王迎春，張子鳳

（新疆伊犁河流域開(kāi)發(fā)建設(shè)管理局，830000，烏魯木齊）

某水利樞紐工程位于強(qiáng)震區(qū)，其大壩工程為百米高土壩，同時(shí)具有高壩大庫(kù)的特點(diǎn)。大壩為黏土心墻堆石壩，心墻土料采用風(fēng)積黃土，抗沖蝕性能和適應(yīng)變形能力相對(duì)較弱，鑒于工程的特殊性和重要性，大壩內(nèi)布置了較為全面的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。工程于2001年開(kāi)工建設(shè)，2005年完建。2007年7月20日18時(shí)06分53.0秒 （北京時(shí)間）工程壩址附近發(fā)生里氏5.7級(jí)地震，震源深度為9.7 km，震中距大壩壩址約47 km，工程區(qū)震感強(qiáng)烈，震中附近村莊由于房屋倒塌和破壞造成5 074戶約1.9萬(wàn)人失去住所，災(zāi)區(qū)戶數(shù)共30 311戶，災(zāi)區(qū)人口約115 845人，地震未造成人員傷亡。經(jīng)過(guò)地震現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)害損失評(píng)估，此次地震直接經(jīng)濟(jì)損失為11 060.33萬(wàn)元。這是工程建設(shè)以來(lái)所經(jīng)歷的最大一次地震。震后樞紐管理單位立即組織對(duì)工程進(jìn)行了外觀檢查和安全監(jiān)測(cè)。

一、強(qiáng)震數(shù)據(jù)處理

由于工程處于強(qiáng)震區(qū)，大壩地震設(shè)防烈度為Ⅸ度，因此，地震監(jiān)測(cè)也是工程的一項(xiàng)重要監(jiān)測(cè)內(nèi)容。樞紐四周設(shè)四個(gè)地震監(jiān)測(cè)臺(tái)，并在大壩壩頂和壩后坡安裝了強(qiáng)震儀進(jìn)行地震監(jiān)測(cè)。地震時(shí)捕捉到的加速度過(guò)程見(jiàn)圖1，絕對(duì)加速度反應(yīng)譜見(jiàn)圖2。

根據(jù)圖1、圖 2綜合分析：峰值加速度 123.371gal，持時(shí) 9.9sec，卓越頻率2.03Hz，三要素判定為Ⅶ度；反 應(yīng) 譜 值 （gal）8Hz-401.378，5Hz-348.902，2Hz-127.36，1Hz-15.2678，反應(yīng)譜判定為Ⅶ度；參考烈度值一次方加權(quán)為Ⅵ度，參考烈度值二次方加權(quán)為Ⅵ度；根據(jù)地震專業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)的科學(xué)考察，最終確定工程區(qū)位于Ⅵ度區(qū)。

二、震后樞紐工程外觀檢查

地震發(fā)生后，樞紐管理單位立即組織有關(guān)工作人員對(duì)庫(kù)、壩區(qū)水工建筑物及發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了巡視檢查，重點(diǎn)對(duì)大壩工程、聯(lián)合進(jìn)水口、發(fā)電廠房進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)壩體裂縫、大壩上下游滑坡、塌坑等異?，F(xiàn)象，水庫(kù)水面、壩基滲流未見(jiàn)異常。泄洪洞、溢洪洞、排沙洞未發(fā)現(xiàn)裂縫、坍塌等，其主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，閘門啟閉設(shè)備運(yùn)行正常。觀察發(fā)現(xiàn)上游庫(kù)岸部分地段有少量坍塌、滑坡等現(xiàn)象，下游河道內(nèi)未見(jiàn)坍岸、滑坡、淤積等現(xiàn)象。

三、震前震后工程安全監(jiān)測(cè)資料分析

1.大壩監(jiān)測(cè)布置情況

該水利樞紐工程大壩為心墻堆石壩，心墻土料為風(fēng)積黃土，屬粉質(zhì)壤土，土體抗沖蝕能力低。根據(jù)壩體設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果及監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)原則，壩體內(nèi)外布置了變形、滲流、土壓力、體應(yīng)變等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，主要布置于0+060 m、0+123.5 m、0+175 m、0+223 m、0+270 m五大典型斷面，其中0+175 m斷面為主監(jiān)測(cè)斷面，具體布置見(jiàn)圖3。

2.內(nèi)部外部變形監(jiān)測(cè)

（1）內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)

壩體內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)包括心墻內(nèi)部的沉降和水平位移，在選定的五大典型斷面上分別布置有沉降及測(cè)斜管監(jiān)測(cè)內(nèi)部變形情況。五斷面沉降及測(cè)斜震前震后測(cè)值穩(wěn)定，僅大壩主監(jiān)測(cè)斷面990 m高程壩內(nèi)心墻測(cè)點(diǎn)向下游位移 0.01 m，21日 0：30恢復(fù)震前測(cè)值。

（2）外部（表面）變形監(jiān)測(cè)

在壩頂平行壩軸線的上、下游各布置一條監(jiān)測(cè)縱斷面，下游壩坡布置三條監(jiān)測(cè)縱斷面，監(jiān)測(cè)壩體表面變形。三條監(jiān)測(cè)斷面震前震后測(cè)值穩(wěn)定，無(wú)異常突變。

3.大壩滲壓監(jiān)測(cè)

（1）大壩帷幕前后滲壓監(jiān)測(cè)

震前帷幕前后各斷面滲壓水位表現(xiàn)于左岸斷面大于河床斷面，河床斷面大于右岸斷面（0+123.5 m＞0+175 m＞0+223 m）的趨勢(shì)，與庫(kù)水位相關(guān)性較好，帷幕前滲壓水位與庫(kù)水位存在5～30 m水頭差，帷幕后滲壓水位與庫(kù)水位存在30～49 m水頭差；震后帷幕前后各斷面滲壓水位保持了震前的變化趨勢(shì)和水頭差，未見(jiàn)異常突變。

（2）大壩心墻內(nèi)滲壓監(jiān)測(cè)

心墻內(nèi)滲壓主要采用滲壓計(jì)和測(cè)壓管監(jiān)測(cè)壩體滲壓情況。監(jiān)測(cè)分析震前震后心墻內(nèi)滲壓計(jì)監(jiān)測(cè)水位平穩(wěn)，最大變幅0.02 m，無(wú)異常突變，變化過(guò)程見(jiàn)圖4；震前震后測(cè)壓管監(jiān)測(cè)滲壓水位總體呈上升趨勢(shì)，且震后上升速率大于震前，震后水位上升0.29 m，變化過(guò)程見(jiàn)圖5。

（3）異常分析

心墻測(cè)壓管UP1震后測(cè)值上升0.29 m，震前上升速率為0.13 m/d，震后上升速率為0.18 m/d，至7月24日上升速率增加至0.33 m/d，7月25日上升速率開(kāi)始下降并恢復(fù)到0.15 m/d。通過(guò)長(zhǎng)序列數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)測(cè)壓管UP1震前震后測(cè)值變化曲線光滑，未見(jiàn)明顯突變點(diǎn)，說(shuō)明此次地震對(duì)心墻內(nèi)滲壓水位的影響已恢復(fù)正常。

（4）大壩壩殼料內(nèi)滲壓監(jiān)測(cè)

主要采用滲壓計(jì)和測(cè)壓管監(jiān)測(cè)壩殼滲壓情況，震前大壩壩殼料滲壓水位平穩(wěn)，地震當(dāng)天滲壓計(jì)監(jiān)測(cè)滲壓水位均降低0.04～0.08 m，震后一周內(nèi)恢復(fù)到震前水平，具體測(cè)值見(jiàn)表3；測(cè)壓管監(jiān)測(cè)水位平穩(wěn)，未見(jiàn)上升和下降的趨勢(shì)。

4.大壩土壓力監(jiān)測(cè)

（1）土壓監(jiān)測(cè)

0+175 m河床監(jiān)測(cè)斷面各測(cè)點(diǎn)土壓力計(jì)震前震后測(cè)值穩(wěn)定，未見(jiàn)異常突變。0+270 m斷面、0+223 m斷面、0+060 m斷面左右岸測(cè)壓方向土壓力計(jì)震前測(cè)值穩(wěn)定，震后呈緩慢增加的趨勢(shì) （0.01MPa/13d）， 其他測(cè)壓方向（上下游方向及垂直方向）未見(jiàn)異常變化。

（2）異常分析

大壩兩岸三斷面（0+270 m斷面、0+223 m斷面、0+060 m斷面）土壓力計(jì)左右岸方向土壓力計(jì)震前震后測(cè)值長(zhǎng)序列分析，發(fā)現(xiàn)震后該方向土壓力增加的幅度較小，且歷年同期該方向土壓力測(cè)值隨水庫(kù)水位的上升也存在緩慢增加的趨勢(shì)，說(shuō)明大壩兩岸三斷面左右岸方向土壓力計(jì)震后呈現(xiàn)的小幅增長(zhǎng)趨勢(shì)與本次發(fā)生在工程附近的5.7級(jí)地震關(guān)系甚微。

5.繞壩滲流監(jiān)測(cè)

（1）左岸繞滲監(jiān)測(cè)

左岸 UP5、UP6、UP7、UP8 四測(cè)壓管震前總體呈穩(wěn)定趨勢(shì)，震后UP5、UP8均顯突升，突升0.01～0.02 m，震后1日內(nèi)恢復(fù)震前水平；UP6震后呈緩降趨勢(shì)；UP7震前震后穩(wěn)定。

（2）右岸繞滲監(jiān)測(cè)

右岸 UP8、UP9、UP10、UP11 四測(cè)壓管變化各不同。UP9震前呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，但震后呈快速下降趨勢(shì)，震后1日水位下降2.48 m；UP10震前呈緩升趨勢(shì)，震后趨于穩(wěn)定；UP11震前呈緩升趨勢(shì)，震后趨于緩降；UP12震前震后均呈緩降趨勢(shì)。

（3）異常分析監(jiān)測(cè)

綜 上 所 述 UP5、UP8、UP9 三 測(cè)壓管震前震后存在相對(duì)異常變幅，將三測(cè)壓管2006至2008年三年測(cè)值進(jìn)行長(zhǎng)序列分析。UP5在939.10～939.70 m之間波動(dòng)，與庫(kù)水位存在一定的相關(guān)性，變幅為0.60 m，見(jiàn)圖6；UP8在914.61～915.37 m之間波動(dòng)，變幅為0.76 m，與庫(kù)水位無(wú)明顯的相關(guān)性，但受左岸邊坡地下水位及降雨等的影響，年內(nèi)變化呈現(xiàn)波動(dòng)性，見(jiàn)圖7；UP9 在 941.26～956.95 m 之間波動(dòng)，變幅為15.69 m，與庫(kù)水位存在一定的相關(guān)性，與UP8相似，同樣存在受右岸邊坡地下水位及降雨等的影響，年內(nèi)變化呈波動(dòng)性，見(jiàn)圖8。因此可以判斷UP-05震后呈現(xiàn)的測(cè)值突升現(xiàn)象一方面與庫(kù)水位的上升存在一定相關(guān)性，同時(shí)也在一定程度上表現(xiàn)了震后大壩左岸地下水位的規(guī)律；UP-08、UP-09在震后出現(xiàn)的測(cè)值異常，主要是受岸坡地下水位及降雨等的影響，也反映了岸坡地下水位的變化規(guī)律。

表3 大壩壩殼料滲壓水位監(jiān)測(cè)表 單位：m

四、震后工程安全評(píng)價(jià)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)巡視檢查和震前震后安全監(jiān)測(cè)資料的綜合分析，得出以下結(jié)論：

從現(xiàn)場(chǎng)檢查情況看，震后大壩壩體、引泄水建筑物、發(fā)電廠房未出現(xiàn)裂縫，各建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全，閘門啟閉設(shè)備運(yùn)行正常。

大壩內(nèi)部、表面變形不大，水平位移量小，豎向位移總體表現(xiàn)為沉降，震前震后無(wú)較大突變，符合大壩變形一般規(guī)律；大壩土壓力上下游方向和垂直方向測(cè)值穩(wěn)定，震前震后無(wú)明顯變化，左右岸方向土壓力震后出現(xiàn)小幅增加趨勢(shì)，但變化規(guī)律與同期相似，說(shuō)明大壩土壓力受地震影響較??；大壩帷幕前后、心墻及壩殼料內(nèi)滲壓受地震影響滲壓測(cè)值出現(xiàn)不同變幅異常，但在震后較短時(shí)間內(nèi)均恢復(fù)了正常，且總趨勢(shì)符合滲壓水位長(zhǎng)期變化規(guī)律，從測(cè)值長(zhǎng)序列分析可以判定大壩滲透處于穩(wěn)定狀態(tài)；大壩左右岸繞壩滲流主要受上游水位、邊坡地下水位及降雨等的影響，在震后呈現(xiàn)短時(shí)異常變幅，但不同部位滲流主導(dǎo)因素不同，從一定程度上反映了震前震后岸坡地下水位的變化規(guī)律，大壩壩體及左右岸滲流變化符合一般規(guī)律，總體是穩(wěn)定的?？傮w而言，“7·20”地震對(duì)工程產(chǎn)生了一定的影響，但由于工程設(shè)防烈度高，沒(méi)有對(duì)工程造成實(shí)質(zhì)性危害，工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全。