遵义中桥水库工程安全监测系统及成果分析

付科

（贵州省大坝安全监测中心，贵阳550002）

1 引言

水利工程是我国基础设施建设中的重要组成部分，对于防止洪涝灾害具有较好的效果。而水利工程建设本身的安全监测系统将有效地对水利工程的运行质量以及运行情况进行控制与保障，并对水利工程本身的积极作用进行维护。故而本文以遵义中桥水库工程作为具体案例，对水库工程安全监测系统及成果进行详细分析。

2 工程概况

遵义市中桥水库工程位于贵州省遵义市中心城区东北面，坝址位于湘江左岸支流仁江下游新田湾河段内，两岸为基本对称的“V”型斜向河谷结构，正常蓄水位812.00m时谷口宽高比为3.1～3.3。坝址由上至下出露地层为奥陶系下统湄潭组（O1m）至二叠系下统栖霞组（P1q）及第四系（Q）地层，其中缺失志留系及奥陶系上统地层。岩层整体倾下游偏左岸。受f1断裂影响，两岸岩层分布不对称。岩层产状变化较大，左岸产状N10°～25°E/SE∠25°～60°，右岸产状N5°～15°E/SE∠25°～40°，河床附近产状变化较大。工程由水库枢纽工程和输水系统工程组成。水库枢纽主要包括混凝土面板堆石坝、岸边溢洪道、取水隧洞及放空兼冲沙隧洞等建筑物。供水系统由引水渠、泵站、上水管、上水池及输水管等组成[1]。

3 遵义中桥水库工程安全监测系统

在对遵义中桥水库工程安全监测系统进行研究与分析时，本文主要从坝体表面变形监测、大坝内部沉降、内部水平位移监测、面板周边缝及竖直缝观测三方面进行。

3.1 坝体表面变形监测

在对坝体表面变形进行监测时，本文分为水平位移监测以及垂直位移监测进行。在水平位移监测点布置的过程中，在大坝表面布设4条视准线以观测坝体表面水平向位移情况，分别位于面板顶部813.0m高程（LD1～LD5）、坝顶下游侧816.0m高程（LD6～LD10）、下游坝坡800.0m高程（1#观测房TP1）、下游坝坡784.5m高程马道（LD11、2#观测房TP2、LD12）。测点按《工程测量规范》（GB50026-2007）中三等测量精度要求进行观测。详情见表1。

表1 大坝水平位移标点分布情况统计表

垂直位移采用精密水准法进行观测，在大坝右岸距坝址左岸下游约1.5km处，埋设一组由三点组成的水准基点组，基点埋设于岩石或土中，作为坝顶水准观测的起测工作点。垂直位移基准网观测按《工程测量规范》（GB50026-2007）中的二等精度要求执行。在坝顶下游侧816.0m高程埋设1条水准测线（S1～S5），用于观测坝顶沉降情况[2]。各点的观测按《工程测量规范》（GB50026-2007）中二等测量精度要求执行。详情见表2。

表2 大坝水准点分布情况统计表

3.2 大坝内部沉降、水平位移监测

在对坝体内部变形进行监测时，本文分为沉降位移监测以及水平位移监测进行。在沉降位移监测中，大坝横0+084.9断面784.50、800.00m高程，纵桩号0+038.30、0+059.00、0+077.40、0+095.30断面共埋设了7套沉降仪，其中784.50m高程4套、800.00m高程3套，用于观测坝体内部沉降情况。详情见表3。

表3 大坝沉降仪布置情况统计表

在水平位移检测中，大坝横0+084.9断面784.50m、800.00m高程，纵桩号0+038.30、0+059.00、0+077.40、0+095.30断面共埋设了5套水平位移计，其中784.50m高程3套、800.00m高程2套，观测坝体内部水平位移情况。详情见表4。

3.3 面板周边竖及直缝观测

在对坝体面板周边缝及竖直缝进行监测时，本文分为周边缝以及竖直缝进行观测。在周边缝观测中，采用埋设三向测缝计的方式进行观测，分别在右岸趾板761.0m、791.5m高程，左岸趾板的784.5m、801.5m高程，以及河床水平趾板760.5m高程中部各安装1套三向或两向测缝计，共5套。详情见表5。

表4 大坝水平位移布置情况统计表

表5 大坝周边缝监测布置情况统计表

竖直缝观测实施中，在大坝面板坝横0+51.58、0+87.58、0+111.58三条竖缝的 纵0+25.84、0+037.45、0+055.25、0+072.40处各安装了1支测缝计，共埋设了12支，用于观测面板竖直缝隙变化情况。详情见表6。

表6 大坝面板竖缝监测布置情况统计表

4 观测成果

4.1 坝体表面变形

经过对坝体表面变形观测数据进行研究后得出，遵义中桥水库工程坝体顶部测点基本表现为下沉趋势，最大沉降量出现在坝体中部并向两端递减，累计沉降量较小,与同类坝型相比变化规律基本一致，坝体垂直向变形正常的结论2。同时，坝体各高程测点总体上表现为向下游方向位移，变形较连续无突变现象，变形速率成递减现象，面板堆石坝水平位移变形一般规律，工作性态正常[3]。

4.2 坝体内部变形

经过对坝体内部变形进行实测后得出，坝体内部累计最大沉降量在9.1～33.7cm之间，年累计沉降量在-0.8～0.9cm之间，本年累计沉降量占坝体总沉降量的3.2%～15.7%，符合堆石坝沉降变形规律的结论。最大沉降量发生在坝轴线处并向两端递减；坝体沉降量及变化量均较小，坝体沉降变形基本正常。受库水压力影响，坝体内各测点基本表现为向下游方向位移。实测位移量及变化量均不大，变化过程平缓，变化速率成递减状态，符合堆石坝一般变形规律，水平位移变化无异常。

4.3 2面板周边缝与竖直缝

经过对坝体面板周边缝观测数据进行研究后得出该工程蓄水后主要表现为右岸趾板变形较左岸趾板段大。右岸面板总体上表现为沉降、张开、剪切向下游方向位移，实测最大沉降、开度、剪切位移量分别为15.7mm、6.7mm、6.6mm，但本年度相应变化量仅为2.2mm、-1.9mm、0.4mm，变化量较小，累计变形在止水铜片允许变形范围之内，面板周边缝工作性态正常3。经过对坝体面板竖直缝进行详细的数据研究后得出，该工程蓄水后，实测面板竖直缝呈闭合趋势，开度及变化量均较小，大坝面板竖直缝变形正常的结论。

5 结论

本文通过对工程概况进行简单的概述，进而分别从坝体外部变形监测、大坝内部沉降、水平位移监测以及面板周边竖直缝观测三方面对遵义中桥水库工程安全监测系统进行详细的研究与分析，并分别从坝体表面变形、坝体内部变形、面板周边缝三方面对观测具体结果进行详细的研究与阐述。希望本文能够为遵义中桥水库工程安全监测系统的研究提出几点可行性建议，并为水库工程安全监测系统的运行提供促进作用。