澗峪水庫大壩運行監測分析

黃衛民 吳煒 張少斌

（渭南市澗峪水庫工程建設管理局 陜西渭南 714000）

澗峪水庫大壩運行監測分析

黃衛民 吳煒 張少斌

（渭南市澗峪水庫工程建設管理局 陜西渭南 714000）

大壩安全監測是保證大壩安全運行、檢驗設計合理性、施工質量的重要手段，本文對澗峪水庫大壩5年間位移、滲流監測資料進行分析，認為為水庫大壩位移、滲流變化符合壩體變形規律，運行正常，并對存在問題提出建議，供同行借鑒和參考。

澗峪水庫；大壩；位移監測；滲流監測；分析

1 基本情況

澗峪水庫位于渭南市華縣高塘鎮西澗峪口，是一座以城市供水為主，結合防洪、農業灌溉、發電等綜合利用的3等中型水利樞紐工程。水庫主要由大壩、東澗峪低壩引水洞、導流泄洪洞、輸水洞、溢洪洞等建筑物組成，2003年開工建設2008年蓄水運行。水庫總庫容1284萬m3，年供水總量2255萬m3，其中渭南城市供水1300萬m3，農業灌溉供水955萬m3。水庫大壩是陜西省僅有的兩座混凝土面板堆石壩之一，最大壩高81m，壩頂長196m，壩頂高程791m。

2 監測項目

水庫大壩設計布設了變形、滲流、水文氣象等安全監測設施。這些設施的正常運行，為正確分析評判大壩工作狀態提供了重要依據。大壩位移及壩后滲流監測，監測周期長，觀測資料連續、可靠，本次就這兩方面進行分析。

2.1 表面變形監測

用于大壩表面變形的固定基點有32個，布置平行于壩軸線的四條直線上，迎水坡防浪墻腳底板上一條稱LD1、壩頂背水坡稱LD2、依次向下游為LD3、LD4。每排最外側左右岸各1個校核基點，其次為工作基點，中間為4個表面豎向位移及橫向水平位移共用的測點。測點均為墩式鋼筋混凝土結構，并加蓋保護。

2.2 壩后滲流監測

在大壩下游坡腳處排水棱體外設滲流匯流引水渠，引水渠出口設三角量水堰，并在其上安裝超聲波水位計一只，同時人工配合量測壩體滲流量。

3 監測項目觀測

3.1 觀測周期

大壩在正常運行情況下，變形監測每月觀測一次；汛期庫水位變化較大時（陡升陡降）或水位超汛限水位時，增加一次觀測。

3.2 觀測方法和要求

（1）變形觀測的正負號規定：水平位移：向下游為正，反之為負。豎向位移：向下為正，向上為負。

（2）大壩表面豎向位移采用水準法測量，參照國家三等水準測量方法進行閉合路線測量，采用DSI型精密水準儀和3m雙面水準尺配合使用。

（3）大壩表面橫向水平位移采用視準線法測量。使用SD-65型視準儀和活動覘標。觀測位移測點時，每測回的允許誤差應小于4mm（取兩倍中誤差）。所需測繪數不得少于兩個測回。

4 位移監測資料分析

本文選用2008～2012年的LD1、LD2排位移觀測資料進行分析。LD1排測點位于大壩防浪墻底腳平面上，可以反映大壩面板頂部的整體位移變化，LD2排測點位于大壩背水坡頂部，可反映大壩背水面的位移變化，此兩排測點連續性好、測點分布合理，代表性強，故選用此兩排為分析對象。

4.1 大壩表面水平位移變化規律性分析

從圖1中可以看出LD1、LD2排測點的累計位移是向下游移動的，特別是遠離大壩兩岸的中間測點變化比較大，截止2012年11月LD1、LD2排測點累計位移變化在10～56mm，之間變化。LD1排測點累計位移向下游位移，并隨著測點位置向河槽中間靠近而變大，如截止2012年11月各測點累計位移在10～40mm之間變化；LD2排測點同樣向下游位移，且累計位移變化在13～56mm之間變化。由此看出，大壩壩頂整體水平位移為下游移動，且測點越靠近大壩兩岸山體位移變化越小。

從影響各測點變化的主要因素看，上游庫水位升降對壩體水平位移測值有一定影響，但是并沒有隨著庫水位的升高或是降低有突然變大或變小，而是隨時間的推移緩慢的發生變化。

從各測點的特征值看LD2排測點中間下游位移最大為55.45mm，發生在0+130.00m的LD-3測點處（2012年7月），LD1排測點中下游位移最大為39.2mm，發生在0+130.00m的LD-3測點處（2011年7月）。由此可見，上游壩坡最大位移點一般發生在0+130.00m左右壩段，位移量最大；靠近大壩兩岸山體的測點變化較小。

4.2 豎向位移觀測資料分析（如圖2）

圖1 大壩各測點水平位移過程線

圖2 大壩各測點豎向位移過程線

其特征值可以看，截至2012年11月壩體最大沉降為71mm（為最大壩高的0.08%），發生在壩下0+080m的LD2-2測點處，其次為63mm，發生在壩下0+030的LD2-1測點處，下游LD1、LD2排測點沉降量相對較小，最大沉降為41mm，由壩體沉降特征值分布規律得出，壩體最大沉降量發生在壩下70m（0+080m～0+130m）上部，壩腳處測點沉降位移變化基本穩定。

從圖2可以看出：①隨著時間的推移，大壩豎向累計位移緩慢增大；②隨著時間的推移，大壩豎向位移增速下降，LD3、LD4排測點沉降比LD1、LD2排測點沉降更趨于穩定，壩體逐漸趨于穩定；③壩前水位的升降對大壩豎向位移影響不大；④壩腳處測點沉降位移變化基本穩定，表明了邊坡無滑動破壞的現象。通過以上分析結果表明壩體豎向位移過程符合大壩沉降的變化規律，大壩運行良好。

4.3 壩后滲流分析

澗峪水庫2007年8月通過蓄水階段驗收，開始蓄水初期運行，庫水位經歷了2009年5～9月的快速上升期，2009年9月20日，庫水位達到蓄水初期運行第一次快速上升的最高水位781.2m，庫水位第二次快速上升發生在2009年8～11月期間，庫水位達到784.52m，接近水庫正常蓄水位。量水堰自2009年5月開始觀測，截止2012年12月觀測到的最大滲流量為52.36L/s，發生在2010年4月下旬。

圖3 2009年5月庫水位-滲流量關系曲線圖

從資料分析可得出如下結論：①壩后滲流量隨庫水位的上升而增大，滲流量和庫水位的關系密切。②圖4是一年中不同時段水庫蓄水位在772m時的壩后滲流量，可見壩后滲流量大小與氣溫也存在一定的關系，氣溫升高滲流量減小，反之增大，分析原因主要是混凝土面板的熱脹冷縮造成。

5 結論

圖4 相同水位不同時間段滲流量變化曲線

（1）從大壩水平位移和垂直位移分布空間來看，處于河床部位的壩段水平和垂直位移量較大，向兩岸減小的分布規律。垂直位移受大壩自重和水壓力荷載影響，總體表現沉降趨勢，并逐漸趨于穩定。

（2）壩后滲流量與上游蓄水位有一定關系，水位升高，滲流量增大，反之，滲流量減小；同時，氣溫和壩后的滲流也有一定的關系。

（3）大壩綜合評價

經過對大壩安全監測系統幾年來觀測成果的整理分析，得出了大壩變形、滲流等的一些變化規律，這些規律基本符合澗峪水庫混凝土堆石面板壩的設計理論以及同類壩的變化規律，因此，可以說大壩目前運行狀態基本正常。

6 建議

根據上述資料分析的結果，結合本次分析工作中發現的一些問題，對今后大壩監測工作提出如下建議：

（1）進一步加強觀測工作的管理，做好日常的監測工作，確保監測的連續性及精度，提高觀測成果的可靠性。真實、可靠反映大壩運行情況。

（2）當庫水位短期有大幅的變化時，應加密測次，以盡可能多地捕捉壩體隨庫水位的變化規律，為更進一步地分析大壩的性態作好準備。

（3）對尚未完善的壩體內部監測數據項目，應盡快完善，以獲得大壩更為真實全面的觀測資料，并對其進行全面的綜合分析，以便對大壩工作狀態有更進一步的認識，更好地發揮其在工程運行管理中的作用。

TV697.1

A

1004-7344（2016）13-0122-02

2016-4-18

黃衛民（1968-），男，高級工程師，本科，主要從事水利工程建設管理工作。

吳煒（1984-），男，助理工程師，本科，主要從事水利工程建設管理工作。

張少斌（1979-）男，助理工程師，本科，主要從事水利工程建設管理工作。