密云水库九松山副坝渗流分析

王晓荐 徐绍全

北京市密云水库管理处 北京 101512

1 工程概况

九松山副坝位于九松山山南的五个垭口地区，距潮河主坝约2500米。该坝于1958年11月开始施工，并于1960年1月完工，历时一年有余。

九松山副坝自西向东由1、2、3、4、5个垭口封堵组成，并由此分为1、2、3、4、5号坝，各垭口均成v字型沟谷，两岸山坡一般较陡，最陡可达40度左右。九松山副坝为碾压式斜墙土坝，坝顶全长1095米，最大坝高35.5米。九松山副坝坝区内主要有云母角闪片麻岩、细粒角闪花岗片麻岩、粗粒角闪花岗片麻岩和石榴子石角闪片麻岩。岩石分布一般较规则均为北东方向排列的，表面风化严重，坝基岩石全部被风化岩覆盖，风化岩厚度一般6米左右，1号垭口最厚达17米，结构疏松、强度低、透水性大。风化岩的截渗采用壤土齿槽，使斜墙和较新鲜的基岩连成一防渗系统，齿槽最大深度为8米，一般为5米。副坝共设测压管29个，其中基岩管20个，坝体管8个，雨水管1个；其中7号管常年无水，202号管常年水位不变，232号管被废，5个垭口每个垭口均设一个量水堰。

进入二十世纪九十年代以来，密云水库基本处于较高水位运行，1994年最高水位达153.97米，九松山副坝最大水头近30米（1号坝），为建库以来最高库水位。为研究其高水位运行下的稳定性及对今后的工作提供指导性数据，故对其渗流进行分析，以检验大坝运行多年来的安全性。渗流分析采用94年的数据，主要对最大坝高的1、2号坝进行重点分析[1]。

2 坝基及绕坝渗流测压管资料分析

坝基测压管水位可以反映渗透压力的大小，坝基测压管观测资料分析一是判断坝基内部以及渗流出口处的安全程度，二是分析渗流运动的变化趋势[2]。

2.1 位势分析

坝基内某固定点的测压管水头用总水头的百分数表示，称为该点的位势。

表1 密云水库九松山副坝部分测压管渗流数据统计表

若运行过程中位势随时间而增大，则意味着渗流场发生了不安全的变化，有可能是铺盖断裂，内部冲蚀等[3]；相反，若位势值随时间逐渐减小，则说明渗流条件改善；如位势值不随时间变化，则渗流是稳定的。选取九松山副坝的0+599.5和0+820两个断面进行位势分析如表1所示。

2.2 渗透坡降分析

选取库水位最高的1994年9月21日（153.97米）核算坝基渗透坡降J。

如表2所示，可以看出在库水位较高的情况下，渗透坡降很小，且均小于1，所以坝基渗流是安全的。

表2 密云水库九松山副坝测压管坡降分析表

3 防渗效果分析

防渗效果是大坝运行期间的一个重要标志[5]，一般以消减水头百分率表示：

H消=（库水位-斜墙后测压管水位）/（库水位-下游水位）

表3为几年高水位运行情况下的防渗效果分析，两座坝的防渗效果在66%～75%之间，防渗效果并无恶化趋势，说明其防渗基本稳定。

表3 密云水库九松山副坝防渗效果分析表

4 结论

九松山副坝位势正常渗流情况稳定，并且向好的趋势发展。只有181管98～99年的位势有些抬头，分析原因为98年上游坝坡加固所造成的。0+599.5断面和0+820断面的渗透坡降均很小，不会产生渗透破坏。各量水堰的化引流量逐年减小，说明渗流稳定。0+820、0+599.5断面的坝体浸润线低于设计值，说明渗流是安全的。 1、2号坝防渗效果良好，在66%～75%之间，无恶化趋势[2-3]。

综上所述：九松山副坝运行安全，无渗透破坏的可能。只是181号管应加强观测，密切注视其渗流场的变化。