黄龙滩水电站坝基扬压力变化规律分析

卢金波

【摘要】 本文阐述了黄龙滩水电站坝基扬压力监测系统的布置，通过对建坝以来监测数据的整理，对坝基扬压力在横向和纵向的分布及其变化规律展开论述，并从统计分析的角度对监测数据进行定量分析，进一步评价坝基扬压力形态，为大坝安全运行提供理论依据。

【关键词】扬压力监测；横向；纵向；分布规律；变化规律

1、概况

黄龙滩水利枢纽工程位于鄂西北汉江支流堵河下游，十堰市黄龙镇上游4km峡谷出口处，是一个以发电为主，兼有蓄洪、工业及生活供水、改善航运、发展渔业等综合效益的大（2）型水利水电工程。

黄龙滩大坝于1969年4月2日动工兴建，1974年元月10日下闸蓄水，工程于1976年底完建竣工。坝型为混凝土实体重力坝，坝顶高程252m，最大坝高107m，坝顶全长371m，从右至左共有22个坝段。电站装机容量51万kw，多年平均发电量7.59亿kwh，正常蓄水位247m，为季调节水库。

坝基地质条件复杂，坝址基岩为正、副片岩，岩性不均，断裂构造发育。12～15坝段有挤压破碎带J1、J2通过，右岸岩性完整性差、透水性强。坝基经过开挖、固结灌浆、帷幕灌浆后，在8#～13#坝段设置了粘土防渗铺盖，右岸有混凝土防渗墙插入山体。为验证大坝基础处理效果，监测大坝渗流状况，从大坝右岸到左岸，依次在3～20坝段的基础灌浆廊道排水幕附近以及5、8、11、12、13、14、16、19坝段的观测廊道中共布置了68个扬压力测管，坝基扬压力于建坝初期开始监测，测孔布置如图1所示。

2、坝基扬压力测孔水位资料分析

2.1 扬压力分布规律分析

为分析坝基扬压力分布规律，选择2001年1月和9月、2005年1月和9月、2008年1月和9月为分析时段，这些时段上游水位较高，且上、下游水位相对较稳定。

2.1.1扬压力纵向分布规律

选择基础灌浆廊道内各测孔的扬压水位绘出纵向扬压水位分布图，如图2所示。

由图2可以看出：

（1）两岸坝段扬压水位较高，河床坝段扬压水位较低，其中3坝段的CB3-3、19坝段的C19-1以及20坝段CB20-3测孔水位甚至低于建基面高程，右岸坝段扬压水位明显低于左岸，原因是大坝右岸在196米高程和177.5米高程分别设有两道排水洞。

（2）扬压水位年变幅较大的测孔大多位于河床坝段，如13坝段C13-1及15坝段CB15-3测孔，其扬压水位最大年变幅分别达到11.80m和15.1m。

2.1.2扬压力横向分布规律

黄龙滩大坝分别在5、11、12、13、14、16、19等重点坝段设置了横向扬压力观测孔。选择在2008年典型日（上游水位较高，下游水位较低），绘出5坝段、11坝段和受J1、J2挤压破碎带影响的14坝段横向扬压水位分布图（见图3）。

由图3可以看出：

（1）扬压水位是上游侧高、下游侧低，在坝基防渗帷幕处受阻，到坝基排水孔处形成漏斗，扬压水位显著减小，靠近坝址处受下游水位影响，扬压水位出现回升。

（2）5、11、14坝段各测孔实测扬压水位均小于设计值，这说明以上坝段的基础防渗及排水效果良好。

2.2 扬压力变化规律分析

为分析坝基扬压力受上、下游水位及温度的影响，选择11、14典型坝段2011年——2015年的扬压力观测资料进行分析，其扬压力过程线如下图所示。

1、2011年——2015年上游库水位过程线

2、2011年——2015年坝址气温过程线

3、2011年——2015年11坝段C11-2、C11-4、C11-6和14坝段C14-2、C14-4、C14-6各测点扬压水位过程线

2.2.1 扬压水位受上游水位的影响

由上图可以看出，揚压水位与库水位成正相关性，随上游水位变化而变化，当上游水位较高时，坝基扬压力较大；当上游水位较低时，坝基扬压力较小，且越靠近上游的测点，所受的影响越明显。同时，坝基扬压力的变化滞后于库水位的变化，且越靠近坝趾，滞后库水位的时间越长。

2.2.2 扬压水位受温度的影响

坝基扬压力与温度变化有关。温度变化会引起基岩裂隙张开度的变化，当温度升高时，岩体膨胀，缝隙压紧，渗透减弱，扬压水位降低；反之，当温度降低时，岩体收缩，缝隙张开，渗透增强，扬压水位升高。

3、结论

黄龙滩大坝已运行四十多年，坝基扬压力原型观测成果，充分反映了坝基扬压力的分布特性和变化规律，且实测值远小于设计值。分析结果表明，黄龙滩大坝坝基防渗帷幕的设置和采用在基础灌浆廊道布置排水孔群来降低坝基扬压力是成功的。

参考文献：

[1] 三三O工程局设计院.黄龙滩水电站技施设计报告，1976.

[2] 崔何亮，刘贝贝.黄龙滩水电站大坝安全监测系统综合评价和监测资料分析报告，2009.

[3] 董永.黄龙滩水电站大坝安全监测系统评价和监测资料分析报告，2017.

[4] 覃杰，罗燕.岩滩水电站坝基扬压力及其原型观测分析，2008.