电子摄像技术在三架山水库输水洞治理中的应用

□郭 敬(河南省驻马店市驿城区水利局)

1.概述

三架山水库位于驻马店市驿城区胡庙乡政府西南三架山脚下，建在汝河支流玉皇河上游，控制流域面积4.5km2，总库容为184万m3，是一座以防洪、灌溉、保持水土为主，结合养殖、旅游等综合利用的小（1）型水库。水库坝型为粘土心墙砂壳坝，最大坝高24m，坝顶宽3.5m，大坝全长198m,坝顶高程178.0m。水库溢洪道位于大坝右端，宽17m，底板高程173.5m。水库输水洞主要用于灌溉放水和排空库容，位于大坝左端0+025处，上游进水口设有斜拉闸门控制。水库下游10km以内有商桐公路、驻南公路两条省道通过，保护下游两个乡镇约10000人及800hm2耕地,地理位置非常重要。

三架山水库始建于1963年，于1966年竣工，运行几十年来，先后经历了 “七五·八”洪水和1982年、1991年、1998年、2000年等年份特大洪水的考验。期间，溢洪道、坝体和输水洞造成了不同程度的水毁，由于缺乏维修资金，该水库长期以来带病运行。为保证输水洞的正常运行，发挥水库200hm2农田的灌溉效益，确山县水利局（该水库2002年以前属确山县水利局管理，2003年随区划调整归驿城区水利局管理）于1985年、1992年和2000年，多次组织技术人员对输水洞进行维修处理，但效果较差，未能解决洞身漏水问题。2009年对该水库进行除险加固，输水洞上下游洞身（除大坝粘土心墙段）均进行拆除重建，2010年汛前水库投入试运行蓄水后发现，输水洞仍然存在漏水现象。

三架山水库输水洞是一条预埋穿坝管涵，直径50～60cm，全长约180m，上游进水口高程157m,下游出水口高程154m，洞轴线沿大坝右端山体岩基设置，弯曲不一。洞径小，洞身长，整个输水洞又存在多处弯折，技术人员无法进洞查勘，给洞身漏水原因查找带来很大困难。2009年水库除险加固以前，判断输水洞漏水主要应是闸门封闭不严、进水口洞身与闸门连接处水毁或是上游段输水洞断裂等原因。但加固后仍漏水，说明应是粘土心墙段输水洞出了问题。由于三架山水库大坝短且高，采取大开挖对原输水洞进行拆除重建非常浪费；采取原洞封堵，新顶穿坝输水洞，存在原洞封堵效果不确定和新顶洞穿心墙接触渗漏等风险；为了满足继续发挥水库灌溉效益，保证大坝安全，查找输水洞漏水原因并妥善加以治理十分重要。

2.应用摄像技术查勘

2.1 设备准备

自制“灯笼”式无轮滑车一部，用￠6～8mm钢筋焊接成6棱或8棱的空心圆柱体，直径30～35cm,长度35～40cm,滑车两端钢筋焊接成圆形孔口，比“笼体”稍细，设一木板置于滑车中央用于固定摄像设备；832S/CM白光摄像机一台；回路硬盘录像机一台；19英寸显示器一台；500G硬盘一块；12V.2A电源一个；75-3视频线200m；4mm2电源线 200m；百米绳200m（长度计量）；PE材料粗鱼绳 400m、细绳 200m；对讲机3部；另外需要皮球、网兜、抽引水工具等辅助设备。

2.2 探查过程

第一步将PE材料鱼绳全程穿入输水洞内，以解决滑车运行动力问题。将皮球装入网兜系上细绳200m从输水洞进口放入，然后抽引水入洞，利用水流将皮球冲至下游输水洞出口，这样皮球带细绳贯穿全洞，再将细绳换成PE材料粗绳即可。

第二步连接安装调试滑车、摄像机、显示器等设备，做好穿洞摄像准备。因输水洞高程较低，水库放空库容的情况下，库内淤积层含水仍形成洞内渗流（渗流水深约2～3cm），所以一定要将摄像机、12V.A电源固定于“灯笼”滑车的中央，保证在滑车运行中无论是正常进退行走，还是遇障碍翻转都不至于浸入水中。另外，电源线及视频线与设备链接做好防水处理，进退动力绳、长度计量绳栓系牢固等。

第三步进洞探查。在动力绳的牵引下，滑车装载摄像机从输水洞出水口进入，在洞内缓慢前行，遇到障碍或疑似渗水处，运用对讲机及时指挥调度，保障滑车安全和疑似部位仔细查勘。832S/CM白光摄像机清楚的摄录下洞内情况，再通过视频线传至洞外显示器和回路硬盘录像机，不但能现场看到输水洞内情况，还能随时将洞内情况录入硬盘供详细分析。通过长度计量绳较为准确地记录下了疑似输水洞漏水原因的洞壁裂缝、伸缩缝老化、洞体破坏等部位距洞口的距离。

2.3 探查结果整理

通过摄像探查得知：三架山输水洞全长179m，洞轴线分别于 0+024、0+066 和 0+127 处存在 10～20 度转角，0+082～0+107段是弧线；输水洞 0+000～0+060和 0+127～0+179两段断面为￠50cm混凝土圆管，0+060～0+127段断面是80×80cm混凝土方涵；0+090处混凝土方涵环型伸缩缝，宽约1～2cm,严重老化，可直接看到洞体外水流从此处渗入；0+086处混凝土方涵顶面和0+077处混凝土方涵底板混凝土有老化破裂迹象等。

3.结论

应用电子摄像技术，克服了输水洞直径小、洞身长，人员无法进洞查明情况的困难，较为直观地查找到了三架山水库输水洞漏水部位，探明了漏水原因，为下一步采取“打竖井”、“灌浆”、“封堵”或“开挖”等方案进行治理提供了第一手资料。同时，应用电子摄像技术能够较为准确的探查输水洞漏水原因，也值得类似小型水库输水洞除险加固治理，小型涵洞治理等工程建设借鉴。