程家寧，張進

（安徽省臨淮崗洪水控制工程管理局，安徽 合肥 237400）

1 工程概況

臨淮崗洪水控制工程為Ⅰ等大（1）型工程，是把淮河中游主要防洪保護區(qū)的防洪標準提高到100 年一遇的關鍵性工程。工程由主壩、南北副壩、深孔閘、淺孔閘、姜唐湖進洪閘、船閘及上、下游引河等組成。

臨淮崗主壩為碾壓式均質土壩，總長8545m，扣除建筑物部分后凈長7019m，其中，加固部分凈長3895m，新建部分凈長3124m。壩頂高程31.9～32.1m，壩頂寬度10m，上設1.2m 高漿砌石防浪墻及鋪裝瀝青公路。主壩壩高一般12～13m 左右，最大壩高18.5m。工程安全監(jiān)測系統(tǒng)根據壩段情況、堤身填筑質量、土料性質、滲透系數及壩體加固方案等進行設計。臨淮崗主壩建設期間及完工后同步開展了巡視檢查、變形、滲流、環(huán)境量（水位、降雨量、流量）等監(jiān)測。

2 主壩安全監(jiān)測系統(tǒng)及其運行現狀

2.1 主壩已建安全監(jiān)測設施

主壩被深孔閘、淺孔閘、姜唐湖進洪閘、老淮河等自南向北分隔成5 個壩段，分別為連接段、姜南段、姜北段、淮河主槽段、淮北段。工程安全監(jiān)測分壩段進行。已建安全監(jiān)測設施主要包括：主壩變形、滲流安全監(jiān)測設施和環(huán)境量監(jiān)測設施。

主壩變形、滲流安全監(jiān)測設施主要包括：壩體表面及內部水平位移、垂直位移監(jiān)測；壩體、壩基滲流壓力監(jiān)測等。設計監(jiān)測斷面22 個，壩體內部監(jiān)測斷面共18 個。各監(jiān)測斷面共布設監(jiān)測點374 個，主壩沿線共建設6 個MCU 監(jiān)測房。各監(jiān)測斷面壩體內部監(jiān)測點的監(jiān)測儀器，均通過電纜匯集至監(jiān)測房內，接入MCU 后經過光纜將信號傳輸至中央控制室。

主壩環(huán)境量監(jiān)測設施主要包括：深孔閘和淺孔閘之間建設的臨淮崗雨量站，以及在深孔閘上下游建設的水位監(jiān)測站，數據落地安徽省水信息網；在臨淮崗船閘、姜唐湖進洪閘上游建設的水位監(jiān)測站，數據落地臨淮崗工程水閘安全監(jiān)測管理系統(tǒng)。

2.2 主壩安全監(jiān)測設施運行現狀

2.2.1 主壩表面變形監(jiān)測設施運行正常

主壩設置102 個表面位移測點，平面基準控制網完善。管理單位定期組織工程技術人員進行人工觀測，目前監(jiān)測頻次正常，通過對多年監(jiān)測數據進行分析，主壩水平位移、垂直位移累計變化較小且趨于穩(wěn)定，滿足規(guī)范要求，顯示主壩運行性態(tài)穩(wěn)定良好。

2.2.2 主壩大水年份無滲流現象發(fā)生

主壩分別于2007 年、2020 年經歷淮河流域性較大洪水，通過對主壩高水位運行期間的日常巡視檢查及大水之后的特別檢查結果分析判斷，主壩無滲流現象。

2.2.3 主壩環(huán)境量監(jiān)測設施運行正常

主壩沿線的環(huán)境量監(jiān)測設施均有專人負責日常管理和定期維護，設施設備運行正常，監(jiān)測項目正常開展，能夠滿足工程運行管理需要。

3 主壩安全監(jiān)測系統(tǒng)運行管理存在的主要問題

3.1 安全監(jiān)測設計方案需優(yōu)化調整

臨淮崗老壩于1958 年開工建設，姜南段和姜北段是老壩加固段，老壩體運行至今已經60 多年，壩體壩基基本固結完成。淮河主槽段和淮北段是新建壩段，2001 年開工建設，建成至今已運行20 多年。經過連續(xù)多年的表面變形監(jiān)測，監(jiān)測成果顯示大壩沉降基本完成，運行工況良好，由于補做壩體內部沉降儀存在一定困難，加之可以利用表面變形成果監(jiān)測壩體沉降，故已無實施必要。鑒于相同原因，主壩內部變形（測斜儀）可不設，或選擇在重要壩段、關鍵斷面設置。

3.2 安全監(jiān)測設施元器件老化失修

主壩安全監(jiān)測設施2006 年建成，至今已運行近20 年，運行時間較長，遠超電子儀器正常使用壽命周期。通過委托專業(yè)單位檢測，主壩各監(jiān)測房共22個MCU 采集單元設備均無法正常工作。272 支主壩內部沉降、傾斜監(jiān)測儀器及壩體、壩基滲流監(jiān)測儀器中僅有24 支運行正常，占比很少且分布在4 個壩段14 個監(jiān)測斷面之上，無法展示單個監(jiān)測斷面運行狀態(tài)。由于主壩監(jiān)測采集儀器設計為直埋式，均于主壩施工期間埋設在壩體內部或壩基，現已很難更換無法正確讀取數據的儀器，也難以對24 支運行正常的監(jiān)測儀器進行相關系數率定和校核，無法實現主壩內部變形自動監(jiān)測設計功能。

3.3 通信網絡傳輸保障程度不高

主壩核心區(qū)通信網絡于2006 年建設，采用環(huán)網設計，由1 根8 芯光纜連接至管理局機房，工程核心區(qū)約200 個視頻點、水閘安全監(jiān)測數據以及正在建設的姜唐湖進洪閘和城西湖退水閘視頻會商系統(tǒng)均依靠此光纖傳輸，另外尚需負責淮委視頻點的傳輸任務。由于建設時間久遠，缺少統(tǒng)一規(guī)劃，加之復線船閘施工造成光纖中斷，致使視頻信號傳輸卡頓問題或網絡掉線故障經常出現。

3.4 安全監(jiān)測自動化管理平臺亟待建設

主壩安全監(jiān)測設計斷面和監(jiān)測點較多，涉及視頻監(jiān)視、內部變形、滲流等大量的數據信息處理和分析。工程建設期間各壩段監(jiān)測設施分別由多家施工單位負責，沒有建設統(tǒng)一的一體化管理平臺，無法自動完成信息采集、整編、管理和分析等基本功能，給管理使用帶來極大不便。

3.5 安全監(jiān)測人才隊伍建設有短板

安全監(jiān)測具有跨學科、多專業(yè)交叉、周期性、連續(xù)性等特點，對從事該項工作的人員業(yè)務素質要求較高。由于管理單位缺少測繪工程、電子信息工程等專業(yè)人才，對安全監(jiān)測設施設備及系統(tǒng)的管理維護往往依賴第三方運維單位，時常因設施設備維修不及時、養(yǎng)護不到位而造成監(jiān)測系統(tǒng)無法正常使用。另一方面，沒有一支相對穩(wěn)定、技術水平較高的安全監(jiān)測隊伍，存在觀測人員不固定、監(jiān)測作業(yè)開展不規(guī)范、資料整編分析不深入不系統(tǒng)等問題。

4 優(yōu)化提升主壩安全監(jiān)測系統(tǒng)的對策建議

4.1 優(yōu)化主壩安全監(jiān)測設計方案

4.1.1 優(yōu)化主壩內部變形監(jiān)測設計

鑒于主壩沉降已經穩(wěn)定，累計沉降在規(guī)范允許范圍內，壩體內部不再考慮安裝沉降儀作為垂直位移監(jiān)測儀器?；春又鞑鄱螢樾陆▔味危瑝位捎媒貪B墻處理，最大壩高18.5m，是重點監(jiān)測斷面。姜北段為老壩加固，壩基壩體采用截滲墻處理，是膨脹土段?？煽紤]分別在淮河主槽段和姜北段布置一個水平位移監(jiān)測斷面，采用測斜儀進行監(jiān)測。

4.1.2 調整主壩滲流監(jiān)測斷面設置

由于主壩連接段壩體壩基固結基本完成，壩體沉降基本穩(wěn)定，最不利工況下水頭差較小，無滲流隱患，工況比較安全，且該壩段深孔閘、淺孔閘等大型水閘已建有揚壓力和滲流監(jiān)測設施，故可考慮取消連接段監(jiān)測斷面。滲流監(jiān)測斷面調整為15 個，數量及位置分布與原設計基本一致。

4.1.3 采用開敞式測壓管監(jiān)測方式

主壩原采用直埋式滲壓計進行滲流監(jiān)測，儀器埋在土中，一旦損壞不便于更換，只能重新布設，而采用測壓管進行滲流監(jiān)測，滲壓計放置在測壓管內，損壞后方便更換。故采用測壓管方式布置壩體、壩基測壓管進行滲流監(jiān)測，便于滲壓計更換和調試比對。同時增設大氣壓力監(jiān)測項目，安裝氣壓計為開敞式測壓管監(jiān)測方式提供氣壓補償參數。

4.2 實施安全監(jiān)測設施更新改造

在優(yōu)化安全監(jiān)測設計方案基礎上，對壩體內部監(jiān)測設施進行更換。在淮河主槽段、姜北段2 個內部水平位移監(jiān)測斷面安裝測斜儀，在15 個滲流監(jiān)測斷面打孔安裝測壓管及滲壓計，恢復壩體傾斜、滲流壓力等內部監(jiān)測功能。配置MCU 等數據采集傳輸設備，實現壩體內部安全運行狀態(tài)自動監(jiān)測。

4.3 新建專用光纜通信網絡

隨著工程信息化數據采集需求不斷加大，現有8 芯光纜已無法滿足需要，考慮本次新建工程安全監(jiān)測設施和視頻監(jiān)測站點的通信需求，結合管理局未來信息數據傳輸需求，考慮新建1 條48 芯光纜，從管理局二樓機房敷設至主壩各監(jiān)測房，并接入沿途各水閘，以保證各類數據采集傳輸及時、穩(wěn)定、可靠。

4.4 開發(fā)建設安全監(jiān)測管理平臺

根據土石壩安全監(jiān)測技術規(guī)范和大壩安全自動監(jiān)測系統(tǒng)建設要求，以實現“無人值班、少人值守”為目標，開發(fā)建設配套的安全監(jiān)測管理平臺。整合管理單位已建水閘安全監(jiān)測系統(tǒng)，滿足水閘、主壩安全監(jiān)測數據加入，能夠實現數據自動采集、統(tǒng)計分析、圖表制作、可視化展示、預警預報等功能，并可根據需要支持臨淮崗樞紐工程運行管理信息化平臺等高級應用，為數字孿生工程建設提供水閘和主壩安全監(jiān)測感知數據。

4.5 加強安全監(jiān)測人才隊伍建設

加大人才引進力度，有針對性地引進測繪工程、電子信息工程等專業(yè)緊缺人才，進一步充實安全監(jiān)測技術人才隊伍。以現有人員為基礎，進一步整合技術力量，加強業(yè)務培訓，提高管理者理解和掌握監(jiān)測技術的能力。建立健全安全監(jiān)測設施設備管理制度，提高安全監(jiān)測設施設備管護水平，保障安全監(jiān)測系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行