林溪水庫壩體和繞壩滲流監測分析及安全評價

周忠育（浙江省瑞安市林溪水電站，浙江 溫州 325213）

林溪水庫壩體和繞壩滲流監測分析及安全評價

周忠育
（浙江省瑞安市林溪水電站，浙江 溫州 325213）

林溪水庫主副壩壩體和繞壩滲流監測布置有36只壩體測壓計，滲流觀測項目和測點布設能較全面地反映建筑物的工作狀態，并實現了自動化滲流監測。經過除險加固蓄水驗收后1年來的連續觀測，搜集了各項監測成果，通過定性和定量分析，對大壩壩體滲流做出評價，進一步準確地把握除險加固后大壩混凝土防滲墻的運行狀態。

林溪水庫；壩體滲流；繞壩滲流；監測分析

1　工程概況

林溪水庫位于林川鎮水干岸村，壩址距林溪河口6 km，水庫集雨面積52.5 km2，河源長度8.78 km，河床坡降3.15％，水庫總庫容1 432萬m3，是一座防洪灌溉為主，兼顧發電的中型水庫，電站裝機容量1 660 kW。

林溪水庫除險加固工程（一期）于2010年1月20日動工建設。除險加固后，水庫正常蓄水位仍為71.29 m，正常庫容689萬m3；灌溉、發電死水位分別為59.28 m、61.30 m，死庫容111 m3；100年一遇設計洪水位為77.46m；2000年一遇校核洪水位為79.27m。水庫樞紐主體工程包括主壩、副壩、溢洪道、輸水（放空）洞、發電廠房和升壓站等。加固后的主副壩技術指標如下。

1.1主壩

主壩加固后為低彈模混凝土防滲心墻土石壩，壩頂高程85.60 m，壩頂寬6.00 m，壩頂長217.00 m。主壩采用低彈模混凝土防滲墻及壩基防滲加固方案，防滲墻打穿壩體，嵌入壩基弱風化巖體內1.0 m（局部加深），墻體厚0.8 m，主壩防滲墻墻頂高程為83.5 m，最大墻深為43.20 m，防滲墻兩岸設寬為2.0 m的C20W6F50混凝土岸墻，與混凝土防滲墻緊密連接，兩壩肩部位及岸墻基礎采用帷幕灌漿處理。

1.2副壩

副壩加固后為低彈模混凝土防滲心墻土石壩，壩頂高程為85.60 m，最大壩高19.30 m，壩頂寬度為6.00 m，壩頂長度為80.50 m。副壩加固采用低彈模混凝土防滲墻及壩基防滲加固方案，防滲墻打穿壩體，嵌入壩基弱風化巖體內1.0 m（局部加深），墻體厚0.8 m，副壩防滲墻墻頂高程為83.5 m，最大墻深為23.10 m，防滲墻兩岸設寬為2.0 m的C20W6F50混凝土岸墻，與混凝土防滲墻緊密連接，兩壩肩部位及岸墻基礎采用帷幕灌漿處理。

2015年，林溪水庫完成除險加固蓄水驗收，對這1年來的滲流監測資料進行分析，有助于在定性、定量分析成果的基礎上，對除險加固后的大壩混凝土防滲墻的防滲功能作出評價。

2　監測設備布置

主壩選取3個觀測斷面用以觀測主壩壩體與壩基滲流情況，樁號分別為主壩0+050.00 m、主壩0+110.00 m、主壩0+170.00 m，分別布置滲壓計3只、7只和4只，共14只滲壓計。

副壩選取3個觀測斷面以觀測副壩壩體與壩基滲流情況，樁號分別為副壩0+020.00 m、副壩0+040.00 m、副壩0+060.00 m，分別布置滲壓計3只、6只和3只，共12只滲壓計。

主壩兩岸分別設置了3根測壓管，共計6根測壓管。副壩兩岸分別設置了2根測壓管，共計4根測壓管。主副壩共布置10根繞壩測壓管。為了實現自動化監測，每根測壓管內布置1只滲壓計，共計10只滲壓計，用以進行繞壩滲流觀測。

主、副壩檢測儀器布置見圖1、圖2。

圖1　主壩監測儀器布置圖

圖2　副壩監測儀器布置圖

本工程滲壓計選用美國基康公司生產的GK4500s型滲壓計，它是通過實測振弦的頻率換算得到滲流壓力的，通過實測壩體內的滲流壓力水頭再加上滲壓計的埋設高程可以得到滲壓水位。實測測頭以上水壓力的計算公式為：P=G（R0-R1）+K （T1-T0）。上式中：P為實測壓力（kPa）；G、K為率定系數，可從各支滲壓計的率定表中查得；R0、T0為滲壓計埋設之前的讀數；R1、T1為滲壓計埋設之后的讀數。GK4500 s型滲壓計的主要技術指標如下：標準量程：0.35 MPa；超量程：2×額定壓力；靈敏度：0.025％F.S；精度：±0.1％F.S；線性：＜0.5％F.S。

3　監測資料分析

3.1壩體滲流

從2015年1月10日典型時段各測點位勢變化線來看，主副壩防滲墻前后的位勢均有所下降；從各滲壓計和庫水位變化過程線來看，主副壩防滲墻前后的測點變化過程線斜率有所下降，各滲壓計水頭的變化范圍較庫水位小，各測點實測滲壓水位與庫水位相關性較小（見圖3～圖6）。

主壩中部的0+110 m斷面的防滲墻前后水頭變化最大，防滲效果相對較好，右岸的0+170 m斷面的防滲墻防滲效果其次，左岸的0+110 m斷面的防滲墻防滲效果較差；副壩中部的0+40 m斷面的防滲墻前后水頭變化最大，防滲效果相對較好，右岸的0+60 m斷面的防滲墻防滲效果其次，左岸的0+20 m斷面的防滲墻防滲效果較差。

綜合以上，說明主副壩防滲墻防滲效果未達到理想，好在庫水位的變化引起滲壓計水頭的變化較小，主副壩防滲墻還是起到了一定的防滲效果。

圖3　2015年1月10日主壩部分壩體滲壓計的位勢變化線

圖4　主壩部分壩體滲壓計和庫水位變化過程線

圖5　2015年1月10日副壩部分壩體滲壓計的位勢變化線

圖6　副壩部分壩體滲壓計和庫水位變化過程線

3.2繞壩滲流

從主壩繞壩滲流觀測的左岸ZRC1、ZRC2、ZRC3滲壓計和庫水位變化過程線來看（見圖7），左岸的各測點實測滲壓水位與庫水位的相關性較小，但各測點實測滲壓水位均高于庫水位，說明左岸的滲壓計實測滲壓水位同時受兩岸山體地下水位的影響；從主壩繞壩滲流觀測的右岸ZRC4、ZRC5滲壓計和庫水位變化過程線來看，右岸的各測點實測滲壓水位與庫水位的相關性較大，但各測點實測滲壓水位均高于庫水位，說明右岸的滲壓計實測滲壓水位同時受兩岸山體地下水位的影響；主壩左岸發生繞壩滲流的可能性較小，主壩右岸發生繞壩滲流的可能性較大，但都受到山體地下水位的影響。

圖7　主壩部分繞壩滲壓計和庫水位變化過程線

從副壩繞壩滲流觀測的左岸FRC1、FRC2滲壓計和庫水位變化過程線來看（見圖8），左岸的各測點實測滲壓水位與庫水位的相關性較大，但各測點實測滲壓水位均高于庫水位，說明左岸的滲壓計實測滲壓水位同時受兩岸山體地下水位的影響；從副壩繞壩滲流觀測的右岸ZRC4、ZRC5滲壓計和庫水位變化過程線來看，右岸的各測點實測滲壓水位與庫水位的相關性較小，但各測點實測滲壓水位均高于庫水位，說明右岸的滲壓計實測滲壓水位同時受兩岸山體地下水位的影響；副壩左岸發生繞壩滲流的可能性較大，副壩右岸發生繞壩滲流的可能性較小，但都受到山體地下水位的影響。

圖8　副壩部分繞壩滲壓計和庫水位變化過程線

4　結語

為了掌握水工建筑物及其地基的滲流情況，分析判斷是否正常和可能發生不利影響的程度及原因，通常對大壩壩體和繞壩進行滲水壓力的觀測，了解滲水壓力分布情況，以分析壩體和繞壩的穩定程度，是否會產生滲透變形及破壞，為工程養護修理和安全運用提供依據，并可為水利工程的勘測、設計、施工和科研提供參考資料。

林溪水庫主副壩壩體和繞壩滲流監測資料分析表明，主副壩壩體混凝土防滲墻都減小了庫水位對滲壓計水頭的變化影響幅度，使得兩者的正比關系減小；主壩左岸和副壩右岸發生繞壩滲流的可能性較小，主壩右岸和副壩左岸發生繞壩滲流的可能性較大，但都受到山體地下水位的影響。

綜上所述，經過除險加固蓄水驗收后1年來的連續觀測，林溪水庫防滲效果雖未達到理想，但也進一步說明了林溪水庫進行大壩除險加固后，混凝土防滲墻的防滲效果得到了大大提升，大壩的整體防滲性能良好。林溪水庫大壩運行狀況總體正常，大壩目前處于安全運行狀態。

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TV698

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1672-5387（2016）05-0062-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.05.022

2016-04-09

周忠育（1969-），男，工程師，研究方向：水電站運行與管理。