山美水库大坝浸润线分析及灌浆处郭建辉（泉州市山美水库管理处，福建泉州362321）摘要：通过对山美水库大坝代替料中形成的“实际浸润线”进行分析，可见代替料内水位受心墙上部渗透和两岸渗流的影响明显。灌浆处理的效果证实，采取防渗帷幕灌浆处理和岸坡排水的“上堵下排”方案，对绕坝渗流的控制作用明显。关键词：土石坝；浸润线；灌浆；山美水库中图分类号：TV233.4文献标识码：B1概述山美水库位于福建省南安市晋江支流东溪中游，系防洪、灌溉、供水、发电等综合利用的大（2）型水利枢纽工程。水库总库容6.55亿m3，正常高水位96.48m，百年一遇设计洪心墙土石混合坝，坝顶长315m，坝顶宽8m，最大坝高75.5m，坝顶高程105.48m。黏土心墙顶宽5m，顶部高程104.48m。基础至42.48m高程铺设砂砾石，42.48m高程上填筑砂壤土代替料，心墙与下游代替料之间为砂卵石排水体。主坝断面如图1所示。B6105.48B5正常水位96.48B787.4887.48实际浸润线B875.0072.48B970.0067.48石渣66.48黏土代替料55.00死水位60.00堆石砂卵石57.48心55.00墙石渣土55.0052.0045.00砂卵石43.4848.7850.0045.00堆石棱体堆石石渣40.6837.60浆砌块石35.0035.0029.0029.00图1主坝最大断面/m2大坝浸润线原设计大坝渗流主要通过心墙后面的砂卵石层向下进入排水层到堆石棱体排出。大坝运行30多年来，通过安全鉴定和原型监测资料分析，存在问题是大坝下游代替料部分饱水区，浸润线较高；心墙下游42.48m高程平台以下的砂砾石中水位约37.6m，与上部代替料之间存在非饱和区大坝两坝肩渗流压力水位偏高，绕渗严重。因此，在代替料中形成了“实际浸润线”。3浸润线分析山美水库大坝渗流监测平面布置图如图2所示。3.1钻孔分析根据防渗心墙后砂卵石排水层钻孔注水试验结果，高程73.49～74.75m以上，渗透系数为6.73×10-5～2.65×10-5cm/s，透水性差，说明该段反滤层已经失效；而在高程73.49～74.75m以下，渗透系数为8.77×10-3～1.12×10-4cm/s，透水性好，说明该段反滤层继续有效。可见大坝渗流可通过心墙后失效的排水层进入代替料中。对大坝下游侧较高的浸润线形态，于2003年1月份采取钻探试验，在72.48m平台钻探两个孔位，钻孔深度在砂卵石排水层42.48m高程以下2m和4m安装测压管后，收稿日期：2010-05-27作者简介：郭建辉（1969-），男，福建惠安人，工程师，主要从事水利工程建设与第6期郭建辉：山美水库大坝浸润线分析及灌浆处理第46卷图2大坝渗流监测平面布置图1.65进行注水试验，测得管水位高程都在砂卵石层以下，证明砂卵石排水层堵塞的现象不存在。从排水棱体上部钻孔来看，下游排水棱体效果较好，下游棱体排水畅通，尚能发挥排水作用。3.2取样检测分析通过钻孔取芯观察，代替料为含碎石粉质黏土质砂及黏土，一般较密实，呈硬塑～可塑状态，土层不均一，局部孔段碎石、砾及砂含水量较高；12组代替料室内土工试验成果：天然干密度平均值γd=1.53g/cm3，天然孔隙比平均值为0.73；渗透系数9.5×10-6～2.3×10-5cm/s。2007年6月对代替料测压管进行了注水试验，结果代替料渗透系数在1.2×10-5～2.3×10-5cm/s。可见代替料属微透水。3.3填筑质量分析代替料为含碎石粉质黏土质砂及黏土，一般较密实，呈硬塑～可塑状态，土层不均一，局部孔段碎石、砾及砂含水量较高。施工时每层填土厚度20cm，用12t平碾碾压。设计干密度为1.6g/cm3。代替料及反滤料现场质量检测结果统计图基本相似，从图3可以看出，81～91m高程平均干密度低，为1.52～1.54g/cm3，合格率30.6%～50.0%。可见代替料上部透水性大。3.4监测结果分析自1975年以来大坝共埋设测压管21根，2004年10月在主坝0+100、0+167、0+225断面布设28个测点，右岸布设6个绕渗测点，主要位于0+025和0+063断面；左岸布置6个绕渗测点，主要位于桩号0+260和0+291断面。测压管和孔隙水压力计观测都表明，主坝段代替料存在饱水区，与砂砾石层渗透自由面之间存在非饱和区。平均干密度1.601.551.50高程/m图3过渡料填筑材料现场质量检查成果（各高程平均干密度）3.5降水关系分析2005年10～11月一直无降水，随后有较密集的降水，但相应的B8a和B9a渗流压力水位、85m高程平台的Z71、Z72、Z73、75m高程...