王朋茂

(吉安市水利局， 江西 吉安 343000)

巖頭陂水庫大壩安全監(jiān)測成果分析

王朋茂

(吉安市水利局， 江西 吉安 343000)

水庫大壩監(jiān)測系統(tǒng)可以實時監(jiān)測水庫大壩的安全狀態(tài)，能夠為大壩的安全運行提供保障。系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊能夠及時獲得大壩運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)，通過對采集的數(shù)據(jù)加以整合判斷，分析目前大壩的運行狀態(tài)。本文重點對水庫大壩加固過程中表面變形、環(huán)境量、滲透壓力進行了監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果證明，大壩的滲透和變形基本處于正常狀態(tài)，加固效果良好。

巖頭陂水庫；大壩；安全監(jiān)測

巖頭陂水庫建成投運后出現(xiàn)了較多安全問題，導(dǎo)致水庫長期限制水位運行，對工程效益的發(fā)揮以及下游居民的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成了威脅，需要對大壩進行加固改造施工。施工中為了全面了解大壩的運行狀況，準確判斷大壩安全程度，需要對大壩進行動態(tài)安全監(jiān)測。通過安全監(jiān)測可以獲取大壩工作狀態(tài)的一手資料，及時發(fā)現(xiàn)大壩運行過程中出現(xiàn)的異常情況，并作出相應(yīng)的控制措施。當遇到危險情況時可以保證大壩安全使用，并及時發(fā)出警報，避免不必要的損失。

1 工程概況

巖頭陂水庫位于距安?？h縣城32km的嚴田鎮(zhèn)巖頭村，坐落于贛江水系禾水支流瀘水河上游。水庫壩址位于社上水庫下游10km處，屬社上水庫的二級水庫。水庫大壩為細石混凝土砌石重力壩，由非溢流壩段和溢流壩段組成，溢流壩段設(shè)在大壩中部，為閘式實用堰，堰頂高程130.00m，溢流凈寬5孔×10m，采用10m×6m(寬×高)弧形鋼閘門控制，挑流消能。加固后非溢流壩段壩頂高程138.85m，最大壩高25.85m，壩頂長207m，壩頂寬6m，大壩上游面設(shè)有C20混凝土防滲面板，高程126.00m以上坡面鉛直，以下坡比為1∶0.2，下游面高程133.00m以上坡面鉛直，以下坡比1∶0.60?？値烊?794萬m3，設(shè)計灌溉面積21萬畝，實際灌溉面積13.5萬畝。電站裝機2×2000kW，巖頭陂水庫是一座以灌溉為主，兼有發(fā)電、防洪、養(yǎng)殖等綜合效益的中型水庫。

2 大壩安全監(jiān)測點布置

巖頭陂水庫加固后，增加了測壓管及大壩表面變形觀測。監(jiān)測內(nèi)容包括表面變形、滲流壓力和環(huán)境量。

2.1 表面變形監(jiān)測

縱向布置兩排位移標點，共計9個測點。第一排位于壩頂138.35m高程，設(shè)觀測標點7個，非溢流壩段布置3個測點，溢流壩段在每個中閘墩上布置1個觀測點；第二排位于大壩下游123.60m高程處，設(shè)3個位移標點。在右岸山體上布置2個工作基點、1個校核基點，左岸布置2個工作基點、1個校核基點，利用全站儀觀測壩體水平和豎向位移，實現(xiàn)半自動化監(jiān)測。

2.2 滲流監(jiān)測

壩體、壩基滲透壓力觀測共設(shè)4個斷面計、16支測壓管。其中：0+63.4斷面設(shè)置3個觀測點，0+90.6斷面設(shè)置1個觀測點，0+141.2斷面設(shè)置3個觀測點，均采用雙管式測壓管和單管式測壓管結(jié)合的方式，分別觀測壩體和壩基滲流狀況；0+170.2斷面設(shè)置3個觀測點，采用單管式測壓管，觀測壩基滲流，人工定期觀測；在左右壩肩分別布置3只繞壩滲流測壓管，采用單管式測壓管，共計6支測壓管，人工定期觀測。

2.3 環(huán)境量監(jiān)測

為了對水庫下游水位進行觀測，在大壩上游防滲面板前方布置了水尺。系統(tǒng)增設(shè)了水情自動測報系統(tǒng)，可對水庫中水位的變化情況進行自動監(jiān)測，并和國家防汛網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)。使用DY109DA遙測雨量傳感器對降雨量進行觀測，采用翻斗式感應(yīng)方式，布置在啟閉房頂。對數(shù)據(jù)進行收集后傳送到水文自動測報系統(tǒng)中。

3 大壩監(jiān)測結(jié)果分析

3.1 表面變形監(jiān)測

大壩壩頂設(shè)置了9個位移觀測點，編號為BM2～BM4、B2～B6。特征值統(tǒng)計見表1，過程線如圖1～圖4，結(jié)果分析如下。

表1 表面變形特征值統(tǒng)計

圖1 0+000斷面水平位移過程線

圖2 0+007斷面水平位移過程線

圖3 0+000斷面垂直位移過程線

圖4 0+007斷面垂直位移過程線

3.1.1 水平位移情況

水平位移各位移點位移量總體不大，最大值為BM2和B5的15mm，其余測點位移量平均值均小于5mm。BM2位于樁號0+040非溢流壩頂，靠近左岸，其位移量相對壩中部測點明顯偏大，不太合理。B5位于樁號0+113.40溢流壩處，相對于溢流壩段其他測點，其位移量也明顯偏大。從過程線看，測點位移變化相對平穩(wěn)。0+000斷面各測點位移變化呈現(xiàn)完全不同的趨勢。BM2由2014年6月30日的10mm突然增大到7月15日的15mm，變幅達5mm，需要進一步加強觀測力度，注意其發(fā)展變化趨勢。BM3測點位移呈降低趨勢，而BM4測點位移基本沒有變化。0+007斷面測點位移變化基本相似，B2、B3、B4、B6從2014年5月31日—7月15日呈緩慢增大趨勢，應(yīng)與庫水位逐漸升高有關(guān)，屬合理現(xiàn)象。B5趨勢性也大致類同，只是位移值偏大。

3.1.2 垂直位移情況

垂直位移各位移點位移量總體不大，最大值為BM2的18mm，其余測點位移均小于10mm。BM2所在壩段壩高不大，但位移最大，不太合理。根據(jù)過程線變化趨勢可以看出，整體位移變化情況比較穩(wěn)定，變幅比較小。

3.2 滲流壓力監(jiān)測

3.2.1 壩基揚壓力監(jiān)測

測壓管水位特征值統(tǒng)計情況見表2，過程線見圖5～圖8。結(jié)果分析如下：

表2 壩基測壓管水位特征值統(tǒng)計 單位：m

注：pun為一期孔號，n號為二期孔號。

圖5 0+063.4斷面滲透壓力過程線

圖6 0+90.6斷面滲透壓力過程線

圖7 0+141.2斷面滲透壓力過程線

圖8 0+170.2斷面滲透壓力過程線

a.橫向比較。pu3、4號、pu6三根測壓管位于0+63.4斷面，依次從上游到下游布置，pu3管水位較4號管水位高約0.50m，4號管水位較pu6管水位高約1m，水位基本從高到低，符合滲壓分布規(guī)律。pu1、5號兩根測壓管位于0+141.2斷面，從上游到下游布置，但兩者水位大致相等，5號管水位較pu1管水位略高。6號、7號、8號三根測壓管位于0+170.2斷面，依次從上游到下游布置，6號管水位最高，7號、8號管水位大致相等，8號管水位較7號管水位略高。

b.縱向比較。pu3、pu1和6號測壓管位于壩軸線前4.30m處，pu3管水位平均值為122.05m，pu1管水位較pu3管水位明顯偏高，平均值達到125.87m，而6號管水位較pu1管水位更高，平均值達到126.28m。與同期庫水位約135.50m相比，6號管水位與庫水位的水頭差僅約9m，該處壩基滲透壓力較大。4號、pu5、5號、7號測壓管位于壩軸線前1m處，pu5管水位最低，平均值為117.77m，5號管水位最高，平均值為125.95m，兩者相差約8m。4號測壓管與5號測壓管呈對稱布置，但管水位明顯偏低，最大值為121.68m，比5號測壓管水位低約4.50m。pu6和8號測壓管位于壩軸線后3m處，8號管水位明顯高于pu6管水位，約高4.50m。

過程線顯示，由于庫水位相對穩(wěn)定，變幅不大，因此各測壓管水位也基本無較大變幅，測壓管運行基本正常。

3.2.2 繞壩滲流情況檢測

繞壩滲流測壓管共埋設(shè)6根，其中1號、2號、3號布置在左岸，9號、10號、11號布置在右岸(測壓管水位特征值統(tǒng)計情況見表3，過程線見圖9～圖10)。

從統(tǒng)計情況看，左岸測壓管水位高于右岸測壓管水位，1號管水位最大，最大值為135.94m；11號管水位最小，其最大值為129.13m，反映出左岸繞壩滲流狀況略差于右岸。各測壓管水位出現(xiàn)最大值和最小值的時間一致，同步性好。各斷面過程線顯示，測壓管水位與庫水位一樣，保持較穩(wěn)定的態(tài)勢，部分測壓管水位基本無變化。

表3 繞壩滲流測壓管水位特征值統(tǒng)計 單位：m

圖9 0+004斷面滲透壓力過程線

圖10 0+215.2斷面滲透壓力過程線

4 監(jiān)測結(jié)果分析

監(jiān)測結(jié)果表明：大壩表面總體變形量不大，多數(shù)位置處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，由于監(jiān)測時間較短，整體性的變化趨勢不大，BM2和B5測點相對于其他部位的測點位移值偏大；水庫水位基本保持在135.50～136.00m之間，相對穩(wěn)定，壩基測壓管水位相應(yīng)無較大變化，揚壓力折減系數(shù)滿足規(guī)范要求,未顯示出明顯的趨勢性變化；繞壩滲流側(cè)壓管水位較為合理，左岸測壓管水位稍高于右岸測壓管水位，證明右岸繞壩的滲流情況要略優(yōu)于左岸壩滲流情況。

5 結(jié) 語

大壩運行情況監(jiān)測證明：大壩除險加固效果良好，大壩運行情況良好，整體性和安全性顯著提升。為了進一步提高水庫大壩自動化監(jiān)測水平，需要在除險加固工程投入運行后，水庫工程管理人員購進先進觀測設(shè)備和儀器的，同時，增加維修和養(yǎng)護經(jīng)費，提高水庫現(xiàn)代化管理水平。積極完善儀器規(guī)劃監(jiān)督工作，提升管理人員的責任意識，做好資料檔案管理工作，保證檔案的真實性和規(guī)范性。

[1] 楊永超，李東輝.回歸分析模型在大壩變形監(jiān)測中應(yīng)用[J].地理空間信息，2011(6):137-138.

[2] 李柯，崔崗.大壩安全監(jiān)測設(shè)計及施工的經(jīng)驗[J].水電自動化與大壩監(jiān)測，2006(4):66-68.

[3] 杜成旺，劉超.落坡嶺水庫大壩水平位移分析[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2007(2):83-85.

[4] 李海明，高曉光.山口水庫大壩水平位移監(jiān)測方法分析[J].水利科技與經(jīng)濟，2010(5):549-550.

[5] 方衛(wèi)華，王潤英.大壩安全監(jiān)測自動化的發(fā)展研究[J].大壩與安全，2005(5):76-78.

DOI:10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.01.003

施工技術(shù)

Analysis on Safety Monitoring Result of Yantoubei Reservoir Dam

WANG Pengmao

(Ji’anMunicipalWaterResourcesBureau,Ji’an343000,China)

The monitoring system can monitor the security state of the reservoir dam in real time, and can provide a guarantee for the safe operation of the dam. Besides, the data acquisition module of the system is able to obtain the dam's operation state data in time and analyze the current operation state of dam through integrating and analyzing the collected data. This paper focuses on the monitoring of the surface deformation, environment variable and seepage pressure during the reinforcement process of reservoir dam. The monitoring result proves that the infiltration and deformation of the dam are basically in the normal states and the reinforcement effect is good.

Yantoubei reservoir; dam; safety monitoring

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.01.008

TV698.1

B

1673-8241(2017)01- 0024- 04