基于低弹模混凝土防渗墙的对河口水库大坝渗流分析

余军军 ，孙玮玮 ，龙智飞

（1.浙江省水利河口研究院，浙江 杭州 310020；2.南京水利科学研究院，江苏 南京 210029；3.水利部大坝安全管理中心，江苏 南京 210029）

1 水库工程概况

1.1 工程概况

对河口水库位于浙江省德清县境内，位于东苕溪支流余英溪中游，主坝座落于武康镇以西8 km处的对河口村，坝址以上控制流域面积为148.7 km2，是东苕溪流域防洪的骨干工程之一。工程于1958年7月动工兴建，1964年7月竣工蓄水。2000年9月，浙江省水利厅组织对河口水库大坝安全鉴定，2003年10月，水库除险加固主体工程正式开工，水库除险加固后总库容为1.469亿m3，工程等别为II等；主坝、副坝建筑物级别为2级，是一座以防洪为主，结合供水、灌溉、发电等综合利用的大（2）型工程。枢纽工程主要由主坝、副坝、溢洪道、泄洪洞、原发电引水隧洞、新建引水隧洞、泄洪渠、电站等建筑物组成。2006年3月，除险加固工程主体工程施工完毕；2006年6月完成水库蓄水安全鉴定；2007年4月18日，浙江省水利厅对对河口水库除险加固工程进行蓄水阶段验收。

水库除险加固蓄水后已运行多年，对主坝渗流观测资料进行安全分析，了解水库蓄水后的运行性态，为今后大坝安全运行提供科学依据。

1.2 主坝除险加固概况

原主坝为砂壳黏土心墙碾压式土坝，原坝顶高程56.20 m，除险加固将心墙填筑至高程61.40 m，坝壳填筑堆石；在原坝体黏土心墙中部设低弹模混凝土防渗墙，墙厚0.80 m，最大深度在40.00 m以上，主坝防渗墙中心线正好为坝轴线；坝基及两岸采用帷幕灌浆防渗。

2 渗流观测

渗流观测项目包括绕坝渗流和坝体（坝基）渗流观测及渗流量观测。主坝渗流观测共布置钻孔28个，布设渗压计38只，渗压计型号为GEOKON公司4500S型，量程分别选用350，70 kPa。

为监测主坝坝体坝基渗流压力和低弹模混凝土防渗墙防渗效果，共布置0 + 058，0 + 166，0 + 226和0 + 268 m四个监测断面，设18个钻孔28只渗压计。测点平面布置见图1。

图1 主坝渗流观测布置平面图 单位：m

为了解两岸绕坝渗流情况，左右岸各布置5个钻孔，每孔各设1只渗压计，共10只渗压计，监测两岸绕渗状态。为监测主坝渗流量，在现有2座量水堰上各增设1套堰上水位计，监测主坝渗流量。

3 主坝典型断面渗流安全分析

2005年8月渗压计投入正常监测。截止目前，已取得8 a左右较完整的系列监测资料。本文选取0 + 058 m断面进行渗流观测资料分析。

3.1 主坝测点布置及埋设

主坝0 + 058 m典型断面渗压计埋设考证见表1。

表1 主坝典型断面渗压计埋设安装考证表

3.2 主坝典型断面渗流观测资料分析

3.2.1 0+058 m断面渗流观测资料分析

0 + 058 m断面埋设了6支渗压计，测点布置见图2。

图2 主坝0+058 m断面渗压监测仪器布置图 单位：m

0 + 058 m断面各测点过程线见图3，相关线见图4。由图3、4可见，防渗墙上游测点水位与库水位相关性好，且与库水位接近；防渗墙下游ZUP2 - B测点水位较墙上游ZUP1 - B测点水位下降了6.00 m水头，表明防渗墙防渗效果较好。

位于防渗墙上游心墙体内的ZUP1 - A测点渗流压力水位过程线与库水位相关性很好，表明仪器工作性态正常，但其测值长期高于库水位约2.00 m以上，该测点可能因埋设高程有误或仪器零点有误所致[1-2]，表1反映该测点埋设高程为44.00 m，埋设高程较高；而主坝其它断面相同高程的上游侧测点均未测到水位变化，因此认为该测点埋设高程有误的可能性较大。位于墙后的ZUP2 - A埋设高程与ZUP1 - A相同，库水位较低时无法测到水位变化。

ZUP3和ZUP4埋设在下游坝壳较高位置，设置不合理，无法测到水位变化，其测值的变化明显受降雨影响[3-4]，非降雨期间的水位为埋设高程。根据心墙坝的特性，下游心墙以外的测点应埋设在坝基及以下。

图3 主坝0+058 m断面各测点与库水位过程线图

图4 主坝0+058 m断面各测点与库水位相关线图

选取2012年8月9日库水位（47.91 m）相对较高时（下同），0 + 058 m断面测点水位及位势见表2。根据实测水位，绘制近似的浸润线分布图（见图5），从浸润线看，防渗墙防渗效果较好。

表2 库水位47.91 m时0+058 m断面各测点水位及位势统计表

图5 主坝0+058 m断面坝体近似浸润线分布图（对应库水位47.91 m） 单位：m

3.2.3 综合评价

库水位47.91 m时，主坝0 + 058 m断面各测点水位与位势统计见表4。根据表4中实测数据及其埋设空间位置，可以看出防渗墙后的测点位势较墙前的测点低10% ～ 30%，心墙下游坝壳基础测点位势基本在5%以下，表明防渗墙防渗效果较好[10]。

表4 库水位47.91 m时主坝0+058 m断面各测点水位及位势汇总表

4 结论与建议

主坝布置的1个渗流监测横断面监测资料结果表明，主坝渗流状态正常，观测断面防渗墙后水位和位势均有显著降低，总体防渗效果较好。

主坝部分测点埋设高程过高，监测仪器长期处于无水压工作状态，属布置不当，不能发挥监测作用，如位于0 + 058 m断面下游坝壳的ZUP3和ZUP4均属无效测点。

建议在水库运行管理中加强对老河槽段的安全监测和巡视检查，有条件的情况下，补设部分渗流监测设施，进一步完善安全监测系统。

参考文献：

[1] 毛昶熙，段祥宝，李祖贻.渗流数值计算与程序应用[M].南京：河海大学出版社，1999.

[2] 卢廷浩.土力学[M].南京：河海大学出版社，2002.

[3] 毛昶熙.渗流计算分析与控制[M].北京：水利电力出版社，1990.

[4] 张乾飞，顾冲时，郭海庆.土石坝渗流确定分析模型研究[J].武汉水利电力大学学报，2000，33(4)：5 - 9，24.

[5] 钱家欢，殷宗泽.土工原理与计算[M].北京：中国水利水电出版社，2003.

[6]耿计计，王瑞骏，赵一新，等.土石坝绕坝渗流分析方法及防渗措施研究[J].水资源与水工程学报，2009，20(5)：77 - 81.

[7] 中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.水利水电工程地质勘察规范：GB 50487 — 2008[S].北京：中国计划出版社，2008.

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[9] 宋新江，崔德密.水泥土截渗墙渗透与力学特性[M].郑州：黄河水利出版社，2010.

[10] 中华人民共和国水利部.水库大坝安全评价导则：SL 258 —2000[S].北京：中国水利水电出版社，2000.