正安縣八岔林水庫工程監測系統應用分析

陳 浩

（貴州省大壩安全監測中心，貴州 貴陽 550002）

隨著國民經濟的增長，水庫工程項目日漸增多。在水庫工程設計、施工和運行過程中，為了及時掌握其安全狀態，很多水庫工程都設置了安全監測系統[1]。因此，研究分析水庫工程監測系統現狀對保證水庫工程的安全運行具有重要現實意義。

1 工程概述

八岔林水庫位于正安縣西南面的深溝溪上，是一座城市供水兼農田灌溉的綜合水利工程，無防洪、航運等方面的要求。水庫正常蓄水位732.00 m，校核洪水位735.02 m，死水位702.00 m；水庫總庫容367 萬m3，正常庫容307 萬m3，興利庫容272 萬m3。該水庫屬小(1)型水庫，工程等別為Ⅳ等，主要建筑物為4 級建筑物，次要建筑物為5 級建筑物。

為了確保八岔林水庫的安全運行，本水庫工程結合大壩的工程規模和現場實際情況，在大壩區域重點設置了安全監測系統，對大壩外部變形、內部沉降及水平位移、面板周邊縫及豎直縫以及壩基滲流滲壓等進行監測。

2 工程監測系統

2.1 大壩變形監測系統

（1）水平位移監測：本工程水平位移監測采用控制網前方交會法，在大壩兩岸設控制網點6 個，壩頂及下游馬道共布置水平位移標點17 個。控制網點及水平位移標點均為強制對中板混凝土觀測墩。

（2）垂直位移監測：垂直位移監測采用精密水準法，基準網為二等網，由1 組水準基點組（3 個測點）組成，位于壩址左岸下游約1.5 km 處。垂直位移標點布置于水平位移點附近，共17個。垂直位移標點為不銹鋼水準標志，觀測精度按《工程測量規范》(GB50026-2007)中二等水準精度執行。此外，施工過程中在大壩填筑體頂部733.0 m 高程壩軸線上增設5 個臨時沉降測點，觀測上部壩體的沉降變形。

（3）壩體內部水平位移監測：壩體內部水平位移采用引張線式水平位移計監測，選定壩橫填筑高度最大剖面為觀測斷面，分別在695.00 m、715.00 m 高程設兩條測線共5 個測點。引張線式水平位移計量程為500 mm，精度±1 mm，分辨率0.5 mm。

（4）壩體內部沉降監測：壩體內部沉降采用水管式沉降儀監測，選取壩橫0+070.00 斷面的695.00 m 高程、壩橫0+065.00斷面的715.00 m 高程設兩條測線共8 個測點。其中，高程695.00 m 測點分別位于上游墊層料區、主堆石區、壩軸線及下游次堆石區，高程715.00 m 測點分別位于上游墊層料區、壩軸線及下游次堆石區。此外，在大壩下游壩坡695.00 m、715.00 m高程的1#、2#觀測房頂各設1 個表面變形監測點，以監測觀測房自身的水平、垂直位移量為計算壩體內部水平、垂直位移絕對值的依據。水管式沉降儀量程為1500 mm，精度±2 mm，分辨率1.0 mm。

（5）面板周邊縫監測：面板周邊縫采用三向測縫計監測。在河床及左、右岸坡共布置三向測縫計6組，分別位于壩上0 m～076.60 m、壩上0 m～055.65 m、壩上0 m～023.91 m 的3條測線上。三向測縫計量程200 mm，精度±0.1%F.S，絕緣電阻≥50 MΩ。

（6）面板豎直縫監測：面板豎直縫采用單向測縫計監測，本工程選取靠近兩岸的張性縫和最大河床斷面的壓性縫布置單向測縫計。單向測縫計量程50 mm，精度±0.1%F.S，絕緣電阻≥50 MΩ。

2.2 滲流滲壓監測系統

（1）壩基滲壓監測：壩基滲壓監測設壩橫0+085.0 m 一條測線，共布置4 支滲壓計。

（2）左右岸帷幕滲流監測：帷幕滲流監測采用鉆孔埋設滲壓計的方式，在左、右壩肩各設1 個監測斷面，每個監測斷面設3 個監測孔，共6 個監測孔。滲壓計量程0.4 MPa，測溫精度±0.5℃，絕緣電阻≥50 MΩ。

（3）滲量監測：本工程在下游壩腳設置截流墻并布置1 套量水堰觀測壩基及壩體滲流量。

3 工程監測系統運行

3.1 監測設施運行情況

正安八岔林水庫工程共有各類監測點83 個，截止2016 年12 月，失效測點1 個，其余測點運行良好，儀器完好率98.8%，基本滿足水庫初蓄期大壩安全監測的需要。

3.2 大壩變形監測

（1）水平位移：監測結果表明，水庫壩體實測位移量級較小，且高程靠近壩體中部測點位移變幅較其余部位位移測點大，符合面板堆石壩水平位移規律。同時根據位移變化過程線圖顯示，當水庫水位升高時，大壩位移量整體增大，表現為向下游位移趨勢，壩體位移量整體變化平穩。

（2）垂直位移：監測結果表明，壩頂垂直位移量在1.90 mm～31.40 mm 之間，呈下沉趨勢，壩頂中部位移變幅較大，靠近壩肩測點位移變幅較小，最大沉降量發生在壩頂中部的SCZ10 測點，壩頂中部的測點沉降量大于靠近兩岸的測點，符合面板堆石壩沉降規律。

（3）壩體內部沉降：監測結果表明，壩體總體表現為下沉，本年度變化基本穩定；壩軸線處堆石體沉降量最大，距離壩軸線越遠，壩體沉降量越小，符合堆石壩內部沉降分布規律。

（4）壩體水平位移：受本年度庫水位升高影響，壩體堆石體表現為向下游方向位移趨勢，符合面板堆石壩變形規律，堆石體變形基本正常。

（5）面板縫隙：水庫蓄水后周邊縫縫隙開度變化平穩，未見異常波動；面板周邊縫各向位移量變化基本穩定，高程較高部位周邊縫位移變幅較低，面板周邊縫工作性態基本正常。

（6）豎直縫：面板豎直縫大都呈張開狀態，縫隙開合主要受氣溫變化影響，具體表現高溫季節，豎直縫呈閉合趨勢，反之呈張開趨勢。總的來說面板張性縫開度較壓性縫大[2]。

3.3 滲流滲壓觀測

（1）壩基滲透壓力：由圖1 可知，壩基滲透壓力受庫水位變化影響有所波動，但各測點測值變化平穩，本年度壩基滲透壓力變幅較小，結合下游壩腳巡視檢查，未見有明顯滲漏現象，壩基滲壓未見異常。

圖1 壩基滲透壓力變化過程線圖

（2）滲漏量：壩體滲漏量變化較小，實測壩體最大滲漏量為12.20 L/s。隨著庫水位的升高滲漏量呈增大趨勢，但整體基本保持穩定，未見異常增大跡象，結合下游壩腳及周邊的巡視檢查，亦未見明顯異常滲水跡象。

4 其他相關工作

4.1 觀測儀器及頻次

（1）八岔林水庫壩址氣溫、庫水位采用人工觀測；

（2）大壩水平位移監測儀器采用全站儀進行邊角測量，大壩垂直位移觀測采用數字水準儀進行測量，大壩埋設的內部監測儀器采用PSM-E 讀數儀進行觀測；

（3）大壩中心于2015 年8 月16 日完成大壩表面變形初始值觀測工作，并對大壩各內部監測設施進行12 次觀測；對大壩位移測點進行12 次外部變形觀測，同時對各樞紐建筑物進行日常巡視檢查。

4.2 巡視檢查

根據本工程的實際情況，制定專門的巡視檢查路線，開展安全巡視檢查工作。主要巡視路線如圖2 所示。通過對八岔林水庫的主要區域進行現場巡視，均未發現異常情況。

圖2 現場巡視檢查路線示意圖

5 結語

通過介紹八岔林水庫工程的監測系統設計情況及對監測結果進行分析，并對大壩重點區域開展巡視檢查，未發現各部位有異常變形、坍塌等情況，有效的保障了水庫大壩的安全穩定運行和人民的生命財產安全，具有較好的社會效益和經濟效益。