白楊河引水工程水庫壩體垂直位移監測資料分析

陳金花

（塔城地區庫魯斯臺草原生態修復工程建設管理局，新疆 塔城 834700）

白楊河引水工程水庫壩體垂直位移監測資料分析

陳金花

（塔城地區庫魯斯臺草原生態修復工程建設管理局，新疆 塔城 834700）

白楊鎮水庫混凝土面板砂礫石壩最大壩高66.47m，壩體垂直位移安全自動化監測系統由某水利水電科學研究院承建，共埋設 7套水管式沉降計，用于觀測不同高程、不同部位壩體的沉降量。本文對大壩垂直沉降狀態進行了分析評價。

水庫大壩；沉降；垂直位移；分析

1 概況

1.1 工程概況

白楊河發源于塔城地區額敏縣境內的烏日可下亦山和和布克賽爾蒙古自治縣境內的謝米斯臺山，流經塔城地區托里縣的白楊河洼地，經過克拉瑪依的白楊河水庫，最終匯入艾里克湖。白楊河引水工程主要包括白楊鎮水庫和輸水管道兩部分。白楊鎮水庫總庫容為 4463×104m3，根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2000），該水庫屬中型工程，工程等別為Ⅲ等，永久性主要建筑物級別為 3級，永久性次要建筑物級別為 4級，臨時性水工建筑物級別為 5級。水庫工程設計洪水標準重現期為 50年，洪峰流量 290m3/s，校核洪水標準重現期為 1000年，洪峰流量 531m3/s。

1.2 大壩概況

根據工程區地形地質條件，水庫壩型為混凝土面板砂礫石壩，壩頂長 310m，壩頂高程 958.68m，壩頂寬 8m，最大 壩高 66.47m，防浪 墻頂 高程959.88m。大壩上游壩坡1∶1.5，下游壩坡1∶1.45，壩體內設排水體，墊層料水平寬度 3.0m。工程區地震動峰值加速度為0.052g，地震動反應普特征周期為 0.35s，相應于地震基本烈度為Ⅵ度。根據壩面面積和壩料分區的不同，壩體填筑分四期填筑。一期：2011年 10月 1日開始填筑，于 2011年 10月底填筑至高程 904.4m，即完成大壩水平排水體及壩后濾水壩址區；二期：2011年 12月底壩體全斷面填筑至高程915m；三期：2012年 2月底壩體填筑至高程 922.0m；四期：2012年 5月中旬壩體填筑至高程956.68m。

2 垂直沉降監測儀器布置

混凝土面板砂礫石壩面板依附于壩體，故面板的變形主要取決于壩體及壩基的變形。砂礫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，選擇壩體最大斷面 0+ 130斷面為主觀測斷面，分別在高程 918、935m設置了二層水管式沉降計（SSC-2型）。其中 918m高程 4個測點，分別是軸 上55mV1-1、軸上32mV1-2、軸線上V1-3、軸下24mV1-4；935m高程3個測點，分別是軸上27mV2-1、軸線上 V2-2、軸下 24m V2-3。共埋設 7套水管式沉降計，用于觀測不同高程、不同部位壩體的沉降量，且在測點及觀測房內安裝 9支溫度計，用于進行溫度修正。

3 壩體垂直位移安全監測資料初步分析

3.1 垂直位移安全監測系統的建立

壩體垂直位移安全自動化監測系統由某水利水電科學研究院承建，壩體內部垂直變形監測系統于 2012年 4月 15日安裝調試完畢。在2013年至2014年 5月的應用中，系統運行正常，監測數據連續、可靠，輸出結果滿足《土石壩安全監測資料整編規程》（SL1996-96）的要求。現根據系統整編軟件輸出的壩體內部沉降過程線，對大壩垂直沉降狀態進行分析評價。

3.2 監測資料初步分析

在壩體填筑期即 2012年 3月 9日 ～2012年5月13日期間，由過程線反映沉降速率較大，在壩體填筑至壩頂后沉降相對平緩。到 2012年 5月13日大 壩填 筑至 壩頂，918m高程 水 管式 沉 降儀4測點中，位于軸線上 V1-3沉降量最大，沉降77.25mm，軸上55mV1-1沉降5.25mm、軸上32mV1-2沉降50.25mm、軸下24mV1-4沉降63.25mm；V1-1～V1-4四測點沉降率分別為0.08、0.7、1.17、0.96mm/d。935m高程水管式沉降儀3測點中，位于壩軸線上 V2-2沉降量最大，沉降72.00mm，軸上 27mV2-1沉降 49mm、軸下24mV2-3沉降42mm；V2-1～V2-3三測點沉降率分別為0.74、1.09、0.64mm/d。

截至2013年4月13日，918m高程V1-1～V1-4四測點沉降分別為：32.00、79.00、114.00、93mm，沉降率分別為：0.08、0.09、0.11、0.89mm/d； 935m高程 V2-1～V2-3三測點沉降分別為 89.00、115.00、83.00mm，沉降率分別為：0.12、0.13、0.12mm/d。

2013年4月 18日上游圍堰發生漏水后至 5月9日，918m高程軸上 55mV1-1和軸上32mV1-2沉降變形較大，其中V1-1沉降了18mm，累計沉降為50mm，V1-2沉降了20mm，累計沉降為99mm，軸線處V1-3和軸下24m V1-4變形均不大；935m高程處軸上27m V2-1和軸線上V2-2沉降變形較大，分別沉降了21mm和18mm，累計沉降分別為：110mm和133mm，軸下24mV2-3變形不大。

截至 2014年 5月 12日，918m高 程 軸 上55m V1-1沉降為80mm，軸上32m V1-2沉降為135mm，軸 線處V1-3沉 降 為 139mm，軸 下24m V1-4沉降 為107mm；935m高程 軸線 上27mV2-1沉降為130mm，軸線上V2-2沉降177mm，軸下24mV2-3沉降為109mm。沉降過程詳見圖 1、圖 2。

圖1 0+130斷面 918m高程水管式沉降計 V1垂直位移過程線

圖2 0+130斷面 935m高程水管式覺降計V2垂直位移過程線

圖3 2013年 8月 5日 0+130m斷面各沉降計測點沉降量分布圖（單位：mm）

數據及沉降過程線顯示，沉降主要發生在填壩施 工期，當填 土 達到 956m高程 后，沉 降量趨于平緩，受上游圍堰漏水影響，918m高程軸上55m V1-1沉降了18mm，累計沉降為50mm，占總沉降量的 36%，V1-2沉降了 20mm，累計沉降為99mm，占總沉降量的22%，軸線處 V1-3和軸下 24mV1-4變形均不大；935m高程處軸上27mV2-1和軸線上V2-2沉降變形較大，V2-1沉降了21mm，累計沉降為 110mm，占總沉降量的19.1%，V2-2沉降了18mm，累計沉降為133mm，占總沉降量的13.5%，軸下24mV2-3變形不大。詳見圖 3。

截止到2014年5月 12日，918m高程沉降測點中，V1-1～V1-4沉降分別為：80、135、139、107mm，分別占壩高的0.12%、0.20%、0.21%和0.16%；935m高程沉降測點中，V2-1～V2-3沉降分別 為：130、177、109mm，分 別 占 壩高的0.20%、0.27%和0.16%。

4 結語

按照《土石壩安全監測技術規范》的要求，施工期壩體最大沉降量與壩高之比一般不超過0.5%，白楊鎮面板堆石壩施工期的沉降量最大為143mm，以最大沉降量與壩高之比的百分數對比，白楊鎮混凝土面板堆石壩為0.27%，施工期沉降不大，滿足規范要求。

［1］SL 60-94.土石壩安全監測技術規范［S］.

［2］曲苓.某工程粘土心墻壩高水位運行三年壩體工程性態評價［J］.水利規劃與設計，2008（02）.

TV698.1+1

B

1672-2469（2015）08-0100-03

DO I：10.3969/j.issn.1672-2469.2015.08.034

陳金花（1983年—），女，工程師。