1 工程概況
某大壩為瀝青混凝土心墻壩，其右岸壩肩為第四紀堆積層，堆積層最大深度達到 420 m,從下往上共分為五層，第一層（ Q22Ⅰ） 為弱膠結卵礫石層，具有一定的透水性，滲透系數一般（ 1. 0 ~5. 0） ×10- 3cm / s,最小厚度僅 15 ~ 35 m,最大厚度超過 100 m; 第二層（ Q13Ⅱ） 是快碎石土層，透水性較小，滲透系數小于 2. 2 ×10- 5cm / s,巖組厚度一般 31 ~ 46 m; 第三層（ Q2 - 13Ⅲ） 為弱膠結卵礫石層與粉質壤土互層，屬弱透水層，卵礫石層滲透系數一般（ 1. 27 ~ 5. 19） × 10- 3cm / s,粉質壤土滲透系數小于 2. 2 ×10- 5cm / s,總厚度 45 ~ 154 m; 第四層（ Q2 - 23Ⅳ） 為弱膠結卵礫石層，透水性明顯大于其它四層，滲透系數一般（ 1. 0 ~5. 0） ×10- 3cm / s,局部達到 9. 86 × 10- 3cm / s; 第五層（ Q2 - 33Ⅴ） 為表層，為粉質壤土夾含炭化植物碎屑層，滲透系數小于 2. 2 ×10- 5cm / s,厚約 90 ~ 107 m.堆積層以下是晉寧期石英閃長巖。為保證右岸穩定和減小庫水滲漏，在右岸設置了復雜的防滲排水措施。在 0 +343. 500 m~ 0 + 610. 000 m 段，采用“防滲墻 + 帷幕灌漿”處理，因防滲墻最大深度在 140 m 左右，故防滲墻分為上、下兩段，中間設置施工廊道，帷幕深入第二層 5 m; 在 0 + 610. 000 m ~ 0 +710. 000 m 段，采用“懸掛式防滲墻”處理，墻體深入第三層；其中防滲墻厚度均為1 m.巖層情況和防滲措施具體布置見圖 1.工程前期有限元分析得知右岸僅設置防滲系統，其下游山坡的地下水位依舊很高，其邊坡穩定受到一定的影響，故在右岸防滲系統下游設置一條排水廊道，為方便施工，又設置兩條施工廊道，在排水廊道和施工廊道均布置孔距為 3 m的排水孔，在排水廊道孔深為 30 m,在交通廊道孔深為 10. 0~ 20. 0 m.各廊道布置見圖 2[1].
2 大壩右岸滲流性狀分析
為了解右岸地下水位，掌握滲漏情況，右岸共布置水位孔、量水堰、滲壓計等監測儀器。根據各儀器監測結果繪制分布見圖 2,2013 年 4 月30 日和11 月26 日對應的庫水位分別為 2 601. 4、2 647. 34 m.由圖可知： 量水堰滲漏量整體較大。水位孔的測值基本上表現為上游大于下游，右岸大于壩體方向的規律，排水孔滲漏量也是越靠近右岸，單孔滲漏量越大，從現場情況看，排水廊道的右端最潮濕，且少量排水孔的滲水還夾帶有泥沙，局部滲透坡降較大，滲水未完全穩定。
排水廊道下游側的水位孔測值大于排水廊道上游側的水位孔，排水廊道對降低右岸地下水位效果顯著。滲水點 S06 是右岸下游邊坡的主要出水點，其鄰近水位孔 GC03,該孔水頭較高，對邊坡穩定不利。從位于右岸 7 號溝和 8 號溝內的GC07 ~ GC09 看，其測值整體大于相同壩軸距的水位孔。依據以上推斷，庫水通過防滲墻右側的 7、8 號溝進入下游的可能性極大。防滲墻下游滲壓計的測值情況也整體呈現右岸大于左岸，進一步證明有一定量的庫水從防滲墻右側滲透進入下游。從現場檢查情況看，右岸邊坡破壞較為嚴重，部分區域混凝土預制塊下回填的砂卵石、反濾層及原本的堆積體已被滲水嚴重掏空，且局部漿砌石擋墻被護坡嚴重擠壓變形。
3 新增防滲排水措施分析
從第 2 節分析已知，庫水主要通過防滲墻右側進入下游； 且右岸地下水位整體較高，排水孔滲水含沙，滲流未穩定； 右岸邊坡局部混凝土預制塊下回填的砂卵石、反濾層及原本的堆積體都已被嚴重掏空。針對以上問題，提出兩點建議： 一是延長右岸防滲墻，減小滲漏量； 二是在右岸新增排水廊道，減小岸坡地下水位，防止邊坡發生滲透破壞。本節就延長防滲墻兩種方式以及新增排水廊道的建議進行有限元分析，評價新增防滲排水措施的效果[2 -4].
3. 1 計算模型與參數
網格區域包括壩軸線以上 740 m 到壩軸線以下 650 m,總長 1 390 m; 壩軸向從壩 0 +411 到壩 0 +880,總長 469 m;在高程方向，網格從山頂高程 2 720 m 到基巖 2 200 m 高程，包含已勘測查明的所有覆蓋層。防滲結構包括壩體的瀝青混凝土心墻，上下分段式防滲墻、帷幕灌漿接頭，深入基礎相對隔水第二巖組內 5. 0 m 以上的帷幕。帷幕灌漿接頭網格形態按設計圖紙形態建立，底部帷幕厚度為 3 m.有限元網格見圖 3.依據該工程前期試驗和參照其他工程資料[5],計算參數如表 1 所示。
3. 2 計算方案
為評價不同延長防滲墻的方式以及新增排水廊道對滲流的影響，初擬的計算方案見表 2.計算中取上游水位為2 650 m,下游水位為 2 540 m.3. 3 計算結果分析圖 5a-f 分別是方案 1-6 高程 2 570 m 水頭等值線圖，由圖可知如下結論。
a） 現有深入基礎相對隔水第二巖組內 5. 0 m 以上的防滲系統的防滲效果很好，庫水主要從防滲系統的右側進入下游。在現有防滲系統而不設置施工排水廊道的情況下，地下水位等勢線在下游均勻分布，下游地下水位很高，對岸坡極其不利。增加排水廊道排水孔的作用，排水廊道上方水頭值較相鄰部位明顯較低，現有的施工排水廊道能夠有效降低緊挨壩體下游邊坡的地下水位，有效地提高了邊坡穩定性。
b） 方案 3 與方案 2 在高程 2 570 m 的水頭等勢線差別極小，說明在現有防滲墻右側延長 100 m,深為 78. 5 m 的防滲墻對水頭等勢線影響很小。方案 4 的水頭等勢線與方案 2對比發現，方案 4 新增防滲系統附近的水頭等勢線有一定的降低，在 0 +610 ~0 +710 底部新增防滲墻與帷幕灌漿，帷幕灌漿深入基礎相對隔水第二巖組內 5. 0 m 以上，能夠局部減小新增防滲系統附近的水頭等勢線，但對下游壩坡的水頭等勢線影響較小。純粹延長防滲系統而不進入相對隔水層對右岸滲流場影響甚微。
c） 在現階段排水廊道下游處，漏水區域底部新增排水廊道能夠有效減小該部位的水頭，對壩坡滲透穩定有利。
d） 方案 6 的水頭等勢線分布圖既包含因 0 + 610 ~ 0 +710 底部新增防滲墻與帷幕灌漿從而使防滲系統附近的水頭等勢線減小的特點，也包含下游新增排水廊道，下游壩坡水頭減小的特點，表明對滲透水流采取截堵與導滲相結合方法是較為有效的措施。表 3 是方案 2-6 排水孔滲漏量統計表，由表可知： 延長100 m 長，78. 5 m 深防滲墻對排水孔總滲漏量影響甚微，但采用在 0 +610 ~ 0 + 710 底部新增防滲墻與帷幕灌漿，帷幕灌漿深入基礎相對隔水第二巖組內 5. 0 m 以上的措施，排水孔滲漏量有明顯的減小。新增排水廊道排水孔后，因排水孔數量的增多，將明顯增大總滲漏量。
4 結語
通過結合工程現場實際情況和監測數據分析，以及運用有限元對新增防滲排水措施模擬分析，得出以下結論。
a） 庫水主要通過防滲墻右側的 7 號、8 號溝進入下游。GC11 測孔附近防滲墻明顯存在滲漏現象。
b） 右岸邊坡地下水位較高，部分區域混凝土預制塊下回填的砂卵石、反濾層及原本的堆積體已被嚴重掏空，部分排水孔含沙，對右岸邊坡穩定不利。
c） 從壩頂延長 100 m 高度為 78. 5 m 的防滲墻對右岸水頭等勢線分布和滲漏量影響不大； 但采用在 0 +610 ~0 +710底部新增防滲墻與帷幕灌漿，帷幕灌漿深入基礎相對隔水第二巖組內 5. 0 m 以上的措施，能有效減小滲漏量并能局部減小防滲系統右端沿線的水頭，但對下游壩坡水頭影響較??；在原排水廊道下游新增排水廊道排水孔能有效減小排水廊道附近的水頭等勢線，對右岸邊坡滲透穩定有利，故推薦采取截堵與導滲相結合的滲控措施來處理右岸滲透問題，效果較好。
參考文獻：
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