麻桿溝水庫(kù)Ⅱ庫(kù)大壩施工期監(jiān)測(cè)資料分析

田 偉

麻桿溝水庫(kù)Ⅱ庫(kù)大壩施工期監(jiān)測(cè)資料分析

田 偉

(新疆水利水電科學(xué)研究院，新疆 烏魯木齊 830049)

文章根據(jù)新疆麻桿溝水庫(kù)Ⅱ庫(kù)施工期監(jiān)測(cè)資料數(shù)據(jù)，對(duì)大壩施工期運(yùn)行情況進(jìn)行了分析，結(jié)果表明水庫(kù)運(yùn)行正常。

大壩；安全監(jiān)測(cè)；施工期；麻桿溝水庫(kù)Ⅱ庫(kù)

1 工程概況

麻桿溝水庫(kù)Ⅱ庫(kù)工程規(guī)模為Ⅳ等小（1）型，水庫(kù)總庫(kù)容583萬(wàn)m3，死庫(kù)容112萬(wàn)m3，興利庫(kù)容439萬(wàn)m3，調(diào)洪庫(kù)容32萬(wàn)m3。主要建筑物大壩、放水洞兼導(dǎo)流洞、溢洪道為4級(jí)建筑物，水庫(kù)引水渠為5級(jí)建筑物，其它臨時(shí)建筑物為5級(jí)。水庫(kù)擋水壩型為均值土壩，壩高40.1m，水庫(kù)洪水標(biāo)準(zhǔn)按50年一遇洪水設(shè)計(jì)，相應(yīng)的洪峰流量為60.0m3/s，1000年一遇洪水校核，相應(yīng)的洪峰流量132.0m3/s。工程區(qū)地震基本烈度為Ⅶ度，水工建筑物抗震設(shè)防類別為乙類，設(shè)防烈度為7度。

2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及測(cè)點(diǎn)布置

根據(jù)《土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》及參考國(guó)內(nèi)外面板壩監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合麻桿溝水庫(kù)Ⅱ庫(kù)工程的具體情況，設(shè)置了以下監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。

(1) 壩基滲流、壩體沁潤(rùn)線監(jiān)測(cè)。

(2) 滲透量監(jiān)測(cè)。

(3) 壩體垂直位移監(jiān)測(cè)。

(4) 外部變形監(jiān)測(cè)。

2.1 滲流監(jiān)測(cè)

（1）滲透水壓力監(jiān)測(cè)。該壩共有26個(gè)滲流監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)。選擇河床240斷面作為滲流監(jiān)測(cè)斷面（見圖1），壩基共布置6個(gè)測(cè)點(diǎn)（P1～P6），其中P1在截水槽上游，P2在截水槽下游，在壩體917.0m、 927.0m、937.0m、947.0m高程布置14個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別埋設(shè)在該斷面壩軸線上、下游用來(lái)觀測(cè)壩體滲透壓力。沿放水涵洞3個(gè)不同斷面安裝6支滲壓計(jì)用于觀測(cè)放水涵洞接縫處的滲水情況。

（2）滲流量監(jiān)測(cè)。將壩體滲水引出壩后，排入下游河道，在河床處設(shè)置一個(gè)量水堰，量測(cè)相對(duì)滲水流量。

2.2 垂直位移變形監(jiān)測(cè)

選擇壩體0+240m、0+280m斷面軸線處設(shè)置了兩根沉降管，每隔5m安裝一支沉降環(huán)，觀測(cè)不同部位、不同高程壩體的沉降量。

2.3 壩體表面變形監(jiān)測(cè)

表面變形監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)沿壩軸線3個(gè)斷面，即壩頂下游側(cè)、下游壩坡938m、948 m高程各一排。在壩體下游及兩岸選擇適當(dāng)點(diǎn)位建立專三級(jí)水平位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)。水平位移和豎向位移共用一個(gè)測(cè)點(diǎn)，基點(diǎn)和測(cè)點(diǎn)均采用整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，共布設(shè)工作基點(diǎn)6個(gè)，變形標(biāo)點(diǎn)18個(gè)。

2.4 閘門監(jiān)控系統(tǒng)

控制中心設(shè)在水庫(kù)管理站，在放水出口閥門處設(shè)有1套現(xiàn)地控制單元（現(xiàn)地LCU單元）?？刂浦行谋O(jiān)控主機(jī)通過光纜與現(xiàn)地控制單元的通信，遠(yuǎn)程監(jiān)控閥門及啟閉設(shè)備。

圖1 0+240斷面監(jiān)測(cè)儀器布置圖

2.5 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

水庫(kù)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)有4個(gè)圖像監(jiān)控點(diǎn)，分別設(shè)在放水閘閥室、左右壩肩及下游放水洞出水處。各處圖像點(diǎn)的圖像信號(hào)采用光纜、視頻電纜、雙絞線傳輸?shù)较掠畏潘l工作門閘房。再通過光端機(jī)和光纜傳輸?shù)剿畮?kù)管理站來(lái)完成云臺(tái)、攝像機(jī)的控制。

3 施工期觀測(cè)資料分析

3.1 壩體滲流監(jiān)測(cè)

麻桿溝水庫(kù)Ⅱ庫(kù)大壩滲透水壓力監(jiān)測(cè)共有26個(gè)滲流監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)，截止2013年11月6日安裝26支滲壓計(jì)。大壩0+240m斷面作為滲流監(jiān)測(cè)斷面（見圖1），共布置20個(gè)測(cè)點(diǎn)（P1～P20），其中P1、P2在截水槽上下游埋設(shè)，P3～P6在壩基埋設(shè)；P7～P20測(cè)點(diǎn)分別埋設(shè)在該斷面壩體917.0m、927.0m、937.0m、947.0m高程，用來(lái)觀測(cè)不同區(qū)域滲透水壓力情況；P21～P26沿放水涵洞3個(gè)不同斷面埋設(shè)，用于觀測(cè)接縫處滲水情況。

從過程線（見圖2～圖7）可以看出：大壩各部位滲壓計(jì)滲透水位過程線基本保持一條水平線，目前各測(cè)點(diǎn)均無(wú)滲透水壓力。

圖2 壩基滲壓計(jì)滲透水位過程線

圖3 918m高程滲壓計(jì)滲透水位過程線

圖4 927m高程滲壓計(jì)滲透水位過程線

圖5 937m高程滲壓計(jì)滲透水位過程線

圖6 943m、947m高程滲壓計(jì)滲透水位過程線

圖7 放水涵洞兩側(cè)滲壓計(jì)滲透水位過程線

3.2 壩體沉降監(jiān)測(cè)

大壩0+240m、0+280m斷面壩軸線處各安裝一根沉降管。麻桿溝水庫(kù)粘土均質(zhì)壩于2012年7月8日開始?jí)误w填筑，2012年11月18日填筑至946.29m高程后冬季停工，2013年4月10日繼續(xù)填筑，2013年5月12日填筑至壩頂958m高程。填筑高度40.1m。

3.2.1 0+240斷面（見圖8）

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，安裝在938.9m高程處的CH1-6測(cè)點(diǎn)沉降量最大，該磁環(huán)測(cè)點(diǎn)所在位置為填土高度的52.6%，沉降量為156mm，占填土厚度的0.39%；截至2013年11月6日，0+240斷面沉降管CH1全管累積沉降量為298mm，占該部位填土厚度的0.74%。

壩體填筑期間其內(nèi)部沉降變形速率相對(duì)較大，非填筑期間壩體內(nèi)部沉降變形速率相對(duì)較小，0+240斷面2012年壩體填筑期間（7月12日～11月19日），CH1全管累積沉降量為140mm，壩體內(nèi)部沉降變形平均速率為1.07mm/d；冬休期壩體內(nèi)部累積沉降量為25mm，沉降變形平均速率為0.18mm/d，2013年壩體填筑期間（4月10日～5月12日），CH1全管累積沉降量為77mm，壩體內(nèi)部沉降變形平均速率為2.4mm/d；2013年壩體填筑結(jié)束到目前（5月12日～11月6日）CH1全管累積沉降量為56mm，壩體內(nèi)部沉降變形平均速率為，0.315mm/d，該斷面2013年壩體填筑期內(nèi)部沉降變形平均速率大于2012年壩體填筑期內(nèi)部沉降變形平均速率。

圖8 0+240m斷面壩體沉降分布

3.2.2 0+280斷面（見圖9）

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，安裝在938.9m高程處的CH2-6測(cè)點(diǎn)沉降量最大，該磁環(huán)測(cè)點(diǎn)所在位置為填土高度的52.3%，沉降量為157mm，占填土厚度的0.39%；截至2013年11月6日，0+280斷面沉降管CH2全管累積沉降量為289mm，占該部位填土厚度的0.72%。

壩體填筑期間其內(nèi)部沉降變形速率相對(duì)較大，非填筑期間壩體內(nèi)部沉降變形速率相對(duì)較小，0+280斷面2012年壩體填筑期間（7月12日～11月19日），CH2全管累積沉降量為126mm，壩體內(nèi)部沉降變形平均速率為0.98mm/d；冬休期壩體內(nèi)部累積沉降量為26mm，沉降變形平均速率為0.18mm/d，2013年壩體填筑期間（4月10日～5月12日），CH2全管累積沉降量為80mm，壩體內(nèi)部沉降變形平均速率為2.5mm/d；2013年壩體填筑結(jié)束到目前（5月12日～11月6日）CH2全管累積沉降量為59mm，壩體內(nèi)部沉降變形平均速率為，0.33mm/d，該斷面2013年壩體填筑期內(nèi)部沉降變形平均速率大于2012年壩體填筑期內(nèi)部沉降變形平均速率。

圖9 0+280m斷面壩體沉降分布

4 結(jié) 論

（1）滲流監(jiān)測(cè)。大壩基礎(chǔ)為砂礫石鋪蓋，壩體各滲壓計(jì)均無(wú)明顯滲透水壓力，滲流情況還需在后期蓄水期間繼續(xù)觀測(cè)再做分析。

（2）壩體內(nèi)部沉降變形。截止到2013年11月6日大壩0+240m、0+280m斷面累計(jì)沉降分別為298mm、289mm，沉降量分別占其填土厚度的0.74%、0.72%。0+240m、0+280m斷面內(nèi)部單測(cè)點(diǎn)最大沉降量分別為156mm 、157mm，分別占其填土厚度的0.39%、0.39%，所在位置分別為其填土高度的52.6%、52.3%，單點(diǎn)最大沉降量基本發(fā)生在填筑壩高的1/2附近。

累計(jì)沉降量與壩體填筑高程具有較好的正相關(guān)性，隨壩體填筑高度的增加，累計(jì)沉降量也在增加；施工期間壩體沉降量較大，停工期間，尤其是冬季停工，壩體沉降量較小。壩體最大累計(jì)沉降占其填土厚度的0.74%，大壩沉降符合壩體填筑規(guī)律。

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.05.005

TV698.1

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1008-1305（2014）05-0014-04

田 偉(1979年-)，男，工程師。