小烏江堆石混凝土重力壩安全監測重點

劉凡 程淑芬 李運良 中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司

1.項目概述

小烏江水庫位于貴州省遵義市余慶縣龍溪鎮紅軍村，壩址位于麻溪河中游河段，麻溪河屬烏江水系余慶河支流小烏江次一級支流。小烏江水庫工程任務是解決龍溪鎮集鎮及周邊農村人畜用水、工業園區用水。該水庫由大壩樞紐、引水工程組成。大壩樞紐由大壩、溢洪道、放空兼生態放水建筑物等主要建筑物組成；引水工程由取水排架、泵站、配電房和輸水管線等建筑物組成。大壩為重力壩，采用堆石混凝土筑壩，壩頂高程822.20m，建基面高程775.00m，最大壩高47.20m，壩頂寬度5.0m，壩頂總長195.0m。正常蓄水位高程819.5m，死水位高程797.0m，正常蓄水位高程對應庫容383×104m3，總庫容為434×104m3。

2.安全監測重點

2.1 安全監測概述

小烏江堆石混凝土重力壩采用堆石塊體和高自密實混凝土澆筑而成，由于重力壩體積較大，一旦失穩，將會造成難以預料的災難，因此確保大壩安全運行是尤為重要的。工程安全監測可以反應施工質量和施工條件以及臨時建筑物的安全性，監控工程的施工期安全和運行期安全，還可以通過對監測數據進行分析、計算和進一步研究來檢驗設計，為工程設計積累經驗，為科研工作提供依據。

結合小烏江水庫工程等別、工程地質地形條件、結構布置等選定的監測項目有：現場檢查，環境量，壩體表面及內部位移，接縫變形，滲流量，揚壓力，帷幕滲流，混凝土溫度監測等。

2.2 安全監測重點分析

結合小烏江水庫樞紐布置情況、地形地質條件，以及水庫特點，小烏江水庫安全監測重點分析如下：

（1）大壩由左、右岸非溢流壩段及中間溢流壩段組成。各壩段的功能不同、澆筑時間不同、基礎高程及地質條件不同，壩體存在不均勻沉降和變形。變形量大小是衡量壩體是否安全的最直觀指標，因此將大壩變形列為監測重點。

（2）大壩采用堆石混凝土筑壩，屬大體積混凝土施工且不設溫控措施。施工期混凝土的溫度應力和收縮應力較大，為了了解壩體內部溫度高低、分布和變化情況，隨時掌握施工中混凝土的散熱情況，防止產生溫度裂縫，以分析壩體的運行狀態，因此將溫度列為監測重點。

（3）壩基揚壓力是檢查壩基處理、灌漿效果及壩體混凝土與基巖接觸是否良好的重要指標；壩體滲透壓力是檢查壩體施工縫面結合好壞，混凝土澆筑是否有裂縫存在的重要指標；小烏江庫區巖溶發育強烈，多處巖溶管道需要進行封堵處理，否則水庫難以正常蓄水，防滲帷幕監測是檢查防滲處理是否達標的重要指標。因此將大壩及其基礎的滲流滲壓及防滲帷幕滲壓監測列為監測重點。

2.3 安全監測重點設計

通過對小烏江水庫安全監測布置情況進行分析，在對水庫進行監控時，應把重點放在大壩變形監測、滲流滲壓監測及溫度監測這三個方面，具體的監測儀器布置情況如下。

2.3.1 大壩變形監測

（1）水平位移。壩頂在壩縱0+004.85m樁號從左岸到右岸依次布置7個工作測點，工作基點設在左右壩肩，采用視準線觀測法對工作測點進行觀測，工作基點每年采用控制網進行校測。

（2）垂直位移。結合水平位移工作測點布置情況，在壩縱0+004.85m樁號從左岸到右岸依次布置7個垂直位移工作測點，工作基點布置在水平位移工作基點旁混凝土內，水準標志安裝在壩頂表面觀測墩旁混凝土內，采用靜力水準法對水準標進行觀測，垂直位移工作基點每年采用精密水準網進行校測。

（3）壩體結構縫和接觸縫開合度監測。為了了解壩基接觸面和橫縫的變形情況，為施工期接觸縫灌漿提供必要依據，在最高壩段壩踵、壩趾各布置1支測縫計；在壩橫0+160.00橫縫800m及816m高程，壩橫0+065.00橫縫816m高程處布置測縫計，測縫計距壩上、下游表面2m。

2.3.2 大壩滲流滲壓監測

（1）壩基揚壓力。壩基揚壓力監測設置1個橫向監測斷面和1個縱向監測斷面。橫向監測斷面布置在最大壩高壩橫0+122.00樁號處，壩踵、壩趾建基面上各布置1支滲壓計，在帷幕后布置1個測壓管；縱向監測斷面布置在上游帷幕后，測點沿河床及兩岸建基面布置，在河床壩段帷幕灌漿廊道布置2個測壓管，其中1個與橫向監測斷面共用，在左右岸每個岸坡壩段建基面上各布置1支滲壓計，距后排帷幕孔軸線3m。揚壓力監測的測壓管內各布置1支滲壓計。

（2）滲透壓力。在溢流壩段的786m和796m高程面上游部位各布置1組滲壓計，每組3支，監測壩體混凝土層間結合面上的滲透壓力。根據大壩帷幕灌漿隧洞的布置情況和沿線地質條件，在右岸灌漿廊道布置2支滲壓計。在左岸帷幕后和巖溶通道封堵體上下游共布置8支滲壓計。監測帷幕后的滲透壓力和巖溶封堵情況。

2.3.3 大壩溫度監測

壩體溫度監測和庫水溫度監測相結合。庫水溫監測在壩橫0+122.00m樁號布置一個監測斷面，816～802m高程間距7m布置1支溫度計，791m高程及777m高程各布置1支溫度計。結合庫水溫溫度計布置情況，壩體溫度在壩橫0+122.00樁號777m高程和791m高程布置3～4支溫度計。

3.施工期監測資料分析

通過對小烏江水庫施工期監測資料進行分析，得出以下結論：

（1）庫水溫：壩體上游表面溫度隨氣溫的變化而變化，目前庫水溫在6.6℃～33.8℃之間，庫水溫溫度符合一般規律；

（2）壩體溫度：777m高程溫度計為后期轉孔埋設，未監測到混凝土水化熱溫升過程；791m高程溫度計測值受混凝土水化熱溫升影響，溫度達到最大水化熱后開始緩慢下降，目前壩體內溫度在11.1℃～34.7℃之間，溫度梯度符合一般規律。

（3）壩基接觸縫：壩踵和壩趾分別布置有1支測縫計，壩趾處測縫計位于消力池中，因消力池積水，觀測電纜未牽引，暫未實施觀測。壩踵處測縫計目前累計開合度在0～0.34mm之間，測值較小，說明齒槽混凝土與基巖接合狀態良好，接觸縫狀態穩定。

（4）橫縫：橫縫處測縫計當前累計開合度在0～0.84mm之間，最大測值位于壩橫0+160.00橫縫816m高程處。橫縫開合度都在1mm以內。目前測值較小，誘導縫趨于穩定狀態。

（5）壩基滲壓計：大壩尚未蓄水，壩基處滲壓計測值近乎為0m，滲壓計總體無異常變化，符合一般規律。

（6）壩體滲壓計：壩體層間滲壓計工作狀態良好，因大壩尚未蓄水，壩體滲透水壓一直很小，近乎為0m，滲壓無異常變化。

4.結束語

小烏江水庫工程安全監測設計做到目的明確、兼顧全面，能夠滿足工程建設期和運行期全過程的安全監控需求。并在結合工程特點、樞紐布置、地形地質的基礎上有所側重，把握工程關注的重點。

監測儀器結合大壩施工進度于施工期投入監測，在下閘蓄水前取得了初值，為反應蓄水時大壩的安全情況起到了重要作用。目前大壩監測儀器運行良好，測值可靠，在施工期，對各建筑物的施工指導及安全監控達到了應有的目的。