表

表2 同水位下測(cè)壓管水位、滲流量觀測(cè)表

3.1 不同庫(kù)水位下測(cè)壓管水位、滲流量比較分析

從表1中數(shù)據(jù)資料可以看出，在不同庫(kù)水位情況下，大壩除險(xiǎn)加固前和除險(xiǎn)加固后的管水位、壩后滲流量均隨上游庫(kù)水位變化而變化，且與庫(kù)水位變化一致。和庫(kù)水位變化幅度相比，管水位除險(xiǎn)加固后比加固前變化幅度大。這主要是經(jīng)過(guò)對(duì)上游壩坡塌坑處理、防滲土工膜鋪設(shè)和壩基采用塑性混凝土垂直防滲墻等防滲措施處理，起到了很好的防滲作用，致使管水位明顯下降，滲流量明顯減小。

3.2 同一庫(kù)水庫(kù)下測(cè)壓管水位、滲流量比較分析

從表2中數(shù)據(jù)資料可以看出，在相同庫(kù)水位情況下，水庫(kù)除險(xiǎn)加固后的測(cè)壓管水位、滲透流量均低于或小于除險(xiǎn)加固前的測(cè)壓管水位和滲透流量。這是因?yàn)榇髩纬踅〞r(shí)未作特殊處理，僅在河槽段壩前采用水中倒土方式鋪筑粘土鋪蓋，鋪蓋與原河槽之間未設(shè)反濾層。臺(tái)地自然鋪蓋為含鈣質(zhì)結(jié)核的壤土和粘土，下部為礫巖層和砂頁(yè)巖，自然鋪蓋局部偏薄。且壩體填筑質(zhì)量差，129m高程以上存在松軟層，因而滲流量較大，運(yùn)行中還多次發(fā)生塌坑，滲流安全存在極大隱患。本次除險(xiǎn)加固，對(duì)大壩壩基采用塑性混凝土垂直防滲墻進(jìn)行了防滲處理，在123.00m高程以上統(tǒng)一鋪設(shè)了一層防滲土工膜，土工膜上采用厚20 cm、邊長(zhǎng)20 cm的六邊形混凝土砌塊護(hù)砌，123.00m高程以下采用干砌石護(hù)砌。這些防滲措施的實(shí)施，使得測(cè)壓管水位和滲透流量明顯降低和減少，防滲效果明顯。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)除險(xiǎn)加固前和除險(xiǎn)加固結(jié)束后的滲透觀測(cè)資料分析，可看出測(cè)壓管水位和滲透流量隨著庫(kù)水位有規(guī)律的變化而變化，除險(xiǎn)加固后測(cè)壓管水位明顯降低，滲透流量明顯減少。由此可以證明，除險(xiǎn)加固中經(jīng)過(guò)對(duì)上游壩坡塌坑處理、防滲土工膜鋪設(shè)和壩基采用塑性混凝土垂直防滲墻防滲措施的實(shí)施，防滲效果顯著，有效提高了大壩的安全系數(shù)，保障了大壩的安全運(yùn)行。