小烏江堆石混凝土重力壩安全監(jiān)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(zhèn)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(zhèn)集鎮(zhèn)及周邊農(nóng)村人畜用水、工業(yè)園區(qū)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(tài)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(jiān)測重點

2.1 安全監(jiān)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(wěn)，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(jiān)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(jiān)控工程的施工期安全和運行期安全，還可以通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)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(jīng)驗，為科研工作提供依據(jù)。

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(jiān)測項目有：現(xiàn)場檢查，環(huán)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(jiān)測等。

2.2 安全監(jiān)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(jiān)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(jiān)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(chǎn)生溫度裂縫，以分析壩體的運行狀態(tài)，因此將溫度列為監(jiān)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(qū)巖溶發(fā)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(jiān)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(jiān)測列為監(jiān)測重點。

2.3 安全監(jiān)測重點設計

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

2.3.1 大壩變形監(jiān)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(wǎng)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(wǎng)進行校測。

（3）壩體結構縫和接觸縫開合度監(jiān)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(jù)，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(jiān)測

（1）壩基揚壓力。壩基揚壓力監(jiān)測設置1個橫向監(jiān)測斷面和1個縱向監(jiān)測斷面。橫向監(jiān)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(jiān)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(jiān)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(jiān)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(jiān)測壩體混凝土層間結合面上的滲透壓力。根據(jù)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(jiān)測帷幕后的滲透壓力和巖溶封堵情況。

2.3.3 大壩溫度監(jiān)測

壩體溫度監(jiān)測和庫水溫度監(jiān)測相結合。庫水溫監(jiān)測在壩橫0+122.00m樁號布置一個監(jiān)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(jiān)測資料分析

通過對小烏江水庫施工期監(jiān)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(guī)律；

（2）壩體溫度：777m高程溫度計為后期轉孔埋設，未監(jiān)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(guī)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(tài)良好，接觸縫狀態(tài)穩(wěn)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(wěn)定狀態(tài)。

（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(guī)律。

（6）壩體滲壓計：壩體層間滲壓計工作狀態(tài)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(jiān)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(jiān)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(jiān)測儀器結合大壩施工進度于施工期投入監(jiān)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(jiān)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(jiān)控達到了應有的目的。