陸渾水庫東壩頭滲透穩(wěn)定性初步分析

□張玲玲 □張靈軍（河南省陸渾水庫管理局）

陸渾水庫大壩東端（右岸）與壩肩緊相連的一段山嶺通常叫東壩頭，東壩頭在294m高程以上有2m左右厚的砂卵石層和3m左右厚的粉沙層，在壩軸線0+950～1+036地段由于受下游溝道的切割，山體比較單薄，1970年增建灌溉發(fā)電洞使其穩(wěn)定性又有減弱,因此該地段的滲透穩(wěn)定性一直是我們關(guān)注的主要方面，在這個地段的下游坡面設(shè)有7根地下水測壓管和一個滲流量觀測點(diǎn)（東滲），1985年發(fā)生過因輸水洞洞壁漏水而出現(xiàn)地表滲流泉的情況，故又在輸水洞軸線左側(cè)埋設(shè)了3個測壓管H38～H40，主要觀測斷面為測驗(yàn)管H31～H32～H33。

陸渾水庫1965年8月建成后長期低水位運(yùn)行，1973年以前空庫運(yùn)用。1986年進(jìn)行了第一期除險(xiǎn)加固，對西壩頭和壩趾進(jìn)行了加固處理。2003-2006年進(jìn)行第二次除險(xiǎn)加固，東壩頭下游坡面作塊石護(hù)坡處理，2003年10月5日庫水位第一次達(dá)到318.87m，并在318以上一次性連續(xù)運(yùn)行了58d。2010年7月25日15時，庫水位首次超過設(shè)計(jì)興利水位達(dá)到歷史最高320.91m。2011年9月24日庫水位達(dá)歷史第二高水位319.50m，截至2012年2月水庫在318.00m以上運(yùn)行113d，現(xiàn)在將多年來的觀測資料作一整理，對該地段的滲透穩(wěn)定性作一初步分析。

1.測壓管水位的變化規(guī)律與趨勢

1.1 管、庫水位之間的關(guān)系

從管水位、庫水位歷時過程線上可以看出：管水位、庫水位關(guān)系密切，管水位隨著庫水位的升降而升降。

管水位的變化幅度較小，當(dāng)庫水位在300～318m之間變化時，管水位的變值一般＜3m。

1.2 管水位的變化趨勢

以測壓管H31為代表，選取不同年份的觀測資料在滲流場比較穩(wěn)定的每月取1個數(shù)，一年取12個數(shù)，繪制了管、庫水位關(guān)系曲線（略），又繪制了相同庫水位情況下的管水位關(guān)系表（見表1）。從中可以看出:

1.2.1 管、庫水位之間關(guān)系密切，管水位隨著庫水位的升降而升降，二者呈直線相關(guān)；

1.2.2 隨著時間的推移，關(guān)系曲線在向左移，曲線斜率也發(fā)生了明顯變化，變得更大，這表明管水位在逐漸降低，降低的幅度在變??；

1.2.3 管水位在295.5m時有1個拐點(diǎn)（1979年曲線），拐點(diǎn)兩邊曲線的斜率明顯不同，這表明在測壓管H31附近的透水層（砂卵石層）的底部高程在295.5m左右；

1.2.4 在相同庫水位條件下，隨著時間的推移管水位呈下降趨勢，在觀測斷面上，上游端的管水位下降的更明顯一些。

表1 相同庫水位時的管水位變化表

1.3 浸潤線的特點(diǎn)

浸潤線比較平緩且呈繼續(xù)變緩之勢，變緩的特點(diǎn)是上游端降的稍多一些，具體數(shù)據(jù)見表2：

表2 浸潤線變化表

2.管水位的平面分布

東壩頭測壓管數(shù)量較少，管水位在平面上的分布特點(diǎn)從水位等值線圖上可以看出：整個東壩頭管水位以測壓管H6處為最高，向大壩和下游方向逐漸降低，到測壓管D12處最低，滲流場沒有畸變現(xiàn)象。

3.滲流量及其變化

東壩頭僅有一個滲流量觀測點(diǎn)（東滲），滲流量及其變化特點(diǎn)是：滲流量大小受庫水位高低控制，量較小變化幅度也不大，當(dāng)庫水位在300.71～319.50m之間時，其滲流量為0.2～4.01L/S。隨著時間的推移，在相同庫水位條件下，滲流量呈下降趨勢（見表3示）。

東滲點(diǎn)上滲流量的大小受總干渠水深的影響，尤其是當(dāng)渠水位深度＞2m后，影響就更明顯。

4.變化原因初步分析

對于滲流場的上述變化，認(rèn)為主要是自然淤堵作用所致，這點(diǎn)與西壩頭是相同的:

4.1 砂卵石層膠結(jié)較差，或者很弱，起主要膠結(jié)作用的粘土礦物屬高親水性的，遇水易分化分解，同時砂卵石層中的部分顆粒風(fēng)化嚴(yán)重，經(jīng)浸水飽和后，風(fēng)化層便剝落下來，由于滲水坡降很小，分解剝落下來的細(xì)粒物質(zhì)便沉積下來，堵塞孔隙，使得該層第一次滲水過后再有滲水通過時，其滲透性便會降低，致使?jié)B水量減小。

4.2 水庫中的水含有雜質(zhì)，尤其是發(fā)生洪水和有風(fēng)浪時，水質(zhì)渾濁，含有雜質(zhì)的水通過砂卵石孔隙向下滲時，會堵塞孔隙，影響下滲，被堵塞的孔隙首先是滲徑的最上游部分，因此浸潤線的上游端降的要快要多，下游端降的較少，使得滲流量減小，浸潤線變緩。

表3 東滲點(diǎn)滲流量變化表

5.初步分析意見

通過以上分析可以看出，東壩頭砂卵石層的滲透特性隨著時間的推移發(fā)生了變化，是在向著良性方向發(fā)展，而且還在繼續(xù)著，經(jīng)過興利水位的考驗(yàn)，東壩頭的滲透穩(wěn)定性是安全的，可作為提高興利水位和汛限水位的依據(jù)。

不過由于水庫經(jīng)受的最大洪水（2010年7月發(fā)生）僅相當(dāng)于20年一遇，還未經(jīng)受過更大洪水的考驗(yàn)，為了監(jiān)視工程的安全運(yùn)行狀態(tài)，以后還要繼續(xù)作好水庫工程的安全監(jiān)測；同時及早對有問題的測壓管H6、H31、H33進(jìn)行處理，使其正常運(yùn)用。