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某水电站工程大坝渗流分析(1)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2010/12/1 9:11:06   

  所属频道:  水力发电    关键词:  水电站 大坝 渗流

  摘要:某水电站为砼面板砂砾—堆石坝,最大坝高157m,下闸蓄水以后坝后渗流量随库水位上升而增大。现对可能导致坝后渗流的主要原因进行分析,对大坝安全作出综合评价。

  引言

  某水电站拦河坝为砼面板砂砾—堆石坝,最大坝高157m,水库总库容25.3亿立方米,电站装机容量460MW。电站在蓄水过程中,随着库水位上升,坝后量水堰测得的渗流量也在同步增大。

  1水库渗漏原因分析

  坝后出现较大的渗流水量基于以下几个主要原因:挡水结构发生破坏;沿构造产生集中渗漏;库水绕过两坝肩的防渗体系产生绕坝渗漏;外水补给。现对坝后渗流原因进行分析,对大坝安全作出综合评价。

  1.1挡水结构破坏

  坝体主要受力结构由砂砾石构成,目前坝体应力和变形观测成果表明,大坝整体的变形和位移均不大,面板应力水平不高,各接缝位移也远小于止水结构的变形适应能力;而趾板是锚固于坚硬、完整的弱风化基岩上,面板、趾板及其接缝止水结构不会受到结构应力破坏。

  沿面板周边布设的11支孔隙水压力计,仅有5支测得了明显的渗透水头,位于河床部位及附近的3支(P-1-05~P-1-07)测得的坝下最高水位为1292.6~1293.1m,较为一致;两岸趾板转角处的P-1-04和P-1-09这2支孔隙水压力计埋设高程分别为1300.040m和1319.250m,最高渗透压力分别为:3.1m和3.677m(相应水位1303.140m和1322.927m)。估计是由于该两处均位于趾板转角处,存在趾板结构缝和面板周边缝的连接,接缝结构复杂,现场搭接粘结和焊接的质量控制难度较大,因而存在渗漏现象。但从P-1-04渗透压力随库水位升高而增大后又减小,这应与周边缝止水结构和上游铺盖料的自愈作用有关。随着库水位的进一步升高P-1-04渗透压力又有所增大,但未超过最高压力值,增大趋势明显小于库水位的变化。P-1-09的渗透压力变化与P-1-04基本相同。鉴于此两处的水头压力并不大,因此可以认为这两处的渗漏量亦应该不会很大,且接缝止水结构的自愈作用正在得到发挥。

  通过以上分析,可以肯定坝体的主挡水结构处于正常的工作状态,不会产生较大的渗漏。

  1.2沿构造集中渗漏

  本工程地质条件较为复杂,构造极为发育,F32断层是坝址区规模最大的一条断层,通过河床趾板,断层破碎带及影响带宽22m,断层带的透水率一般在12~45Lu之间,属较严重透水带。

  在F32断层经过趾板帷幕灌浆中心线下游侧埋设了3支渗压计P-1-06、17、18,P-1-17和P-1-18的渗透压力与库水位呈同步变化,涨幅仅略低于库水位。而P-1-06的渗透压力虽然也与库水位呈同步变化,却始终很低,基本与邻近测点所测得的坝体内水位保持一致。当库水位为1389.9m时,P-1-17和P-1-18内水位分别为1366.3m、1366.8m,而P-1-06内水位仅为1291.94m。经分析,P-1-17、P-1-18两只孔隙水压力计渗透压力较高是因为其布设于距趾板下游排帷幕灌浆孔仅2m的同一钻孔内,该钻孔位于F32断层影响范围内,岩体较为破碎,灌浆过程中单孔吃浆量较大,浆液扩散范围亦较大;同时由于上游围堰外水头的作用,浆液向下游的扩散范围必然大于上游;另外P-1-17、P-1-18两只孔隙水压力计与下游趾板末端布置于断层处理盖板表面的P-1-06孔隙水压力计相距仅1.0m,且盖板与趾板间接缝未设止水,但P-1-06孔隙水压力计与坝基其它部位的孔隙水压力计一样,渗透压力均较低,因此可以断定P-1-17、P-1-18两只孔隙水压力计处于帷幕有效宽度范围内,所以才显示出较高的渗透压力水平。因此,P-1-17和P-1-18内水位偏高并不是F32断层集中渗漏所致,而P-1-06内水位受库水位影响较小则表明帷幕灌浆的防渗效果是明显的。F32断层通过处的趾板末端、断层处理盖板末端和断层上部反滤料末端较低的渗透压力均可表明不存在沿F32断层的集中渗漏通道。

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