白浪河水庫(kù)大壩變形觀測(cè)分析研究

王其超　王俊鵬　章思亮

摘 要

通過(guò)對(duì)大壩埋置的觀測(cè)點(diǎn)變形觀測(cè)數(shù)據(jù)分析，得出大壩在垂直位移和水平位移變形上的規(guī)律及大小，一方面能有效地監(jiān)控大壩安全，在發(fā)生不正常情況時(shí)，可及時(shí)分析原因，采取措施，避免因沉降、位移原因造成損失，為大壩管理和監(jiān)控提供數(shù)據(jù)支持，保證大壩的安全;另一方面把大壩的變形數(shù)據(jù)及時(shí)反饋于建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位，可以驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論，所采用的各項(xiàng)參數(shù)與施工措施是否合理，為后續(xù)其他類似工程的開(kāi)發(fā)積累參考資料，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞

大壩變形觀測(cè);垂直位移;水平位移

中圖分類號(hào)： TV698.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.11.064

1 水庫(kù)大壩概況

白浪河水庫(kù)位于濰坊市區(qū)以南9km，白浪河中游，總庫(kù)容1.4456億m3，大（2）型水庫(kù)。白浪河水庫(kù)大壩由主壩和東、西副壩組成，其中主壩長(zhǎng)550m，為類均質(zhì)多種土質(zhì)壩;東副壩長(zhǎng)2380m、西副壩長(zhǎng)3750m，為均質(zhì)土壩。

為進(jìn)行大壩表面變形觀測(cè)，水庫(kù)在除險(xiǎn)加固時(shí)共布設(shè)大壩位移觀測(cè)點(diǎn)61個(gè)，水平位移和豎向位移共用一個(gè)測(cè)點(diǎn)，同一斷面觀測(cè)點(diǎn)編號(hào)原則由壩前到壩后依次編號(hào)。具體分布為：東副壩D0+200、D0+650、D1+000、D1+400斷面，每斷面壩后2個(gè)、壩前2個(gè)。主壩Z0+000、Z0+200、Z0+400斷面，每斷面壩后3個(gè)、壩前2個(gè)。西副壩X0+600斷面，壩后3個(gè)、壩前2個(gè);西副壩X0+800、X1+200、X1+600、X2+000、X2+400斷面，每斷面壩后2個(gè)、壩前2個(gè);西副壩X2+900斷面，壩后1個(gè)、壩前1個(gè);溢洪道閘Z1、Z2、Z3、Z4共4個(gè)，分別位于大閘橋墩上;溢洪道交通橋2個(gè)，分別位于東、西橋頭;國(guó)土局在X1+600和X2+000斷面中間西上壩路口壩肩處一個(gè)。

2 變形數(shù)據(jù)采集要求

2.1 精度控制

2015年11月共觀測(cè)沉陷點(diǎn)61處。起點(diǎn)由BM（高程55.883m，位于水庫(kù)管理局辦公樓前綠化帶內(nèi)）點(diǎn)至壩頂國(guó)土局點(diǎn)，往測(cè)距離為610m、返測(cè)距離720m，往返閉合差為0.6mm。

由國(guó)土局點(diǎn)沿大壩壩頂向西X2+000（2#）、X2+400（2#）、X2+900（1#）至X2+900（2#）處共測(cè)量24站，里程為1.06km，返測(cè)39站里程為1.1km，每段往、返閉合差均小于0.5mm，每段往、返測(cè)前后視距差累計(jì)1m。

由國(guó)土局點(diǎn)向東沿大壩壩頂X1+600（2#）、溢洪道QX、溢洪道Z1、溢洪道Z2、溢洪道Z3、溢洪道Z4、溢洪道QD、X1+200（2#）、X0+800（2#）、X0+600 （2#）、Z0+400（2#）、Z0+200（2#）、Z0+000（2#）、D0+200（2#）、D0+650（2#）、D0+650 （2#）、D1+000（1#）、D1+000（2#）、D1+400（2#）至D1+400（2#）處，往測(cè)78站，里程為3.6km，返測(cè)82站里程為3.6km，每段往、返閉合差均小于0.5mm，每段往、返測(cè)前后視距差累計(jì)均不大于1.5m;閉合引點(diǎn)觀測(cè)完成了BM點(diǎn)至各斷面壩肩沉陷點(diǎn)的觀測(cè)及計(jì)算。

2.2 斷面觀測(cè)

以東區(qū)、西區(qū)閉合觀測(cè)時(shí)對(duì)壩肩的沉陷點(diǎn)為臨時(shí)基準(zhǔn)高程，分別對(duì)X2+400斷面1～4#點(diǎn)往、返觀測(cè)閉合差均小于0.26mm;X2+000斷面1～4#點(diǎn)往、返觀測(cè)閉合差均小于0.41mm;X1+600斷面1～4#點(diǎn)往、返觀測(cè)閉合差均小于0.41mm;X1+200斷面1～4#點(diǎn)往、返觀測(cè)閉合差均小于0.22mm;X0+800斷面1～4#點(diǎn)往、返觀測(cè)閉合差均小于0.21mm;X0+600斷面1～5#點(diǎn)往、返觀測(cè)閉合差均小于0.25mm;Z0+400斷面1～5#點(diǎn)往、返觀測(cè)閉合差均小于0.22mm;Z0+200斷面1～5#點(diǎn)往、返觀測(cè)閉合差均小于0.23mm;Z0+000 斷面1～5#點(diǎn)往、返觀測(cè)閉合差均小于0.41mm;D0+200斷面1～4#點(diǎn)往、返觀測(cè)閉合差均小于0.1mm;D0+650斷面1～4#點(diǎn)往、返觀測(cè)閉合差均小于0.41mm;觀測(cè)閉合差均不大于0.5mm，精度滿足規(guī)范相對(duì)于臨近工作基點(diǎn)應(yīng)不大于±3mm的要求[1]。

3 觀測(cè)數(shù)據(jù)成果分析

3.1 垂直位移分析

根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)整理分析得出，主壩3個(gè)斷面有15處沉陷點(diǎn)，其中3處沉陷量超過(guò)3mm，分別是Z0+000（3#）3.92mm、Z0+000（4#）3.65mm和Z0+000（5#）4.45mm;西副壩7個(gè)斷面有27處沉陷點(diǎn)，其中1處沉陷量超過(guò)3mm，是X1+200（3#）3.65mm;東副壩4個(gè)斷面有12處沉陷點(diǎn)，其中2處沉陷量超過(guò)3mm，分別是D1+000（2#）6.45mm和D1+400（2#）4.21mm;最大沉陷量位于D1+000（2#）與去年比較沉陷量為6.45mm，最小沉陷量位于X0+600（1#） 去年比較沉陷量為0.02mm。

沉陷規(guī)律分析：沉陷量超過(guò)3mm的6處沉陷點(diǎn)分別位于背水坡壩肩4處，占總數(shù)的80%，另外2處位于主壩背水坡面和坡腳，占總數(shù)的20%。大壩迎水坡壩腳、背水坡壩腳沉陷量均不超過(guò)3mm，一般在2mm左右。說(shuō)明白浪河水庫(kù)大壩表面仍處于輕微不穩(wěn)定狀態(tài)，存在不規(guī)則變形，變形和沉降符合土壩變形沉陷規(guī)律。

3.2 水平位移分析

根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)整理分析得出，所有點(diǎn)均有不同程度的位移量，本次最大平面位移點(diǎn)出現(xiàn)在D1+200（3#），平面位移量7.80mm，變化速率為0.021mm/d;最小平面位移點(diǎn)出現(xiàn)在X1 +600（4#）和Z0+000（1#），平面位移量1.40mm，變化速率為0.004mm/d。除溢洪道QX點(diǎn)位破壞，重新布點(diǎn)監(jiān)測(cè)，其余監(jiān)測(cè)點(diǎn)由本次監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移量大小差距較大，本水庫(kù)大壩表面仍處于不穩(wěn)定狀態(tài)，存在不規(guī)則變形。

4 結(jié)論與建議

大壩變形觀測(cè)為大壩的動(dòng)態(tài)變化提供了可靠依據(jù)，該方法操作簡(jiǎn)單，技術(shù)手段先進(jìn)，成果可靠、資料齊全、精度符合規(guī)范、設(shè)計(jì)要求，成本投入較小。

通過(guò)對(duì)大壩埋置的觀測(cè)點(diǎn)變形觀測(cè)數(shù)據(jù)分析，得出變形規(guī)律及大小，一方面能有效地監(jiān)控大壩安全，在發(fā)生不正常情況時(shí)，可及時(shí)分析原因，采取措施，避免因沉降、位移原因造成損失;另一方面把大壩的變形數(shù)據(jù)及時(shí)反饋于建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位，可以驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論，所采用的各項(xiàng)參數(shù)與施工措施是否合理，為后續(xù)其他類似工程的開(kāi)發(fā)積累參考資料。

今后應(yīng)高度重視工程觀測(cè)工作，切實(shí)做好觀測(cè)點(diǎn)維護(hù)工作，盡量減少對(duì)觀測(cè)點(diǎn)不利影響因素，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性，為安全生產(chǎn)提供保障，防患于未然。

參考文獻(xiàn)

[1]土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程（SL551-2012）.北京：中國(guó)水利水電出版社，2012.