桃源水电站厂区渗漏分析

田国民

(中国水电顾问集团桃源开发有限公司，湖南 桃源 415700)

0 引 言

桃源水电站厂房主安装场和回车场基础落在级配碎石土回填区上，其地势低洼，自然形成 “漏斗”状集汇雨和渗漏水的区域，回填区内水体饱和度较高。厂区集排水系统为独立布置，主要用于收集厂房地表雨水、主安装间和回车场回填区域坝体和基础渗漏水。本文通过分析厂区地下水位分布，判断厂区防渗体系正常运用情况，验证主安装间承受侧向水压力抗倾覆能力。

1 工程概况

桃源水电站枢纽位于湖南省桃源县双洲岛洲尾，双洲岛将河床分隔成左右河槽，厂房布置于右河槽双洲部位。厂房主要由双洲洲尾开挖而成，覆盖层为二元结构，下伏砂质泥岩和粉砂岩，基岩面高程23～25 m。厂房主安装场和回车场布置在双洲土石副坝下游侧，回车场地面高程为39.85 m。厂区防洪建筑物防洪标准等同挡水建筑物，按校核洪水位48.98 m设计，顶部高程为50.70 m。

2 厂区防渗设计

厂区防渗线路为：上游范围为双洲土石副坝和厂房防洪墙，左侧和下游范围为厂房防洪堤，右侧区域为厂房下游左导墙。

厂区防渗体系为：厂区防洪建筑物基础设高喷灌浆帷幕，基础深入相对不透水层，土石副坝和防洪堤上部高于校核洪水位高程，形成一道封闭的防渗体系。确保正常运行情况下，保持向主安装场和回车场区域渗漏量处于较低级别；洪水期，保持坝体不发生渗透破坏，渗漏水通过厂区集水井汇流排出。

主安装场和回车场基础落在级配碎石土回填区上，回填区域为高程23.00～39.85 m，主安装场和回车场地势低洼，自然形成 “漏斗”状集汇雨和渗漏水的区域，回填区内水体水饱和度较高。

厂房基础渗漏集排水系统与厂区集排水系统分开布置，厂区集排水系统主要用于收集厂房地表雨水、主安装间和回车场回填区域坝体和基础渗漏水。厂区集水井为双排城门洞型廊道，沿上下游方向布置，底板高程为20.0 m，其中13 m段与尾水导墙一体为大体积混凝土结构，20 m衬砌段深入回填区，衬砌段顶端设有2排18个d56排水盲管，伸入回填区0.5 m。

沿厂房防洪堤和回车场共布置有7个地下水位观测孔，孔底高程为23～28 m。

3 厂区渗漏情况调查

(1)2014年7月17日，桃源水电站坝址发生重现期超50年一遇的洪水，厂房防洪堤内侧坡脚曾发生管涌；汛后立即进行了补充高喷灌浆防渗处理。经过6年的运行，防洪堤未再发生管涌和明显可见渗水现象。

(2)2019年4月，水工巡查发现厂区集水井在无雨日抽排量偏大现象，为分析原因，经查2019年1～3月相关数据如下：

① 该期间厂区集水井抽排记录，平均1号泵每2 h起泵1次。1号启泵水位高程21.75 m，停泵水位高程21.0 m。

② 该期间厂区地下水位监测孔OH2-1～OH2-7的监测值是地下水位最高为34.19 m，最低为31.58 m，平均为32.62 m。

③ 该期间的坝前最高水位39.50 m，厂房尾水位数据是最高尾水位为32.36 m，最低为29.23 m，平均为30.02 m(见图1)。

图1 厂区地下水浸润线分布

4 厂区渗漏分析

4.1 渗漏量计算

厂区渗漏集水井的渗漏量按下式进行初步估算：

Q=S×H/T

式中，Q为渗漏量(m3/s)；S为厂区集水井的面积，297 m2；H为涨水的高程差，0.75 m；T为涨水时间，7 200 s。

所以：Q=S×H/T=297×0.75/7 200=0.031 m3/s=31 L/s

4.2 数据分析

(1)厂区地下水位监测孔OH2-1～OH2-7实测地下水位数据较平稳，最高地下水位分布于上游帷幕后部。OH2-1实测值为34.19 m，最低地下水位分布于厂区集水井附近；OH2-2实测值为31.97 m，其他部位的地下水位实测平均值约为32.44 m，地下水位水位分布特征符合渗流规律。

(2)厂区地下水位平均值为32.62 m，平均厂房尾水位高程为30.02 m；厂区内地下水位高于厂房尾水2.6 m，地下水位场稳定；厂区回填区内地下水高于厂房尾水位，呈自然水力缓坡降。

(3)厂区集水井水泵启停时段间隔以及抽排时间比较固定，渗漏量基本保持在0.031 m3/s，表明渗漏量比较稳定，且量级较小。

(4)厂区渗漏集水井底板低于坝前水位和厂房尾水位，且低于主安装场和回车场地面19.5 m，伸入回填区20 m的衬砌段顶端排水盲管收集渗漏水效果较好，减压增排效果明显。

5 结 论

(1)厂区上游侧土石副坝与双洲相依，库水位渗径相对较长，上游防渗帷幕后部的地下水位明显低于库水位，且地下水位变幅较小，表明上游防渗体系完好。厂区回填区内地下水位略高于厂房尾水位，呈自然水力缓坡降，表明厂区防渗体系是封闭完好的。

(2)厂区防渗体系封闭完好，因此基础渗流是厂区回填区内渗漏的主要渗漏源，可以认为防渗帷幕后的扬压力水头即为厂区回填区内地下水位。厂区防渗帷幕后扬压力较小，回填区内总渗漏量稳定，地下水位渗流场分布均匀且规律。

(3)厂区通过采取防渗和降排措施，降低了主安装间右侧和尾水导墙右侧的侧向水压力，提高了其抗倾覆能力。