南水北調(diào)東線山東干線長溝泵站引水閘3#滲壓計異常數(shù)值探析

邵明猛　杜森　商鵬

摘? ? 要：南水北調(diào)工程是國家性的戰(zhàn)略基礎(chǔ)設(shè)施，其安全問題一直是人員關(guān)注的焦點。隨著通水運行后工程安全監(jiān)測的持續(xù)開展，及時發(fā)現(xiàn)各種異常數(shù)據(jù)，并對異常數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因進行準確判讀，對保證水工建筑物安全運行十分必要，具有重要的研究意義。

關(guān)鍵詞：南水北調(diào);水閘;安全監(jiān)測; 滲壓計; 滲流監(jiān)測

1? 工程概況

長溝泵站樞紐工程是南水北調(diào)東線一期工程中第十一級抽水梯級泵站，是南四湖至東平湖段工程的第一座泵站，位于山東省濟寧市任城區(qū)長溝鎮(zhèn)。泵站樞紐工程包括主廠房、副廠房、引水渠、出水渠、引水涵閘、出水涵閘、梁濟運河節(jié)制閘、110kV變電站、水泵機組及自動化監(jiān)控、辦公及生活福利設(shè)施等。長溝泵站引水閘建筑物級別為1級，其他次要建筑物級別為3級，施工圍堰等臨時建筑物級別為4級。泵站設(shè)計防洪標準為100年一遇，校核防洪標準為300年一遇。

2? 地質(zhì)情況

長溝泵站引水閘位于魯西中臺隆--濟寧-成武凹斷束--嘉祥凸起的東部，嘉祥斷裂西側(cè)，該斷裂屬秦嶺緯向構(gòu)造體系伴生的低序次張性正斷層，走向不穩(wěn)定，呈鋸齒狀分布，擺動范圍由NW344°至NE16°，傾向E，傾角約80°。根據(jù)地震歷史資料分析，主要活動時間為燕山期，喜馬拉雅期仍有活動。根據(jù)有記載以來的地震歷史資料，據(jù)場區(qū)30km范圍內(nèi)未曾發(fā)生過5級以上的地震，90km范圍內(nèi)曾發(fā)生過5到7級地震八次。綜合分析，場區(qū)沒有活動斷裂，地震活動頻次低、震級小，處于相對穩(wěn)定區(qū)。

3? 觀測方法及數(shù)據(jù)采集

引水閘水位觀測采用人工測讀水尺的方式及自動水位計獲得成果。垂直位移采用徠卡LS10型精密水準儀進行往返觀測，水平位移采用徠卡TS60型精密全站儀進行多測回測角觀測。引水閘測壓管（內(nèi)安裝壓阻式水位計）和引水閘滲壓計（振弦式）均采用葛南MCU-32型自動監(jiān)測系統(tǒng)（以下簡稱：監(jiān)測系統(tǒng)）進行監(jiān)測。

4? 異?，F(xiàn)象

2018年5月16日，值班人員發(fā)現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)采集引水閘3#滲壓計某一時刻出現(xiàn)與歷史數(shù)據(jù)不符的異常數(shù)據(jù)值（顯示水位為39m），其他時間無異?，F(xiàn)象，如果該異常數(shù)據(jù)值不屬于系統(tǒng)誤差，則引水閘涵洞底板可能存在安全隱患，所以需要對該數(shù)值進行有效性分析，排除可能存在的安全隱患。

5? 分析

5.1? 水情監(jiān)測分析

長溝泵站2018年5月份引水閘上下游水位正常，建筑物運行平穩(wěn)，無異常水情發(fā)生，排除降雨等外在因素對滲壓計的影響。

5.2? 滲壓觀測分析

5.2.1? 監(jiān)測系統(tǒng)計算軟件準確性分析

為了驗證3號滲壓計異常值是否為監(jiān)測系統(tǒng)計算軟件的計算問題所致，將監(jiān)測系統(tǒng)所采集到的原始模數(shù)值和原始溫度值代入到振弦式滲壓計的計算公式進行人工比對，計算公式如下：

在本系統(tǒng)中，已經(jīng)安裝了氣壓計來對滲壓計水位進行氣壓補償，在誤差分析中不再考慮氣壓的影響，故本次計算認為Q0-Q=0。代入原始模數(shù)值和原始溫度值后得到按監(jiān)測系統(tǒng)所設(shè)基準值的人工計算結(jié)果。通過比對，經(jīng)過人工計算的同一時刻的3號滲壓計水位值為39m，與監(jiān)測系統(tǒng)的軟件計算值結(jié)果一致，排除了監(jiān)測系統(tǒng)計算軟件的計算錯誤問題，監(jiān)測系統(tǒng)的計算結(jié)果準確無誤。

5.2.2? 相關(guān)部位引水閘測壓管監(jiān)測成果的綜合性分析

由于引水閘滲壓計損壞較多，監(jiān)測系統(tǒng)只能采集到3號滲壓計的完整數(shù)據(jù)。針對該情況，結(jié)合本閘站相關(guān)部位同一時段測壓管及垂直位移成果進行綜合分析。首先收集了當月引水閘測壓管數(shù)據(jù)，將3#滲壓計異常值剔除后用與5月16日上下游水位相同時的數(shù)據(jù)代替，然后再將監(jiān)測系統(tǒng)采集的5月份引水閘滲壓計及測壓管原始數(shù)據(jù)帶入公式進行計算，并例用EXCLE表格繪制過程線（詳見圖1）進行滲流的相關(guān)性分析。通過圖1的過程線可知，經(jīng)計算后滲壓計水位值在在31.92m到32.06m之間變化，。引水閘3號滲壓計水位與引水閘測壓管水位的變化趨勢相同，隨上下游水位平穩(wěn)變化，同一塊底板上的測壓管管內(nèi)水位相互之間和上下游水位無交叉現(xiàn)象，趨勢穩(wěn)定。

5.2.3? 相同部位引水閘垂直位移成果的綜合性分析

最后又收集了同時期同一部位引水閘垂直位移觀測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)顯示引水閘3號滲壓計所在部位（洞身底板1-1）當月垂直位移無異常沉降現(xiàn)象發(fā)生（間隔位移為0.4mm，累計位移僅為1.2mm），進一步確定了引水閘3#滲壓計在5月16日所采集的數(shù)據(jù)為一粗差，應(yīng)該剔除。

6? 結(jié)束語

滲壓計異常數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因非常多，本文結(jié)合工程實際判別出了此異常數(shù)據(jù)為系統(tǒng)粗差，并通過數(shù)據(jù)分析進行了驗證，避免了粗差在安全監(jiān)測工作中影響。

參考文獻：

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