奴尔水库大坝蓄水期渗流监测分析_谢明勇.pdf

第卷第期水 利 科 学 与 寒 区 工 程 ，年月 ，谢明勇，何玉春奴尔水库大坝蓄水期渗流监测分析水利科学与寒区工程，（）：奴尔水库大坝蓄水期渗流监测分析谢明勇，何玉春（新疆巴州水利水电勘测设计有限责任公司，新疆 库尔勒 ；新疆塔里木河流域管理局，新疆 库尔勒 ）摘要：根据新疆奴尔水库蓄水期大坝渗流监测资料，对大坝坝体、坝基、绕坝渗流及坝后渗流运行状态进行了综合分析。结果表明：蓄水期间，典型断面防渗墙渗流折减系数在 之间，防渗墙截渗效果较好；下闸蓄水至今，坝轴线纵剖面基座下游侧渗压水位呈左右岸高、中间低分布；渗压水位变化过程呈前期上升、后期降低现象；、监测断面从心墙基座下游部位至坝后 处已形成浸润线，且呈递减分布；左、右岸绕坝渗流测压管水位均偏高，对库水位响应较灵敏；量水堰总渗流量达 ，测值偏大，且受库水位影响较显著。关键词：大坝渗流；监测设计；渗流分析；奴尔水库；蓄水期中图分类号：文献标志码：文章编号：（）收稿日期：作者简介：谢明勇（），男，新疆库尔勒人，高级工程师，主要从事水利水电勘测设计工作。：。通信作者：何玉春（），女，新疆石河子人，高级工程师，主要从事流域水资源管理工作。：。工程概况奴尔水利枢纽工程位于新疆和田地区策勒县奴尔河中下游河段，是奴尔河上的控制性工程，水库主要承担灌溉、发电及部分防洪任务，总库容为 亿，正 常 蓄 水 位 ，死 水 位 ，电站总装机容量为 ，设计年发电量 亿。工程由拦河坝、导流兼泄洪冲砂洞、溢洪洞、发电引水系统及电站厂房组成。大坝为沥青混凝土心墙坝，最大坝高，工程地震设防烈度度。大坝渗流监测设计 坝体、坝基渗流监测设计在坝 体 上 选 取 桩 号 、桩 号 和桩号 、桩号 为四个重点断面，埋设渗压计以监测坝基、坝体渗流状态，具体情况如下：在最大坝高 及 断面共埋设支渗压计（）。其中：两个监测断面中每个断面的基础帷幕灌浆后竖直向共布设支深孔渗压计（高程 ）；在每个断面距坝轴线距离为 的基础面位置分别布设支渗压计，两断面共计支；在 、两个监测断面心墙下游 处、距坝轴线 距离 为 和 位置上，分别设有根测压管，每个断面共计有根。在大坝 、断面心墙下游 处各布设根测压管。年月，新增坝 后 、共 计根 测压管。沿纵断面结合渗流观测横断面，在沥青心墙后的过渡层内基础表面每间隔约 设置支渗压计，监测断面分别为：、共计只，观测纵向渗流情况。坝肩绕坝渗流监测在两岸左、右坝肩分别布置根测压管，共计根，以观测坝肩的渗流状况，测点采用钻孔埋设测压管，测压管内投置渗压计观测其水位，共设置支渗压计。年月，新增左岸绕坝渗流测压管 、两根测压管。渗流量监测 年 月，新 增 坝 后 、四个量水堰计，观测坝后渗流量。库水位监测在库区内合适地点设置水尺，监测库水 位，共设置水尺副。蓄水期大坝渗流监测分析 渗流监测频率渗流监测仪器安装完成最初观测次，施工期观测次。水库第一次蓄水期每天测次，若出现异常迹象时加密监测次数。坝基渗流监测为了监测坝基覆盖层混凝土防渗墙的防渗效果，在 、断面坝轴线下游处的基础分别造孔各埋设一支渗压计（测点编号为、）。基础渗压计、埋设时间为 年 月日，基础防渗体系已经形成，工程已实现导截流之后，从两个测点的观测数据及过程线可以看出：（）蓄 水 前，地 下 水 位 在 。（）蓄水初期，两个监测断面的基础渗流测点的渗压水 位均随库 水位的 上升 而 上 升，年 月日之后两测点渗压水位则呈小幅衰减的变化状态，于库水位相关不大。（）至 年月 日，、测点渗压水位分别为 、。在 年月库水位有 抬升过程，受其影响两个测点渗压水位小幅上升。大坝基础、测点渗压水位过程线见图。坝体渗流监测（）心墙基座下游侧的渗流监测。、桩号心墙基座下游侧埋设有渗压计 、，共 计 个测点。在大坝蓄水前，个测点均处于无渗压水头状态。大坝蓄水后，心墙基座下游侧纵剖面埋设的 个渗压计测点陆续出现渗压水头。各测点的图大坝基础、测点渗压水位过程线渗压水头出现时间顺序上呈先两岸后中间，数值大小分布上呈左右岸高、中间桩号低。蓄水 后，整个纵剖面渗流分布曲线形成。心墙下游侧纵剖面各测点在蓄水期间的渗压水位大部分呈前期上升、后期降低的变化过程。在 年月库水位有 的抬升过程，受其影响心墙下游侧纵剖面除 测点外，其他测点的渗压水位均有小幅上升。测点渗压水位变化较显著的 、测点过程线见图，心墙基座下游部位纵断面渗压水位成果见表。图大坝心墙基座下游部位、渗压水位过程线（）下 游 坝 体 渗 流 监 测。、桩号心墙轴线下游处分别埋设有测压管 、，、桩号心墙轴线下游 、处分别埋设有测压管及渗压计 、。年月，新增坝第期谢明勇，等奴尔水库大坝蓄水期渗流监测分析表心墙基座下游部位纵断面渗压水位成果测点桩号距上游墙高程最大值最大增幅 年月 日 年月日 无水 无水无水无水 后测压管 、五根测管。监测成果表明：蓄水前埋设的下游坝体渗流监测设施均未观测到渗压水位。蓄水 个月中，各测点渗压水位出现时间上表现为从无到有，先左后右，先上游后下游的时间变化规律，测值大小分布上呈距心墙越近浸润水位越高、距心墙越远浸润水位越低，断面浸润水位略大于 断面的分布状态。在 年月库水位有 的抬升过程中，下游坝体各测点受其影响均不同程度表现为渗压水位小幅上升。目前，两条浸润线呈小幅降低的变化状态，其中 断面下游坝体浸润线从 降至 ，断面 下 游 坝 体 浸 润 线 从 降 至 。断面、断面下游测压管渗压水位过程线见图、图。绕坝渗流监测绕坝渗流监测在左、右岸帷幕后各布置根测压 管，分 别 是 、测 压 管，用 以 监 测 绕 坝 渗 流 情 况，年 月，新 增 根 绕 坝 渗 流 监 测 、测压管。蓄水 前，埋 设 于 左 岸 山 体 坝 轴 线 下 、处的 、测点分别由蓄水前的管内无水状态先后转变为有渗压水头，其渗压水位呈持续增大状态；三测点渗压水位在库水位上升期的上升速率大于库水位控制期的。图 断面坝体下游测压管 、渗压水位过程线图 断面坝体下游 处测压管 渗压水位过程线水 利 科 学 与 寒 区 工 程第卷初蓄期三个测点最大渗压水位分别为 、，如表所示。年 月日之后三个测点的管内水位均呈微 幅 下 降 的 状 态。截 至 年 月 日，、的管内水位已分别为 、。埋设于右岸山体坝轴线下、处的 、测点与左岸类似也分别由蓄水前管内无水状态转变为有渗压水头，渗压水位呈持续增大状态，至 年 月三个测点渗压水位呈微幅下降状态。初蓄期三个测点最大渗压 水 位 分 别 为 、。截至 年月日，右岸绕坝渗流中 、的渗压水位小于左岸，其 当 前 值 分 别 为 、。大坝左、右岸绕坝渗流渗压水位过程线见图、图。表绕坝渗流测压管渗压水位成果测点编号埋设位置桩号坝轴距高程最大值 年月 日 年月日 图大坝左岸绕坝渗流测压管 、渗压水位过程线 渗流量监测奴尔水库坝后排渗系统及量测设施均布置在 高程之间，因此坝后组量水堰收集渗流量 值为 此高 程范围 内的 渗 流 量。年月 日，项目部完成坝后组量水堰计的安装调试。排渗沟汇入坝后排渗系统前，渗流总量维持在 左右。排渗沟汇入排渗系统后，图大坝右岸绕坝渗流测压管 、渗压水位过程线坝后总得量水堰增至 左右。在 年月期间受发电厂房抽水井抽水影响，左岸 、两个量水堰的渗流量有较大的缩减变化，停止抽水后渗流量基本恢复为抽水前。年月 日月日期间，坝后渗流量有所增大，主要受库水位升高、降雨、发第期谢明勇，等奴尔水库大坝蓄水期渗流监测分析电过流尾水水位增大三方面综合影响，当前量水堰总渗流量达 。坝后量水堰渗流总量过程线见图。图坝后量水堰渗流总量过程线结论（）蓄水前 、断面坝基防渗墙下游侧埋设的、测点的渗压水位分别由 、。蓄水期间库水位上升阶段两测点与其呈正相关，库水位控制在 阶段两测点有小幅下降的变化过程，至 年月日，两测点的渗压水位分别为 、高程。蓄水期间，防渗墙折减系数在 之间，防渗墙截渗效果较好。（）从下闸蓄水至今大坝轴线纵剖面基座下游侧渗压水位呈左右岸高、中间桩号低分布；渗压水位变化过程呈前期上升、后期降低现象。（）和 监测断面从心墙基座下游部位至坝后 处已形成浸润线，且渗压水位均呈递减分布，浸润线 断面较 断面高。（）左 岸 绕 坝 渗 流 中 、管 内 水 位 分 别 为 、。右 岸 绕 坝 渗 流 中 、的渗压水位小于左岸，分别为 、。左、右岸绕坝渗流测压管水位均偏高，对库水位响应较灵敏。（）当前量水堰总渗流量达 ，测值偏大，且受库水位影响较显著。参考文献：李秀文，赵向波，王建严寒区水电站混凝土拱坝渗流初蓄运行期监测成果分析中国水能及电气化，（）：洪珣，刘丽敏，赵鑫分布式光纤温度测量在堤坝的核心渗流监测 的 应 用 水 利 科 学 与 寒 区 工 程，（）：张峰，唐威，姜丽萍王英水库大坝坝体渗流监测资料分析水利建设与管理，（）：，邢正锋，仲香梅鸳鸯池水库坝后渗流监测及整编分析甘肃水利水电技术，（）：张化国，徐道昌某水库大坝右岸绕坝渗流监测性态分析水电与新能源，（）：水 利 科 学 与 寒 区 工 程第卷