蘑菇湖水庫大壩原始觀測資料淺析

【摘要】蘑菇湖水庫位于新疆石河子市西北21km處，1959年建成并蓄水運用，當時是單一平原注入式水庫，最大庫容1.8億m3，相應水位390.80m，淹沒面積31.20km2，，相應水面2.54 km2，設計灌溉面積2萬公頃，實際灌溉面積2.67萬公頃。

【關鍵詞】蘑菇湖水庫；滲透穩定性；原始觀測

1、水庫的概況

工程于1959年10月完工；從1961年到1998對蘑菇湖水庫進行提高防洪標準除險加固開工，1999年竣工，總投資6559.414萬元，壩頂加寬至6m，年調節工農業生活用水2.3億m3。

水庫工程由大壩、副壩、泄水渠、泄水隧洞、水源渠道幾部分構成，自投入運用至今經受住了大洪水的考驗，本文對采集到的觀測數據加以整理分析，評估目前水庫工程運行狀況。

2、大壩觀測資料分析

2.1 沉陷變形觀測分析

1957年5月1日開工～1959年3月30日水庫建成初期，由于還沒有觀測設備，因此，施工期及以后一段時期內的沉陷漏測。1959年2月在平行壩頂軸線高程65.00m、壩坡高程52.50m、坡腳平臺高程47.00m處建3排縱向變形觀測標點（共計17個），除壩頂樁號0+000和0+750為獨立觀測點外，其余15個測點均布在5個橫斷面上，即樁號0+131、0+311、0+500、0+700及0+900。經1959年4月～1963年12月近58個月的觀測來看，壩頂標點沉陷量14～19mm，壩坡標點沉陷量12～20mm，坡腳標點沉陷量10～12mm，3排標點的沉陷值相差不大。

為提高水平位移觀測精度，1982年9月，壩頂一排變形標點在原位置上改為強制式歸心底盤固定戰標標點，截至1988年9月，原壩體最大沉陷量4mm（壩頂樁號0+900測點）。1988年9月擴建加固工程施工中將其觀測標點全部拆除，1992年6月變形標點重新布置，并于8月恢復觀測，截止至1995年10月新壩體最大沉陷量9mm（壩軸線上樁號0+850測點），最小沉陷量為1mm（壩腳平臺樁號0+550測點）。

從沉陷趨勢來看，壩體沉陷隨時間推移逐漸減小，曲線漸趨平緩，說明土壩沉陷處于穩定狀態；從主壩平面上看，主壩左半部沉陷量較大，其原因是此壩段土料填筑量最大且最大且填筑質量及壩基地質條件均較差，但隨時間延長，新舊填方土的密實程度逐漸趨于相同。

2.2 回歸方程在土壩沉陷觀測中的應用

蘑菇湖水庫主壩沉陷規律符合回歸雙曲線方程，以Ⅰ排0+850沉陷變形標點為例，求的回歸方程為

新建沉陷標點Ⅰ排0+250、Ⅰ排0+550和Ⅰ排0+850在今后5年的累計沉陷量數據預報如圖所列。

3、土壩滲透穩定性分析

3.1 消除測壓管滯后時間的影響

在土壩滲壓觀測分析時，首先要消除測壓管滯后時間的影響。測壓管得知后時間是指當庫水位變化△H時，較測壓管水位變化△h要超前△t時段，及測壓管水位變化之后與庫水位△t時段，△t即為測壓管滯后時間，產生△t時段的因素大體分為滲流的滲徑，滲徑越長，滲流滲入測壓管所需時間越長。

針對有代表性的個別測壓管，增加觀測頻率，確定其滯后時間。蘑菇湖因水庫主側壓管水位受壩后農田澆地以及雨后庭院積水直接向壩后排水溝排放等諸多因素的影響，而測壓管水位之后庫水位的時間更難確定。因此，在掌握好觀測時機的基礎上，測得蘑菇湖水庫主壩浸潤線測壓管滯后庫水位2d，壩基滲壓孔鉆6、鉆18、鉆32滯后庫水位4.5～9.5h.

3.2 滲透穩定性分析

蘑菇湖水庫自建成以來，經受住了大洪水的考驗，本文將根據實測資料對地質情況復雜、施工質量較差、最大壩高位置的樁號0+900～1+000壩段滲壓情況進行分析，數據選取原則：（1）選取庫水位持續時間較長的數據（2）選取高庫水位時的數據（3）排除外界干擾的數據。

3.2.1 土壩浸潤線

為觀測了解壩體浸潤線的實測情況，反映出壩基排水系統工作狀況，在主壩0+950斷面由上往下設置4跟測壓管，有實測數據經理論計算得出蘑菇湖水庫主壩粘土斜墻防滲效果很好，斜墻滲透系數為10-5 cm/s；浸潤線水位不會高出下游地面，壩后土體及壩基土料滲透系數為2×10-1 cm/s；壩后覆蓋層不可能發生管涌。

壩基砂卵石層滲透坡降為0.0079，遠小于砂卵石的允許滲透坡降，不會在壩后覆蓋層內發生管涌。

3.2.2 壩基滲壓分析

在土壩樁號0+943斷面下游設置鉆6、鉆18、及鉆32號根壩基滲壓測壓管，此3孔水位與庫水位關系極其密切，滯后時間很短。1986年7月22日～23日和8月12～13日對此3孔進行了加密觀測，確定這3孔水位滯后庫水位時間為4.5～9.5h，與庫水位變幅為35～100cm，特定庫水位下測壓水位總的趨勢是下降的，說明壩基滲流穩定性越來越好。

結束語

水庫大壩的原始監測應該根據具體的大壩周邊環境進行具體監測，利用監測儀器和設備對壩體、大壩結構等進行監測，確保整個水庫大壩的穩定。

參考文獻：

[1]漆愛捺.三峽電源電站地下廠房開挖施工技術[J].水利水電快報，2005，26（15）：12-14.

[2]宋燕橄，李金河，李建川.溪洛渡水電站左岸地下廠房安全監測資料分析[J].人民長江，2007，38（10）：71-73.