南水北調東線山東干線長溝泵站引水閘3#滲壓計異常數值探析

邵明猛　杜森　商鵬

摘? ? 要：南水北調工程是國家性的戰略基礎設施，其安全問題一直是人員關注的焦點。隨著通水運行后工程安全監測的持續開展，及時發現各種異常數據，并對異常數據產生的原因進行準確判讀，對保證水工建筑物安全運行十分必要，具有重要的研究意義。

關鍵詞：南水北調;水閘;安全監測; 滲壓計; 滲流監測

1? 工程概況

長溝泵站樞紐工程是南水北調東線一期工程中第十一級抽水梯級泵站，是南四湖至東平湖段工程的第一座泵站，位于山東省濟寧市任城區長溝鎮。泵站樞紐工程包括主廠房、副廠房、引水渠、出水渠、引水涵閘、出水涵閘、梁濟運河節制閘、110kV變電站、水泵機組及自動化監控、辦公及生活福利設施等。長溝泵站引水閘建筑物級別為1級，其他次要建筑物級別為3級，施工圍堰等臨時建筑物級別為4級。泵站設計防洪標準為100年一遇，校核防洪標準為300年一遇。

2? 地質情況

長溝泵站引水閘位于魯西中臺隆--濟寧-成武凹斷束--嘉祥凸起的東部，嘉祥斷裂西側，該斷裂屬秦嶺緯向構造體系伴生的低序次張性正斷層，走向不穩定，呈鋸齒狀分布，擺動范圍由NW344°至NE16°，傾向E，傾角約80°。根據地震歷史資料分析，主要活動時間為燕山期，喜馬拉雅期仍有活動。根據有記載以來的地震歷史資料，據場區30km范圍內未曾發生過5級以上的地震，90km范圍內曾發生過5到7級地震八次。綜合分析，場區沒有活動斷裂，地震活動頻次低、震級小，處于相對穩定區。

3? 觀測方法及數據采集

引水閘水位觀測采用人工測讀水尺的方式及自動水位計獲得成果。垂直位移采用徠卡LS10型精密水準儀進行往返觀測，水平位移采用徠卡TS60型精密全站儀進行多測回測角觀測。引水閘測壓管（內安裝壓阻式水位計）和引水閘滲壓計（振弦式）均采用葛南MCU-32型自動監測系統（以下簡稱：監測系統）進行監測。

4? 異常現象

2018年5月16日，值班人員發現監測系統采集引水閘3#滲壓計某一時刻出現與歷史數據不符的異常數據值（顯示水位為39m），其他時間無異常現象，如果該異常數據值不屬于系統誤差，則引水閘涵洞底板可能存在安全隱患，所以需要對該數值進行有效性分析，排除可能存在的安全隱患。

5? 分析

5.1? 水情監測分析

長溝泵站2018年5月份引水閘上下游水位正常，建筑物運行平穩，無異常水情發生，排除降雨等外在因素對滲壓計的影響。

5.2? 滲壓觀測分析

5.2.1? 監測系統計算軟件準確性分析

為了驗證3號滲壓計異常值是否為監測系統計算軟件的計算問題所致，將監測系統所采集到的原始模數值和原始溫度值代入到振弦式滲壓計的計算公式進行人工比對，計算公式如下：

在本系統中，已經安裝了氣壓計來對滲壓計水位進行氣壓補償，在誤差分析中不再考慮氣壓的影響，故本次計算認為Q0-Q=0。代入原始模數值和原始溫度值后得到按監測系統所設基準值的人工計算結果。通過比對，經過人工計算的同一時刻的3號滲壓計水位值為39m，與監測系統的軟件計算值結果一致，排除了監測系統計算軟件的計算錯誤問題，監測系統的計算結果準確無誤。

5.2.2? 相關部位引水閘測壓管監測成果的綜合性分析

由于引水閘滲壓計損壞較多，監測系統只能采集到3號滲壓計的完整數據。針對該情況，結合本閘站相關部位同一時段測壓管及垂直位移成果進行綜合分析。首先收集了當月引水閘測壓管數據，將3#滲壓計異常值剔除后用與5月16日上下游水位相同時的數據代替，然后再將監測系統采集的5月份引水閘滲壓計及測壓管原始數據帶入公式進行計算，并例用EXCLE表格繪制過程線（詳見圖1）進行滲流的相關性分析。通過圖1的過程線可知，經計算后滲壓計水位值在在31.92m到32.06m之間變化，。引水閘3號滲壓計水位與引水閘測壓管水位的變化趨勢相同，隨上下游水位平穩變化，同一塊底板上的測壓管管內水位相互之間和上下游水位無交叉現象，趨勢穩定。

5.2.3? 相同部位引水閘垂直位移成果的綜合性分析

最后又收集了同時期同一部位引水閘垂直位移觀測數據，數據顯示引水閘3號滲壓計所在部位（洞身底板1-1）當月垂直位移無異常沉降現象發生（間隔位移為0.4mm，累計位移僅為1.2mm），進一步確定了引水閘3#滲壓計在5月16日所采集的數據為一粗差，應該剔除。

6? 結束語

滲壓計異常數據產生的原因非常多，本文結合工程實際判別出了此異常數據為系統粗差，并通過數據分析進行了驗證，避免了粗差在安全監測工作中影響。

參考文獻：

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