遵義中橋水庫工程安全監(jiān)測系統(tǒng)及成果分析

付科

（貴州省大壩安全監(jiān)測中心，貴陽550002）

1 引言

水利工程是我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要組成部分，對于防止洪澇災(zāi)害具有較好的效果。而水利工程建設(shè)本身的安全監(jiān)測系統(tǒng)將有效地對水利工程的運(yùn)行質(zhì)量以及運(yùn)行情況進(jìn)行控制與保障，并對水利工程本身的積極作用進(jìn)行維護(hù)。故而本文以遵義中橋水庫工程作為具體案例，對水庫工程安全監(jiān)測系統(tǒng)及成果進(jìn)行詳細(xì)分析。

2 工程概況

遵義市中橋水庫工程位于貴州省遵義市中心城區(qū)東北面，壩址位于湘江左岸支流仁江下游新田灣河段內(nèi)，兩岸為基本對稱的“V”型斜向河谷結(jié)構(gòu)，正常蓄水位812.00m時(shí)谷口寬高比為3.1～3.3。壩址由上至下出露地層為奧陶系下統(tǒng)湄潭組（O1m）至二疊系下統(tǒng)棲霞組（P1q）及第四系（Q）地層，其中缺失志留系及奧陶系上統(tǒng)地層。巖層整體傾下游偏左岸。受f1斷裂影響，兩岸巖層分布不對稱。巖層產(chǎn)狀變化較大，左岸產(chǎn)狀N10°～25°E/SE∠25°～60°，右岸產(chǎn)狀N5°～15°E/SE∠25°～40°，河床附近產(chǎn)狀變化較大。工程由水庫樞紐工程和輸水系統(tǒng)工程組成。水庫樞紐主要包括混凝土面板堆石壩、岸邊溢洪道、取水隧洞及放空兼沖沙隧洞等建筑物。供水系統(tǒng)由引水渠、泵站、上水管、上水池及輸水管等組成[1]。

3 遵義中橋水庫工程安全監(jiān)測系統(tǒng)

在對遵義中橋水庫工程安全監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行研究與分析時(shí)，本文主要從壩體表面變形監(jiān)測、大壩內(nèi)部沉降、內(nèi)部水平位移監(jiān)測、面板周邊縫及豎直縫觀測三方面進(jìn)行。

3.1 壩體表面變形監(jiān)測

在對壩體表面變形進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，本文分為水平位移監(jiān)測以及垂直位移監(jiān)測進(jìn)行。在水平位移監(jiān)測點(diǎn)布置的過程中，在大壩表面布設(shè)4條視準(zhǔn)線以觀測壩體表面水平向位移情況，分別位于面板頂部813.0m高程（LD1～LD5）、壩頂下游側(cè)816.0m高程（LD6～LD10）、下游壩坡800.0m高程（1#觀測房TP1）、下游壩坡784.5m高程馬道（LD11、2#觀測房TP2、LD12）。測點(diǎn)按《工程測量規(guī)范》（GB50026-2007）中三等測量精度要求進(jìn)行觀測。詳情見表1。

表1 大壩水平位移標(biāo)點(diǎn)分布情況統(tǒng)計(jì)表

垂直位移采用精密水準(zhǔn)法進(jìn)行觀測，在大壩右岸距壩址左岸下游約1.5km處，埋設(shè)一組由三點(diǎn)組成的水準(zhǔn)基點(diǎn)組，基點(diǎn)埋設(shè)于巖石或土中，作為壩頂水準(zhǔn)觀測的起測工作點(diǎn)。垂直位移基準(zhǔn)網(wǎng)觀測按《工程測量規(guī)范》（GB50026-2007）中的二等精度要求執(zhí)行。在壩頂下游側(cè)816.0m高程埋設(shè)1條水準(zhǔn)測線（S1～S5），用于觀測壩頂沉降情況[2]。各點(diǎn)的觀測按《工程測量規(guī)范》（GB50026-2007）中二等測量精度要求執(zhí)行。詳情見表2。

表2 大壩水準(zhǔn)點(diǎn)分布情況統(tǒng)計(jì)表

3.2 大壩內(nèi)部沉降、水平位移監(jiān)測

在對壩體內(nèi)部變形進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，本文分為沉降位移監(jiān)測以及水平位移監(jiān)測進(jìn)行。在沉降位移監(jiān)測中，大壩橫0+084.9斷面784.50、800.00m高程，縱樁號(hào)0+038.30、0+059.00、0+077.40、0+095.30斷面共埋設(shè)了7套沉降儀，其中784.50m高程4套、800.00m高程3套，用于觀測壩體內(nèi)部沉降情況。詳情見表3。

表3 大壩沉降儀布置情況統(tǒng)計(jì)表

在水平位移檢測中，大壩橫0+084.9斷面784.50m、800.00m高程，縱樁號(hào)0+038.30、0+059.00、0+077.40、0+095.30斷面共埋設(shè)了5套水平位移計(jì)，其中784.50m高程3套、800.00m高程2套，觀測壩體內(nèi)部水平位移情況。詳情見表4。

3.3 面板周邊豎及直縫觀測

在對壩體面板周邊縫及豎直縫進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，本文分為周邊縫以及豎直縫進(jìn)行觀測。在周邊縫觀測中，采用埋設(shè)三向測縫計(jì)的方式進(jìn)行觀測，分別在右岸趾板761.0m、791.5m高程，左岸趾板的784.5m、801.5m高程，以及河床水平趾板760.5m高程中部各安裝1套三向或兩向測縫計(jì)，共5套。詳情見表5。

表4 大壩水平位移布置情況統(tǒng)計(jì)表

表5 大壩周邊縫監(jiān)測布置情況統(tǒng)計(jì)表

豎直縫觀測實(shí)施中，在大壩面板壩橫0+51.58、0+87.58、0+111.58三條豎縫的 縱0+25.84、0+037.45、0+055.25、0+072.40處各安裝了1支測縫計(jì)，共埋設(shè)了12支，用于觀測面板豎直縫隙變化情況。詳情見表6。

表6 大壩面板豎縫監(jiān)測布置情況統(tǒng)計(jì)表

4 觀測成果

4.1 壩體表面變形

經(jīng)過對壩體表面變形觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行研究后得出，遵義中橋水庫工程壩體頂部測點(diǎn)基本表現(xiàn)為下沉趨勢，最大沉降量出現(xiàn)在壩體中部并向兩端遞減，累計(jì)沉降量較小,與同類壩型相比變化規(guī)律基本一致，壩體垂直向變形正常的結(jié)論2。同時(shí)，壩體各高程測點(diǎn)總體上表現(xiàn)為向下游方向位移，變形較連續(xù)無突變現(xiàn)象，變形速率成遞減現(xiàn)象，面板堆石壩水平位移變形一般規(guī)律，工作性態(tài)正常[3]。

4.2 壩體內(nèi)部變形

經(jīng)過對壩體內(nèi)部變形進(jìn)行實(shí)測后得出，壩體內(nèi)部累計(jì)最大沉降量在9.1～33.7cm之間，年累計(jì)沉降量在-0.8～0.9cm之間，本年累計(jì)沉降量占?jí)误w總沉降量的3.2%～15.7%，符合堆石壩沉降變形規(guī)律的結(jié)論。最大沉降量發(fā)生在壩軸線處并向兩端遞減；壩體沉降量及變化量均較小，壩體沉降變形基本正常。受庫水壓力影響，壩體內(nèi)各測點(diǎn)基本表現(xiàn)為向下游方向位移。實(shí)測位移量及變化量均不大，變化過程平緩，變化速率成遞減狀態(tài)，符合堆石壩一般變形規(guī)律，水平位移變化無異常。

4.3 2面板周邊縫與豎直縫

經(jīng)過對壩體面板周邊縫觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行研究后得出該工程蓄水后主要表現(xiàn)為右岸趾板變形較左岸趾板段大。右岸面板總體上表現(xiàn)為沉降、張開、剪切向下游方向位移，實(shí)測最大沉降、開度、剪切位移量分別為15.7mm、6.7mm、6.6mm，但本年度相應(yīng)變化量僅為2.2mm、-1.9mm、0.4mm，變化量較小，累計(jì)變形在止水銅片允許變形范圍之內(nèi)，面板周邊縫工作性態(tài)正常3。經(jīng)過對壩體面板豎直縫進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)研究后得出，該工程蓄水后，實(shí)測面板豎直縫呈閉合趨勢，開度及變化量均較小，大壩面板豎直縫變形正常的結(jié)論。

5 結(jié)論

本文通過對工程概況進(jìn)行簡單的概述，進(jìn)而分別從壩體外部變形監(jiān)測、大壩內(nèi)部沉降、水平位移監(jiān)測以及面板周邊豎直縫觀測三方面對遵義中橋水庫工程安全監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的研究與分析，并分別從壩體表面變形、壩體內(nèi)部變形、面板周邊縫三方面對觀測具體結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的研究與闡述。希望本文能夠?yàn)樽窳x中橋水庫工程安全監(jiān)測系統(tǒng)的研究提出幾點(diǎn)可行性建議，并為水庫工程安全監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行提供促進(jìn)作用。