涧峪水库大坝运行监测分析

黄卫民 吴炜 张少斌

（渭南市涧峪水库工程建设管理局 陕西渭南 714000）

涧峪水库大坝运行监测分析

黄卫民 吴炜 张少斌

（渭南市涧峪水库工程建设管理局 陕西渭南 714000）

大坝安全监测是保证大坝安全运行、检验设计合理性、施工质量的重要手段，本文对涧峪水库大坝5年间位移、渗流监测资料进行分析，认为为水库大坝位移、渗流变化符合坝体变形规律，运行正常，并对存在问题提出建议，供同行借鉴和参考。

涧峪水库；大坝；位移监测；渗流监测；分析

1 基本情况

涧峪水库位于渭南市华县高塘镇西涧峪口，是一座以城市供水为主，结合防洪、农业灌溉、发电等综合利用的3等中型水利枢纽工程。水库主要由大坝、东涧峪低坝引水洞、导流泄洪洞、输水洞、溢洪洞等建筑物组成，2003年开工建设2008年蓄水运行。水库总库容1284万m3，年供水总量2255万m3，其中渭南城市供水1300万m3，农业灌溉供水955万m3。水库大坝是陕西省仅有的两座混凝土面板堆石坝之一，最大坝高81m，坝顶长196m，坝顶高程791m。

2 监测项目

水库大坝设计布设了变形、渗流、水文气象等安全监测设施。这些设施的正常运行，为正确分析评判大坝工作状态提供了重要依据。大坝位移及坝后渗流监测，监测周期长，观测资料连续、可靠，本次就这两方面进行分析。

2.1 表面变形监测

用于大坝表面变形的固定基点有32个，布置平行于坝轴线的四条直线上，迎水坡防浪墙脚底板上一条称LD1、坝顶背水坡称LD2、依次向下游为LD3、LD4。每排最外侧左右岸各1个校核基点，其次为工作基点，中间为4个表面竖向位移及横向水平位移共用的测点。测点均为墩式钢筋混凝土结构，并加盖保护。

2.2 坝后渗流监测

在大坝下游坡脚处排水棱体外设渗流汇流引水渠，引水渠出口设三角量水堰，并在其上安装超声波水位计一只，同时人工配合量测坝体渗流量。

3 监测项目观测

3.1 观测周期

大坝在正常运行情况下，变形监测每月观测一次；汛期库水位变化较大时（陡升陡降）或水位超汛限水位时，增加一次观测。

3.2 观测方法和要求

（1）变形观测的正负号规定：水平位移：向下游为正，反之为负。竖向位移：向下为正，向上为负。

（2）大坝表面竖向位移采用水准法测量，参照国家三等水准测量方法进行闭合路线测量，采用DSI型精密水准仪和3m双面水准尺配合使用。

（3）大坝表面横向水平位移采用视准线法测量。使用SD-65型视准仪和活动觇标。观测位移测点时，每测回的允许误差应小于4mm（取两倍中误差）。所需测绘数不得少于两个测回。

4 位移监测资料分析

本文选用2008～2012年的LD1、LD2排位移观测资料进行分析。LD1排测点位于大坝防浪墙底脚平面上，可以反映大坝面板顶部的整体位移变化，LD2排测点位于大坝背水坡顶部，可反映大坝背水面的位移变化，此两排测点连续性好、测点分布合理，代表性强，故选用此两排为分析对象。

4.1 大坝表面水平位移变化规律性分析

从图1中可以看出LD1、LD2排测点的累计位移是向下游移动的，特别是远离大坝两岸的中间测点变化比较大，截止2012年11月LD1、LD2排测点累计位移变化在10～56mm，之间变化。LD1排测点累计位移向下游位移，并随着测点位置向河槽中间靠近而变大，如截止2012年11月各测点累计位移在10～40mm之间变化；LD2排测点同样向下游位移，且累计位移变化在13～56mm之间变化。由此看出，大坝坝顶整体水平位移为下游移动，且测点越靠近大坝两岸山体位移变化越小。

从影响各测点变化的主要因素看，上游库水位升降对坝体水平位移测值有一定影响，但是并没有随着库水位的升高或是降低有突然变大或变小，而是随时间的推移缓慢的发生变化。

从各测点的特征值看LD2排测点中间下游位移最大为55.45mm，发生在0+130.00m的LD-3测点处（2012年7月），LD1排测点中下游位移最大为39.2mm，发生在0+130.00m的LD-3测点处（2011年7月）。由此可见，上游坝坡最大位移点一般发生在0+130.00m左右坝段，位移量最大；靠近大坝两岸山体的测点变化较小。

4.2 竖向位移观测资料分析（如图2）

图1 大坝各测点水平位移过程线

图2 大坝各测点竖向位移过程线

其特征值可以看，截至2012年11月坝体最大沉降为71mm（为最大坝高的0.08%），发生在坝下0+080m的LD2-2测点处，其次为63mm，发生在坝下0+030的LD2-1测点处，下游LD1、LD2排测点沉降量相对较小，最大沉降为41mm，由坝体沉降特征值分布规律得出，坝体最大沉降量发生在坝下70m（0+080m～0+130m）上部，坝脚处测点沉降位移变化基本稳定。

从图2可以看出：①随着时间的推移，大坝竖向累计位移缓慢增大；②随着时间的推移，大坝竖向位移增速下降，LD3、LD4排测点沉降比LD1、LD2排测点沉降更趋于稳定，坝体逐渐趋于稳定；③坝前水位的升降对大坝竖向位移影响不大；④坝脚处测点沉降位移变化基本稳定，表明了边坡无滑动破坏的现象。通过以上分析结果表明坝体竖向位移过程符合大坝沉降的变化规律，大坝运行良好。

4.3 坝后渗流分析

涧峪水库2007年8月通过蓄水阶段验收，开始蓄水初期运行，库水位经历了2009年5～9月的快速上升期，2009年9月20日，库水位达到蓄水初期运行第一次快速上升的最高水位781.2m，库水位第二次快速上升发生在2009年8～11月期间，库水位达到784.52m，接近水库正常蓄水位。量水堰自2009年5月开始观测，截止2012年12月观测到的最大渗流量为52.36L/s，发生在2010年4月下旬。

图3 2009年5月库水位-渗流量关系曲线图

从资料分析可得出如下结论：①坝后渗流量随库水位的上升而增大，渗流量和库水位的关系密切。②图4是一年中不同时段水库蓄水位在772m时的坝后渗流量，可见坝后渗流量大小与气温也存在一定的关系，气温升高渗流量减小，反之增大，分析原因主要是混凝土面板的热胀冷缩造成。

5 结论

图4 相同水位不同时间段渗流量变化曲线

（1）从大坝水平位移和垂直位移分布空间来看，处于河床部位的坝段水平和垂直位移量较大，向两岸减小的分布规律。垂直位移受大坝自重和水压力荷载影响，总体表现沉降趋势，并逐渐趋于稳定。

（2）坝后渗流量与上游蓄水位有一定关系，水位升高，渗流量增大，反之，渗流量减小；同时，气温和坝后的渗流也有一定的关系。

（3）大坝综合评价

经过对大坝安全监测系统几年来观测成果的整理分析，得出了大坝变形、渗流等的一些变化规律，这些规律基本符合涧峪水库混凝土堆石面板坝的设计理论以及同类坝的变化规律，因此，可以说大坝目前运行状态基本正常。

6 建议

根据上述资料分析的结果，结合本次分析工作中发现的一些问题，对今后大坝监测工作提出如下建议：

（1）进一步加强观测工作的管理，做好日常的监测工作，确保监测的连续性及精度，提高观测成果的可靠性。真实、可靠反映大坝运行情况。

（2）当库水位短期有大幅的变化时，应加密测次，以尽可能多地捕捉坝体随库水位的变化规律，为更进一步地分析大坝的性态作好准备。

（3）对尚未完善的坝体内部监测数据项目，应尽快完善，以获得大坝更为真实全面的观测资料，并对其进行全面的综合分析，以便对大坝工作状态有更进一步的认识，更好地发挥其在工程运行管理中的作用。

TV697.1

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1004-7344（2016）13-0122-02

2016-4-18

黄卫民（1968-），男，高级工程师，本科，主要从事水利工程建设管理工作。

吴炜（1984-），男，助理工程师，本科，主要从事水利工程建设管理工作。

张少斌（1979-）男，助理工程师，本科，主要从事水利工程建设管理工作。