澗峪水庫大壩運(yùn)行監(jiān)測(cè)分析

黃衛(wèi)民 吳煒 張少斌

（渭南市澗峪水庫工程建設(shè)管理局 陜西渭南 714000）

澗峪水庫大壩運(yùn)行監(jiān)測(cè)分析

黃衛(wèi)民 吳煒 張少斌

（渭南市澗峪水庫工程建設(shè)管理局 陜西渭南 714000）

大壩安全監(jiān)測(cè)是保證大壩安全運(yùn)行、檢驗(yàn)設(shè)計(jì)合理性、施工質(zhì)量的重要手段，本文對(duì)澗峪水庫大壩5年間位移、滲流監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行分析，認(rèn)為為水庫大壩位移、滲流變化符合壩體變形規(guī)律，運(yùn)行正常，并對(duì)存在問題提出建議，供同行借鑒和參考。

澗峪水庫；大壩；位移監(jiān)測(cè)；滲流監(jiān)測(cè)；分析

1 基本情況

澗峪水庫位于渭南市華縣高塘鎮(zhèn)西澗峪口，是一座以城市供水為主，結(jié)合防洪、農(nóng)業(yè)灌溉、發(fā)電等綜合利用的3等中型水利樞紐工程。水庫主要由大壩、東澗峪低壩引水洞、導(dǎo)流泄洪洞、輸水洞、溢洪洞等建筑物組成，2003年開工建設(shè)2008年蓄水運(yùn)行。水庫總庫容1284萬m3，年供水總量2255萬m3，其中渭南城市供水1300萬m3，農(nóng)業(yè)灌溉供水955萬m3。水庫大壩是陜西省僅有的兩座混凝土面板堆石壩之一，最大壩高81m，壩頂長(zhǎng)196m，壩頂高程791m。

2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

水庫大壩設(shè)計(jì)布設(shè)了變形、滲流、水文氣象等安全監(jiān)測(cè)設(shè)施。這些設(shè)施的正常運(yùn)行，為正確分析評(píng)判大壩工作狀態(tài)提供了重要依據(jù)。大壩位移及壩后滲流監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)周期長(zhǎng)，觀測(cè)資料連續(xù)、可靠，本次就這兩方面進(jìn)行分析。

2.1 表面變形監(jiān)測(cè)

用于大壩表面變形的固定基點(diǎn)有32個(gè)，布置平行于壩軸線的四條直線上，迎水坡防浪墻腳底板上一條稱LD1、壩頂背水坡稱LD2、依次向下游為L(zhǎng)D3、LD4。每排最外側(cè)左右岸各1個(gè)校核基點(diǎn)，其次為工作基點(diǎn)，中間為4個(gè)表面豎向位移及橫向水平位移共用的測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)均為墩式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，并加蓋保護(hù)。

2.2 壩后滲流監(jiān)測(cè)

在大壩下游坡腳處排水棱體外設(shè)滲流匯流引水渠，引水渠出口設(shè)三角量水堰，并在其上安裝超聲波水位計(jì)一只，同時(shí)人工配合量測(cè)壩體滲流量。

3 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目觀測(cè)

3.1 觀測(cè)周期

大壩在正常運(yùn)行情況下，變形監(jiān)測(cè)每月觀測(cè)一次；汛期庫水位變化較大時(shí)（陡升陡降）或水位超汛限水位時(shí)，增加一次觀測(cè)。

3.2 觀測(cè)方法和要求

（1）變形觀測(cè)的正負(fù)號(hào)規(guī)定：水平位移：向下游為正，反之為負(fù)。豎向位移：向下為正，向上為負(fù)。

（2）大壩表面豎向位移采用水準(zhǔn)法測(cè)量，參照國(guó)家三等水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行閉合路線測(cè)量，采用DSI型精密水準(zhǔn)儀和3m雙面水準(zhǔn)尺配合使用。

（3）大壩表面橫向水平位移采用視準(zhǔn)線法測(cè)量。使用SD-65型視準(zhǔn)儀和活動(dòng)覘標(biāo)。觀測(cè)位移測(cè)點(diǎn)時(shí)，每測(cè)回的允許誤差應(yīng)小于4mm（取兩倍中誤差）。所需測(cè)繪數(shù)不得少于兩個(gè)測(cè)回。

4 位移監(jiān)測(cè)資料分析

本文選用2008～2012年的LD1、LD2排位移觀測(cè)資料進(jìn)行分析。LD1排測(cè)點(diǎn)位于大壩防浪墻底腳平面上，可以反映大壩面板頂部的整體位移變化，LD2排測(cè)點(diǎn)位于大壩背水坡頂部，可反映大壩背水面的位移變化，此兩排測(cè)點(diǎn)連續(xù)性好、測(cè)點(diǎn)分布合理，代表性強(qiáng)，故選用此兩排為分析對(duì)象。

4.1 大壩表面水平位移變化規(guī)律性分析

從圖1中可以看出LD1、LD2排測(cè)點(diǎn)的累計(jì)位移是向下游移動(dòng)的，特別是遠(yuǎn)離大壩兩岸的中間測(cè)點(diǎn)變化比較大，截止2012年11月LD1、LD2排測(cè)點(diǎn)累計(jì)位移變化在10～56mm，之間變化。LD1排測(cè)點(diǎn)累計(jì)位移向下游位移，并隨著測(cè)點(diǎn)位置向河槽中間靠近而變大，如截止2012年11月各測(cè)點(diǎn)累計(jì)位移在10～40mm之間變化；LD2排測(cè)點(diǎn)同樣向下游位移，且累計(jì)位移變化在13～56mm之間變化。由此看出，大壩壩頂整體水平位移為下游移動(dòng)，且測(cè)點(diǎn)越靠近大壩兩岸山體位移變化越小。

從影響各測(cè)點(diǎn)變化的主要因素看，上游庫水位升降對(duì)壩體水平位移測(cè)值有一定影響，但是并沒有隨著庫水位的升高或是降低有突然變大或變小，而是隨時(shí)間的推移緩慢的發(fā)生變化。

從各測(cè)點(diǎn)的特征值看LD2排測(cè)點(diǎn)中間下游位移最大為55.45mm，發(fā)生在0+130.00m的LD-3測(cè)點(diǎn)處（2012年7月），LD1排測(cè)點(diǎn)中下游位移最大為39.2mm，發(fā)生在0+130.00m的LD-3測(cè)點(diǎn)處（2011年7月）。由此可見，上游壩坡最大位移點(diǎn)一般發(fā)生在0+130.00m左右壩段，位移量最大；靠近大壩兩岸山體的測(cè)點(diǎn)變化較小。

4.2 豎向位移觀測(cè)資料分析（如圖2）

圖1 大壩各測(cè)點(diǎn)水平位移過程線

圖2 大壩各測(cè)點(diǎn)豎向位移過程線

其特征值可以看，截至2012年11月壩體最大沉降為71mm（為最大壩高的0.08%），發(fā)生在壩下0+080m的LD2-2測(cè)點(diǎn)處，其次為63mm，發(fā)生在壩下0+030的LD2-1測(cè)點(diǎn)處，下游LD1、LD2排測(cè)點(diǎn)沉降量相對(duì)較小，最大沉降為41mm，由壩體沉降特征值分布規(guī)律得出，壩體最大沉降量發(fā)生在壩下70m（0+080m～0+130m）上部，壩腳處測(cè)點(diǎn)沉降位移變化基本穩(wěn)定。

從圖2可以看出：①隨著時(shí)間的推移，大壩豎向累計(jì)位移緩慢增大；②隨著時(shí)間的推移，大壩豎向位移增速下降，LD3、LD4排測(cè)點(diǎn)沉降比LD1、LD2排測(cè)點(diǎn)沉降更趨于穩(wěn)定，壩體逐漸趨于穩(wěn)定；③壩前水位的升降對(duì)大壩豎向位移影響不大；④壩腳處測(cè)點(diǎn)沉降位移變化基本穩(wěn)定，表明了邊坡無滑動(dòng)破壞的現(xiàn)象。通過以上分析結(jié)果表明壩體豎向位移過程符合大壩沉降的變化規(guī)律，大壩運(yùn)行良好。

4.3 壩后滲流分析

澗峪水庫2007年8月通過蓄水階段驗(yàn)收，開始蓄水初期運(yùn)行，庫水位經(jīng)歷了2009年5～9月的快速上升期，2009年9月20日，庫水位達(dá)到蓄水初期運(yùn)行第一次快速上升的最高水位781.2m，庫水位第二次快速上升發(fā)生在2009年8～11月期間，庫水位達(dá)到784.52m，接近水庫正常蓄水位。量水堰自2009年5月開始觀測(cè)，截止2012年12月觀測(cè)到的最大滲流量為52.36L/s，發(fā)生在2010年4月下旬。

圖3 2009年5月庫水位-滲流量關(guān)系曲線圖

從資料分析可得出如下結(jié)論：①壩后滲流量隨庫水位的上升而增大，滲流量和庫水位的關(guān)系密切。②圖4是一年中不同時(shí)段水庫蓄水位在772m時(shí)的壩后滲流量，可見壩后滲流量大小與氣溫也存在一定的關(guān)系，氣溫升高滲流量減小，反之增大，分析原因主要是混凝土面板的熱脹冷縮造成。

5 結(jié)論

圖4 相同水位不同時(shí)間段滲流量變化曲線

（1）從大壩水平位移和垂直位移分布空間來看，處于河床部位的壩段水平和垂直位移量較大，向兩岸減小的分布規(guī)律。垂直位移受大壩自重和水壓力荷載影響，總體表現(xiàn)沉降趨勢(shì)，并逐漸趨于穩(wěn)定。

（2）壩后滲流量與上游蓄水位有一定關(guān)系，水位升高，滲流量增大，反之，滲流量減小；同時(shí)，氣溫和壩后的滲流也有一定的關(guān)系。

（3）大壩綜合評(píng)價(jià)

經(jīng)過對(duì)大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)幾年來觀測(cè)成果的整理分析，得出了大壩變形、滲流等的一些變化規(guī)律，這些規(guī)律基本符合澗峪水庫混凝土堆石面板壩的設(shè)計(jì)理論以及同類壩的變化規(guī)律，因此，可以說大壩目前運(yùn)行狀態(tài)基本正常。

6 建議

根據(jù)上述資料分析的結(jié)果，結(jié)合本次分析工作中發(fā)現(xiàn)的一些問題，對(duì)今后大壩監(jiān)測(cè)工作提出如下建議：

（1）進(jìn)一步加強(qiáng)觀測(cè)工作的管理，做好日常的監(jiān)測(cè)工作，確保監(jiān)測(cè)的連續(xù)性及精度，提高觀測(cè)成果的可靠性。真實(shí)、可靠反映大壩運(yùn)行情況。

（2）當(dāng)庫水位短期有大幅的變化時(shí)，應(yīng)加密測(cè)次，以盡可能多地捕捉壩體隨庫水位的變化規(guī)律，為更進(jìn)一步地分析大壩的性態(tài)作好準(zhǔn)備。

（3）對(duì)尚未完善的壩體內(nèi)部監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目，應(yīng)盡快完善，以獲得大壩更為真實(shí)全面的觀測(cè)資料，并對(duì)其進(jìn)行全面的綜合分析，以便對(duì)大壩工作狀態(tài)有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，更好地發(fā)揮其在工程運(yùn)行管理中的作用。

TV697.1

A

1004-7344（2016）13-0122-02

2016-4-18

黃衛(wèi)民（1968-），男，高級(jí)工程師，本科，主要從事水利工程建設(shè)管理工作。

吳煒（1984-），男，助理工程師，本科，主要從事水利工程建設(shè)管理工作。

張少斌（1979-）男，助理工程師，本科，主要從事水利工程建設(shè)管理工作。