蒲石河电站下水库坝基渗流监测资料分析

刘 枫，赵 浩，任建钦

（中水东北勘测设计研究有限责任公司科学研究院，吉林 长春 130061）

蒲石河电站下水库坝基渗流监测资料分析

刘 枫，赵 浩，任建钦

（中水东北勘测设计研究有限责任公司科学研究院，吉林 长春 130061）

文章介绍了蒲石河抽水蓄能电站下水库混凝土重力坝渗流监测设计布置，以施工期和蓄水期渗流监测资料为基础，分析了坝基及左右坝头的渗流特性，对坝体施工质量和蓄水后的安全稳定进行了初步评价，提出了电站运行中需要关注的问题。

蒲石河电站；下水库；混凝土重力坝；渗流监测；资料分析

蒲石河抽水蓄能电站，位于辽宁省宽甸满族自治县境内，距离丹东市约 60 km，该电站是我国东北第一座大型纯抽水蓄能电站。该工程为一等工程，工程规模为大（I）型。下水库位于鸭绿江右岸支流蒲石河下游长甸镇的王家街村，正常蓄水位 66.0 m，死水位 62.0 m，总库容为 2 905×104m3，调节库容 1 284×104m3，死库容为 1 621×104m3，左岸设对外永久交通公路，交通便利。大坝为混凝土重力坝，坝顶高程 70.1 m，坝顶长 336.0 m，最大坝高 34.1 m，整个大坝（包括泄洪排沙闸和引水坝段）共分 19 个坝段，其中挡水坝段 9 个，泄洪排沙闸段坝段 8个，引水坝段 2个。

1 渗流监测设计布置

渗流监测对象包括坝基及坝肩的坝基扬压力监测、渗漏量监测和绕坝渗流监测，这是对坝基及坝肩防渗体的防渗能力最直接的监测。

1.1 坝基扬压力监测

扬压力分纵、横向扬压力，共布设 25 个监测孔。纵向扬压力每个坝段布设一孔，位于坝段中间的排水幕上，共布设 19 孔，其中 3 孔兼作横向扬压力观测孔，测孔布置，见表 1。

1.2 坝体渗漏量监测

在坝基廊道排水沟集水井入口处布设4座直角三角量水堰（后增 2 座），分区监测渗漏量，仪器布置，见表 2。

1.3 绕坝渗流监测

为监测绕坝渗流情况，在坝肩两岸山体上根据可能产生渗流的流线和梯度方向布设渗流监测孔，左右岸分别布置 6 孔：左岸为 DUP01~DUP06，右岸为 DUP07~DUP12，共计 12 孔。

2 渗流监测成果分析

2.1 坝基扬压力

1）坝基扬压水位。左坝肩 1，2 号坝段在蓄水前水位在 50 m 左右，高于河床坝段数米，蓄水后至 2011 年底，随着库水位的抬高，两测孔水位也缓慢上升了 6.54，2.42 m。右坝肩 19 号坝段内水位较高，蓄水前在 54 m 左右，且变化不大，蓄水后该测孔水位变化较小，基本未受蓄水影响。

大部分河床坝段测孔水位在蓄水后升幅不大。蓄水后孔内水位上升较明显的为7号坝段和12 号坝段。截至 2011 年底，UP07-1 变幅达 12.25 m，UP12 变幅达 10.10 m。

2012 年以来测压管水位趋于较明显增大的坝段为 1，2，4，7，8，12，16，19 号坝段，蓄水后水位变幅为 1.56~16.58 m，其中 UP07-1 水位呈周期变化，变幅最大达 16.58 m，详见图 1。

表1 坝基扬压力监测孔布置情况表

表2 渗漏量监测仪器布置情况表

2）坝基扬压力折减系数，见图 2。蓄水后，3（横向廊道测点），5，6，8~11 号等 7 个坝段的扬压水位始终低于坝下水位，因此这些坝段的扬压系数始终为 0。3（纵向廊道测点），13~19 号等 8 个坝段的扬压系数在设计参考值 0.25 以内。有 4 个坝段的扬压系数最大值超过设计参考值，分别为1，2，7，12 号坝段。

图1 7号坝段横向扬压力及扬压水位及扬压系数过程线

图2 坝基纵向扬压系数分布曲线

坝段是左坝肩坝段，2号坝段的扬压系数始终较高，其最大值为 0.57 （2013-2-23），平均值为0.48；1 号坝段扬压系数最大值为 0.49 （2013-3-18），平均值为 0.33。1 和 2 号坝段扬压系数超过设计参考值，2012 年 10 月后扬压系数有增大趋势。

河床 7 号坝段 UP07-1 扬压系数呈周期变化，每年的 3 月份左右最大，9 月份左右最小。扬压系 数 最大 值为 0.52（2013-3-18），平 均 值 为 0.27，两者均超过设计参考值，扬压系数有增大趋势，建议引起关注，加强监测分析。河床 12 号坝段 UP12扬压系数最大值为 0.36（2013-3-18），超过设计参考值，平均值为 0.24，接近设计参考值，扬压系数有增大趋势，建议引起关注，加强监测分析。

右坝肩 19 号坝段 UP19 扬压系数在设计参考值之内，平均值为 0.16，但扬压系数有逐年增大趋势，最大值为 0.25（2013-3-26），达到设计参考值，建议引起关注，加强监测分析。

2.2 坝体渗漏量

施工期，坝体总渗漏量很小，在 1.0 L/s以内。2010 年 7 月受施工用水的影响（导流底孔封堵段混凝土循环降温排水），以及 2010 年 10 月份受施工用水的影响，渗漏量出现先增大后减小的过程，总渗漏量最大值分别达到 12.01 L/s和 12.92 L/s，已超过设计 参考值 （2.5 L/s）。此后 至 2010 年 12月蓄水前，坝体总渗漏量在 0.55 L/s以内。

蓄水后，各测点的渗漏量波动增大，2011 年 6月以后渗漏量有所减小，总渗漏量在 0.73 L/s以内，在设计参考值范围内，下游侧排水沟流量大于上游侧，WE02 测值最大，见图 3。

图3 坝体渗漏量测值过程线

2.3 绕坝渗流

左岸 6 个绕坝渗流测孔 （DUP01～DUP06）水位变化主要受左岸山体地下水位影响，受蓄水影响不大，水位多高于库水位，有汛期效应，绕渗现象不明显。

右岸 6 个绕坝渗流测孔 （DUP07～DUP12）水位变化主要受右岸山体地下水位影响，水位多低于库水位，蓄水前后变化不大，有汛期效应，绕渗现象不明显。

3 结论

1）基础廊道测压管测值反映了各坝段坝基地下水的活动状态。蓄水前各测点水位较低，渗流状态基本正常，蓄水后测压管水位趋于较明显增大的坝段为 1，2，4，7，8，12，16，19 号坝段，水位变幅为 1.56～16.58 m，其中 UP07-1 水位呈周期变化，变幅最大达 16.58 m。

2）坝基大多数坝段扬压力折减系数满足设计要求。左坝肩 1和2号坝段扬压系数较大且超过设计参考值；河床 7号坝段扬压系数呈周期变化，平均值为 0.27 超限；12 号坝段扬压系数最大值为0.36，超过设计参考值，平均值为 0.24，接近设计参考值。以上测点扬压系数呈增大趋势建，建议引起关注，加强监测分析，发现异常，及时处理，确保大坝安全。

3）施工期坝体总渗漏量很小，在 1.0 L/s 以内；蓄水后各测点的渗漏量波动增大，2011 年 6 月以后渗漏量有所减小，总渗漏量在 0.73 L/s以内，满足设计要求。

4）绕坝渗流测孔水位变化主要受山体地下水位影响，蓄水前后变化不大，有汛期效应，绕渗现象不明显。

［1］DL/T 5178-2003，混凝土坝安全监测技术规范［S］.

［2］DL/T 5209-2005，混凝土坝安全监测资料整编规程［S］.

［3］二滩水电开发有限公司.岩土工程安全监测手册［M］.北京∶中国水利水电出版社，1999.

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1002－0624（2014）10－0054－03

2014-08-01