浅析双河口水电站面板堆石坝坝基渗压成果及评价

浅析双河口水电站面板堆石坝坝基渗压成果及评价周中杨（国家电投集团贵州金元股份有限公司，贵州贵阳550081)
|低碳技术LOW CARBON WORLD 2017/11
【摘要】通过环境量、实测渗透压力、渗透水位与库水位时序过程线,对双河□电站坝基、趾板渗透压力进行分析,监测成果表明，帷幕后坝基 渗压与上游库水位之间不存在明显的关联性，帷幕后趾板渗压与库水位相关性较好，随库水位升降呈缓升降趋势，因而得出坝基防渗帷幕效果 较好,趾板区防渗效果较差。

初步推测堆石坝体自重荷载排气夯实期间和蓄水后浸润线饱和区逐步扩大，堆石体湿化，趾板区周边缝逐步张开，属接缝处渗透所致，与防渗帷幕相关性甚微。

【关键词】面板堆石坝;坝基、趾板渗透压力；防渗帷幕;监测成果
【中图分类号】TV87 【文献标识码】A【文章编号】2095-2066( 2017 )31-0106-02
1工程概况4渗流压力分析
双河口水电站大坝为钢筋混凝土面板堆石坝，坝顶高程 583.80m，坝顶宽10.60m，坝顶长372.09m，最大坝高97.80m，装机12万kW，保证出力2.871万kW。

本枢纽工程等别属二 等大(2)型。

电站坝址以上控制流域面积4770km3，相应库容1.828 亿m3,正常蓄水位580.00m，属不完全年调节水库。

流域气候 属亚热带季风气候区，冬暖夏热，雨量丰沛，流域内多年平均 降水量1238.9mm，降雨集中5耀10月份，占年降水总量的80%左右，多年平均气温19.6益，年平均相对湿度75%，年平均水面蒸发量1251.2mm。

工程于2004年5月25日导流洞开工，2004年12月31
日大江截流，2008年2月27日工程一期蓄水，库水位控制在
536.00m以下，同年4月17日开始二期蓄水，运行最高水位579.47m，2008年7月20日首台机组发电，同年8月1日3台机组投产发电。

2渗流监测布置概况
坝基及趾板共布置渗压计11支（失效4支），其中趾板 0+000.00m帷幕前布置1支渗压计，以监测帷幕前水头（已失 效），在趾板起坡部位横左0+090.80m、横左0+041.923m、横右 0+043.883m、横右0+080.00m处各布置1支渗压计（其中2支 失效），以监测帷幕后趾板处渗透压力分布情况，为监测坝基深部沿高程向渗压分布情况，在纵上0+126.551m布置1孔3 支渗压计，在坝轴线纵上0+071.551m、纵0+000.000m、纵下 0+067.50m(失效）处各布置1支渗压计，以监测坝基上下游向 渗透压力变化情况。

4.1坝基渗流压力
图2时序过程线表明：前期因受雨水天气及施工影响，坝 基渗透压力缓增至历时最高水位(渗透水位高程500.74m)，枯
水期呈缓降趋势，2008年2月27日工程一期蓄水逐至536m 后，坝基渗压呈缓增过程，主要体现于深孔渗压计P3、P4,最 高渗压水位高程500.74m，均未超主堆石排水料区高程507.00m。

自2008年12月份后坝基渗压逐步平稳，随库水位 升降略有波动，且呈滞后现象，表明坝基防渗、主堆石排水效果较好。

选取2015年6月21日监测成果进行各渗压测点水头与 水位相关系数计算，上游库水位570.94m，下游库水位494.50m，坝基最大扬压力渗压系数0.14，历次最大渗压系数为0.17,均未超设计值0.5,渗压系数较小，与上游库水位相关性甚微，说明帷幕防渗效果较佳。

图2坝基渗压计渗透水位高程-库水位时序过程线
4.2趾板渗流压力
图3时序过程线表明：趾板区渗透水位与库水位相关性
3环境量监测资料
双河口水电站环境量主要为上游库水位，下游库水位、坝 区气温、降雨量等。

2008~2017年9月期间，最大日降雨量 119mm，最大年降水量1548.5mm(2010年），大于多年平均降
水量1238.9mm，库水位上升时期均在每年汛期，历时最高库水位为2009年7月1日达到580.00m。

上游库水位-降雨量时序过程线见图1。

时序过程线中上游库水位及降雨量仅为监测时段的库水位和降雨量。

图1上游库水位-降雨量时序过程线较好，前期因受汛期及施工影响，趾板渗透压力呈缓增趋势 (最大渗透水位高程514.95m)，枯水期呈缓降趋势。

2008年2
月27日一期蓄水后至2008年12月6日，坝基渗压随库水位 上升呈持续增大趋势，期间上游库水位涨幅约67.50m，渗透水 位涨幅58.86m，与库水位上升幅度基本一致，主要体现于渗压 计 P8(纵上 0+110.486m、横右 0+043.833m)。

自 2008 年 12 月27日后趾板渗压逐步平稳，随上游库水位变化而变化，表明 趾板处防渗效果较差。

选取2015年6月21日实测成果对趾板测点渗压水头与 水位相关系数进行计算，在上游库水位570.94m，下游库水位 494.50m时，趾板渗压系数分别为0.73、0.39,历次最大渗压系 数分别为0.98、0.93，超设计值0.5,根据渗压系数可知，后期 渗压系数较前期呈减小趋势，说明随时间差（近10年运行）上 游可能存积淤泥，对趾板处防渗起到相应效果。

初步推测堆石坝体自重荷载排气夯实期间，趾板区周边 缝逐步张开，蓄水后随库水位上升，逐步形成稳定渗流，浸润
106
LOW CARBON WORLD 2017/11低碳技术
引张线系统在柘溪大坝的卖施及运用
弓长志超(湖南省电力公司拓溪水力发电厂，湖南安化413500)
【摘要】介绍了柘溪大坝引张线系统的全部实施过程、运用情况、现场维护及故障排查的工作经验，通过资料分析和系统综合评价，肯定了引 张线在混凝土大坝变形监测工作中的可靠性和优越性。

【关键词】柘溪大坝；引张线;正倒垂线;实施;运用
【中图分类号】TV698.1 【文献标识码】A【文章编号】2095-2066(2017)31-0107-02
1工程概况
柘溪水电站位于湖南省安化县境内的资水中游，是一座 以发电为主，兼有防洪、航运等综合效益的大型水电工程，总 装机容量947.5MW。

坝址控制流域面积22640km2,水库总库
容35.7亿m3,为不完全年调节水库。

大坝为混凝土单支墩大 头与宽缝重力坝，坝顶全长330m，最大坝高104m，坝顶高程 174.00m，顶宽15m，大坝由溢流段与左右岸非溢流段组成。

溢 流段由8个段宽16m的单支墩大头坝和2个段宽为9m的宽 缝重力坝组成，全长146m。

2引张线系统设计及施工
2.1目前状况
坝顶水平位移监测原来采用视准线法，测点布设在坝顶 下游侧距离坝轴线约15.4m的牛腿上。

根据《混凝土大坝安全 监测技术规范》（DL/T5178-2016)规定：重力坝水平位移观测 的视准线长度不宜超过300m，大坝的视准线长达473m，显然 不满足规范要求，大坝安全定期检查时专家组要求电厂采用 改变视准线观测大坝位移的方法。

同时视准线观测采用的T3 光学经纬仪已于20世纪80年代停产，如果仪器存在故障便 无法修理又不能采购新仪器，可能会导致大坝水平位移数据 中断。

2.2设计布置
坝顶引张线布置在坝顶下游侧人行道下方，长266.46m，以三角坝段和左重四坝段为固定端铺设引张线，每个坝段一 个测点，共计17个测点（测点编号为EX-01耀EX-17)。

由于三 角坝段处应力复杂多变，又不能在此处建立一条倒垂线，本次 改造在三角坝段处采用正倒垂线相结合的方式进行观测，并 在三角坝段拐弯处的四号进水口坝段下游侧浇筑牛腿结构，将正垂线挂点移至牛腿处，同时在145.5m三角坝段处建立一 个正倒垂线相结合的观测装置。

本次引张线改造在坝顶人行 道下方增设了排水系统，确保引张线测点箱和保护管内不进水以免自动化引张线仪受到损坏。

2.3施工实施
2.3.1引张线
引张线采用双管形式，分别为线体保护管和电缆保护管，管材为不锈钢管，护管采用混凝土砖固定，其与测点箱结合处 采用满焊并用玻璃肢封诸。

引张线体采用准1.2m m的不锈钢 丝，线体保护管直径达110mm，保证线体摆动时未有异物阻 隔，且线体有一定的活动范围。

坝顶引张线固定端设置在右岸 三角坝段，夹线装置V型槽和压板由铜质材料做成，做到定位 准确而不损坏钢丝。

引张线测点位置采用测量仪器精确定位，测点有浮箱、浮船、不锈钢标尺及自动化传感器组成，外设保 护箱。

2.3.2倒垂和正垂
倒垂线钻孔深度按“规范”要求钻至该孔所在坝段的1/2~ 1/3坝高，结合柘溪大坝地质条件，设计按规范要求的孔深钻设，并保证终孔前有2m以上的完整新鮮基岩。

实际施工情况：坝顶左重四坝段倒垂孔IP01孔深50.23m，有效孔径146mm;三角坝段倒垂孔IP02孔深30.23m，有效孔径146mm。

由于引张线固定端在左重四坝段，而倒垂又在三角坝段，为了准确的采集引张线固定端的位移变化，设计时在左重四 坝段现浇一个牛腿，再向右岸方向支出一个支臂作为正垂线 的挂点。

实际施工情况正垂线长度为29.26m，线体保护管采 用110m m的不锈钢管，电缆保护管采用20m m的不锈钢管。

2.3.3自动化系统
整个系统采用了北京基康公司的大坝监测系统，由17台
C C C C C C C C g C C C C C C C C C C C C C C C C C g C C C C C C C C C C C C C C C g C C C g C C C g C C C g C C C g C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C
线随库水位上升饱和区逐步扩大，堆石体湿化，周边缝缓增，查看三向测缝计历史监测成果，大部分测缝计已超量程，最大 开合度达136.29mm，属接缝处渗透所致，与防渗帷幕相关性甚微，因目前各测点处三向测缝计已失效，无法进一步判断其 周边缝的运行状态。

图3趾板区渗压计渗透水位高程-库水位时序过程线
5结论及评价
前期坝基及趾板渗压主要受汛期降雨和施工影响，工程一期蓄水后，位于坝基渗压涨幅平缓，均未超主堆石排水料区 高程507.00m，渗压系数较小，与上游库水位相关性甚微，且 呈滞后现象，表明坝基防渗帷幕及主堆石排水效果较好。

趾板区渗压与库水位相关性较好，渗压涨幅与库水位上 升幅度基本一致，根据渗压系数可知，后期渗压系数较前期呈 减小趋势，说明随时间差（近10年运行）上游存积淤泥，对趾 板处防渗起到相应效果。

初步推测趾板区属接缝处渗透所致，与防渗帷幕相关性甚微。

参考文献
[1]《混凝土坝安全监测资料整编规程》(DL/T5209-2005).
[2]《土石坝安全监测资料整编规程》(DL/T5256-2010).
收稿日期:2017-10-9
作者简介:周中杨（1984-)，男，重庆江津人，工程师，主要从事 水电站大坝运行安全管理及防汛工作。

107。