淺析蓄水期大壩中滲壓計(jì)滲透壓力異常原因

摘 要：在大壩蓄水工程中，其安裝在帷幕洞的2支滲壓計(jì)滲透壓力呈現(xiàn)與庫(kù)水位較好的相關(guān)性，為了保證后期蓄水大壩滲控系統(tǒng)能正常工作，對(duì)導(dǎo)致滲壓計(jì)測(cè)值異常的原因進(jìn)行逐個(gè)分析，發(fā)現(xiàn)其真實(shí)的影響因素后及時(shí)進(jìn)行處理，保證后期蓄水作業(yè)的正常進(jìn)行及水工建筑物的安全。

關(guān)鍵詞：滲壓計(jì)；滲透壓力；帷幕洞；灌漿；測(cè)壓管

1 引言

隨著水電站大壩庫(kù)水位的不斷上升，安裝埋設(shè)在EL.1730帷幕洞帷幕后的2支滲壓計(jì)PLD-3、PLG-17滲透壓力呈現(xiàn)與上游庫(kù)水位很強(qiáng)的相關(guān)性，即蓄水前后滲透壓力變化量較大。

圖1 1730帷幕洞幕后PDZ-3、PLG-17滲透壓力與

壩前水位歷時(shí)曲線圖

2 滲壓計(jì)安裝部位及滲透壓力值

隨著水電站庫(kù)水位的不斷上升，滲壓計(jì)PDZ-3、PLG-17滲透壓力呈現(xiàn)異常變化現(xiàn)象，其中位于墊座帷幕洞1730-2#灌漿廊道的滲壓計(jì)PDZ-3埋設(shè)高程為EL.1726m，自2013年6月25日庫(kù)水位蓄至EL.1740 m起該其滲透壓力隨著庫(kù)水位上升持續(xù)增加，目前滲透壓力增加了352.4kPa，滲透壓力折減系數(shù)為0.45（大于設(shè)計(jì)控制指標(biāo)0.4）；EL.1730m帷幕洞K0+056m處滲壓計(jì)PLG-17埋設(shè)高程為EL.1690m，自2013年6月25日庫(kù)水位蓄至EL.1740 m起該其滲透壓力隨著庫(kù)水位上升持續(xù)增加，目前滲透壓力增加了418.4m，滲透壓力折減系數(shù)為0.39（接近設(shè)計(jì)控制指標(biāo)0.4）。

表1 左岸1730帷幕灌漿洞幕后PDZ-3、PLG-17滲透壓力統(tǒng)計(jì)表

備注：2013年6月15日庫(kù)水位為EL.1712.5m，2013年8月2日庫(kù)水位為EL.1801.5m。

3 滲壓計(jì)滲透壓力異常原因淺析

3.1 滲壓計(jì)安裝方法的影響

3.1.1 滲壓計(jì)鉆孔

滲壓計(jì)鉆孔直徑為Ф110mm，鉆孔設(shè)備采用XY-4型回旋地質(zhì)鉆機(jī)，在開孔時(shí)有全站儀確定鉆孔開孔部位、用地質(zhì)羅盤確定鉆孔角度，在鉆孔過程中用清水鉆進(jìn)，并進(jìn)行鉆孔取芯，鉆孔成孔以后用對(duì)鉆孔有效深度進(jìn)行人工測(cè)量。

在鉆孔取芯過程中其巖芯的獲得率達(dá)到85%，并進(jìn)行了巖芯素描，繪制了鉆孔柱狀圖。

鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，用0.1～0.2MPa的水壓力進(jìn)行靈敏度檢查，其漏水量滿足安裝滲壓計(jì)要求。

由于滲壓計(jì)PDZ-3、PLG-17安裝部位處于防滲帷幕后，其鉆孔是在防滲帷幕施工完畢，并經(jīng)檢查合格后才進(jìn)行施工的。

3.1.2 滲壓計(jì)安裝

在安裝前取下滲壓計(jì)端部的透水石，在鋼膜片上均勻地涂一層黃油或者凡士林以防生銹，并將滲壓計(jì)在水中浸泡約4小時(shí)，使其濾透石達(dá)到了飽和狀態(tài)。

將已加長(zhǎng)儀器電纜的滲壓計(jì)裝入能放入孔內(nèi)的沙包中，沙包中裝有飽和的細(xì)沙，保證滲壓計(jì)水壓進(jìn)口暢通，并防止水泥漿進(jìn)入滲壓計(jì)內(nèi)部。

在滲壓計(jì)放入鉆孔前，先利用灌漿管注入孔底約30cm厚度的水泥砂漿進(jìn)行封堵，放入滲壓計(jì)后依次回填約300cm厚度的細(xì)砂、約100cm厚度的礫石反濾料、約200cm厚度的膨潤(rùn)土，最后進(jìn)行水泥漿無壓回填灌漿封孔。

因此，滲壓計(jì)鉆孔作業(yè)及滲壓計(jì)安裝嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行，即滲壓計(jì)安裝方法正確、有效。

3.2 安裝部位地質(zhì)條件及水工建筑物結(jié)構(gòu)影響

滲壓計(jì)PDZ-3、PLG-17安裝部位處于f5斷層、黃斑巖脈附近，且處于大壩、墊座、基巖交接臨近部位。

雖然f5斷層和黃斑巖脈進(jìn)行了混凝土置換和防滲斜井的施工，但畢竟其地址條件較差且處于水工建筑物搭接部位，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)巡視檢查其EL.1730m帷幕洞與墊座接觸部位頂拱處局部有滴水現(xiàn)象，表明此部位存在滲水通道。

因此，根據(jù)滲壓計(jì)PDZ-3、PLG-17所處部位，其地質(zhì)條件和水工建筑物結(jié)構(gòu)對(duì)其異常現(xiàn)象有一定的影響。

3.3 灌漿效果的影響

3.3.1 接觸灌漿

根據(jù)設(shè)計(jì)要求在EL.1760m廊道K0+110.92～K0+123.07布置灌漿孔覆蓋1730-2#廊道B1～B4斷面8～14排固結(jié)灌漿范圍，該區(qū)域的接觸灌漿仍按原設(shè)計(jì)要求在1730-2#廊道內(nèi)施工，孔深入巖2m。

其接觸灌漿I、II序孔平均透水率分別為19.65Lu、13.98Lu，但I(xiàn)、II序孔單位注灰量分別為362.34kg/m、336.01kg/m，平均單位注灰量達(dá)到348.44kg/m，說明該區(qū)域帷幕灌漿和接觸灌漿可能存在局部灌漿不密實(shí)的現(xiàn)象，從而形成滲水通道，造成滲壓計(jì)滲透壓力異常。

3.3.2 固結(jié)灌漿

根據(jù)相關(guān)要求在1730-2#廊道滲壓計(jì)安裝位置附近布置1個(gè)單元接觸兼固結(jié)灌漿，并且嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行施工。

其固結(jié)灌漿I、II、III序孔平均透水率分別為94.2Lu、75.5Lu、49.3Lu，且I、II、III序孔單位注灰量分別為491.4kg/m、411.8kg/m、192.1kg/m，平均單位注灰量達(dá)到321.6kg/m，說明該區(qū)域巖體比較破碎，單位吃漿量較大。

3.3.3 帷幕灌漿

根據(jù)相關(guān)要求在EL.1730m帷幕洞布置4排防滲帷幕，且在滲壓計(jì)安裝位置上游側(cè)，帷幕灌漿孔間距2m、排距1.3m，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行施工。

其固結(jié)灌漿I、II、III序孔平均透水率分別為2.9Lu、2.9Lu、2.0Lu，且I、II、III序孔單位注灰量分別為331.86kg/m、208.19kg/m、95.39kg/m，平均單位注灰量達(dá)到165.24kg/m，說明該區(qū)域帷幕灌漿效果較好，滿足設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)要求。

3.4 臨近安裝部位測(cè)壓管觀測(cè)成果

根據(jù)設(shè)計(jì)通知在滲壓計(jì)PDZ-3、PLG-17開孔位置附近1m處各安裝一套測(cè)壓管UPDZ-Z1、UPDZ-Z2。其中測(cè)壓管UPDZ-Z1孔底高程為EL.1725m，進(jìn)水管段2m；UPDZ-Z2孔底高程為EL.1690m，進(jìn)水管段5m。

在測(cè)壓管鉆孔實(shí)施工程中，其PDZ-3、PLG-17滲透壓力于2013年7月14日下午突然減少30kPa左右，分析原因主要與PDZ-3、PLG-17旁新增測(cè)壓管UPDZ-Z1、UPDZ-Z1鉆孔作業(yè)有關(guān)，即鉆孔導(dǎo)致滲壓計(jì)附近的滲水形成新的滲流通道使?jié)B透壓力減小，其后滲壓計(jì)滲透壓力增大趨勢(shì)較前期變化量略有減緩；但其滲透壓力在2013年7月23日下午突然增加了40kPa左右，初步分析主要在PDZ-3、PLG-17旁安裝測(cè)壓管UPDZ-Z1、UPDZ-Z1后堵塞了測(cè)壓管鉆孔形成的滲流通道導(dǎo)致滲壓計(jì)滲透壓力增加。

目前測(cè)壓管UPDZ-Z1測(cè)值為0.025MPa、UPDZ-Z1測(cè)值為0.03MPa，且測(cè)值處于穩(wěn)定狀態(tài)。

4 結(jié)束語

綜上所述，滲壓計(jì)PDZ-3、PLG-17在大壩蓄水期間滲透壓力異常的原因主要是由于其安裝位置附近區(qū)域地質(zhì)條件較差且處于壩體混凝土、墊座混凝土、基巖交界部位，導(dǎo)致帷幕灌漿和接觸灌漿可能存在局部灌漿不密實(shí)的現(xiàn)象，從而形成滲水通道，造成滲壓計(jì)滲透壓力與大壩庫(kù)水位呈現(xiàn)較好的相關(guān)性。

考慮到目前水電站只是進(jìn)行了第二階段的蓄水，考慮到庫(kù)水位進(jìn)一步抬升后，隨著水頭的增大，其滲水通道可能會(huì)進(jìn)行補(bǔ)擴(kuò)大，滲壓計(jì)PDZ-3、PLG-17的滲透壓力會(huì)進(jìn)一步增大，對(duì)大壩滲控系統(tǒng)正常工作造成不利影響，因此在EL.1730m帷幕洞內(nèi)滲壓計(jì)PDZ-3、PLG-17兩側(cè)、K0+045m～K0+066m范圍防滲帷幕進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)灌漿，在帷幕洞與墊座接觸面頂拱滴水接觸面EL.1730m～EL.1742m進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)灌漿。