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[摘 要]本文介绍了黄壁庄水库副坝塌坝段的形成过程，分析了该坝段的渗流监测资料，得出防渗墙防渗效果明显，地下渗流稳定，该坝段是安全的。
[关键词]副坝 塌坝段 渗流 监测资料
中图分类号：T96 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）04-0354-01
黄壁庄水库于1958年兴建，1959年拦洪，1960年建成蓄水，经历了1963年特大洪水后，工程于1965年至1968年进行扩建，1996年特大洪水后，1999年至 2005年进行了除险加固。目前水库设计防洪标准为500年一遇，校核防洪标准为万年一遇。水库枢纽建筑物主要由主坝、副坝、正常溢洪道、非常溢洪道、新增非常溢洪道和电站重力坝等建筑物组成。副坝是黄壁庄水库主要建筑物之一，坝顶长6907.3m，最大坝高19.2m，坝型为水中填土均质坝（局部坝段为碾压式均质坝）。上游设防渗铺盖，下游设减压井和排水沟系统。
1 副坝工程地质情况
黄壁庄水库副坝坝基上部由第四系各种成因类型的堆积物构成，最厚达70m；基岩风化强烈，时有溶蚀及构造带，工程地质及水文地质条件复杂。副坝地层一般为四层结构，由上至下为壤土、砂层、卵砾石层、基岩。桩号0+000.00m-1+060.00m无强透水层，但基岩中存在较严重透水带，一般分布在重力坝附近；桩号1+060.00m-5+600.00m覆盖层存在集中渗漏带，由于卵石层上部砾石层断续分布，造成局部地段上部砂层与卵石层直接接触，其平均粒径相差较大，在渗水压力作用下，上部砂层有向卵石层充填的可能，造成砂层松散，影响地基稳定；桩号5+600.00m-7+000.00m壤土层厚度大，下部所夹含碎石壤土层及桩号6+600.00m处的卵砾石层都可能形成渗漏的通道。
2 塌坝（坑）形成过程
自1999年10月至2002年11月期间，在副坝防渗墙施工中，先后共发生过7次塌坑，除5#塌坑位于桩号2+848.0-2+861.00m外，其余塌坑均发生在桩号4+026.27m-4+360.00m之间，长度约330m的范围内。
每次塌坑发生后，各有关单位进行了大量的工作，对塌坑情况进行了细致的勘察，对塌坑处理进行了专项设计，施工单位进行了认真的处理。
在处理6#塌坑时，根据当时的度汛要求，设计将该塌坑处理分为汛前应急度汛处理和汛后灌浆堵漏处理两部分。应急度汛处理措施采用“贴坡+振冲桩”方案，其主要措施包括：顶部坍塌坝体土局部挖除、振冲桩施工、坝体回填恢复和贴坡体施工；汛后灌浆堵漏包括充填灌浆桩和堵漏灌浆孔施工。由于坝体开挖范围很大，高程很低，因此采取了上游贴坡方案度汛。贴坡长度自桩号3+960.0m—4+215.0 m，计255 m，宽度为上游坝脚以外32 m，底高程110.70 m，齿槽底高程110.20 m。
3 渗流观测资料分析
除险加固工程中在副坝布置了13个坝基渗流压力监测断面，共85支渗压计，其中3个监测断面，29只渗压计位于塌坝段。副坝渗压计大部分自2002年5月～6月开始陆续施工埋设，位于塌坑段3个监测断面的渗压计，坝下游渗压计为成墙前埋设外，其余均为成墙后埋设，目前大多数渗压计工作正常。
3.1 渗压过程分析
根据实测资料绘制塌坑段各观测断面渗压过程线，得到副坝塌坑段渗压水位过程线总体变化规律：①防渗墙上游测点渗压水位与库水位变化趋势十分相似，下游渗压水位对库水位的变化也有所变化，但变幅较小，一般在4m左右。②一般断面防渗墙上游测点水位均低于库水位5m以上。③ 上下游渗压水位差一般在14m以上，说明防渗墙作用较明显。
3.2 渗压分布分析
3.2.1 渗压垂直坝轴线方向分布
为分析防渗墙的防渗效果，对各监测断面不同高程渗压计的渗压水位分布进行了分析，总体看来，副坝塌坑段防渗墻对渗流水头的消减起到了很大的作用，降幅大都在14m以上。该段防渗墙防渗效果较明显。
3.2.2 渗压沿坝轴线方向分布
根据实测资料绘制在库水位119.50m（2004年10月）时副坝坝基渗流等势图。由图可以看出，副坝下游渗压水位两端高，中间低，桩号A0+526.80m观测断面下游渗压水位最高，达110.00m以上，A1+765.60m下游渗压水位最低，一般在90m左右，塌坑段观测断面渗压水位一般在96m-99m左右，且渗压水位由左向右增加。
5.3.3 渗流分析
选择防渗墙施工完成后库水位相对较高、稳定时间较长的2004年10月份库水位119.50m时，对各观测断面防渗墙前、后同高程的渗压水位进行对比分析，分析结果见下表。
通过实测观测资料，从上表可以看出，在库水位119.5m时，副坝塌坝段各断面混凝土防渗墙上、下游测点水位差比较明显，一般渗压水位降低在14m以上，对渗流水头的消减起到了很大的作用，说明防渗墙的防渗效果明显。但有些渗流状况，还需作进一步分析。
3.2 混凝土防渗墙坝段渗流分析
在黄壁庄水库除险加固施工前和副坝加固施工过程中，中国水利水电科学研究院、河北院、华北水电学院水利系和清华大学水利水电工程系对副坝分别进行了渗流计算分析，得出了相似的结果和认识：在坝内及坝基设防渗墙，并当基岩有破碎带或溶洞且能直接与强透水层相通的部位进行帷幕灌浆，可解决坝体、坝基渗透稳定问题，保证副坝渗透稳定。渗流计算成果表明，防渗墙下游的地下水位在95.00m高程附近变化，下游渗流量大幅度减少，消除了渗透破坏的隐患。此结果与目前运行状态坝下水位基本一致。
通过实测观测资料分析，混凝土防渗墙上、下游测点水位差比较明显，一般在14m以上，说明混凝土垂直防渗墙效果显著，帷幕下游渗压水位有一定幅度降低，说明基岩灌浆有效。经计算库水位119.50m时卵石层内水平渗透比降在0.004—0.043之间，小于卵石层允许渗透比降0.08。
理论计算和实测观测资料分析表明，混凝土防渗防渗效果显著，基岩灌浆有效。
4 结语
通过对副坝塌坑段实测渗压资料的分析，可以得出结论：
（1）大部分渗流监测仪器运行正常，监测资料能反映出埋设部位地下水的渗压状态，渗流规律正常。
（2）混凝土防渗墙上游渗压水位与库水位具有相关反映，渗压水位过程线与库水位变化趋势十分相似，防渗墙下游渗压水位有明显降低且变幅较小。
（3） 副坝塌坑段各断面混凝土防渗墙后渗压水位下降明显，上下游测点水位差一般降低在14m以上，对渗流水头的消减起到了很大的作用，说明防渗墙的防渗效果明显。但有些渗流状况，还需作进一步分析。
（4）混凝土防渗墙的作用通过渗压监测数据得到了很好的验证，副坝塌坑段渗流是相对安全。
综上所述，副坝塌坝段渗流监测仪器分布合理，运行正常，监测数据稳定，能够准确反映地下渗流基本情况，地下渗流稳定，监测数据符合一般规律，防渗墙前后渗流测点水位差在14米以上，说明防渗墙防渗效果明显，副坝塌坑段渗流是相对安全。
[关键词]副坝 塌坝段 渗流 监测资料
中图分类号：T96 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）04-0354-01
黄壁庄水库于1958年兴建，1959年拦洪，1960年建成蓄水，经历了1963年特大洪水后，工程于1965年至1968年进行扩建，1996年特大洪水后，1999年至 2005年进行了除险加固。目前水库设计防洪标准为500年一遇，校核防洪标准为万年一遇。水库枢纽建筑物主要由主坝、副坝、正常溢洪道、非常溢洪道、新增非常溢洪道和电站重力坝等建筑物组成。副坝是黄壁庄水库主要建筑物之一，坝顶长6907.3m，最大坝高19.2m，坝型为水中填土均质坝（局部坝段为碾压式均质坝）。上游设防渗铺盖，下游设减压井和排水沟系统。
1 副坝工程地质情况
黄壁庄水库副坝坝基上部由第四系各种成因类型的堆积物构成，最厚达70m；基岩风化强烈，时有溶蚀及构造带，工程地质及水文地质条件复杂。副坝地层一般为四层结构，由上至下为壤土、砂层、卵砾石层、基岩。桩号0+000.00m-1+060.00m无强透水层，但基岩中存在较严重透水带，一般分布在重力坝附近；桩号1+060.00m-5+600.00m覆盖层存在集中渗漏带，由于卵石层上部砾石层断续分布，造成局部地段上部砂层与卵石层直接接触，其平均粒径相差较大，在渗水压力作用下，上部砂层有向卵石层充填的可能，造成砂层松散，影响地基稳定；桩号5+600.00m-7+000.00m壤土层厚度大，下部所夹含碎石壤土层及桩号6+600.00m处的卵砾石层都可能形成渗漏的通道。
2 塌坝（坑）形成过程
自1999年10月至2002年11月期间，在副坝防渗墙施工中，先后共发生过7次塌坑，除5#塌坑位于桩号2+848.0-2+861.00m外，其余塌坑均发生在桩号4+026.27m-4+360.00m之间，长度约330m的范围内。
每次塌坑发生后，各有关单位进行了大量的工作，对塌坑情况进行了细致的勘察，对塌坑处理进行了专项设计，施工单位进行了认真的处理。
在处理6#塌坑时，根据当时的度汛要求，设计将该塌坑处理分为汛前应急度汛处理和汛后灌浆堵漏处理两部分。应急度汛处理措施采用“贴坡+振冲桩”方案，其主要措施包括：顶部坍塌坝体土局部挖除、振冲桩施工、坝体回填恢复和贴坡体施工；汛后灌浆堵漏包括充填灌浆桩和堵漏灌浆孔施工。由于坝体开挖范围很大，高程很低，因此采取了上游贴坡方案度汛。贴坡长度自桩号3+960.0m—4+215.0 m，计255 m，宽度为上游坝脚以外32 m，底高程110.70 m，齿槽底高程110.20 m。
3 渗流观测资料分析
除险加固工程中在副坝布置了13个坝基渗流压力监测断面，共85支渗压计，其中3个监测断面，29只渗压计位于塌坝段。副坝渗压计大部分自2002年5月～6月开始陆续施工埋设，位于塌坑段3个监测断面的渗压计，坝下游渗压计为成墙前埋设外，其余均为成墙后埋设，目前大多数渗压计工作正常。
3.1 渗压过程分析
根据实测资料绘制塌坑段各观测断面渗压过程线，得到副坝塌坑段渗压水位过程线总体变化规律：①防渗墙上游测点渗压水位与库水位变化趋势十分相似，下游渗压水位对库水位的变化也有所变化，但变幅较小，一般在4m左右。②一般断面防渗墙上游测点水位均低于库水位5m以上。③ 上下游渗压水位差一般在14m以上，说明防渗墙作用较明显。
3.2 渗压分布分析
3.2.1 渗压垂直坝轴线方向分布
为分析防渗墙的防渗效果，对各监测断面不同高程渗压计的渗压水位分布进行了分析，总体看来，副坝塌坑段防渗墻对渗流水头的消减起到了很大的作用，降幅大都在14m以上。该段防渗墙防渗效果较明显。
3.2.2 渗压沿坝轴线方向分布
根据实测资料绘制在库水位119.50m（2004年10月）时副坝坝基渗流等势图。由图可以看出，副坝下游渗压水位两端高，中间低，桩号A0+526.80m观测断面下游渗压水位最高，达110.00m以上，A1+765.60m下游渗压水位最低，一般在90m左右，塌坑段观测断面渗压水位一般在96m-99m左右，且渗压水位由左向右增加。
5.3.3 渗流分析
选择防渗墙施工完成后库水位相对较高、稳定时间较长的2004年10月份库水位119.50m时，对各观测断面防渗墙前、后同高程的渗压水位进行对比分析，分析结果见下表。
通过实测观测资料，从上表可以看出，在库水位119.5m时，副坝塌坝段各断面混凝土防渗墙上、下游测点水位差比较明显，一般渗压水位降低在14m以上，对渗流水头的消减起到了很大的作用，说明防渗墙的防渗效果明显。但有些渗流状况，还需作进一步分析。
3.2 混凝土防渗墙坝段渗流分析
在黄壁庄水库除险加固施工前和副坝加固施工过程中，中国水利水电科学研究院、河北院、华北水电学院水利系和清华大学水利水电工程系对副坝分别进行了渗流计算分析，得出了相似的结果和认识：在坝内及坝基设防渗墙，并当基岩有破碎带或溶洞且能直接与强透水层相通的部位进行帷幕灌浆，可解决坝体、坝基渗透稳定问题，保证副坝渗透稳定。渗流计算成果表明，防渗墙下游的地下水位在95.00m高程附近变化，下游渗流量大幅度减少，消除了渗透破坏的隐患。此结果与目前运行状态坝下水位基本一致。
通过实测观测资料分析，混凝土防渗墙上、下游测点水位差比较明显，一般在14m以上，说明混凝土垂直防渗墙效果显著，帷幕下游渗压水位有一定幅度降低，说明基岩灌浆有效。经计算库水位119.50m时卵石层内水平渗透比降在0.004—0.043之间，小于卵石层允许渗透比降0.08。
理论计算和实测观测资料分析表明，混凝土防渗防渗效果显著，基岩灌浆有效。
4 结语
通过对副坝塌坑段实测渗压资料的分析，可以得出结论：
（1）大部分渗流监测仪器运行正常，监测资料能反映出埋设部位地下水的渗压状态，渗流规律正常。
（2）混凝土防渗墙上游渗压水位与库水位具有相关反映，渗压水位过程线与库水位变化趋势十分相似，防渗墙下游渗压水位有明显降低且变幅较小。
（3） 副坝塌坑段各断面混凝土防渗墙后渗压水位下降明显，上下游测点水位差一般降低在14m以上，对渗流水头的消减起到了很大的作用，说明防渗墙的防渗效果明显。但有些渗流状况，还需作进一步分析。
（4）混凝土防渗墙的作用通过渗压监测数据得到了很好的验证，副坝塌坑段渗流是相对安全。
综上所述，副坝塌坝段渗流监测仪器分布合理，运行正常，监测数据稳定，能够准确反映地下渗流基本情况，地下渗流稳定，监测数据符合一般规律，防渗墙前后渗流测点水位差在14米以上，说明防渗墙防渗效果明显，副坝塌坑段渗流是相对安全。