李作光，范永思

（豐滿發(fā)電廠，吉林省吉林市 132108）

豐滿大壩重建工程基礎(chǔ)開(kāi)挖對(duì)老壩壩基揚(yáng)壓和漏水觀測(cè)值影響分析

李作光，范永思

（豐滿發(fā)電廠，吉林省吉林市 132108）

本文對(duì)豐滿大壩重建工程進(jìn)行了簡(jiǎn)介；對(duì)重建工程基礎(chǔ)開(kāi)挖影響老壩壩基揚(yáng)壓和漏水觀測(cè)值的情況進(jìn)行了說(shuō)明；依據(jù)壩基揚(yáng)壓和漏水觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出分析結(jié)論。

豐滿大壩重建；基礎(chǔ)開(kāi)挖；壩基揚(yáng)壓和漏水；觀測(cè)值影響分析

1 工程概況

豐滿水電站全面治理（重建）工程是按照恢復(fù)電站原任務(wù)和功能，在原豐滿大壩下游120m處新建大壩，治理工程實(shí)施后不改變水庫(kù)主要特征水位，不新增庫(kù)區(qū)征地和移民。工程以發(fā)電為主，兼有防洪、灌溉、城市及工業(yè)用水、養(yǎng)殖和旅游等綜合作用，在系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用等任務(wù)。新建電站安裝6臺(tái)200MW的水輪發(fā)電機(jī)組，保留原三期電站2臺(tái)140MW的機(jī)組，總裝機(jī)容量1480MW，多年平均發(fā)電量17.09億kWh。樞紐工程由碾壓混凝土重力壩、溢流壩、發(fā)電引水系統(tǒng)、壩后式廠房、GIS開(kāi)關(guān)站及利用原三期電站組成。

2014年7月開(kāi)始新壩的基礎(chǔ)開(kāi)挖工作，豐滿發(fā)電廠隨后開(kāi)始進(jìn)行老壩的加密觀測(cè)工作。加密觀測(cè)發(fā)現(xiàn)老壩壩基縱向揚(yáng)壓力、橫向揚(yáng)壓力、壩基漏水2014年10月22日以后測(cè)值普遍突降，現(xiàn)結(jié)合2014年全年的觀測(cè)資料進(jìn)行分析。

2 老壩壩基縱向揚(yáng)壓力觀測(cè)資料分析

2.1 與歷史測(cè)值對(duì)比分析

（1）從2014年12月23日（庫(kù)水位243.51m）測(cè)值可見(jiàn)：壩基揚(yáng)壓系數(shù)在0.53%～27.12%之間，54壩段揚(yáng)壓系數(shù)無(wú)測(cè)值，這是由于錨索施工致使54B號(hào)孔通信電纜斷，54壩段的水柱高和揚(yáng)壓系數(shù)的計(jì)算用到橫向揚(yáng)壓54B號(hào)孔的測(cè)值，54壩段縱向揚(yáng)壓水柱高和揚(yáng)壓系數(shù)無(wú)測(cè)值。

（2）2014年12月23日（庫(kù)水位243.51m）測(cè)值與2003年同水位3月19日（庫(kù)水位243.37m）測(cè)值相比，測(cè)值普遍水柱高測(cè)值普遍減小0.6～7.96m，這是由于大壩重建工程基礎(chǔ)開(kāi)挖所致。

2.2 特征值統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)出縱向揚(yáng)壓2005、2010、2014年變幅成果，2005年縱向揚(yáng)壓水柱高的變化幅度為0.38～11.24m，54壩段變幅最大。揚(yáng)壓系數(shù)的變化幅度為1.0%～21.36%，54壩段變幅最大；2010年縱向揚(yáng)壓水柱高的變化幅度為0.51～9.88m，54壩段變幅最大。揚(yáng)壓系數(shù)的變化幅度為1.35%～363.6%，54壩段揚(yáng)壓系數(shù)變幅最大（363.6%），2014年縱向揚(yáng)壓水柱高的變化幅度為0.29～10.61m，22壩段變幅最大。揚(yáng)壓系數(shù)的變化幅度為1.92%～14.78%，54壩段揚(yáng)壓系數(shù)變幅大于（100%），這是由于54壩段揚(yáng)壓孔受地下水影響較為顯著的原因。

2.3 過(guò)程線分析

繪制壩基縱向揚(yáng)壓與庫(kù)水位過(guò)程線（見(jiàn)圖1～圖3）。

由壩基縱向揚(yáng)壓與庫(kù)水位過(guò)程線圖1～圖3可看出：① 縱向揚(yáng)壓水柱高與庫(kù)水位呈正相關(guān)；2014年12月22日以后測(cè)值普遍突降，這是由于大壩重建工程基礎(chǔ)開(kāi)挖所致。②由于大壩重建工程基礎(chǔ)開(kāi)挖影響，右岸壩段2014年12月23日縱向揚(yáng)壓孔內(nèi)水面高程測(cè)值相對(duì)10月22日下降1.31～6.23m。下降最大的是41-3號(hào)孔6.23m，其次是40-1號(hào)孔6.17m，39-3號(hào)孔4.52m；河床壩段12月23日縱向揚(yáng)壓孔內(nèi)水面高程測(cè)值相對(duì)10月22日下降1.30～8.52m。下降最大的是22-1號(hào)孔8.58m，其次是22-4號(hào)孔7.36m，26-1號(hào)孔5.58m。

3 老壩壩基橫向揚(yáng)壓力觀測(cè)資料分析

3.1 與歷史測(cè)值對(duì)比分析

（1）截至2014年12月10日，由于豐滿老壩錨索施工致使右岸壩基橫向揚(yáng)壓力B孔自動(dòng)化觀測(cè)設(shè)備損壞共計(jì)8個(gè)，這8個(gè)壩段Wt無(wú)測(cè)值。其余6個(gè)壩段2014年12月23日（庫(kù)水位243.51m）測(cè)值與12月8日（庫(kù)水位244.32m）測(cè)值比較：測(cè)值普遍減小，減小幅度為81.86～655.57kN/m，減小幅度較大，這是由于大壩重建工程基礎(chǔ)開(kāi)挖所致。

圖1 22、25壩段壩基縱向揚(yáng)壓水柱高過(guò)程線

圖2 37、38壩段壩基縱向揚(yáng)壓水柱高過(guò)程線

圖3 41、43壩段壩基縱向揚(yáng)壓水柱高過(guò)程線

（2）2014年12月23日（庫(kù)水位243.51m）測(cè)值與2011年同水位3月19日（庫(kù)水位243.37m）測(cè)值比較：各壩段測(cè)值普遍減小，減小幅度為115.2～2274.46kN/m，減小幅度較大，這是由于大壩重建工程基礎(chǔ)開(kāi)挖所致。

3.2 特征值統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)出橫向揚(yáng)壓2005、2010、2014年變幅成果，2005年橫向揚(yáng)壓Wt值的變化幅度為：670.57～2637.45kN/m。2010年橫向揚(yáng)壓Wt值的變化幅度為：839.57～6565.96kN/m、2014年橫向揚(yáng)壓Wt值的變化幅度為573.9～3534.85kN/m。

3.3 過(guò)程線分析

繪制壩基縱向揚(yáng)壓與庫(kù)水位過(guò)程線（見(jiàn)圖4～圖6）。

由壩基橫縱向揚(yáng)壓與庫(kù)水位過(guò)程線圖4～圖6可看出：①橫向揚(yáng)壓Wt與庫(kù)水位呈正相關(guān)；2014年10月22日以后測(cè)值普遍突降，這是由于大壩重建工程基礎(chǔ)開(kāi)挖所致。②由于大壩重建工程基礎(chǔ)開(kāi)挖影響，2014年12月23日橫向揚(yáng)壓孔內(nèi)水面高程測(cè)值相對(duì)2014年10月22日下降1.40～7.07m，下降最大的是26B1號(hào)孔7.07m，其次是27B1號(hào)孔5.74m，27-6號(hào)孔3.91m。

4 老壩壩基漏水觀測(cè)資料分析

4.1 定性分析

4.1.1 特征值統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)2014年全年的壩基漏水的特征值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，具體見(jiàn)表1。

圖4 26壩段壩基橫向揚(yáng)壓Wt值過(guò)程線

圖5 34壩段壩基橫向揚(yáng)壓Wt值過(guò)程線

圖6 44壩段壩基橫向揚(yáng)壓Wt值過(guò)程線

表1 2014年大壩壩基漏水特征值統(tǒng)計(jì)表

由表1可看出，各壩段壩基漏水量的變幅在0.03～3.45L/min變化；壩基全壩總漏水的最大值為21.6L/min，最小值為2.31L/min，變幅為19.29L/min，變化幅度較大，這是由于位于老壩下游的新壩進(jìn)行基礎(chǔ)開(kāi)挖所致，是規(guī)律性的變化。

4.1.2 過(guò)程線分析

繪制壩基漏水過(guò)程線（見(jiàn)圖7～圖9）。

圖7 12、14壩段壩基漏水量與庫(kù)水位過(guò)程線

圖8 23、38壩段壩基漏水量與庫(kù)水位過(guò)程線

圖9 46壩段壩基漏水量、壩基全壩漏水量與庫(kù)水位過(guò)程線

由圖7～圖9可看出：①2014年10月22日之前的壩基漏水量過(guò)程線隨著庫(kù)水位的變化而變化，即庫(kù)水位升高，壩基漏水量測(cè)值增大。庫(kù)水位下降，壩基漏水量測(cè)值減小。②2014年10月22日之后的壩基漏水量過(guò)程線明顯有下降的趨勢(shì)。2014年12月23日全壩壩基單孔總滲漏量測(cè)值相對(duì)10月22日減小11.10L/min，減小最大的是37壩段2.64L/min，其次是39壩段減小1.80L/min。這是由于位于老壩下游的新壩進(jìn)行基礎(chǔ)開(kāi)挖所致，是規(guī)律性的變化。

4.1.3 包絡(luò)圖分析

繪制壩基總漏水多年包絡(luò)圖（見(jiàn)圖10）。

圖10 壩基總漏水多年包絡(luò)圖

由圖10可看出：2014年壩基總漏水量有4點(diǎn)位于多年包絡(luò)線以外，這是由于2014年10月22日后壩基總漏水量大幅度減小的原因。

4.1.4 相關(guān)圖分析

繪制壩基總漏水與庫(kù)水位多年相關(guān)圖（見(jiàn)圖11）。

由圖11可看出，壩基總漏水與庫(kù)水位的相關(guān)系數(shù)為0.240596，相關(guān)性不明顯。

4.1.5 與歷史測(cè)值對(duì)比分析

壩基漏水2014年12月23日（庫(kù)水位243.51m）測(cè)值與2003年同水位3月25日（庫(kù)水位243.32m）測(cè)值比較：壩基總漏水量減小15.30L/min，這是由于位于老壩下游的新壩進(jìn)行基礎(chǔ)開(kāi)挖所致。

4.2 定量分析

建立壩基漏水觀測(cè)數(shù)據(jù)逐步回歸模型進(jìn)行壩基漏水的定量分析，見(jiàn)圖12。

圖11 壩基總漏水與庫(kù)水位多年相關(guān)圖

由圖12可看出：① 壩基總漏水逐步回歸的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值擬合較好。復(fù)相關(guān)系數(shù)R為0.9273、標(biāo)準(zhǔn)差S為2.386，逐步回歸效果較好。② 壩基總漏水具有減小11.01L/min的時(shí)效。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)豐滿大壩重建工程新壩基礎(chǔ)開(kāi)挖時(shí)老壩的壩基揚(yáng)壓及漏水加密觀測(cè)資料進(jìn)行分析可知：

（1）縱向揚(yáng)壓力2014年10月22日以后測(cè)值普遍突降，右岸壩段2014年12月23日縱向揚(yáng)壓孔內(nèi)水面高程測(cè)值相對(duì)10月22日下降1.31～6.23m。下降最大的是41-3號(hào)孔6.23m，其次是40-1號(hào)孔6.17m，39-3號(hào)孔4.52m；河床壩段12月23日縱向揚(yáng)壓孔內(nèi)水面高程測(cè)值相對(duì)10月22日下降1.30～8.52m。下降最大的是22-1號(hào)孔8.58m，其次是22-4號(hào)孔7.36m，26-1號(hào)孔5.58m。

（2）2014年12月23日橫向揚(yáng)壓孔內(nèi)水面高程測(cè)值相對(duì)2014年10月22日下降1.40～7.07m，下降最大的是26B1號(hào)孔7.07m，其次是27B1號(hào)孔5.74m，27-6號(hào)孔3.91m。

圖12 壩基總漏水逐步回歸結(jié)果圖

（3）2014年12月23日全壩壩基單孔總滲漏量測(cè)值相對(duì)10月22日減小11.10L/min，減小最大的是37壩段2.64L/min，其次是39壩段減小1.80L/min。壩基總漏水具有減小11.01L/min的時(shí)效。

以上變化是由于大壩重建工程基礎(chǔ)開(kāi)挖產(chǎn)生泄壓效果所致，是規(guī)律性的變化。隨著基礎(chǔ)開(kāi)挖工程的進(jìn)展壩基揚(yáng)壓和漏水測(cè)值還會(huì)減小，新壩開(kāi)始澆筑后壩基揚(yáng)壓和漏水測(cè)值將會(huì)回升。

李作光（1966—），男，工程碩士，高級(jí)工程師，主要研究方向：大壩安全監(jiān)測(cè)。E-mail：lzgtop@sina.com

范永思（1963—），男，工程碩士，高級(jí)工程師，主要研究方向：水工建筑物管理。E-mail：fanyongsi@163.com

Reconstruction of Fengman Dam Excavation the Uplift Pressure on Dam Foundation and Leaking Data Analysis

LI Zuoguang，F(xiàn)AN Yongsi
（Fengman Hydropower Plant，Jilin 132108）

This paper introduces the reconstruction project of Fengman Dam；explains the influences of excavation to the uplift pressure on dam foundation and leaking；analyses the data of the uplift pressure on dam foundation and leaking，and comes to conclusion.

the reconstruction of Fengman Dam；excavation；the uplift pressure on dam foundation and leaking；data analysis