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一、滲流監控技術分析

圍繞客蘭水庫堤壩滲流監控的影響因素，為保證滲流監控結果的精準度，在此本人提出以下兩種技術：

1．水位過程線過程線監控，需建立時程曲線，坐標體系內參數由時間、庫水位、測壓管水位組成，其中時間為橫坐標參數，后兩者為縱坐標參數。所形成的過程線，可較為精準分析測壓管水位、庫水位之間的滯后程度，進而判斷壩體的滲流狀態是否穩定，消除“水壓力影響滲流時間差”、“不穩定滲流的影響”造成的影響。0+045斷面按照下表2的水平距離、管底高程布置測壓管：按照上表布置測壓管，繪制出該斷面的測壓管水位過程線，如下圖2。根據該水位過程線，得出幾點結論：（1）防滲墻加固后，布置在內側的測壓管，其管水位的過程線，與庫水位的過程線比較接近，說明該位置的防滲加固效果穩定。（2）在防滲墻外側的測壓管，管水位與庫水位關聯性也不大，說明該位置斷面的防滲墻作用不大，對堤壩的防滲影響最為明顯。（3）在測壓過程中，發現B測壓管對庫水位的變化不敏感，無論是庫水位很低的狀態，還是明顯高于測壓管水位的情況下，過程線都非常穩定，初步懷疑測壓管有故障跡象，在深入檢查后，并更換了測壓管，水位過程線才恢復正常水位變化幅度。（4）在確保各測壓管正常使用后，各管的水位，隨著庫水位的上升或者下降，時空差值明顯減少。在此基礎上查找出防滲墻各位置的防滲參數，并確定具體的防滲點，在經過一系列的防滲加固處理后，管水位的變化幅度，基本不受到庫水位變化的影響，由此判斷防滲加固達標。

2．有限元模型分析在水位過程線監控分析的基礎上，借助有限元軟件，模擬水庫堤壩的滲流狀態，可進一步提高滲流監控解析的精確度。下圖3為水庫堤壩斷面模型：以上的模型中，有限元模型包括四種邊界條件：第一個邊界條件是定總水頭邊界，排除在計算域之外，屬于外邊界；第二個邊界條件是定流量邊界，本工程將防滲墻作為不透水邊界，該位置的流量取值為零；第三個邊界條件是滲出邊界，即水庫堤壩的溢出面；第四個邊界條件是定壓強水頭的邊界，其中位置明確的自由面，壓強水頭值為零。按照這四個邊界條件，構建了以上的滲流有限元模型，包括4個邊形和4個節點單元，寬度為83n，深度依次取值3m、5m、9m、12m，而防滲墻厚度為0.8m。利用有限元模型計算出所有結點的水頭分布，最后模擬壓力為0的條件，進行自由水面位置的調整，得出堤壩防滲加固前后的滲流狀態：（1）加固前滲流狀態。按照表1的土體滲透系數，布置堤壩的浸潤線，其中庫水位和庫外水位分別取值5m、0m，另外下邊界視為不透水邊界。經分析，確定逸點高度為1.695m，0+150斷面滲流量為5.68×10-6m³/s。（2）加固后滲流狀態。在保持模型庫水位、庫外水位、不透水邊界等不變的情況下，筆者分別取值5×10-7m³/s、10×10-7m³/s兩個不同的滲透系數，分析這兩個系數對應的加固后浸潤線狀態，與加固前的滲流狀態進行對比，不難看出：在沒有設置防滲墻時，截面的滲流量為5.68×10-6m³/s，出逸點高度為1.695m；在設置防滲墻，且滲透系數取值5×10-7m³/s后，截面滲流量為2.25×10-6m³/s，出逸點高度為0.592m；在設置防滲墻，且滲透系數取值10×10-7m³/s后，截面滲流量為2.93×10-6m³/s，出逸點高度為0.798m。可見設置防滲墻后，滲透系數取值越小，浸潤線的位置越低，則滲流量和出逸高度就越低，說明加固后防滲效果更好。

二、滲流監控的注意要點

以上的滲流監控，不排除監控效應量因素對滲流安全的影響。效應量變化規律的掌握，可如下總結：（1）土和水壓縮性影響監控。本人認為，滲透壓力和降水，監控時都要考慮在內，實測時以“補充太高浸潤面”、“測壓管封孔嚴密”等舉措，以水頭、滲透系數、單位貯存量、降水、給水度等參數，所建立的滲透壓力監控量函數，才能夠避免受到滲壓水位和滲流量的不利影響。（2）溫度影響監控。在本次堤壩滲流監控過程中，本人發現水的粘滯性、土體孔隙，都受到水文變化的明顯影響，而前兩者的變化，必然影響滲透系數的大小。對此，本人嘗試性通過具體的攝氏溫度和某個攝氏溫度下滲透系數值，掌握了滲透系數與溫度變化之間的影響關系。（3）淤積影響監控。客蘭水庫堤壩壩前有淤泥堆積，并且在時間增長后，其厚度不斷加大，阻斷了庫內水滲入堤壩的通道，堤壩的滲透性越來越小。正常看來，淤積可以起到固結壩體的效果，但事實上這種效果微乎其微。客蘭水庫的防滲體出現裂縫之后，在滲流的沖蝕作用下，滲透性反而有增無減，說明在監控堤壩滲流時，有必要將堤壩前面的淤泥清除。（4）土體緊密度影響監控。土體的緊密度，決定了土體體積的孔隙率，在假設水溫和時效恒定的情況下，以土體的壓縮系數、孔隙比、水密度，分析飽和土體的單位貯存量。分析過程中發現，水庫水位變化、降雨強度大小、壩體材料滲透性等，都有一定影響。盡管影響程度不大，但在實際滲流監控時，依然有必要將其納為考慮因素之一。

三、結論

通過以上的監控技術，得出以下幾點結論：（1）在過程線監控時，包括過程線的繪制和定性分析，難度比較大，不僅需要考慮相同斷面不同位置測壓管的影響因素，還需要保持測壓管與庫水位之間的相關性。因此，本人認為過程線監控，所獲得的監控結果，并不能作為唯一的堤壩防滲參數，還需要綜合有限元分析的結果。（2）在過程線監控的基礎上，有限元分析重點掌握加固前后的堤壩滲流量和出逸點高度，進而確定防滲墻的滲透系數，是確定后期防滲施工重要的參數。在分析時，沒有遇到實質性的困難，但在建立起有限元分析結果和過程線監控結果時，要注意兩者之間的參數是否有相悖情況。（3）通過對客蘭水庫堤壩滲流情況的監控掌握，其中應用到的比較法、作圖法、特征值統計法、有限元分析法、反分析法和統計分析法等，實踐證明具有良好的實用性，都可以參考借鑒于類似的水庫工程。

作者：韋品山 單位：扶綏縣客蘭水庫工程管理處