白龜山水庫大壩安全監(jiān)測工作及發(fā)展方向

□ 王新濤 □陳 磊 □陳冬燕（河南省白龜山水庫管理局）

1 概述

白龜山水庫大壩安全監(jiān)測工作從1961年開始觀測壩后地下水和攔河壩沉陷，1963年開始測量導(dǎo)滲溝滲流量，1967年開始全面觀測。1975年大水后，水庫經(jīng)過高水位運(yùn)用，大壩出現(xiàn)了新的情況，水庫在1982年和1985年委托南科院對攔河壩、順河壩壩基滲透穩(wěn)定問題做研究。從1990年開始，導(dǎo)滲降壓工程老化，降壓效果降低及其他因素影響，順河壩又出現(xiàn)局部井間壓力升高等問題，組織專人分析，并委托中國大壩安全學(xué)組進(jìn)行水庫安全評(píng)估咨詢和大壩安全鑒定。1998年10月，白龜山水庫除險(xiǎn)加固工程正式開工建設(shè)，這次除險(xiǎn)加固工程主要解決白龜山水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)低、攔河壩壩基細(xì)沙液化、順河壩壩基滲漏、攔河壩導(dǎo)滲降壓、水庫管理范圍清邊劃界等一系列工程問題，并對原有的大壩壩基揚(yáng)壓力、壩體浸潤線、壩頂沉陷在此次加固工程中進(jìn)行了重新布置。

2 大壩安全監(jiān)測的目的

大壩安全監(jiān)測是人們了解大壩運(yùn)行狀態(tài)和安全狀況的有效手段和方法。它的目的主要是分析大壩安全狀況及其發(fā)展態(tài)勢,是一個(gè)包括由獲取各種環(huán)境、水文、結(jié)構(gòu)、安全信息到經(jīng)過識(shí)別、計(jì)算、判斷等步驟,最終給出一個(gè)大壩安全程度的全過程。此過程包括:通過各種信息的獲取、整理和分析,給出大壩安全評(píng)價(jià),控制大壩安全運(yùn)行;校核計(jì)算參數(shù)的準(zhǔn)確性和計(jì)算方法的實(shí)用性;反饋施工方法的正確性,改進(jìn)施工方法和施工控制指標(biāo);為科學(xué)研究提供現(xiàn)場資料,檢驗(yàn)各種理論、校正各種模型和參數(shù),協(xié)助找出實(shí)測規(guī)律和輔助成因分析等。水利工程觀測資料的整編就是匯集工程觀測資料和平時(shí)整理分析的成果，經(jīng)過校核、檢查、分析、綜合整理和編印，使之成為含有圖表和說明的系統(tǒng)化觀測成果的過程。經(jīng)過整編后的水利工程觀測成果是綜合分析水工建筑物的動(dòng)態(tài)、掌握建筑物的變化規(guī)律、鑒定工程安全驗(yàn)證施工質(zhì)量的基本資料。

3 白龜山水庫大壩安全監(jiān)測的內(nèi)容及方法

3.1 安全監(jiān)測內(nèi)容

目前白龜山水庫大壩安全監(jiān)測的內(nèi)容有：大壩沉陷；壩體浸潤線；壩基承壓水；井間壓力管；繞閘滲流；滲流量；下游水位；工作基點(diǎn)校測；管口高程校測；資料整編分析。

3.2 安全監(jiān)測方法

3.2.1 大壩測壓管水位觀測

對大壩壩基測壓管（18個(gè)斷面，46根觀測管）、壩體浸潤線（24個(gè)斷面,62根觀測點(diǎn)）、井間壓力管（111根觀測管）；繞閘滲流及閘基揚(yáng)壓力（19根觀測管）等采用響錘法進(jìn)行測量，測量精度為前后2次，測值誤差≤±1 cm。測量周期按照《土石壩監(jiān)測規(guī)范》（SL60—64）要求的每周一次頻率進(jìn)行。

3.2.2 沉陷測量

攔河壩1500m設(shè)置7個(gè)斷面28個(gè)觀測點(diǎn)，順河壩13500m設(shè)置26個(gè)斷面104個(gè)觀測點(diǎn)，利用精密水準(zhǔn)儀，按照國家三等水準(zhǔn)測量（GB1289—91）要求進(jìn)行，采用往返閉合法，精度符合(N為測站數(shù))的要求進(jìn)行觀測。

3.2.3 滲流量觀測

攔河壩采用量水堰進(jìn)行測量。順河壩采用流速儀法，利用低流量流速儀（<1000 l/s）對滲流量進(jìn)行人工實(shí)測；測量每周期按照《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》的要求，每周進(jìn)行一次。

3.2.4 下游水位

采用人工，用皮尺直接測量。測量周期按照《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》的要求，每周進(jìn)行一次。

3.2.5 工作基點(diǎn)

共設(shè)置6個(gè)觀測基點(diǎn)，利用精密水準(zhǔn)儀，按照國家二等水準(zhǔn)測量（GB12898—91）方法進(jìn)行，采用往返閉合法，精度符合±(N為測站數(shù))的要求。測量周期按照《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》的要求，3年進(jìn)行一次。

3.2.6 管口高程校測

利用普通水準(zhǔn)儀，按照國家四等水準(zhǔn)測量方法進(jìn)行，一般采用附和閉合法，精度符合±2.8■ N (N為測站數(shù))的要求。測量周期按照《土石壩安全檢測技術(shù)規(guī)范》的要求，2年進(jìn)行一次。由于水庫外界環(huán)境的影響，周邊村莊很多，管口保護(hù)設(shè)施遭受人為破壞現(xiàn)象嚴(yán)重，為保證觀測數(shù)據(jù)的真實(shí)性，除按常規(guī)進(jìn)行校測外，隨壞隨修隨校測。

3.2.7 資料整編及分析

白龜山水庫資料整編是以現(xiàn)有的有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范等為依據(jù)，利用水庫大壩安全監(jiān)測與管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對大壩安全監(jiān)測采集數(shù)據(jù)的保存、檢驗(yàn)、整編、分析、評(píng)價(jià)和輔助決策。針對不同的觀測內(nèi)容和觀測手段，采用不同的方法進(jìn)行資料的分析，如管水位的分析（用于分析壩體滲透穩(wěn)定），采用一元線性回歸法和位勢法進(jìn)行分析，另外還可以采用多年同條件下的比較法、相關(guān)分析法等，將管水位資料與滲流資料結(jié)合起來，分析原因，來判斷大壩滲流現(xiàn)象是否發(fā)生異常變化；土壩沉降分析采用自然對數(shù)曲線、雙曲線或指數(shù)曲線進(jìn)行回歸分析，來分析土壩土體受剪或受拉情況，從而推斷壩體是否可能發(fā)生裂縫，裂縫發(fā)生的部位等。

4 結(jié)語

大壩安全監(jiān)測工作是水庫工程管理的手段，是工程安全的耳目，也是水利管理工作中一項(xiàng)重要的任務(wù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及人們對大壩安全監(jiān)測工作的認(rèn)識(shí)不斷提高，必須大力發(fā)展大壩安全監(jiān)測自動(dòng)化，并實(shí)現(xiàn)對大壩安全監(jiān)測內(nèi)容、分析方法和觀測人員技術(shù)能力上的新突破。