QFQH水利樞紐工程變形監測與運行維護分析

朱 亮

（新疆伊犁河流域開發建設管理局，新疆 伊犁 830000）

QFQH樞紐工程，由黏土心墻堆石壩、中孔泄洪洞、深孔排沙放空洞、表孔溢洪洞、發電引水洞及聯合進水口、電站廠房等主要部分組成。該工程以灌溉為主，兼有發電、防洪等綜合效益，為（1）型1等工程。多年來，針對該工程的變形情況，現場進行了多次的測量，獲得了多年來各監測點的平面位移及垂直位移等移動變形數據，為該工程各部位的穩定性判斷及危害發現提供了基礎數據支撐。

1 基準點穩定性分析

1.1 平面基準點

本工程采用2016年成果對基準網采用多種組合平差方式進行二維約束平差，并將2018年平差成果與2016年成果進行比對分析，限差按SL551—2012《土石壩安全監測技術規范》2倍最弱點位中誤差限差來控制［7］，結果如表1。

表1 平面基準點穩定性

續表1

從表1可看出，綜合比較后基準點QB1，QB5，QB6，QB7的點位變化值均小于限差，同時相對于其他監測點而言點位較穩定，因此利用QB1，QB5，QB6，QB7做為二維網平差起算點最為可靠。本文參考了2016年起算點分布，最終確定采用QB1，QB5，QB7作為二維平差起算點。

1.2 高程基準點分析

水準測量前對水準基點QS1，QS2進行了檢測，檢測精度統計如表2。

表2 高程基準點高差檢測

由表2可見，檢測段較差值滿足規范要求，證明兩個水準點的相對位置關系沒有發生變化，點位穩定可靠，故高程控制網以QS1點作為起算點。

2 變形監測點位移分析

2.1 平面位移

平面位移監測點的精度以最弱點位中誤差為精度指標，本次平面位移監測最弱點為CK4，點位中誤差為±1.3mm，限差為±2.0mm。

將2018與2016年的測量成果進行做差處理并分析比較。其中，現場平面位移監測點共計12個，分別是：聯合進水口監測點（JK1，JK2，JK3，JK4，JK5，JK6），隧洞出口監測點（CK1，CK2，CK3，CK4），廠房高邊坡監測點（CF1，CF2），如圖1。

通過圖1發現，聯合進水口位置處的監測點除JK1，JK4，JK5外其他點位差值均較小，可認為這些點基本穩定。

圖1 各監測點平面位移量

JK1號點存在橫向上的位移量-5.6mm，縱向方向不明顯。

JK5點存在橫向上的位移量微妙-4.8mm，縱向方向不明顯。

JK4號點存在橫向上的位移量-4.2mm，縱向上的位移量6.5mm。上述點位除JK4號點外，視場較為開闊，JK4號點位于高聳閘房邊1m的位置，對GPS接收機接收信號有較大影響，無法獲得優質的觀測數據，所以本期JK4監測點變化量稍大，不利于變形監測分析。

在隧洞出口處的監測點除CK4外其他點點位差值均較小，可以認為這些點位穩定。CK4號點存在橫向上4.0mm的位移量，縱向上1.1mm的位移量。上述點位除CK4外，均位于山坡西北側，接收機采集數據信號一般，CK4號點位于高聳閘房邊1m的位置，對GPS接收機接收信號有較大影響，無法獲得優質的觀測數據，本次CK4監測點變化量稍大，不利于變形監測分析。

而在廠房高邊坡位置處的監測點CF1，CF2位移量很小，可認為這些點位穩定。

2.2 垂直位移

將本次測量成果與往期測量結果做比較，獲得長期監測以來的變形變化情況，如圖2。

圖2 聯合進水口監測點隨時間的垂直位移量變化

通過圖2看出，JK1～JK5號監測點由2005年初始觀測以來，一直呈下沉趨勢，但是前期在2005～2007年間的下沉速率較快，而后在2015～2018年基本進入穩定期，無明顯沉降；JK6位置處附近則有石塊等長期堆放，分析認為，現場材料的擠壓導致該監測點位置上移，但后期一直保持穩定狀態。

圖3 隧洞出口及廠房高邊坡監測點隨時間的垂直位移量變化

通過圖3可看出，CK1，CK2，CK3，CK4號監測由2005年初始值一直呈下沉趨勢，其中，前期于2005～2007年間，該位置監測點下沉較快，最大下沉了近3mm，2007～2013年間則趨于穩定，期間變形不大于1mm，2013～2015年間下沉程度加大，下沉變化量達4mm，隨后于2015至今趨于穩定狀態，基本無變化，認為基本穩定。相比較而言，廠房附近的兩個監測點則沒有隧洞出口附近監測點的變形下沉量大，整個監測期間從數據可看出，該位置附近基本無下沉情況，表明該工程部位的結構體穩定性好。

為分析大壩頂部整體下沉變化情況，對監測獲得的壩頂數據進行呈圖，其變化曲線如圖4，

圖4 水庫大壩壩頂監測點隨時間的垂直位移量變化

通過圖4可看出，BI1～BI5則由2013年開始逐漸下沉，在2016年出現了輕微上升，而后又在2018年最大下沉了7.2mm。2014年作業時間為10月，2015年作業時間為6月，2016年作業時間為11月，2018年作業時間為10月，由作業時間可看出，所有作業時間均在10～11月，僅2015年作業時間為6月，逐年沉降量與觀測時間存在一定關聯，也與庫容量的大小存在著關系。為了保證此次壩頂垂直位移監測數據的可靠性，對壩頂高程出現異常變化的測段高差于10月初和11月底分別進行了兩次獨立觀測，結果顯示兩次觀測高差較差不大，最大值0.6mm，可以認為本次觀測質量是可靠的。因此認為壩頂垂直位移監測點BI1～BI5有下沉，最大沉降量7.2mm，最小沉降量4.8mm，綜合分析壩頂各監測點下沉數據，建議現場加強對壩頂垂直位移的監測及提前做好相應的維護措施。

3 結語

（1）通過對廠房、進水口及隧洞變形監測點成果分析，各點之間的相對關系基本穩定，水平、垂直均無明顯位移。JK4，CK4兩點距閘房太近，受觀測環境影響，無法獲得優質的觀測數據，影響本期變形分析的準確性。

（2）水庫大壩壩頂變形監測點中，垂直位移壩頂監測點（BI1～BI5）有下沉，根據QFQH水利樞紐大壩的位置可以看出，庫區庫容的作用力集中在壩體中央，所以可能會導致BI1～BI5號監測點存在下沉或上升現象。

（3）按規范要求定期對QFQH水利樞紐工程進行巡檢及內、外觀變形監測；也可在外部變形監測時將壩頂監測點納入到水平位移監測網中，以分析壩體水平和垂直兩方面的綜合變形情況，同時結合滲流、地質、水文數據進行綜合分析，防患未然。