大坝渗流分析[

水库大坝渗流分析论文水库大坝渗流分析论文摘要：某水电站为砼面板砂砾—堆石坝，最大坝高157m，下闸蓄水以后坝后渗流量随库水位上升而增大。

现对可能导致坝后渗流的主要原因进行分析，对大坝安全作出综合评价。

关键词：大坝；渗流；渗透压力；流量；孔隙水压力计；绕渗1、水库渗漏原因分析坝后出现较大的渗流水量基于以下几个主要原因：挡水结构发生破坏；沿构造产生集中渗漏；库水绕过两坝肩的防渗体系产生绕坝渗漏；外水补给。

现对坝后渗流原因进行分析，对大坝安全作出综合评价。

1.1挡水结构破坏坝体主要受力结构由砂砾石构成，目前坝体应力和变形观测成果表明，大坝整体的变形和位移均不大，面板应力水平不高，各接缝位移也远小于止水结构的变形适应能力；而趾板是锚固于坚硬、完整的弱风化基岩上，面板、趾板及其接缝止水结构不会受到结构应力破坏。

沿面板周边布设的11支孔隙水压力计，仅有5支测得了明显的渗透水头，位于河床部位及附近的3支（P-1-05～P-1-07）测得的坝下最高水位为1292.6～1293.1m，较为一致；两岸趾板转角处的P-1-04和P-1-09这2支孔隙水压力计埋设高程分别为1300.040m和1319.250m，最高渗透压力分别为：3.1m和3.677m（相应水位1303.140m和1322.927m）。

估计是由于该两处均位于趾板转角处，存在趾板结构缝和面板周边缝的连接，接缝结构复杂，现场搭接粘结和焊接的质量控制难度较大，因而存在渗漏现象。

但从P-1-04渗透压力随库水位升高而增大后又减小，这应与周边缝止水结构和上游铺盖料的自愈作用有关。

随着库水位的进一步升高P-1-04渗透压力又有所增大，但未超过最高压力值，增大趋势明显小于库水位的变化。

P-1-09的渗透压力变化与P-1-04基本相同。

鉴于此两处的水头压力并不大，因此可以认为这两处的渗漏量亦应该不会很大，且接缝止水结构的自愈作用正在得到发挥。

通过以上分析，可以肯定坝体的主挡水结构处于正常的工作状态，不会产生较大的渗漏。

沙洞、溢洪洞、引水洞等组成，枢纽平面布置图见图 1。 枢纽工程挡水建筑物为粘土心墙砂砾石坝，坝轴线按 直线布置；粘土心墙坝最大坝高 82.6 m，坝顶长度 570.31 m。坝体上游坝坡为1∶2.5，上游坝坡采用现浇 混凝土板护坡，下游坝坡采用混凝土网格梁填六棱 块，下游坡脚处设置排水棱体，顶宽 2.0 m；坝壳砂砾 料与排水棱体之间设两层反滤，反滤层厚0.5 m。
1 概况
楼庄子水库是头屯河上游山区控制性骨干工 程，工程的主要任务是灌溉、防洪和城市生活及工 业供水，是一座综合利用的水库枢纽工程。水库总 库容为 7 374 万 m3，正常蓄水位为 1 394.50 m，死水 位 1 353.30 m。工程由大坝、导流兼泄洪冲沙洞、溢 洪洞、引水洞等组成。大坝为粘土心墙坝，最大坝 高 82.6 m。
3 坝体计算
3.1 坝体渗流稳定计算 分别对设计工况及校核工况下挡水建筑物的
渗流稳定进行分析[4-5]，采用河海大学编制的《水工 结构分析系统》（AutoBANK6.10）计算；根据《碾压式 土石坝设计规范》（SL274-2001），计算坝体标准剖 面进行下列水位组合情况：
（1）正常蓄水位（1 394.50 m）与下游相应最低 水位（1 322.20 m）；
（2）设计洪水位（1 397.43 m）与下游相应最低
水位（1 322.82 m）； （3）校核洪水位（1 397.63 m）与下游相应最低
水位（1 323.76 m）。 根据试验坝壳料、心墙料、基岩渗透系数取为：
坝壳料 Ks=3.2×10-2 cm/s；心墙 Ks=2.3×10-6 cm/s；基岩 Ks=1×10-4 cm/s；帷幕灌浆 Ks=1×10-7 cm/s；混凝土防 渗墙 Ks=1×10-7 cm/s；砂砾石料的允许水力比降取 0.25。

《河南水利与南水北调》2023年第7期工程建设与管理水库大坝渗流问题及防渗措施郝雷，庄作义（临沂市水利工程处，山东临沂276000）摘要：渗流一直以来是影响水库大坝安全的重要问题，主要影响因素包括地质条件差、坝基岩体不连续或是坝体填筑材料。

目前主要的处理措施包括在基础下设置灌浆帷幕、在黏土芯接触面设置反滤层、坝体下游设置排水沟、坝址处设置防渗墙等。

由于基础材料力学性能不同、水力压裂、不均匀沉降等问题，坝体易形成裂缝并进一步加剧渗流问题，形成渗流通道，故预防水库大坝渗流的关键点就在于排水。

关键词：渗流；水库大坝；水力压裂；排水中图分类号：TV697.3文献标识码：B文章编号：1673-8853（2023）07-0101-02Seepage Problems and Seepage Control Measures of Reservoir DamHAO Lei,ZHUANG Zuoyi（Linyi Water Conservancy Engineering Office,Linyi276000,China）Abstract：Seepage has always been an important problem affecting the safety of reservoir dams.The main influencing factors include poor geological conditions,discontinuity of dam foundation rock mass or dam filling materials.At present,the main treatment measures include setting up the grouting curtain under the foundation,setting up inverted filter layer on the contact surface of clay core,setting up drainage ditch downstream of the dam body,and setting the anti-seepage wall at the dam site.Due to the different mechanical properties of basic materials,hydraulic fracturing,uneven settlement and other problems,the dam body is prone to form cracks and further aggravate the seepage problem,forming seepage channels.Therefore,the key point to prevent seepage of the reservoir dam is drainage.Key words：seepage;reservoir dam;hydraulic fracturing;drainage0引言水库大坝运行期间可能会出现水力问题，从而威胁其安全。

- 105 -工 程 技 术兴建河道大坝是重要的水利工程[1]。

通过兴建河道大坝，可以对上下游水位进行有效干预和调控，从而达到枯水期蓄水和丰水期泄洪的目的。

河道大坝在发挥防汛泄洪重要作用的同时，还是储水蓄能、水力发电的重要基础设施[2]。

河道大坝对人们具有重要意义，但经常面临各种潜在威胁。

与地震、暴雨和飓风等直接灾害不同，河道大坝受到水面以下的持续冲击和压力，可能导致隐蔽的渗漏风险。

在河道大坝的底部，因渗漏导致的持续渗流循环会影响河道大坝的地基强度和整体强度，轻则出现缝隙和裂纹，重则可能导致河道大坝出现横移和垮塌，对河道大坝的安全造成极大威胁[3]。

同时，因为渗漏具有隐蔽性和持久性的特点，给河道大坝的安全检查带来很大的难度。

因此，该文通过分析河道大坝渗漏风险，构建两种渗流模型进行仿真分析。

1 河道大坝渗漏分析河道大坝的根基和整体结构分别位于水上和水中其底部的根基部分位于水下的土壤内，持续受到地下水系的侵蚀，因此存在安全隐患。

地下水系和地表水系是一体的，因为在土壤下，所以无法有效地进行观察。

地下水系保持一定速度流动，并非是静止的。

虽然大坝底部和根基结构是密实的整体，但周边的土质结构会因岩石、砂砾等形成孔隙，从而满足地下水系的流动条件。

经过常年冲刷和侵蚀，大坝底部和根基结构会出现孔隙，这些孔隙会随着侵蚀时间增加逐渐深入并贯通。

该过程体现了地下水系的巨大侵蚀作用，从大坝结构表面逐渐侵蚀大坝结构内部。

渗漏是地下水系经过大坝结构内部孔隙流动的过程。

渗漏不断扩大会降低大坝底部和根基的结构强度。

渗流流经的孔隙会逐渐变大，严重影响大坝底部和根基的结构稳定性。

随着侵蚀时间不断增长，这种破坏程度会导致大坝整体滑移甚至坍塌，造成极大的安全隐患。

因此，有效地观测渗漏现象就成为保障河道大坝安全的技术手段。

然而，被侵蚀部分深入水面和水底，无法持续观察，现在通常采用模拟法复现大坝底部和根基部分的渗漏情况。

例如制作一个密闭的容器，用同样的结构材料和土质材料模拟大坝和大坝周围的基土土质，注入水模拟河水的流速和相关的自然环境条件，经过长时间地观察和统计，发现大坝可能出现的渗漏情况。