郭騰飛

（山西漳河水務(wù)集團(tuán)有限公司 山西長(zhǎng)治 046000）

1 漳澤水庫(kù)大壩沉降觀測(cè)概況

漳澤水庫(kù)工程于1959 年11 月1 日動(dòng)工興建，1960 年4 月1 日竣工投入運(yùn)用。1989 年至1995 年水庫(kù)進(jìn)行了最大的一次改建，改建后大壩加高5 m，壩軸線在舊壩體基礎(chǔ)上向下游移16 m，新壩體壩頂高程達(dá)910.0 m。

壩面垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，沿4 條平行于壩軸線方向的測(cè)線進(jìn)行布置：原壩頂P1 測(cè)線、新壩頂上游側(cè)P2測(cè)線、新壩頂下游側(cè)P3 測(cè)線和下游壩腰P4 測(cè)線。大壩為均質(zhì)土壩，全長(zhǎng)2 514.0 m，分為主壩和副壩。其中主壩位于右岸，樁號(hào)0+000～0+874，長(zhǎng)874.0 m，最大壩高22.5 m，2008 年前設(shè)15 個(gè)垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)（下文稱原監(jiān)測(cè)點(diǎn)），2008 年新增樁號(hào)0+300、0+500、0+700 監(jiān)測(cè)點(diǎn)（下文稱新監(jiān)測(cè)點(diǎn)），新增監(jiān)測(cè)點(diǎn)共計(jì)12 個(gè)，P1、P2 和P3 測(cè)線各監(jiān)測(cè)點(diǎn)樁號(hào)范圍為0+200～0+800，P4測(cè)線各監(jiān)測(cè)點(diǎn)樁號(hào)范圍為0+300～0+800，監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距為100.0m。副壩位于大壩左岸，最大壩高17.5 m，樁號(hào)0+874～2+514，長(zhǎng)1 640.0 m，2008 年前設(shè)28 個(gè)垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，2008 年新增樁號(hào)0+900、1+100、1+300、1+500、1+700、1+900 和2+100 監(jiān)測(cè)點(diǎn)，新增監(jiān)測(cè)點(diǎn)共計(jì)28 個(gè)，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)樁號(hào)范圍為0+900～2+200，監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距為100.0 m。

每年汛前5 月份和汛后10 月份對(duì)大壩沉降人工測(cè)量。各測(cè)點(diǎn)沉降位移采用徠卡DNA03 電子水準(zhǔn)儀和銦鋼尺進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量過(guò)程中，每個(gè)測(cè)回閉合差不大于mm（n 為測(cè)站數(shù)），精度達(dá)到三等水準(zhǔn)測(cè)量要求。

2 大壩累計(jì)沉降位移分析

鑒于2015 年大壩安全鑒定報(bào)告已對(duì)前期的壩面豎向位移監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)，故本次沉降分析主要對(duì)2015 年之后的監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行整理分析。根據(jù)表1 可知，原監(jiān)測(cè)點(diǎn)起始監(jiān)測(cè)日期為1993 年11 月，歷時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，約為30 年；新監(jiān)測(cè)點(diǎn)起始監(jiān)測(cè)日期為2008 年5 月，歷時(shí)時(shí)間相對(duì)較短，約為15 年。由于原監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)歷時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，監(jiān)測(cè)結(jié)果更能反映大壩累計(jì)沉降位移情況，因此，選擇原監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)成果對(duì)大壩豎向累計(jì)沉降位移進(jìn)行分析。

表1 壩面豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)考證表

表2 0+600 斷面和1+200 斷面原監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降對(duì)比表

原壩頂P1、新壩頂上游側(cè)P2、新壩頂下游側(cè)P3和下游壩腰P4，4 條測(cè)線的原監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降位移歷時(shí)曲線，如圖1～圖8 所示。圖中正值代表沉降，負(fù)值代表抬升。

圖1 主壩P1 測(cè)線原監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降位移歷時(shí)曲線

圖2 主壩P2 測(cè)線原監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降位移歷時(shí)曲線

圖3 主壩P3 測(cè)線原監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降位移歷時(shí)曲線

圖4 主壩P4 測(cè)線原監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降位移歷時(shí)曲線

圖5 副壩P1 測(cè)線原監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降位移歷時(shí)曲線

圖6 副壩P2 測(cè)線原監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降位移歷時(shí)曲線

圖7 副壩P3 測(cè)線原監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降位移歷時(shí)曲線

圖8 副壩P4 測(cè)線原監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降位移歷時(shí)曲線

2.1 主壩、副壩豎向累計(jì)沉降分析

1）由圖1～圖8 可看出，壩體沉降已形成一定的規(guī)律性。2015 年之后，主壩、副壩的累計(jì)沉降隨時(shí)間變化很小，曲線整體基本呈水平狀，局部存在微小波動(dòng)。4 條測(cè)線的最大沉降量都位于河床段中央，均呈現(xiàn)中間位移變化量大，靠近兩岸變化量變小。同時(shí)P2、P3 測(cè)線位于壩頂，P1、P4 分別位于壩體上下游，P2、P3 壩高＞P1、P4，累計(jì)沉降相比也較大，說(shuō)明沉降量與壩高有關(guān)，符合填筑厚度越大，累計(jì)沉降量越大的規(guī)律，也符合在河床壩段數(shù)值最大，向兩岸過(guò)度的過(guò)程中數(shù)值逐漸偏小的規(guī)律。

2）主壩和副壩各選取一橫斷面，統(tǒng)計(jì)改建期以來(lái)每個(gè)階段累計(jì)沉降量，以此判定是否達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。由于改建期對(duì)壩體進(jìn)行了加高，“改建期-2014 年” 監(jiān)測(cè)階段，由表1（改建期至2014 年數(shù)據(jù)來(lái)源于2015 年大壩安全鑒定報(bào)告）可知，主壩P1～P4 測(cè)線，改建期至2014 年期間累計(jì)沉降量占?jí)胃叩陌俜直确謩e為0.17%、0.72%、0.88%和0.651%，副壩為0.304%、0.834%、0.789%和0.448%，沉降量較大，說(shuō)明該階段舊壩體仍有少量回彈但變化量已趨于平緩，而新壩體還未沉降穩(wěn)定。但進(jìn)入2015 年之后，主壩降低到0.012%、0.002%、-0.009%和0.006%，副壩0.024%、0.034%、-0.040%和-0.024%，證明2015 年之后，新老壩體沉降均達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

3 大壩裂縫分析

3.1 大壩傾度分析

大壩裂縫分析采用基于沉降位移監(jiān)測(cè)資料的傾度法，兩點(diǎn)間的傾度計(jì)算公式：

式中：γA-B——A、B 兩點(diǎn)的傾度，%；

SA——A 點(diǎn)的豎向位移，m；

SB——B 點(diǎn)的豎向位移，m；

ΔL——A、B 兩點(diǎn)之間的距離，m。

依據(jù)上述公式，分別得到P1～P4 測(cè)線上主壩和副壩各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的傾度縱向分布圖和P2、P3 測(cè)線各監(jiān)測(cè)點(diǎn)傾度橫向分布圖，如圖9～圖18 所示。

圖9 主壩P1 測(cè)線傾度縱向分布圖

圖10 主壩P2 測(cè)線傾度縱向分布圖

圖11 主壩P3 測(cè)線傾度縱向分布圖

圖12 主壩P4 測(cè)線傾度縱向分布圖

3.2 主壩裂縫分析

從圖9～圖13 可以看出，主壩縱向最大傾度值為0.077 5%，發(fā)生在P1 測(cè)線樁號(hào)0+400～0+600 斷面之間；主壩橫向最大傾度值為0.836%，發(fā)生在樁號(hào)0+400斷面。

圖13 主壩P2、P3 測(cè)線各斷面的傾度橫向分布圖

土壩的臨界破壞傾度值一般為1%左右，主壩各監(jiān)測(cè)點(diǎn)傾度均未超過(guò)臨界破壞傾度值。因此可以得出：主壩壩面產(chǎn)生危險(xiǎn)性縱、橫向裂縫的可能性小。

3.3 副壩裂縫分析

從圖14～圖18 可以看出，副壩縱向最大傾度值為-0.0345%，發(fā)生在P3 測(cè)線1+000～1+200 斷面之間。橫向最大傾度值為0.575%，發(fā)生在1+600 斷面。

圖14 副壩P1 測(cè)線傾度縱向分布圖

圖15 副壩P2 測(cè)線傾度縱向分布圖

圖16 副壩P3 測(cè)線傾度縱向分布圖

圖17 副壩P4 測(cè)線傾度縱向分布圖

圖18 副壩P2、P3 測(cè)線各斷面的傾度橫向分布圖

土壩的臨界破壞傾度值一般為1%左右，副壩各監(jiān)測(cè)點(diǎn)傾度均未超過(guò)臨界破壞傾度值。因此可以得出：副壩壩面產(chǎn)生危險(xiǎn)性縱、橫向裂縫的可能性小。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，漳澤水庫(kù)大壩經(jīng)過(guò)幾十年的沉降，主副壩新老壩體均已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，且沒(méi)有明顯突變點(diǎn)，無(wú)異?，F(xiàn)象，符合土壩沉降規(guī)律，主壩、副壩壩面橫向、縱向傾度也小于臨界破壞值，產(chǎn)生危險(xiǎn)性縱、橫向裂縫的可能性不大。由于原監(jiān)測(cè)點(diǎn)和新監(jiān)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)日期不同，原監(jiān)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)年限較長(zhǎng)，從大壩改建完工后開(kāi)始觀測(cè)，更能準(zhǔn)確反映漳澤水庫(kù)大壩運(yùn)行期沉降過(guò)程。但是在日常資料整編和分析中，通過(guò)繪制新監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的縱橫向傾度、累計(jì)沉降過(guò)程線和沉降縱向分布圖，發(fā)現(xiàn)雖然累計(jì)沉降相比偏小，但是其沉降規(guī)律和原監(jiān)測(cè)點(diǎn)基本吻合的。