5 巴家嘴水库渗流安全评价

5.1 大坝渗流安全评价

5.1.1 渗流评价存在的问题

巴家嘴水库大坝渗流安全评价,主要是根据水库运用中实测的数据和实际发生的现象,分析大坝的渗流状态,进而计算分析高水位下坝体的渗流特征。巴家嘴水库的情况较为特殊,1973年以来,水库实际上处于“空库”运行状态,除汛期短时间上滩外,库水位距坝体的距离约30m,坝体未直接挡水,实测浸润线也难以反映坝体实际的渗流状态。水库投入运用以来,渗流量观测资料很少,1973年以来,坝体渗流资料未系统整编。

坝体实测浸润线和渗流量均是大坝渗流安全分析的主要依据,上述资料的缺乏,给大坝渗流安全评价带来了一定的难度。

5.1.2 主要防渗与排水措施

坝基防渗采用水平铺盖防渗。铺盖长174m,铺盖上游端厚度1m,下游侧厚度6m,铺盖材料同坝体。为了延长渗径,沿坝轴线方向设置三道黏土齿墙。

坝体与基岩接触部位,除黏土截水槽处对基岩进行水泥勾缝处理外,其他部位未采取任何处理措施,老坝体与裂隙发育的岩石直接接触,存在接触面冲刷问题。对于左岸山体绕坝渗流,未进行防渗处理。

坝基排水只在河槽部位布置,采用坝下排水暗管,并结合贴坡排水的型式。纵向排水暗管设置一道,布置在坝址上游102m处,长102m;横向排水暗管布置5道,其中4道上游接纵向排水暗管,下游接坝址贴坡排水。排水暗管采用大卵石、卵石及粗砂堆筑成反滤排水体。

两岸坝肩排水分为两部分:老坝体与岸坡接触部位,未设置排水层,只在坝体表面设置了反滤式排水沟;一期加高坝体与基岩接触部位,设置了排水层。

5.1.3 大坝运行渗漏情况及处理

水库在运用中,坝基和两岸坝肩一度出现了严重的渗漏。坝下T11孔涌水量达19L/s,坝下游河床部位,沿坝脚出现呈线状分布“管涌”群,水头将排水暗管中砂粒顶托1~3cm,形成直径2~10cm的砂环,砂粒向四周流动,形成层状堆积。随着水库淤积的抬高,坝基渗水量减少。

左岸下游坡与岸坡连接处有泉水出露。1961年春,右岸下游坝脚出现湿润和翻浆现象,夏季更为严重,右岸由于砂岩以上有砂砾石层,当坝前泥沙淤积超过其顶高程1071.00m以后,渗流量有所减少。

两岸岸坡段,坝下未设置反滤排水设施,表层的排水沟难以有效排泄坝体、坝基的渗水。随着库水位的升高,下游侧发生出渗现象的位置亦随之升高,如1972年冬季坝右岸下游侧台地湿润面增大,有明显的渗透水流;左岸砂岩湿润面升高,渗流量增大。

右岸台地湿润和发生渗水现象,主要和坝基存在透水性较大的砂卵石层,且右岸坝基未设置排水有关,针对上述问题,1976年在右岸下游台地增设了反滤排水体。右岸台地增设排水暗管增设后,地面湿润和渗水现象消失。左岸未采取加固处理措施。

坝基渗流出现上述问题并采取加固处理措施后,到目前为止,坝基未出现渗流逸出现象。

5.1.4 渗流计算分析

大坝渗流计算分析,首先根据坝体、坝基和库内淤积的试验和类比资料,确定各主要材料的渗透系数,通过对上述材料渗透系数的模拟,与大坝渗流观测结果比较,进行反演分析,确定与实测结果相一致的坝体、坝基和淤积的渗透系数。反演分析主要对库水位1085.00m(1965年)和1096.50m(1972年)的水库运用情况进行了计算,计算结果吻合较好。

根据反演分析结果,进行高水位条件下,坝体渗流稳定计算分析。计算中假定老坝体为均质。计算采用黄委会水科院编制的二维有限元渗流计算程序。

高水位运用条件下,大坝渗流稳定计算分析取下列三个断面:

(1)河床段(最大断面),考虑坝下排水暗管工作正常。

(2)左坝肩段,坝下无排水系统,坝体与基岩直接接触。

(3)右岸坝肩段,坝基含有黄土和砂卵石覆盖层,考虑右岸台地新增设的排水暗管。

大坝渗流分析计算参数见表5.1-1,渗流计算结果见表5.1-2。

表5.1-1 渗流分析计算参数表

img

表5.1-2 渗流计算结果表

img