隔河岩坝基渗流分析

赵 欣，田 阳，祝洪伟

(湖北清江水电开发有限责任公司，湖北 宜昌 443000)

隔河岩水电站已运行20多年，它在防洪、发电、环保等方面均发挥了巨大的社会经济效益[1]。由于大坝坝基为石龙洞组灰岩，且因其断裂、岩溶发育、属透水性极不均，随着服役年限的延长，其安全稳定性更加引起关注。隔河岩水电站是三心单曲重力拱坝[2]，拱坝是利用平面上拱形结构的特点将水荷载传递给两岸山体的原理维持自身的稳定，它的重要监测项目是变形和渗流，根据隔河岩第三次定检提出的问题：①隔河岩基础4号坝段G11-1实测扬压力与库水位相关性较好；②16号坝段G23-2坝基扬压力2004年6月至2012年4月测值呈明显增大趋势，最高水位约129 m(相应渗压系数0.42)，2012年5月水位骤降50 m，2015年6月之后又呈缓慢升高趋势，该测孔测值变化未稳定。大坝监测数据分析是大坝安全监测的重要环节,是认识大坝规律和判断大坝安全的重要手段[3]。针对这两个重点问题，对基础坝段扬压力数据进行分析，增加重要关注测点及附近排水孔的观测频次，关注其数据变化规律，提出处理建议。

1 基础渗压布置图

大坝基础重要渗压测点平面布置图见图1，坝段典型测点信息表见表1。

图1 隔河岩基础重要渗压测点平面布置图

表1 大坝基础部分测点信息表

2 基础渗压分析

2.1 G11-1及附近渗流孔情况

G11-1位于4号坝段，4号坝段地质剖面图见图2，自始测以来G11-1扬压力水位均较高，虽然该孔位于帷幕后，但扬压力水位与上游库水位之间一直存在明显的相关关系，G11-1水位过程线见图3。从2018年10月开始对其附近的排水孔进行每月一次的加密观测，观测资料见表2，其周边的排水孔水位在2020年后有所升高，总体变化不大。

图2 4号坝段地质剖面图

图3 G11-1水位过程线图

表2 4号坝段G11-1附近排水孔加密观测测值

2.2 G23-2及附近渗压、渗流孔情况

G23-2位于15号坝段和16号坝段横向廊道，大坝周围测点布置示意图见图4，15号坝段坝基地质剖面图见图5，其附近测点渗压水位过程线见图6～图11；可以看到幕前测点G21-1、幕后测点G22-3及G23-1和上游水位均存在较高的相关性。G23-2水位自2012年4月陡降后缓慢上升，近2年来增幅约6.5 m。

图4 大坝基础G23-2及周围测点布置示意图

图5 15号坝段坝基地质剖面图

图6 G21-1水位过程线图

图7 G22-3水位过程线图

图8 G23-1水位过程线图

图9 G23-2水位过程线图

图10 16号坝段横向廊道16-F-1～3渗流量过程线图

图11 15号坝段主廊道15-0-3～8渗流量过程线图

对其附近横向廊道排水孔数据画过程线可以看到16-F-1在2013年流量有小幅上升后又回落，16-F-2、16-F-3测值平稳，对15坝段主廊道排水孔数据画过程线可以看到15-0-7从2011年4月起渗流量陡降1 L/min后至今稳定在0.36 L/min左右的流量。

3 结论和建议

地基条件复杂性直接影响着大坝的稳定性[4]，以上渗压水位较高、和上游水位相关性较强测点所在坝基均有断层或者夹层穿过。G11-1所处坝段有F66断层和301号剪切带穿过，而G23-2所处坝段地质条件更加复杂，有多个剪切带和断层组成的滑动面，在工程施工期曾重点进行过工程处理。

对基础各渗压测点渗压系数进行计算(渗压系数计算方法按照混凝土坝安全监测技术规范里坝体和坝基渗压系数计算公式得出，以坝基渗压系数计算公式为例，当下游水位高于基岩高程时)，G23-2测点渗压系数约0.28，相比大坝河床坝段基础设计渗压系数0.25稍大，G11-1测点渗压系数约0.59，相比岸坡坝段设计渗压系数0.35较大，其他基础帷幕后的渗压测点的渗压系数均在设计范围内。此2测点渗压水位异常均是由于其所处的复杂地质条件所引起，根据多年的监测数据及运行管理经验，对G11-1和G23-2测点处理做出如下结论和建议：

1)G11-1渗压水位和上游水位相关性较强，可能存在局部的渗漏通道，通过对其附近排水孔的加密监测，排水孔均无水流流出，此测点水龙头打开，水流呈点滴状，渗流量不大，说明渗漏通道的影响区域较小，不会对坝基的抗滑稳定性造成影响。

2)继续观察此孔的渗流量以及水质，看是否浑浊，有无颗粒。

3)如发现渗漏通道有继续扩大的趋势，则需灌浆将渗漏通道封堵，并在原来位置钻孔，监测其渗压水位变化情况。

4)在G23-2测点及周边排水孔处增加视频监控，对渗压水位变化和渗流水的水质进行关注，一旦发生异常，可提出预警。

作为水利工程质量的保证,大坝的质量水平至关重要,如果大坝的质量出现问题,必然会影响水利工程质量的总体水平[5]。由于隔河岩坝基主要为石龙洞组灰岩，断裂、岩溶发育，属透水性极不均匀的透水岩层，坝基地质条件复杂，今后会加强坝基帷幕渗漏量的监测并持续关注，也希望监测经验和成果为其他同类型大坝提供一定的参考。