摘要：本文在牟山水庫大壩防滲墻工程實施后，通過對測壓管觀測資料的分析及防滲墻工程實施前后觀測資料的對比，證明了防滲墻實施的效果及消耗滲壓水頭的比例，對類似工程具有借鑒意義。

　　關(guān)鍵字：牟山水庫,混凝土防滲墻,測壓管,反演分析

　　一、工程概況

　　牟山水庫位于山東省安丘市西南6公里的濰河支流—汶河的中下游，控制流域面積1262km2，總庫容2.78×108m3。1959年動工興建，1960年基本建成蓄水，后經(jīng)多次加固續(xù)建達到現(xiàn)狀規(guī)模。是一座以防洪為主，兼有灌溉、工業(yè)和城市供水、水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的多年調(diào)節(jié)大(2)型水利工程，工程等別Ⅱ等，主要建筑物級別2級。水庫死水位71.85m，正常蓄水位78.00m， 100年一遇設(shè)計洪水位79.06m，5000年一遇校核洪水位81.62m。樞紐工程主要由大壩、溢洪道、放水洞等建筑物組成。

　　大壩壩頂高程83.30m，壩頂寬度8.6m，壩頂軸線總長5870m。其中樁號2+850～3+850長1000m的汶河主河槽壩段稱為寬心墻砂殼壩，最大壩高20.0m;其他壩段為均質(zhì)土壩。

　　1、壩址工程地質(zhì)條件及壩基防滲處理情況

　　壩址區(qū)屬低丘陵地貌單元，基巖主要為前震旦紀(jì)變質(zhì)巖和白堊紀(jì)沉積巖，火成巖出露很少。基巖斷層多，節(jié)理發(fā)育，但裂隙充填較好，透水性小。

　　壩址處汶河河床寬達1000m，床面標(biāo)高63～64m，基巖上覆5～7m厚透水性很強的砂和砂礫石層。左岸為二級階地，寬2300m，地面標(biāo)高72～85m，基巖上覆2～3m厚的亞粘土、亞砂土，局部夾礓石。右岸為保留完整的一級階地，寬達2800m，地面標(biāo)高68m左右，覆蓋層最厚處約14m，上部2～5m為亞砂土、亞粘土;下部是強透水的砂與砂礫石。砂和砂礫石的粒度中等，不均勻系數(shù)Cu=2.5～8，滲透系數(shù)為10-2cm/s量級，滲透變形型式為流土，允許水平滲透坡降為0.17;亞砂土或亞粘土覆蓋層的滲透系數(shù)為10-5cm/s量級，滲透變形型式亦為流土，允許滲透坡降為0.5;基巖全風(fēng)化帶及強風(fēng)化帶透水率在0.2～5.6Lu之間，屬微透水層，其允許滲透坡降建議采用4.0[1][2][5]。

　　2、水庫運行情況

　　牟山水庫大壩因存在比較嚴(yán)重質(zhì)量問題，自投入運用后，多次出現(xiàn)滲漏險情，一直控制在正常蓄水位78.00m以下運行，歷史最高蓄水位為77.90m，出現(xiàn)于1970年8月29日，比設(shè)計洪水位與校核洪水位分別低1.16m、3.72m，水庫從未經(jīng)歷過真正高水位考驗。

　　1960年6月，大壩合龍蓄水后下游即出現(xiàn)嚴(yán)重滲透變形現(xiàn)象。當(dāng)庫水位到達75.7m時，主河槽及右岸階地段壩腳濕軟，壩后一片沼澤，洼地積水成塘。

　　1967～1976年，有七年庫水位在76m附近停留時間較長，下游壩腳涌泉和沼澤消失，滲流量減少，測壓管水位下降。1990年8月，在經(jīng)過幾年低于死水位運行后，當(dāng)庫水位又上升到75m時,發(fā)現(xiàn)大壩滲流狀況驟然惡化，主要表現(xiàn)為大壩下游沼澤加重、涌泉重新出現(xiàn)、滲流量增加、測壓管水位上升、位勢增加。

　　鑒于牟山水庫壩基出現(xiàn)嚴(yán)重滲透變形，大壩滲流安全根本無法保證水庫的正常運用，1995年8月提出采用塑性混凝土防滲墻對0+049.6～3+792.2壩段進行全斷面防滲的處理方案。

　　二、滲流觀測資料分析

　　1、滲流觀測布置

　　現(xiàn)有壩體、壩基測壓管為1977年重新埋設(shè)安裝(期間1995年增設(shè)壩基測壓管13根)，計有壩基滲流壓力觀測斷面5個，樁號分別為0+500、1+350、1+850、2+600、3+400;壩體滲流壓力觀測斷面6個，樁號分別為0+500、1+350、1+850、2+600、3+400、4+000。一般每個斷面布置壩基測壓管4或6根、壩體測壓管3根。

　　2、壩基測壓管資料分析

　　從測壓管過程線看，在相同庫水位作用下，防滲墻修建以后，其上游側(cè)的測壓管水位明顯上升，下游側(cè)的則顯著降低，而且?guī)焖辉礁撸兓矫黠@，具體變化見表2-1。可見，2+600斷面墻前位勢上升了40%，墻后下降了18%，防滲墻大約消殺了65%的水頭;3+400斷面墻前位勢雖僅升高了約9%，但已接近全水頭，墻后位勢則下降了約3%，剩余位勢已不超過10%。現(xiàn)狀下防滲墻后的剩余滲流壓力水頭很低，證明壩基防滲墻的截滲效果較好。

　　根據(jù)防滲墻后基3測壓管的實測位勢可以推算未來高水位運行條件下該點的滲流壓力水頭，見表2-2。由于基4測壓管的水位應(yīng)該比基3點的還要低，因此在未來高水位情況下，壩后滲流壓力水頭低于壩后地面高程，即壩后將不會出現(xiàn)沼澤、涌泉現(xiàn)象，壩基滲流安全是有保證的。

　　根據(jù)防滲墻上、下游的基1、基3兩根測壓管的實測位勢近似估算的防滲墻可能承受的水平滲透坡降見表2-3，均遠(yuǎn)低于其容許滲透坡降值，說明其滲透穩(wěn)定性是有充分保證的。

　　3、壩體測壓管資料分析

　　1+850、2+600、3+400三個壩體滲流壓力觀測斷面，所有壩體測壓管目前均測不到水位。說明做了防滲墻以后，幾乎截斷了壩身滲流，壩體浸潤線很低，因此現(xiàn)狀下該壩段的壩身滲流安全應(yīng)該是有保證的。

　　三、結(jié)論

　　1、防滲墻效果明顯。防滲墻下游側(cè)壩體、壩基滲流位勢均明顯下降，反映防滲墻較好地發(fā)揮了截滲作用、達到了設(shè)計目的。經(jīng)過推算，今后即使在校核洪水位運用條件下，大壩下游也不會再出現(xiàn)沼澤、涌泉現(xiàn)象，壩體滲流出逸點也低于貼坡排水頂部高程，可以認(rèn)為該壩段壩體、壩基滲流安全有充分保證。

　　2、防滲墻消耗滲壓水頭比例大。防滲墻本身大約消殺了65%的水頭，加上壩體消耗水頭，剩余位勢已不超過10%。因此，混凝土防滲墻消耗滲壓水頭比例可取總水頭的60%。

　　參考文獻

　　[1] 山東水利勘測設(shè)計院，安丘市牟山水庫保安全壩基防滲工程地質(zhì)勘察報告，1999.5

　　[2] 山東水利勘測設(shè)計院，安丘市牟山水庫保安全壩基防滲補充工程地質(zhì)勘察報告，1999.8

　　[3] 牟山水庫管理局，牟山水庫大壩建設(shè)和運行管理報告，2002.8

　　[4] 劉嘉炘，牟山水庫壩基滲流安全分析報告，水利部大壩安全監(jiān)測中心技術(shù)部，1995.5

　　[5] 王昭升 盛金保，牟山水庫大壩工程質(zhì)量評價報告，南京水利科學(xué)研究院，2002.8

　　[6] 毛昶熙主編，滲流計算與控制，水利電力出版社，1990

　　[7] 劉 杰，土的滲透穩(wěn)定與滲流控制，水利電力出版社，1992