鄭培溪 唐紅林 張 龍

(云南魯布革顧問有限公司，云南 昆明 650051)

水庫蓄水運行后，若防滲系統(tǒng)失效，則基礎滲壓水位、滲漏量等將明顯升高和增大，不僅造成水量損失，還會危及大壩安全。定期進行監(jiān)測數(shù)據(jù)采集和人工巡查，結合地質(zhì)、設計、施工等情況及時綜合分析評判，尤其重視發(fā)展趨勢和相互關聯(lián)，是確保大壩安全運行的重要工作。

1 工程概況

飛仙關水電站位于四川省雅安市青衣江干流飛仙關處，為河床式水電站，裝機容量2×50MW，樞紐建筑物從左至右包括左岸非溢流壩、安裝間及副廠房、主廠房、沖沙泄洪閘、右岸非溢流壩等。正常蓄水位623.00m，相應庫容2210萬m3，死水位622.00m，壩頂高程630.80m，最大壩高42.8m。工程區(qū)地震基本烈度為Ⅶ度。

電站于2014年5月下閘蓄水后，主廠房至左岸非溢流壩帷幕下游側基礎滲壓水位及左岸繞滲水位均較高。本文擬根據(jù)滲流監(jiān)測資料，分析評價其可能原因及基礎防滲效果，以期為電站運行提供參考。

2 工程防滲處理措施

左岸非溢流壩—岸坡段：長142m，采用灌漿帷幕防滲。其中，覆蓋層深度17m，采用三排帷幕，孔距1.8m，排距0.8m?；鶐r面至相對隔水層(q<5Lu)深度32.5m，采用單排帷幕，孔距1.5m，帷幕深入相對隔水層以下3m。因緊鄰318國道的飛仙關大橋施工時仍在通行，無條件形成幕包墻，因此與左岸非溢流壩采用L形連接，覆蓋層帷幕灌漿線平行左岸非溢流壩壩軸線10m后折向下游，再向左穿過國道318、省道210后與山邊相連。

主副廠房、沖沙泄洪閘、右岸非溢流壩段：采用灌漿帷幕防滲，總長度225.4m，設計帷幕深度30m，帷幕兩端伸入相對隔水層，中間河床深槽部位采用懸掛式帷幕，帷幕厚0.8m，布置一排，孔距1.5m。

3 滲流監(jiān)測設計

為監(jiān)測主、副廠房及左岸非溢流壩段基礎滲壓及其沿程變化情況，設計布置了D-D(壩0+184.29)、E-E(壩0+203.81)監(jiān)測橫剖面，相應在建基面沿水流向布置滲壓計11支(P5～P13、P7-1、P8-1，P9已失效)，其中P5、P6位于廠房進水流道建基面，P7、P7-1、P8、P8-1位于1號機組建基面，P10位于左岸儲門槽建基面，P11位于滲漏集水井建基面，P12位于檢修集水井建基面，P13位于GIS樓梯步建基面。同時，沿建基面軸線布置5支測壓管(UP9～UP13)，管底深入建基面以下1m。測壓管、滲壓計均位于帷幕后，布置縱剖面見圖1，D-D、E-E監(jiān)測橫剖面布置參見圖4、圖5。另外，在左壩肩布置繞滲孔3個(PK6～PK8)，以監(jiān)測庫水繞左岸滲流情況(見圖1)。

圖1 測壓管、滲壓計布置縱剖面

4 滲流監(jiān)測成果分析

4.1 基礎滲壓水位過程線

由典型滲壓水位過程線圖及監(jiān)測成果(見圖2、圖3)可知，2014年5月18日，水庫下閘蓄水。至5月28日，庫水位由606.00m上升至617.50m，上升11.50m，各測壓管和滲壓計水位均有所升高。其中，緊靠帷幕下游側，主廠房的UP9、P5，安裝間及副廠房的P10，左岸非溢流壩的UP10～UP13等7支儀器滲壓水位升幅較大，介于5.63～9.41m；其余距帷幕較遠的8支儀器中，P6、P11升幅也較大，分別為7.42m、6.04m，另6支相對較小，在2.22～4.61m之間。后期均隨庫水位升降周期性波動。說明水庫蓄水對基礎滲壓水位影響較大。

圖2 左岸非溢流壩測壓管UP10～UP13水位過程線

圖3 D-D剖面滲壓計P5～P7水位過程線

4.2 滲壓水位空間分布

從滲壓水位順河向典型分布情況(見圖4、圖5)看，主廠房D-D剖面緊臨帷幕下游側的P5與庫水位水頭差較小，為3.43m，隨著與帷幕距離增大，滲壓水位迅速降低，靠近下游側則接近尾水位，滲壓水位分布總體正常，但局部地段防滲效果不佳。安裝間及副廠房E-E剖面的滲壓水位分布呈中間集水井部位低，上、下游側高，說明上、下游側滲水均流向中部的集水井，與實際情況相符，但緊靠帷幕下游側的P10滲壓水位較高，與庫水位水頭差僅2.05m，亦表明局部地段防滲效果欠佳。

圖4 D-D剖面壩基滲壓水位順河向典型分布

圖5 E-E剖面壩基滲壓水位順河向典型分布

4.3 滲壓系數(shù)

壩基滲壓系數(shù)α是評價閘壩安全性的重要指標之一，其計算公式如下：

α=(Hi-H0)/(H1-H0)，H0≥H2

(1)

α=(Hi-H2)/(H1-H2)，H0

(2)

式中Hi——滲壓水位；

H0——下游水位；

H1——上游庫水位；

H2——基巖面高程。

庫水位較高時的典型滲壓系數(shù)見表1。由表1可知，左岸非溢流壩UP10～UP13測壓管水位滲壓系數(shù)在0.54～0.97之間，超過規(guī)范及設計值，壩基防滲效果較差；主、副廠房及安裝間距帷幕較近的UP9、P5、P6、P10滲壓系數(shù)也偏大，分別為0.63、0.90、0.84、0.44，其余與帷幕距離較遠的儀器滲壓系數(shù)則較小，在0.00～0.25之間，可見局部地段防滲效果不佳。滲壓系數(shù)與滲壓水位過程線和分布圖反映情況一致。

表1 典型滲壓系數(shù)計算結果

4.4 左岸繞壩滲流

左岸繞壩滲流可直觀反映左岸防滲帷幕效果(見圖6、圖7)?？梢姡蟀独@滲水位與庫水位正相關，兩者最小水頭差小于4.0m，隨著與帷幕距離增大，水位下降趨勢緩慢，至與帷幕距離大于100m后，水位下降才較明顯。說明左岸防滲帷幕效果不佳，庫水可能繞過帷幕本身或其端部、底部向下游滲透，進而壅高山體地下水位以及左岸非溢流壩和廠房局部地段的基礎滲壓水位。

圖6 左岸繞滲水位過程線

圖7 左岸繞滲水位典型分布

4.5 廠房滲流量

巡查發(fā)現(xiàn)廠房水輪機層邊墻等部位有多個滲水點，經(jīng)對流量較大的4個滲水點集中引排，采用容積法觀測表明，最大約1.2L/s，與庫水位正相關。若加上其他暫無法觀測的滲水點，估計總滲流量將大于2L/s。

5 原因分析

5.1 帷幕與左岸非溢流壩接頭處存在薄弱部位

根據(jù)地質(zhì)資料，壩基上部為砂卵礫石及粉土層，下部基巖為泥質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖。設計左岸非溢流壩段覆蓋層采用三排帷幕，基巖面至相對隔水層(q<5Lu)采用單排帷幕；河床深槽段采用懸掛式帷幕。

因各種主客觀原因，左岸帷幕與左岸非溢流壩采用L形連接，未形成幕包墻，兩者接頭處可能未形成防滲整體，以致帷幕后基礎滲壓水位明顯較高且與庫水位正相關。

5.2 帷幕本身存在缺陷

灌漿帷幕施工時，對檢查孔發(fā)現(xiàn)的q>5Lu的部位進行了補灌，復測q≤5Lu，滿足設計要求。但因檢查孔比例一般為10%左右，其余約90%未檢查的帷幕段仍可能存在q>5Lu而未進行補灌的情況。因此，不排除帷幕本身存在缺陷導致帷幕后基礎滲壓水位較高的可能性。

5.3 帷幕深度或寬度不足

帷幕深度和寬度是設計經(jīng)論證和計算后確定的，若帷幕與左岸非溢流壩接頭處、帷幕本身質(zhì)量較好，即使有部分庫水通過帷幕底部或端部滲透，其量值也較小，水頭隨與帷幕距離增大會較快折減。由此推測，此種原因導致的可能性較小。

6 結 語

飛仙關水電站主廠房至左岸非溢流壩緊靠帷幕下游側基礎滲壓水位較高，與庫水位正相關，滲壓系數(shù)介于0.54～0.97，左岸繞滲水位也較高，且廠房內(nèi)有多個滲水點。表明局部地段防滲效果欠佳。

綜合監(jiān)測、地質(zhì)及防滲措施等因素，分析認為最可能原因為左岸帷幕與左岸非溢流壩之間未形成防滲整體，但不排除帷幕本身存在缺陷的可能性。

建議在加強觀測的同時，對樞紐建筑物的抗?jié)B穩(wěn)定性進行復核計算，并采用地質(zhì)雷達等補充手段進一步檢測帷幕及接頭部位，查清滲水通道，必要時采取工程處理措施，確保電站的長期安全運行。