白龜山水庫大壩安全監(jiān)測工作及發(fā)展方向

□ 王新濤 □陳 磊 □陳冬燕（河南省白龜山水庫管理局）

1 概述

白龜山水庫大壩安全監(jiān)測工作從1961年開始觀測壩后地下水和攔河壩沉陷，1963年開始測量導(dǎo)滲溝滲流量，1967年開始全面觀測。1975年大水后，水庫經(jīng)過高水位運(yùn)用，大壩出現(xiàn)了新的情況，水庫在1982年和1985年委托南科院對攔河壩、順河壩壩基滲透穩(wěn)定問題做研究。從1990年開始，導(dǎo)滲降壓工程老化，降壓效果降低及其他因素影響，順河壩又出現(xiàn)局部井間壓力升高等問題，組織專人分析，并委托中國大壩安全學(xué)組進(jìn)行水庫安全評估咨詢和大壩安全鑒定。1998年10月，白龜山水庫除險加固工程正式開工建設(shè)，這次除險加固工程主要解決白龜山水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)低、攔河壩壩基細(xì)沙液化、順河壩壩基滲漏、攔河壩導(dǎo)滲降壓、水庫管理范圍清邊劃界等一系列工程問題，并對原有的大壩壩基揚(yáng)壓力、壩體浸潤線、壩頂沉陷在此次加固工程中進(jìn)行了重新布置。

2 大壩安全監(jiān)測的目的

大壩安全監(jiān)測是人們了解大壩運(yùn)行狀態(tài)和安全狀況的有效手段和方法。它的目的主要是分析大壩安全狀況及其發(fā)展態(tài)勢,是一個包括由獲取各種環(huán)境、水文、結(jié)構(gòu)、安全信息到經(jīng)過識別、計算、判斷等步驟,最終給出一個大壩安全程度的全過程。此過程包括:通過各種信息的獲取、整理和分析,給出大壩安全評價,控制大壩安全運(yùn)行;校核計算參數(shù)的準(zhǔn)確性和計算方法的實(shí)用性;反饋施工方法的正確性,改進(jìn)施工方法和施工控制指標(biāo);為科學(xué)研究提供現(xiàn)場資料,檢驗(yàn)各種理論、校正各種模型和參數(shù),協(xié)助找出實(shí)測規(guī)律和輔助成因分析等。水利工程觀測資料的整編就是匯集工程觀測資料和平時整理分析的成果，經(jīng)過校核、檢查、分析、綜合整理和編印，使之成為含有圖表和說明的系統(tǒng)化觀測成果的過程。經(jīng)過整編后的水利工程觀測成果是綜合分析水工建筑物的動態(tài)、掌握建筑物的變化規(guī)律、鑒定工程安全驗(yàn)證施工質(zhì)量的基本資料。

3 白龜山水庫大壩安全監(jiān)測的內(nèi)容及方法

3.1 安全監(jiān)測內(nèi)容

目前白龜山水庫大壩安全監(jiān)測的內(nèi)容有：大壩沉陷；壩體浸潤線；壩基承壓水；井間壓力管；繞閘滲流；滲流量；下游水位；工作基點(diǎn)校測；管口高程校測；資料整編分析。

3.2 安全監(jiān)測方法

3.2.1 大壩測壓管水位觀測

對大壩壩基測壓管（18個斷面，46根觀測管）、壩體浸潤線（24個斷面,62根觀測點(diǎn)）、井間壓力管（111根觀測管）；繞閘滲流及閘基揚(yáng)壓力（19根觀測管）等采用響錘法進(jìn)行測量，測量精度為前后2次，測值誤差≤±1 cm。測量周期按照《土石壩監(jiān)測規(guī)范》（SL60—64）要求的每周一次頻率進(jìn)行。

3.2.2 沉陷測量

攔河壩1500m設(shè)置7個斷面28個觀測點(diǎn)，順河壩13500m設(shè)置26個斷面104個觀測點(diǎn)，利用精密水準(zhǔn)儀，按照國家三等水準(zhǔn)測量（GB1289—91）要求進(jìn)行，采用往返閉合法，精度符合(N為測站數(shù))的要求進(jìn)行觀測。

3.2.3 滲流量觀測

攔河壩采用量水堰進(jìn)行測量。順河壩采用流速儀法，利用低流量流速儀（<1000 l/s）對滲流量進(jìn)行人工實(shí)測；測量每周期按照《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》的要求，每周進(jìn)行一次。

3.2.4 下游水位

采用人工，用皮尺直接測量。測量周期按照《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》的要求，每周進(jìn)行一次。

3.2.5 工作基點(diǎn)

共設(shè)置6個觀測基點(diǎn)，利用精密水準(zhǔn)儀，按照國家二等水準(zhǔn)測量（GB12898—91）方法進(jìn)行，采用往返閉合法，精度符合±(N為測站數(shù))的要求。測量周期按照《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》的要求，3年進(jìn)行一次。

3.2.6 管口高程校測

利用普通水準(zhǔn)儀，按照國家四等水準(zhǔn)測量方法進(jìn)行，一般采用附和閉合法，精度符合±2.8■ N (N為測站數(shù))的要求。測量周期按照《土石壩安全檢測技術(shù)規(guī)范》的要求，2年進(jìn)行一次。由于水庫外界環(huán)境的影響，周邊村莊很多，管口保護(hù)設(shè)施遭受人為破壞現(xiàn)象嚴(yán)重，為保證觀測數(shù)據(jù)的真實(shí)性，除按常規(guī)進(jìn)行校測外，隨壞隨修隨校測。

3.2.7 資料整編及分析

白龜山水庫資料整編是以現(xiàn)有的有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范等為依據(jù)，利用水庫大壩安全監(jiān)測與管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對大壩安全監(jiān)測采集數(shù)據(jù)的保存、檢驗(yàn)、整編、分析、評價和輔助決策。針對不同的觀測內(nèi)容和觀測手段，采用不同的方法進(jìn)行資料的分析，如管水位的分析（用于分析壩體滲透穩(wěn)定），采用一元線性回歸法和位勢法進(jìn)行分析，另外還可以采用多年同條件下的比較法、相關(guān)分析法等，將管水位資料與滲流資料結(jié)合起來，分析原因，來判斷大壩滲流現(xiàn)象是否發(fā)生異常變化；土壩沉降分析采用自然對數(shù)曲線、雙曲線或指數(shù)曲線進(jìn)行回歸分析，來分析土壩土體受剪或受拉情況，從而推斷壩體是否可能發(fā)生裂縫，裂縫發(fā)生的部位等。

4 結(jié)語

大壩安全監(jiān)測工作是水庫工程管理的手段，是工程安全的耳目，也是水利管理工作中一項(xiàng)重要的任務(wù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及人們對大壩安全監(jiān)測工作的認(rèn)識不斷提高，必須大力發(fā)展大壩安全監(jiān)測自動化，并實(shí)現(xiàn)對大壩安全監(jiān)測內(nèi)容、分析方法和觀測人員技術(shù)能力上的新突破。