巴喀勒克水庫大壩施工期監測資料分析

田 偉

(新疆水利水電科學研究院 新疆烏魯木齊 830049)

1 工程概況

巴喀勒克水庫壩址位于特克斯河入河口上游17km,距離特克斯縣城16.5Km，壩址處地理坐標為：東經81°41′39″～81°41′48″，北緯43°17′18″～43°17′23″。巴喀勒克溝屬特克斯河北山溝水系，發源于阿拉哈爾山南坡，為特克斯河一級支流.巴喀勒克水庫總庫容467.36×104m3，興利庫容347.15×104m3，死庫容58.63×104m3，調洪庫容61.58×104m3。水庫樞紐主要由大壩、放水洞及導流洞、開敞式溢洪道組成，推薦壩型為混凝土面板砂礫石壩。工程等別為Ⅳ等小（1)型工程，主要建筑物級別為：大壩、放水洞及導流洞、開敞式溢洪道為4級建筑物，次要及臨時建筑物為5級。水庫的主要任務是灌溉、人蓄供水、兼顧防洪，規劃灌溉面積4.1萬畝。設計洪水標準為 50年一遇，校核洪水標準為1000年一遇。

2 監測設計

2.1 監測項目

根據《土石壩安全監測技術規范》及參考國內外面板壩監測設計經驗，并結合巴喀勒克水庫工程的具體情況，設置了以下監測項目：（1)壩體、壩基滲流監測；（2)滲透量監測；（3)繞壩滲流監測；（4)壩體垂直位移監測；（5)外部變形監測；（6)周邊縫變形監測。

2.2 監測項目的測點布置

2.2.1 滲流監測

（1)滲透水壓力監測

本工程共設 14個滲流監測點。選擇大壩0+140m斷面作為滲流監測斷面，其中P1鉆孔埋設于帷幕前1m處，P2、P3鉆孔埋設于帷幕后1m處，用以監測帷幕灌漿的防滲效果；P4～P9埋設于大壩建基面上，分別安裝在軸上77m、60m、30m、0m和軸下31m、62m位置處，用以監測壩體內部滲流情況。P10～P14埋設于主、副壩接觸部位。

（2)滲流量監測

將壩體滲水引出壩后，排入下游河道，在河床處設置一個量水堰，量測相對滲水流量。

（3)繞壩滲流監測

在兩壩肩巖石上及壩下游坡線之外的山體上布置6根測壓管觀測繞壩滲流情況。

2.2.2 垂直位移變形監測

由于面板依附于壩體，故面板的變形主要取決于壩體及壩基的變形。堆石體是承受水壓力的支承體，垂直沉降最大值通常發生在壩的最大斷面上，選擇壩體 0+140m斷面為觀測斷面，在高程 1569m、1584m設置了兩層水管式沉降計，其中1569m高程4個測點，1584m高程3個測點，共埋設7支沉降計測點觀測不同高程、不同部位壩體的沉降量。

2.2.3 周邊縫變形監測

在周邊縫不同高程設置了 5組三向測縫計用以測量面板的沉降、剪切、開度變形。本工程沿周邊縫共布設5組三向測縫組，用于監測趾板與面板間的位移。

2.2.4 壩體表面變形監測

表面變形監測設計沿壩軸線3個斷面，即壩頂下游側、下游壩坡 1566.33m、1583.33m高程各一排。在壩體下游及兩岸選擇適當點位建立專三級水平位移監測網。水平位移和豎向位移共用一個測點，基點和測點均采用整體鋼筋混凝土結構，共布設基點7個，變形標點13個。

3 施工期觀測資料分析

3.1 壩體滲流監測

（1)壩基滲流監測

在河床 0+140m斷面帷幕前后鉆孔埋設滲壓計，用以監測帷幕灌漿的防滲效果，其中帷幕前埋設滲壓計 P1，帷幕后埋設滲壓計 P2、P3；監測數據及過程線顯示，帷幕前、后滲壓計滲透水位變化規律基本一致；在 2012年11月至 2013年3月期間，由于上游基坑停止排水且上游面板尚未澆筑，數據顯示，帷幕前后滲透水位基本一致，最大水位分別在 1560.72m、1560.77m、1560.93m；2013年3月16日，上游基坑開始排水，帷幕前、后滲透水位開始回落，至2013年4月 10日，帷幕前、后水位在 1550.0～1551.8m之間。

2013年6月15日面板澆筑完畢，監測數據顯示，在2013年9月28日停止排水后，帷幕前、后滲透水位均有不同程度的上升，上游水位高于下游水位。截至2013年11月15日，帷幕前滲壓計P1滲透水位為1559.67m、帷幕后滲壓計P2、P3的滲透水位分別為1556.95m、1556.99m。

（2)壩體滲流監測

在 0+140m斷面大壩建基面上安裝滲壓計P4～P9，分別安裝在軸上77m、60m、30m、0m和軸下 31m、62m位置處，用以監測壩體內部滲流情況。

監測數據顯示：壩體滲流監測各監測點滲透水位變化規律基本一致；2012年6月28日洪水沖毀上游圍堰，壩體滲壓水位有一波峰。在2012年11月至2013年3月期間，由于上游基坑停止排水且上游面板尚未澆筑，數據顯示，壩體內部各滲流監測點滲透水位均有不同程度的升高，至2012年2月14日，軸上80m處P4滲透水位升至最大值1561.17m時，P5～P9滲透水位分別為：1559.56、1558.42、1557.55、1556.74、1554.88m；2013年3月16日，上游基坑開始排水，壩體內部滲透水位開始回落，至2013年4月10日， 壩體內滲壓計P4～P9的滲透水位分別為：1551.54、1551.77、1551.61、1551.60、1551.68、1551.24m。

2013年6月15日面板澆筑完畢，監測數據顯示，在2013年9月28日停止排水后，壩體內部各滲壓計滲透水位均有不同程度的上升，上游水位高于下游水位。截至2013年11月15日，壩體內部滲壓計 P4～P9的滲透水位分別為：1555.82、1554.72、1554.17、1553.63、1553.02、1552.3m。

（3)主副壩接觸部位滲流監測

數據顯示，該部位滲壓計均無滲透水壓力。

3.2 壩體垂直位移監測

壩體垂直位移監測選擇壩體最大斷面0+140m斷面為觀測斷面在高程1569m、1584m分別設置了二層水管式沉降計（SSC-100型)。其中1569m高程4個測點，分別是軸上49米V1-1、軸上22米V1-2、軸線處V1-3、軸下18米處V1-4；1584m高程3個測點，分別是軸上20米V2-1、軸線處V2-2、軸下20米V2-3。

（1)1569m高程沉降：

1569m高程水管式沉降儀于2012年8月18日安裝，通過監測數據可以看出：在填筑期沉降速率較大，在2012年9月16日壩體停止填筑后沉降相對平緩。截至到2013年11月15日，1596m高程水管式沉降儀 4測點 V1-1、V1-2、V1-3、V1-4的沉降量分別為：65mm、109mm、131mm 、120mm，位于軸線處V1-3沉降量最大，沉降131mm。

以上所有測點沉降量包含觀測房沉降量：1569m觀測房累計沉降51mm。

（2)1584m高程沉降：

1584m高程水管式沉降儀于 2012年 9月 8日安裝，截至2013年11月15日1584m高程水管式沉降儀測點 V2-1 、V2-2、 V2-3的沉降量分別為：84mm、91mm、68mm，位于壩軸線處V2-2沉降量最大，沉降91mm。

以上所有測點沉降量包含觀測房沉降量1584m觀測房累計沉降64mm，壩體最大沉降發生在壩軸線處，累計沉降153mm。

統計國內外面板堆石壩的監測成果，施工期壩體最大沉降量與壩高之比一般不超過0.5%，巴喀勒克面板堆石壩施工期的累計沉降量最大為153mm，以最大累計沉降量與壩高之比的百分數對比，巴喀勒克混凝土面板堆石壩為0.31%,施工期沉降不大。

3.3 結論

（1)帷幕前、后滲流監測

帷幕前、后滲壓計滲透水位變化規律基本一致；在2012年11月至2013年3月期間，由于上游基坑停止排水且上游面板尚未澆筑帷幕前后滲透水位基本一致， 2013年3月16日，上游基坑開始排水，帷幕前、后滲透水位開始回落，帷幕前后滲透水位基本一致；面板澆筑完畢，在 2013年9月28日停止排水后，帷幕前、后滲透水位均有不同程度的上升，上游水位高于下游水位。

（2)壩體滲流監測

大壩基礎各部位滲壓計其滲壓水位在施工期，主要受上游水位及降水的影響較大，滲壓水位與上游水位變化一致，壩體滲壓水位從上游至下游逐步遞減。

（3)主、副壩接觸部位滲流監測

主副壩接觸部位滲壓計安裝高程高于上游水位，該部位各測點均無滲透水壓力。

（4)壩體內部垂直位移監測

巴喀勒克面板堆石壩施工期的最大累計沉降量為153mm，于壩高比值為0.31%，沉降量不大。

4 建議

（1)水庫的管理單位應加強大壩安全管理工作,應配備相對固定和專業的觀測人員,加強學習儀器原理、數據觀測和資料分析。

（2)負責監測工作人員應定期檢查采集數據的正確性，注意監測有沒有異常值和突變值的出現，若存在須及時查明產生的原因，采取相應的措施予以解決。

（3)加強現場的巡視檢查，做好記錄，并與監測儀器有效地結合起來，監視大壩安全運行。