正安县八岔林水库工程监测系统应用分析

陈 浩

（贵州省大坝安全监测中心，贵州 贵阳 550002）

随着国民经济的增长，水库工程项目日渐增多。在水库工程设计、施工和运行过程中，为了及时掌握其安全状态，很多水库工程都设置了安全监测系统[1]。因此，研究分析水库工程监测系统现状对保证水库工程的安全运行具有重要现实意义。

1 工程概述

八岔林水库位于正安县西南面的深沟溪上，是一座城市供水兼农田灌溉的综合水利工程，无防洪、航运等方面的要求。水库正常蓄水位732.00 m，校核洪水位735.02 m，死水位702.00 m；水库总库容367 万m3，正常库容307 万m3，兴利库容272 万m3。该水库属小(1)型水库，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物为4 级建筑物，次要建筑物为5 级建筑物。

为了确保八岔林水库的安全运行，本水库工程结合大坝的工程规模和现场实际情况，在大坝区域重点设置了安全监测系统，对大坝外部变形、内部沉降及水平位移、面板周边缝及竖直缝以及坝基渗流渗压等进行监测。

2 工程监测系统

2.1 大坝变形监测系统

（1）水平位移监测：本工程水平位移监测采用控制网前方交会法，在大坝两岸设控制网点6 个，坝顶及下游马道共布置水平位移标点17 个。控制网点及水平位移标点均为强制对中板混凝土观测墩。

（2）垂直位移监测：垂直位移监测采用精密水准法，基准网为二等网，由1 组水准基点组（3 个测点）组成，位于坝址左岸下游约1.5 km 处。垂直位移标点布置于水平位移点附近，共17个。垂直位移标点为不锈钢水准标志，观测精度按《工程测量规范》(GB50026-2007)中二等水准精度执行。此外，施工过程中在大坝填筑体顶部733.0 m 高程坝轴线上增设5 个临时沉降测点，观测上部坝体的沉降变形。

（3）坝体内部水平位移监测：坝体内部水平位移采用引张线式水平位移计监测，选定坝横填筑高度最大剖面为观测断面，分别在695.00 m、715.00 m 高程设两条测线共5 个测点。引张线式水平位移计量程为500 mm，精度±1 mm，分辨率0.5 mm。

（4）坝体内部沉降监测：坝体内部沉降采用水管式沉降仪监测，选取坝横0+070.00 断面的695.00 m 高程、坝横0+065.00断面的715.00 m 高程设两条测线共8 个测点。其中，高程695.00 m 测点分别位于上游垫层料区、主堆石区、坝轴线及下游次堆石区，高程715.00 m 测点分别位于上游垫层料区、坝轴线及下游次堆石区。此外，在大坝下游坝坡695.00 m、715.00 m高程的1#、2#观测房顶各设1 个表面变形监测点，以监测观测房自身的水平、垂直位移量为计算坝体内部水平、垂直位移绝对值的依据。水管式沉降仪量程为1500 mm，精度±2 mm，分辨率1.0 mm。

（5）面板周边缝监测：面板周边缝采用三向测缝计监测。在河床及左、右岸坡共布置三向测缝计6组，分别位于坝上0 m～076.60 m、坝上0 m～055.65 m、坝上0 m～023.91 m 的3条测线上。三向测缝计量程200 mm，精度±0.1%F.S，绝缘电阻≥50 MΩ。

（6）面板竖直缝监测：面板竖直缝采用单向测缝计监测，本工程选取靠近两岸的张性缝和最大河床断面的压性缝布置单向测缝计。单向测缝计量程50 mm，精度±0.1%F.S，绝缘电阻≥50 MΩ。

2.2 渗流渗压监测系统

（1）坝基渗压监测：坝基渗压监测设坝横0+085.0 m 一条测线，共布置4 支渗压计。

（2）左右岸帷幕渗流监测：帷幕渗流监测采用钻孔埋设渗压计的方式，在左、右坝肩各设1 个监测断面，每个监测断面设3 个监测孔，共6 个监测孔。渗压计量程0.4 MPa，测温精度±0.5℃，绝缘电阻≥50 MΩ。

（3）渗量监测：本工程在下游坝脚设置截流墙并布置1 套量水堰观测坝基及坝体渗流量。

3 工程监测系统运行

3.1 监测设施运行情况

正安八岔林水库工程共有各类监测点83 个，截止2016 年12 月，失效测点1 个，其余测点运行良好，仪器完好率98.8%，基本满足水库初蓄期大坝安全监测的需要。

3.2 大坝变形监测

（1）水平位移：监测结果表明，水库坝体实测位移量级较小，且高程靠近坝体中部测点位移变幅较其余部位位移测点大，符合面板堆石坝水平位移规律。同时根据位移变化过程线图显示，当水库水位升高时，大坝位移量整体增大，表现为向下游位移趋势，坝体位移量整体变化平稳。

（2）垂直位移：监测结果表明，坝顶垂直位移量在1.90 mm～31.40 mm 之间，呈下沉趋势，坝顶中部位移变幅较大，靠近坝肩测点位移变幅较小，最大沉降量发生在坝顶中部的SCZ10 测点，坝顶中部的测点沉降量大于靠近两岸的测点，符合面板堆石坝沉降规律。

（3）坝体内部沉降：监测结果表明，坝体总体表现为下沉，本年度变化基本稳定；坝轴线处堆石体沉降量最大，距离坝轴线越远，坝体沉降量越小，符合堆石坝内部沉降分布规律。

（4）坝体水平位移：受本年度库水位升高影响，坝体堆石体表现为向下游方向位移趋势，符合面板堆石坝变形规律，堆石体变形基本正常。

（5）面板缝隙：水库蓄水后周边缝缝隙开度变化平稳，未见异常波动；面板周边缝各向位移量变化基本稳定，高程较高部位周边缝位移变幅较低，面板周边缝工作性态基本正常。

（6）竖直缝：面板竖直缝大都呈张开状态，缝隙开合主要受气温变化影响，具体表现高温季节，竖直缝呈闭合趋势，反之呈张开趋势。总的来说面板张性缝开度较压性缝大[2]。

3.3 渗流渗压观测

（1）坝基渗透压力：由图1 可知，坝基渗透压力受库水位变化影响有所波动，但各测点测值变化平稳，本年度坝基渗透压力变幅较小，结合下游坝脚巡视检查，未见有明显渗漏现象，坝基渗压未见异常。

图1 坝基渗透压力变化过程线图

（2）渗漏量：坝体渗漏量变化较小，实测坝体最大渗漏量为12.20 L/s。随着库水位的升高渗漏量呈增大趋势，但整体基本保持稳定，未见异常增大迹象，结合下游坝脚及周边的巡视检查，亦未见明显异常渗水迹象。

4 其他相关工作

4.1 观测仪器及频次

（1）八岔林水库坝址气温、库水位采用人工观测；

（2）大坝水平位移监测仪器采用全站仪进行边角测量，大坝垂直位移观测采用数字水准仪进行测量，大坝埋设的内部监测仪器采用PSM-E 读数仪进行观测；

（3）大坝中心于2015 年8 月16 日完成大坝表面变形初始值观测工作，并对大坝各内部监测设施进行12 次观测；对大坝位移测点进行12 次外部变形观测，同时对各枢纽建筑物进行日常巡视检查。

4.2 巡视检查

根据本工程的实际情况，制定专门的巡视检查路线，开展安全巡视检查工作。主要巡视路线如图2 所示。通过对八岔林水库的主要区域进行现场巡视，均未发现异常情况。

图2 现场巡视检查路线示意图

5 结语

通过介绍八岔林水库工程的监测系统设计情况及对监测结果进行分析，并对大坝重点区域开展巡视检查，未发现各部位有异常变形、坍塌等情况，有效的保障了水库大坝的安全稳定运行和人民的生命财产安全，具有较好的社会效益和经济效益。