探析大壩安全監測工作的開展

田建平

（中國電建水電八局有限公司科研設計院, 湖南 長沙 410004）

Production safety 安全生產

探析大壩安全監測工作的開展

田建平

（中國電建水電八局有限公司科研設計院, 湖南 長沙 410004）

以某水庫為例，作者較為詳細的介紹了大壩安全監測工作開展，列舉了安全監測所取得的成效，并結合實際情況給出了加強水庫大壩安全監測的建議。

大壩、安全監測、工作開展

1 工程概況

某水庫壩頂長436 m，最大壩高72 m，大壩為混凝土與粘土結合防滲心墻的土壩，總庫容10.87億m3，有效庫容6.3億m3，是具有發電、防洪、供水等綜合利用功能的大（I）型水利樞紐工程，樞紐由大壩、溢洪道、引發電放空洞、引水洞和壩后電站等建筑物組成。水庫的正常運行保證了下游180萬人口、25 萬畝耕地安全及多條高速、國道、省道的安全通行。

2 大壩安全監測工作的開展

2.1 巡視檢查

(1)制定巡視路線:壩體沿水面內坡175平臺→壩頂→外坡172平臺→公路外坡草坪。

(2)巡查內容:壩頂、迎水坡、背水坡有無裂縫、剝落、滑動、隆起、塌坑等異常變形，背水坡草皮注意有無獸洞、蟻穴等隱患。巡視時還要注意對壩基、壩端、岸坡及發電壓力鋼管外露部分進行重點檢查。

(3)巡查時間:每旬末、每年汛前汛后，以及白蟻活動顯著期(3～5月份)要對整個壩體作全面或專門的巡視檢查，發電管內每年要進人一次，對有無裂縫、氣蝕等情況進行觀測。如遇到嚴重影響安全運行的情況(如暴雨、大洪水、地震)，要組織專人對可能出現險情的部位進行監視。

(4)每次檢查后，都應立即將本次巡視檢查和測量結果與以往的檢查和測量成果進行比較分析，如有問題或變化差異較大的，要立即向上級反映。各種巡視檢查和測量成果，均整理歸檔。

2.2 表面變形觀測

壩體沉陷位移觀測與水平位移觀測同步進行，每年觀測3～6次，分別于汛前、汛期及汛后進行，庫水位最高或最低時應進行變形觀測，若水庫高水位運行時間較長時，則加密觀測。沉陷觀測采用水準法觀測，精度參照國家三等水準測量(GB 12 899-91)方法進行，閉合差不得大于±1.4N1/2mm（N為測站數），基本控制在3 mm以內。水平位移觀測采用J2經緯儀進行視準線觀測。觀測時為消除誤差正、反鏡各觀測一次，正、反測數誤差應小于4mm。

2.3 滲流觀測

壩體測壓管水位每旬未觀測一次，管水位讀數兩次，兩次測讀誤差應不大于2cm；測繩每月要用鋼尺校核一次。測壓管口高程每年至少要校核一次。壩體滲透壓力和滲流量使用大壩安全監測系統與測壓管同步進行觀測壩體滲流情況。

3 大壩安全監測資料整編分析

大壩安全監測系統建立的觀測資料數據庫，能夠以《土石壩安全監測資料整編規程》為依據，整編打印各種統計報表，繪制各種圖形，并可建立監控統計模型，對工程安全性態進行在線監控，超限報警、分析計算、預測預報等。

(1)平時資料收集積累:水庫設計、施工、驗收資料的收集，觀測設備布置、結構圖表、說明等考證資料的收集，歷年觀測成果整編資料及分析報告等錄人大壩安全監測系統數據庫。

(2)觀測成果整理:對原始數據進行統一數據的單位和有效位數核查，進行原始數據的精度檢查，合理性篩查，基準值的審查等，審查結果無誤后錄人大壩安全監測系統數據庫。

(3)監測成果分析:使用大壩安全監測系統，繪制各種變量的過程線、各效應量與原因量的相互圖，統計各觀測物理量歷年的最大和最小值(含出現時間)、變幅、周期、年平均值及年變化率等，建立心墻土壩計算模型。結合水情調度系統比較分析考察效應量隨時間的變化規律和趨勢在數量變化方面是否具有一致性、合理性，與工程的某些技術警戒值相比較是否異常，以及它們的重現性和穩定性等，由此可判斷大壩的變形正常與否，是否安全運行。

4 水庫安全監測管理取得成效

水庫建立有完善的管理體制，注重大壩安全監測工作，通過監測數據采集和資料分析，及時了解建筑物及基礎的工作狀態，發現異常情況及時處理，為水庫的運行管理和防洪決策提供科學依據。

1992年第一次除險加固就是巡視發現蓄水后壩下游坡嚴重滲水，浸潤面積達4453 m2，個別滲水點呈集中射流狀，大壩變形異常，采取了設置反濾導滲溝，做粘土防滲斜墻，加筑混凝土防滲心墻等除險加固措施，消除隱患。

2006年第二次加固也是在巡視檢查中發現發電管、灌溉管處的壩外坡以及混凝土心墻54號槽孔的壩外坡有一定的滲水，當庫水位超過180 m高程時，右壩肩下游側178m高程處的山體有繞壩滲漏，且觀測的滲流量逐漸加大的趨勢。分析是第一次加固時由于當時的技術原因在輸水管道附近未灌注混凝土防滲墻，施工時54號槽孔發生導管拔離混凝土面的事故而留下滲漏缺口。經采取高噴灌漿處理滲漏缺口及防浪墻加固、兩壩肩帷幕灌漿后，觀測上下游測壓管水位差顯著增大，而且當庫水位變化幅度較大時，下游側壓管水位基本不受影響，險情消除。

檢查觀測發現大壩壩頂路面出現不均勻沉陷、內側沉陷明顯大于外側，經數據對比后于2010年組織開挖探槽至混凝土防滲心墻頂以下，發現上游側壩體與混凝土防滲心墻接觸面存在一條2cm的貫穿性裂縫并形成23cm的錯位。分析是由于上游壩體中水位變化幅度和頻率都比下游側大得多，導致沉降速度不一致，此發現也為第三次加固提供了數據支持。

2014年，對大壩安全性進行分項評價得出結論為,水庫大壩運行管理綜合評價為較好，工程質量綜合評價為不合格，定性為三類壩。2015年開始進行加固設計，將安全監測自動化系統改造列人本次加固，表面變形監測、內部變形監測、應力監測、水位監測均納入自動化監測系統，以提高監測資料的及時性、準確性和現代化管理水平。除險加固工程于2016年開始實施。

5 加強水庫大壩安全監測工作的思考與建議

（1）提高認識，加強監測管理隊伍建設，規范監測制度。很多水庫工程都是地處偏遠山區，因為生活工作條件艱苦，所以引進技術人才困難，培養起來的技術業務骨干留不住，再加上為安置人員隨意安排等歷史原因，使得許多不具備大壩安全監測專業知識的人員從事或負責大壩安全監測工作。因此，組織開展大壩安全監測從業人員業務培訓，進行集中培訓，著力提升隊伍素質，推行安全監測人員持證上崗制度，是當前工作的重中之重。

(2)運用監測成果，做好大壩安全運行分析，及時對病險水庫進行除險加固。大壩監測的目的是擁有一整套完整的大壩監測資料，從而為分析水庫大壩運行狀態是否正常提供科學依據。要掌握大壩的運行狀態，必須抓好監測資料的整理和分析，做到隨觀測、隨整理、隨分析，月初或季初上報觀測月報，年終進行資料整編分析，并組織刊印。定期進行大壩安全鑒定，通過大壩工程質量評價、大壩滲流穩定分析、壩坡穩定計算、洪水標準復核等方面進行評價論證，有針對性地對三類壩及時進行除險加固處理。

(3)因地制宜，加強水庫大壩安全監測設施的系統建設。水庫工程肩負著興利和防洪的雙重職能，一些重要骨干工程的擋水建筑物的工作狀態需要被及時地觀測、監控，如果沒有相應的監測設施，就難以進行科學調度，因此，對已建水庫，要結合水庫規模、功能等對目前監測設施進行技術更新、改造，逐步建成大壩安全監測系統。新建或者加固的水庫，大壩安全監測系統要做到與主體工程同步設計、同步建設、同步運行。并進一步實現與氣象、水文、環境保護及水庫調度系統的有機結合，把水利工程運營效益的最大化作為最終目標，把水庫大壩的安全作為實現此目標的基礎。

[1] 曹樹明.水利水電工程安全監測研究[J].四川水泥，2015(6):33-34.

[2] 王東、于立偉.水庫大壩安全監測的重要性及實施策略[J].江西建材，2014(18):56-57.

TU714

B

1007-6344（2017）10-0243-01

田建平（1981--），男，漢族，湖南邵陽人，工程師，從事水工建筑物安全監測工作。