調節水庫大壩安全評價變形監測分析

董訓山

(新疆兵團勘測設計院(集團)有限責任公司，新疆 石河子 832000)

1 基本概況

調節水庫位于新疆克拉瑪依市，是一座以工業及生活供水為主的引水注入式水庫，水庫設計總庫容1 950.5×104m3，死庫容241.6×104m3，工程等別為中型Ⅲ等，壩型為黏土心墻砂殼壩。該水庫于1979年開工建設，在2003年進行了第一次大壩安全鑒定，2003年鑒定為三類壩。2008年對調節水庫進行除險加固，2008年10月完工。本次大壩安全評價利用2015與2016年變形監測資料進行分析。

2 變形監測設備的布置

壩體表面變形監測包括水平位移監測和垂直位移監測。建立以GNSS定位結合幾何水準方法觀測的監測系統方案，并在庫區大壩外圍布設變形監測基準點(共7個位移監測基準點)，在壩體上建造12個變形監測點組成變形監測控制網，包括水平位移垂直位移監測基準網、水平位移監測網和垂直位移監測網[1]。監測設備布置見圖1。

圖1 變形監測基準點分布圖

3 水平位移監測

大壩水平位移監測共計12個監測點(編號依次為P1-1～P6-2)，其中壩頂上游分布6個監測點(編號依次為P1-1，P2-1，P3-1，P4-1，P5-1，P6-1)，壩頂下游分布6個監測點(編號依次為P1-2，P2-2，P3-2，P4-2，P5-2，P6-2)。

3.1 壩頂上游

從表1可知，本期2016壩頂上游各點(P1-1～P6-1)縱向位移變化在3～5 mm，最大值為-4.8 mm(P3-1)，最小值-2.8(P4-1)，變化不顯著；本期壩頂上游各點(P1-1～P6-1)橫向位移變化主要朝下游，最大值為12.3 mm(P3-1)，最小值為-0.4 mm(P5-1)，橫位移方面P1-1～P4-1變化較大。由于首期分析，累計位移即為本期位移。

表1 壩頂上游監測點水平位移統計表

累計量是從第一期累計，即從2015年開始至今，由于只進行了兩期，本期變化與累計變化線重合。橫向累計位移量變化見圖2、圖3。

圖2 大壩上游橫向累計位移過程線圖

圖3 大壩上游縱向累計位移過程線圖

由于只進行了兩期成果對比，本期位移即為累計位移。

3.2 壩頂下游

見表2。

表2 壩頂下游監測點水平位移統計表

從表2可知，本期壩頂下游各點中縱向位移變化較小，本期觀測值中除P3-2(5.1 mm)，P6-2(-4.2 mm)，其他各點絕對值均小于2 mm，縱位移變化不顯著；橫向位移中，最大值為12.4 mm(P3-2)，P1-2(9.2 mm)，P2-2(9 mm)變化較大，其余點變化較小。由于首期分析，累計位移即為本期位移。見圖4、圖5。

由于只進行了兩期的觀測，本期位移即為累計位移。

本期橫位移向下游方向的量比較顯著，與庫水位的高低有很大關系。初始值是在水庫沒有蓄水的時候測定(2015年8-9月期間)，適逢6229#進行了隱患治理，庫水位降至272 m左右；2016年8月又進行了第二測量，水庫庫水位在278.9 m左右，上漲了6.9 m左右。

圖4 大壩下游監測點橫向累計位移過程線圖

圖5 大壩下游監測點縱向累計位移過程線圖

4 垂直位移監測

4.1 壩頂上游

從表3可知，本期上游各點中垂直位移均為正，即下降，本期觀測值中最大值為6.4 mm(P3-1)，最小值1.6 mm(P5-1)，中部的沉降量較大一些。本期的量即為累積量。見圖6。

表3 壩頂上游監測點垂直位移統計表

圖6 壩頂上游監測點垂直累計位移過程線圖

4.2 壩頂下游

見表4。

從表4可知，本期下游垂直位移沉降最大的點為11.8 mm(P4-2)，最小的點為0.8 mm(P5-2)，壩段中部的沉降量較大一些。本期的量即為累積量。見圖7。

表4 壩頂下游監測點垂直位移統計表

圖7 壩頂下游監測點垂直位移累計過程線圖

5 變形監測

壩頂上游縱向位移最大值為-4.8 mm(P3-1)，最小值-2.8(P4-1)，變化方向向右岸，變化不是很顯著；壩頂上游各點(P1-1～P6-1)橫向位移變化主要朝下游，最大值為12.3 mm(P3-1)，最小值為-0.4 mm(P5-1)，橫位移方面P1-1～P4-1變化較大。

壩頂下游縱向位移最大值為5.1 mm(P3-2)，其他各點絕對值均小于2 mm，縱位移變化不顯著；橫向位移中最大值為12.4 mm(P3-2)，其余點變化較小。對應于上游的點變化趨勢基本一致。

壩頂下游橫向位移向下游方向的量比較顯著，與高低庫水位的運行和壩高有很大關系。初始值是在庫水位較低時候測定(2015年8-9月期間)，庫水位降至272 m左右；相對值是在庫水位278.9 m時測定(2016年8月)，水位上漲了6.9 m左右。根據填壩高度越高其變化值越大，有待進一步觀測數據的驗證。

上下游各監測點中垂直位移均為正，即下降，本期觀測值中最大值為11.8 mm(P4-2)，最小值0.8 mm(P5-2)，P1-1～P4-1區域的監測點(壩高較高的區域)的沉降量較大一些。

根據對現有監測資料的分析，各數據變化規律正常，測值在經驗值及規范、設計規定的允許值以內，大壩變形性態正常。