黄河源水电站工程大坝渗流安全分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第1期水利水运工程学报No．12012年2月HYDRO—SCIENCEANDENG叮砸RINGFeb．2012黄河源水电站工程大坝渗流安全分析孙玮玮，庄德利，张士辰，郑昊尧(南京水利科学研究院，江苏南京210029)摘要：根据黄河源水电站工程的具体情况，通过对两种不同防渗形式的典型断面进行渗流有限元计算分析，全面评价了黄河源水电站工程的渗流安全状况．计算结果表明：整个大坝防渗系统存在缺陷，库内水平防渗与“L”型垂直防渗连接部位未封闭，右岸坝段基础天然防渗条件差、防渗处理不彻底，导

2、致坝后渗漏量大，且已发生渗透破坏，大坝渗透稳定性不满足规范要求．大坝渗流评价为“C”级，建议采取相应加固处理措施，并完善渗流监测设施．关键词：黄河源水电站；水平防渗；垂直防渗；有限元；渗流安全分析中图分类号：TV698．2文献标志码：A文章编号：1009—640X(2012)01—0062—091工程概况黄河源水电站位于青海省果洛藏族自治州玛多县境内，为一座坝后式电站J．大坝建在鄂陵湖口下游17km处的黄河干流上，距玛多县城40km，距省会西宁市540km．建设该电站的目的是为了解决青海省唯一无电县——玛多县的用电

3、问题．工程于1998年4月开工兴建，2001年11月下闸蓄水，2001年12月28日实现单台机组试发电，2005年11月初步竣工验收，2006年7月竣工验收并投入正式运行．黄河源水电站枢纽工程由大坝、溢洪道、导流发电管、厂房和升压站等组成．水库总库容25．01亿m，正常发电库容15．21亿m，电站装机容量为2x1250kW，是一座具有巨大调蓄功能的多年调节水库．水库校核洪水位4271．61m，设计洪水位4271．05m，正常蓄水位4270．15m，死水位4267．78m，最低发电水位4267．78m．大坝为黏土心墙

4、砂砾石坝，最大坝高18．0m，坝顶长1521．63m，坝顶高程4273．00m，坝顶宽5．0m，坝顶采用碎石路面．坝体上游坝坡1：3．0，在4265．00m高程处设宽1．5m马道．下游坝坡1：2．0，无护坡及排水系统，在4257．60m高程处设4．0m宽的马道作为进场公路，下游坝脚设褥垫式排水体和排水沟．坝体防渗体为黏土心墙．心墙顶高程4271．61m，顶宽2m，底宽6m，上、下游坡比均为1：0．15．坝基右坝段约70m为砂质板岩，基岩风化严重，且有断层，层理十分发育；其余坝段均为砂砾石层．针对该地质情况，坝基防渗

5、体在0+030—0+100段采用垂直防渗墙，在0+100以左采用水平铺盖防渗墙，在0+100．3处垂直坝轴线向库内设置垂直防渗墙将水平防渗和垂直防渗连接起来，顺坝轴线和垂直坝轴线垂直防渗墙呈“L”型分布，“L”型垂直防渗墙采用底部现浇混凝土齿墙外填黏土防渗墙形式．由于垂直截水墙下基岩破碎，透水性强，所以进行了帷幕灌浆处理，灌浆孔深40．0～46．5m；孔顶采用压浆板取代原设计固结灌浆．鉴于黄河源水电站存在的严重渗漏问题，并且缺乏可靠的观测资料数据，因此根据其工程地质状况结合收稿日期：201l一09—02基金项目：十

6、一五国家科技支撑计划资助项目(Gs710001)；南京水利科学研究院青年基金资助项目(Yy710001，Y711002)作者简介：孙玮玮(1981一)，女，江苏建湖人，博士研究生，主要从事大坝安全和风险评价研究．E．mail：wwsun@nhri．cn学兔兔www.xuetutu.com第1期孙玮玮，等：黄河源水电站工程大坝渗流安全分析63现场检查情况对大坝存在问题的坝段进行渗流计算分析．2渗流分析2．1现场检查情况根据现场检查情况__jJ，大坝渗漏主要表现在以下几个方面：(1)下游排水沟内常年渗水，渗出明流汇至中

7、部坝段约0+240断面并排向下游，运行中沟内水面随库水位升降而升降．从沟内渗漏量看，左坝段渗漏量明显大于右坝段．(2)中间坝段大坝下游紧邻排水沟上游侧平台局部存在坝面渗水现象，其中在0+140～0+200断面之间平台上常年存在渗漏，渗漏处可见绿色水生植被，其余坝段虽未见坝面渗水，但简易挖坑即有水渗出．(3)坝后地面积水严重，整个下游绿色植被生长茂盛．一方面坝后基础渗漏严重，在距离坝脚1O～100m、整个河床(不含左右坝段下游地势较高部位)范围内多处分散分布有长期冒水点，冒水现象大小不均，大者如小泉眼似管涌破坏点，冒

8、水点所在水坑内绿色水草繁茂；另一方面，坝脚处排水沟内渗流汇集于最大坝高断面附近后，流向下游地面．(4)右坝肩0+140断面附近排水沟内，邻近厂房存在一股较集中的渗漏．(5)左、右侧坝段排水沟中有黏土淤积，可能来于坝内，尤其是左坝段．2．2计算方法及参数渗流计算运用有限元方法进行平面渗流计算，采用南京水利科学研究院研制开发的UNSST2二维渗流分析软件进行计算