浅谈土石坝建设中及初期蓄水后的渗漏分析

2019-05-07

中国水能及电气化 2019年4期

(云南润滇工程技术咨询有限公司，云南昆明 650034)

1 一般土石坝在建设过程中渗漏的类型

土石坝在建设过程中常见的渗水情况主要有以下几种：第一是心墙基坑渗水，常见的基坑渗水分为两种，主要表现为地下层间承压水的上涌和具有自由表面的潜水，渗水量根据地层岩性的不同，表现也各不相同；第二是岸坡岩石开挖后，山体漏出的泉眼，泉眼一般均为地下潜水的自由渗出，渗水量受降雨的影响较大；第三是两岸山体的绕坝渗漏，即在两岸山体中有渗水通道存在，一般在工程建成后表现较为明显，此类渗水须在工程勘察前期高度重视，可通过物探结合钻探的方法进行详细勘察，确保工程项目的可行。以下主要对工程建设期间常见的基坑渗水和岸坡泉眼两种情况的观测分析，结合实际工程进行阐述。

2 他克水库渗漏分析

他克水库位于云南省楚雄州永仁县，为小(1)型水库工程，总库容105.29万m3，坝高51.3m，坝长181.5m。他克水库在拦河坝工程建设过程中，在右岸岸坡发现多处泉眼地下潜水渗出，且在对河床进行清基处理后，发现基坑存在渗水现象，工程建设中采取埋设排水盲沟的方法将岸坡泉眼和基坑渗水引排至下游坝脚棱体处。水库在建成蓄水后，下游棱体脚量水堰处渗水量较大，通过对他克水库漏水量进行复核，对漏水中原上游右岸泉眼水、基坑渗水及坝身漏水三者进行量化分析，判断坝身漏水量是否在允许范围内。

2.1 基本资料观测和收集

自发现右岸泉眼渗水和基坑渗水后，工程建设管理单位即对渗水进行了观测记录，基坑断流后，在大坝下游距离坝脚棱体外10m位置处设置了量水堰，2011年年底对工程未填筑坝体前且河道断流后的右岸泉眼渗水和基坑渗水进行了观测和记录；2012年分别对年初水库填筑期及4月开始水库逐步蓄水后的渗水量进行了观测；水库于2013年1月13日封顶，2013年全面对水库蓄水后的渗水进行了观测。观测记录见表1～表3。

表1 2011年度他克水库施工期间渗流量观测记录

表2 2012年度他克水库施工期间渗流量观测记录

续表

表3 2013年1月13日大坝封顶后他克水库渗流量观测记录

同时，还收集了水库水位统计表、水库测压管观测记录表等施工过程中及工程建成后的观测资料。

2.2 观测资料分析

他克水库于2011年11月12日开始填筑大坝坝体。量水堰对渗水量从河道断流开始实测，直至水库下闸蓄水后一年期间管理单位对水库量水堰实测数据进行了记录，并对下闸蓄水后一年期间水库蓄水水位及测压管观测数据进行了记录，通过分析以上收集到的观测资料可以得出以下几点结论：

a.他克水库在河道断流的情况下，依然存在右岸泉眼水和坝基渗水，观测资料表明量水堰水深为8.3cm，渗流量为2.87L/s，而基坑开挖后，地质勘测测得的泉眼归集渗流量为2.00L/s，说明断流后主要以右岸泉眼渗水为主。

b.通过对2012年观测数据进行的分析，2012年1—3月，水库基本未蓄水，但坝体已经填筑了一部分，期间地下水位相对较小，在此期间过堰不深观测数值为7.8～7.5cm，符合地下水随着枯水季节时间增长而减小的规律。同时也再一次说明水库没有蓄水时，大坝截水槽以下仍然存在各类渗水。2012年4月以后，随着雨季的到来及水库逐步开始蓄水，开始时数据出现最大值9.0cm，但之后随着坝体内孔隙的饱和，渗流量逐步趋于稳定，符合一般规律。

c.2013年度他克水库量水堰渗流量观测记录中过堰水深两次出现最大值9.8cm，从水库降雨统计表中可以看出，两次最大值出现当天均有降雨，因此对渗流量有影响。之后随着水库蓄水位的逐步提高，水库蓄水位逐步达到正常蓄水位以下2～3m，过堰水深也稳定在9.0cm，故以9.0cm作为坝顶稳定渗流期下游量水堰的计算数值。

d.他克水库渗流量观测中，水库没有蓄水且地下水相对较小的时间是2012年1—3月，在此期间过堰水深观测值为7.8～7.5cm，以小值7.5cm作为计算值。

2.3 各类渗流量的计算

a.右岸泉眼渗流量计算。河道断流后，过堰水深观测最大值为8.3cm，渗流量为2.87L/s，大于地质勘测的泉眼归集渗流量2.0L/s，说明坝基基坑是存在渗水的。

b.坝体理论计算渗流量复核。他克水库原设计时通过渗流分析计算，在正常蓄水位情况下，坝身单宽流量为0.48m3/(m·d)，则每日渗流量为87.12m3，年最大渗流量3.18万m3。为验证坝身渗流量计算的准确性，采用实测浸润线与原设计正常蓄水位时计算浸润线进行比较，他克水库设计测压管3～5号基本位于大坝中部最大断面处，故选取这三根测压管进行验证。通过验证，在水位比原设计正常蓄水位略低时，实测浸润线在心墙下游侧水深稍高于原设计计算浸润线，但浸润线走势一致，且根据实测记录表3号测压管在上游水位上升的情况下，浸润线随之上升，符合一般规律，故分析得出坝身渗流可能比原理论设计值稍大。

c.坝体实际渗流量的计算。枯季水库没有蓄水时过堰水深计算值为7.5cm，渗流量2.24L/s，下闸蓄水一年期间，过堰最高水深9.8cm，计算渗流量4.33L/s，由于相同时间有降雨，因此采用渗流量趋于稳定后的实测数值9cm进行计算，计算渗流量3.51L/s，减去基坑及泉眼渗流量2.24L/s，则计算得他克水库坝身渗流量1.27L/s，一天最大渗流量为109.73m3/d，全年最大渗流量为4.01万m3，占水库总库容的3.81%。水库坝身渗流量较小，满足要求。同时也验证了坝身渗流量确实较原设计的理论计算值稍大这一结论。