崗南水庫新副壩壩體測壓管測值異常原因分析

康軍紅

（河北省水利水電勘測設計研究院，天津 300250）

崗南水庫新副壩壩體測壓管測值異常原因分析

康軍紅

（河北省水利水電勘測設計研究院，天津 300250）

崗南水庫新副壩斷面上的3個測管觀測期間發現管水位高于津水位，出現異常，針對壩體測壓管出現的問題，分析了原因，提出了建議。

測壓管；異常；原因；分析

1 概述

崗南水庫是海河流域子牙河水系兩大支流之一滹沱河中下游重要的大（1）型水利樞紐工程，樞紐建筑物主要由主壩、副壩、正常溢洪道、非常溢洪道、新增溢洪道、泄洪洞、輸水洞、電站及壩后調節池等組成。本次水庫除險加固對大壩進行加高，并將非常溢洪道堰前擋壩改建為左岸新副壩擋水，而非常溢洪道不再啟用。

原非常溢洪道位于水庫左岸韓莊村北，溢流堰為駝峰堰，堰頂高程194.0m，堰前設爆破式擋壩，使用時破壩泄洪，汛后恢復。由堰前擋壩改建而成的左岸新副壩坐落在原非常溢洪道上游混凝土防滲板和溢流堰上，為厚粘土斜墻壩，壩頂高程210.5m，最大壩高21.5m，下游壩腳設排水棱體，棱體頂高程195.5m。新副壩設置了壩體和壩基滲流壓力觀測以及繞壩滲流觀測，其中壩體滲流壓力觀測斷面1個，位于原溢洪道中心線，該斷面上設3個測壓管，編號分別為BT1、BT2和BT3，管底高程192.0～192.5m，壩體測壓管布置圖略。

2 壩體測壓管存在問題及原因分析

2.1 壩體測壓管存在問題

左岸新副壩壩體測壓管埋設完成時間為2005年 4月25日～27日，并于同期開始對測壓管水位觀測。依據施工期2005～2007年觀測資料發現，左岸新副壩壩體測壓管水位與庫水位變化一致，但壩體3個測壓管的水位高于同期庫水位，繪制的壩體觀測浸潤線圖顯示壩體觀測浸潤線中間高，兩頭低，為異常反映。

2.2 原因分析

左岸新副壩壩體3個測壓管BT1、BT2和BT3的埋設竣工時間為2005年4月25～27日，初始值的觀測時間為4月26日和29日，2005年～2007年期間測壓管水位5d觀測1次，2008年和2009年期間為10d觀測1次，根據觀測資料統計情況，選擇具有代表性且資料統計比較完整的2005年、2006年和2008年壩體測壓管水位觀測資料，繪制了測壓管水位過程線（見圖1～圖3），并結合同期庫水位、降水量以及新副壩壩體結構和材料情況進行測壓管測值異常原因分析。

圖1 2005年新副壩庫水位、壩體測壓管及降雨量過程線

圖2 2006年新副壩庫水位、壩體測壓管及降雨量過程線

圖3 2008年新副壩庫水位、壩體測壓管及降雨量過程線

2.2.1 測壓管初始觀測值異常原因分析

2005年BT1、BT2和BT3的初始觀測值分別為199.253，198.093，194.704m，測壓管水位高于同期庫水位5～8m，可以判斷測壓管水位與庫水位還沒有形成相關的關系；該時段內總降水量36.5mm，壩體下游為透水性較強的風化砂和石碴，降水補給測壓管并導致測壓管水位高于庫水位5～8m，亦高于堰頂較多的可能性較??；且同期實施并觀測的繞壩滲流管和壩基管水位基本未超過190.0m。經綜合分析認為明壩體測壓管水位初始觀測值居高不下可能與測壓管施工工藝有關。

2.2.2 后期觀測情況分析

2005年5月20日～7月30日，3個壩體測壓管平均水位分別由初始觀測值緩慢下降至196.663，196.031，194.824m，而該時段相應庫水位為190.84～190.24m，測壓管水位的下降與庫水位的關系仍然不甚密切。7月30日至12月30日，3個壩體測壓管水位分別上升至197.693，197.003，195.924m，上升值1.0m，此時段庫水位由190.74m上升至193.20m，管水位仍高于庫水位2.7～4.5m；該時段內區域總降雨量383.2mm，降雨量大，造成庫水位上升，同時降水從壩面經測壓管的頂部周邊直接進入或滲入測壓管的透水段、進水段而造成測壓管水位抬高，庫水位及測壓管水位略有上升均為降雨造成。

2006年1月1日至7月10日，庫水位由193.2m逐漸降至186.63m，壩體測壓管水位由197.673，197.013，195.934m分別下降至194.353，195.153，194.054m；7月10日至12月30日庫水位由186.63m上升至191.2m，3個壩體測壓管水位分別由194.353，195.153，194.054m上升至196.263，195.953，195.024m，本時段區域降水總量344.2mm，測壓管水位的上升原因應與2005年同期相似。

根據觀測資料，2007年庫水位從191.22m上升至192.06m，后又下降至183.31m，而后又上升至12月30日的190.96m，但在全年內壩體測壓管水位分別由196.253，195.943，195.014m下降至193.573，193.503，192.984m。庫水位先升后降繼而又升，而測壓管水位卻一直在下降，表明測壓管水位升降與庫水位無關，且此段管水位觀測值已低于堰頂高程194.0m。

2008年水庫最高水位193.28m，而各測壓管水位基本穩定在194.0m左右，基本與壩基溢流堰頂高程194.0m齊平。

2.2.3 壩體測壓管異常原因分析

根據2005～2008年庫水位、壩體測壓管及降雨量過程線，水庫水位各年都有反復升降的變化，而測壓管的水位除受2005年和2006年下半年本地區降雨量較大水位略有上升之外，其余各時段內測壓管水位一直在緩慢下降，至2008年，底管水位已經降至溢流堰頂194.0m以下，漸漸趨于穩定。

新副壩基礎為原非常溢洪道的溢流堰及其上游混凝土和粘土鋪蓋，堰體及上游防滲鋪蓋均為相對不透水層，堰頂高程194.0m，且加固中堰前擋壩改建并未對堰頂以上的原壩體進行拆除，上游粘土斜墻后為透水性較強的風化砂和石碴。經過40多年運行，堰頂上游壩體內水位應接近194.0m，因此在庫水位低于194.0m時，測壓管水位上升與庫水位上升沒有相關關系；當庫水位超堰頂高程194.0m時，測壓管水位的升降才與庫水位變化有關系。

3 結論及建議

根據上述分析，造成壩體測壓管異常的主要原因為測壓管造孔以及施工工藝造成管水位初始值較大，由于壩體下游為透水性較大的風化砂和石碴，隨著時間延長，管內水位緩慢下降；一旦遇雨季降雨量較多，造成庫水位上升，同時降水從壩面經測壓管的頂部周邊直接進入或滲入測壓管的透水段、進水段造成測壓管水位抬高，雨季后管內水位繼續緩慢下降；由于壩體結構原因，管內水位降至194.0m左右不再下降而趨于穩定。因此當庫水位低于194.0m時，表面看來測壓管水位上升與庫水位上升是一致的，其實測壓管水位上升與庫水位上升并沒有直接的相關關系，如果將測壓管的水位連接起來，就構成了兩頭低、中間高的弧形拱線異?，F象；當庫水位低于194.0m時，壩體測壓管水位的拱形連線也不是壩體實際浸潤線。

由于原非常溢洪道溢流堰堰頂高程為194.0m，堰體上游高程194.0m以下滲水或雨水均難以排往壩下游，因此在庫水位低于194.0m時，建議不再對壩體測壓管進行觀測；超過該水位后可進行觀測，但觀測成果亦受該區域降水的影響，隨著庫水位升高，降雨影響將逐漸減弱，測壓管水位與庫水位的相關關系也會越來越密切。

［1］河北省水利水電勘測設計研究院.崗南水庫除險加固工程初步設計報告［R］.2002.

［2］河北省水利科學研究院.崗南水庫除險加固施工期（2005～ 2007年）觀測資料分析報告［R］.2007.

［3］羅方鋒.石巖水庫測壓管數據整編分析［J］.人民珠江，2009（4）.

［4］廉俊霞，李宏，馬艷華.淺談測壓管水位分析法［J］.河南水利，2006（10）.

［5］劉良電.山美水庫大壩背水坡測壓管觀測資料分析［J］.水利科技，2005（3）.

［6］韓紅琴，王良，劉檢生.四明湖水庫壩體測壓管觀測資料分析［J］.浙江水利科技，2002（6）.

Reason of Abnormal Measured Value of Piezometer Tube in New Auxiliary Dam of Gangnan Reservoir

KANG Jun-hong
（Hebei Research Institute of Investigation&Design of Water Conservancy&Hydropower，Tianjin 300250，China）

The three dam pipe water level is higher than the reservoir water level.It’s a abnormal reflection.According to the problems of dam pipe,analysis the reasons and provide the suggestions.

piezometer tube;abnormal;reason;analyze

TV697

A

1672-9900（2013）01-0083-03

2012-12-05

康軍紅（1974-），男（漢族），河北曲陽人，高級工程師，主要從事水利水電工程設計工作，（Tel）13602003397。