岩头陂水库大坝安全监测成果分析

王朋茂

(吉安市水利局， 江西 吉安 343000)

岩头陂水库大坝安全监测成果分析

王朋茂

(吉安市水利局， 江西 吉安 343000)

水库大坝监测系统可以实时监测水库大坝的安全状态，能够为大坝的安全运行提供保障。系统数据采集模块能够及时获得大坝运行状态的数据，通过对采集的数据加以整合判断，分析目前大坝的运行状态。本文重点对水库大坝加固过程中表面变形、环境量、渗透压力进行了监测，监测结果证明，大坝的渗透和变形基本处于正常状态，加固效果良好。

岩头陂水库；大坝；安全监测

岩头陂水库建成投运后出现了较多安全问题，导致水库长期限制水位运行，对工程效益的发挥以及下游居民的生命财产安全构成了威胁，需要对大坝进行加固改造施工。施工中为了全面了解大坝的运行状况，准确判断大坝安全程度，需要对大坝进行动态安全监测。通过安全监测可以获取大坝工作状态的一手资料，及时发现大坝运行过程中出现的异常情况，并作出相应的控制措施。当遇到危险情况时可以保证大坝安全使用，并及时发出警报，避免不必要的损失。

1 工程概况

岩头陂水库位于距安福县县城32km的严田镇岩头村，坐落于赣江水系禾水支流泸水河上游。水库坝址位于社上水库下游10km处，属社上水库的二级水库。水库大坝为细石混凝土砌石重力坝，由非溢流坝段和溢流坝段组成，溢流坝段设在大坝中部，为闸式实用堰，堰顶高程130.00m，溢流净宽5孔×10m，采用10m×6m(宽×高)弧形钢闸门控制，挑流消能。加固后非溢流坝段坝顶高程138.85m，最大坝高25.85m，坝顶长207m，坝顶宽6m，大坝上游面设有C20混凝土防渗面板，高程126.00m以上坡面铅直，以下坡比为1∶0.2，下游面高程133.00m以上坡面铅直，以下坡比1∶0.60。总库容1794万m3，设计灌溉面积21万亩，实际灌溉面积13.5万亩。电站装机2×2000kW，岩头陂水库是一座以灌溉为主，兼有发电、防洪、养殖等综合效益的中型水库。

2 大坝安全监测点布置

岩头陂水库加固后，增加了测压管及大坝表面变形观测。监测内容包括表面变形、渗流压力和环境量。

2.1 表面变形监测

纵向布置两排位移标点，共计9个测点。第一排位于坝顶138.35m高程，设观测标点7个，非溢流坝段布置3个测点，溢流坝段在每个中闸墩上布置1个观测点；第二排位于大坝下游123.60m高程处，设3个位移标点。在右岸山体上布置2个工作基点、1个校核基点，左岸布置2个工作基点、1个校核基点，利用全站仪观测坝体水平和竖向位移，实现半自动化监测。

2.2 渗流监测

坝体、坝基渗透压力观测共设4个断面计、16支测压管。其中：0+63.4断面设置3个观测点，0+90.6断面设置1个观测点，0+141.2断面设置3个观测点，均采用双管式测压管和单管式测压管结合的方式，分别观测坝体和坝基渗流状况；0+170.2断面设置3个观测点，采用单管式测压管，观测坝基渗流，人工定期观测；在左右坝肩分别布置3只绕坝渗流测压管，采用单管式测压管，共计6支测压管，人工定期观测。

2.3 环境量监测

为了对水库下游水位进行观测，在大坝上游防渗面板前方布置了水尺。系统增设了水情自动测报系统，可对水库中水位的变化情况进行自动监测，并和国家防汛网络联网。使用DY109DA遥测雨量传感器对降雨量进行观测，采用翻斗式感应方式，布置在启闭房顶。对数据进行收集后传送到水文自动测报系统中。

3 大坝监测结果分析

3.1 表面变形监测

大坝坝顶设置了9个位移观测点，编号为BM2～BM4、B2～B6。特征值统计见表1，过程线如图1～图4，结果分析如下。

表1 表面变形特征值统计

图1 0+000断面水平位移过程线

图2 0+007断面水平位移过程线

图3 0+000断面垂直位移过程线

图4 0+007断面垂直位移过程线

3.1.1 水平位移情况

水平位移各位移点位移量总体不大，最大值为BM2和B5的15mm，其余测点位移量平均值均小于5mm。BM2位于桩号0+040非溢流坝顶，靠近左岸，其位移量相对坝中部测点明显偏大，不太合理。B5位于桩号0+113.40溢流坝处，相对于溢流坝段其他测点，其位移量也明显偏大。从过程线看，测点位移变化相对平稳。0+000断面各测点位移变化呈现完全不同的趋势。BM2由2014年6月30日的10mm突然增大到7月15日的15mm，变幅达5mm，需要进一步加强观测力度，注意其发展变化趋势。BM3测点位移呈降低趋势，而BM4测点位移基本没有变化。0+007断面测点位移变化基本相似，B2、B3、B4、B6从2014年5月31日—7月15日呈缓慢增大趋势，应与库水位逐渐升高有关，属合理现象。B5趋势性也大致类同，只是位移值偏大。

3.1.2 垂直位移情况

垂直位移各位移点位移量总体不大，最大值为BM2的18mm，其余测点位移均小于10mm。BM2所在坝段坝高不大，但位移最大，不太合理。根据过程线变化趋势可以看出，整体位移变化情况比较稳定，变幅比较小。

3.2 渗流压力监测

3.2.1 坝基扬压力监测

测压管水位特征值统计情况见表2，过程线见图5～图8。结果分析如下：

表2 坝基测压管水位特征值统计 单位：m

注：pun为一期孔号，n号为二期孔号。

图5 0+063.4断面渗透压力过程线

图6 0+90.6断面渗透压力过程线

图7 0+141.2断面渗透压力过程线

图8 0+170.2断面渗透压力过程线

a.横向比较。pu3、4号、pu6三根测压管位于0+63.4断面，依次从上游到下游布置，pu3管水位较4号管水位高约0.50m，4号管水位较pu6管水位高约1m，水位基本从高到低，符合渗压分布规律。pu1、5号两根测压管位于0+141.2断面，从上游到下游布置，但两者水位大致相等，5号管水位较pu1管水位略高。6号、7号、8号三根测压管位于0+170.2断面，依次从上游到下游布置，6号管水位最高，7号、8号管水位大致相等，8号管水位较7号管水位略高。

b.纵向比较。pu3、pu1和6号测压管位于坝轴线前4.30m处，pu3管水位平均值为122.05m，pu1管水位较pu3管水位明显偏高，平均值达到125.87m，而6号管水位较pu1管水位更高，平均值达到126.28m。与同期库水位约135.50m相比，6号管水位与库水位的水头差仅约9m，该处坝基渗透压力较大。4号、pu5、5号、7号测压管位于坝轴线前1m处，pu5管水位最低，平均值为117.77m，5号管水位最高，平均值为125.95m，两者相差约8m。4号测压管与5号测压管呈对称布置，但管水位明显偏低，最大值为121.68m，比5号测压管水位低约4.50m。pu6和8号测压管位于坝轴线后3m处，8号管水位明显高于pu6管水位，约高4.50m。

过程线显示，由于库水位相对稳定，变幅不大，因此各测压管水位也基本无较大变幅，测压管运行基本正常。

3.2.2 绕坝渗流情况检测

绕坝渗流测压管共埋设6根，其中1号、2号、3号布置在左岸，9号、10号、11号布置在右岸(测压管水位特征值统计情况见表3，过程线见图9～图10)。

从统计情况看，左岸测压管水位高于右岸测压管水位，1号管水位最大，最大值为135.94m；11号管水位最小，其最大值为129.13m，反映出左岸绕坝渗流状况略差于右岸。各测压管水位出现最大值和最小值的时间一致，同步性好。各断面过程线显示，测压管水位与库水位一样，保持较稳定的态势，部分测压管水位基本无变化。

表3 绕坝渗流测压管水位特征值统计 单位：m

图9 0+004断面渗透压力过程线

图10 0+215.2断面渗透压力过程线

4 监测结果分析

监测结果表明：大坝表面总体变形量不大，多数位置处于相对稳定状态，由于监测时间较短，整体性的变化趋势不大，BM2和B5测点相对于其他部位的测点位移值偏大；水库水位基本保持在135.50～136.00m之间，相对稳定，坝基测压管水位相应无较大变化，扬压力折减系数满足规范要求,未显示出明显的趋势性变化；绕坝渗流侧压管水位较为合理，左岸测压管水位稍高于右岸测压管水位，证明右岸绕坝的渗流情况要略优于左岸坝渗流情况。

5 结 语

大坝运行情况监测证明：大坝除险加固效果良好，大坝运行情况良好，整体性和安全性显著提升。为了进一步提高水库大坝自动化监测水平，需要在除险加固工程投入运行后，水库工程管理人员购进先进观测设备和仪器的，同时，增加维修和养护经费，提高水库现代化管理水平。积极完善仪器规划监督工作，提升管理人员的责任意识，做好资料档案管理工作，保证档案的真实性和规范性。

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DOI:10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.01.003

施工技术

Analysis on Safety Monitoring Result of Yantoubei Reservoir Dam

WANG Pengmao

(Ji’anMunicipalWaterResourcesBureau,Ji’an343000,China)

The monitoring system can monitor the security state of the reservoir dam in real time, and can provide a guarantee for the safe operation of the dam. Besides, the data acquisition module of the system is able to obtain the dam's operation state data in time and analyze the current operation state of dam through integrating and analyzing the collected data. This paper focuses on the monitoring of the surface deformation, environment variable and seepage pressure during the reinforcement process of reservoir dam. The monitoring result proves that the infiltration and deformation of the dam are basically in the normal states and the reinforcement effect is good.

Yantoubei reservoir; dam; safety monitoring

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.01.008

TV698.1

B

1673-8241(2017)01- 0024- 04