小乌江堆石混凝土重力坝安全监测重点

刘凡 程淑芬 李运良 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司

1.项目概述

小乌江水库位于贵州省遵义市余庆县龙溪镇红军村，坝址位于麻溪河中游河段，麻溪河属乌江水系余庆河支流小乌江次一级支流。小乌江水库工程任务是解决龙溪镇集镇及周边农村人畜用水、工业园区用水。该水库由大坝枢纽、引水工程组成。大坝枢纽由大坝、溢洪道、放空兼生态放水建筑物等主要建筑物组成；引水工程由取水排架、泵站、配电房和输水管线等建筑物组成。大坝为重力坝，采用堆石混凝土筑坝，坝顶高程822.20m，建基面高程775.00m，最大坝高47.20m，坝顶宽度5.0m，坝顶总长195.0m。正常蓄水位高程819.5m，死水位高程797.0m，正常蓄水位高程对应库容383×104m3，总库容为434×104m3。

2.安全监测重点

2.1 安全监测概述

小乌江堆石混凝土重力坝采用堆石块体和高自密实混凝土浇筑而成，由于重力坝体积较大，一旦失稳，将会造成难以预料的灾难，因此确保大坝安全运行是尤为重要的。工程安全监测可以反应施工质量和施工条件以及临时建筑物的安全性，监控工程的施工期安全和运行期安全，还可以通过对监测数据进行分析、计算和进一步研究来检验设计，为工程设计积累经验，为科研工作提供依据。

结合小乌江水库工程等别、工程地质地形条件、结构布置等选定的监测项目有：现场检查，环境量，坝体表面及内部位移，接缝变形，渗流量，扬压力，帷幕渗流，混凝土温度监测等。

2.2 安全监测重点分析

结合小乌江水库枢纽布置情况、地形地质条件，以及水库特点，小乌江水库安全监测重点分析如下：

（1）大坝由左、右岸非溢流坝段及中间溢流坝段组成。各坝段的功能不同、浇筑时间不同、基础高程及地质条件不同，坝体存在不均匀沉降和变形。变形量大小是衡量坝体是否安全的最直观指标，因此将大坝变形列为监测重点。

（2）大坝采用堆石混凝土筑坝，属大体积混凝土施工且不设温控措施。施工期混凝土的温度应力和收缩应力较大，为了了解坝体内部温度高低、分布和变化情况，随时掌握施工中混凝土的散热情况，防止产生温度裂缝，以分析坝体的运行状态，因此将温度列为监测重点。

（3）坝基扬压力是检查坝基处理、灌浆效果及坝体混凝土与基岩接触是否良好的重要指标；坝体渗透压力是检查坝体施工缝面结合好坏，混凝土浇筑是否有裂缝存在的重要指标；小乌江库区岩溶发育强烈，多处岩溶管道需要进行封堵处理，否则水库难以正常蓄水，防渗帷幕监测是检查防渗处理是否达标的重要指标。因此将大坝及其基础的渗流渗压及防渗帷幕渗压监测列为监测重点。

2.3 安全监测重点设计

通过对小乌江水库安全监测布置情况进行分析，在对水库进行监控时，应把重点放在大坝变形监测、渗流渗压监测及温度监测这三个方面，具体的监测仪器布置情况如下。

2.3.1 大坝变形监测

（1）水平位移。坝顶在坝纵0+004.85m桩号从左岸到右岸依次布置7个工作测点，工作基点设在左右坝肩，采用视准线观测法对工作测点进行观测，工作基点每年采用控制网进行校测。

（2）垂直位移。结合水平位移工作测点布置情况，在坝纵0+004.85m桩号从左岸到右岸依次布置7个垂直位移工作测点，工作基点布置在水平位移工作基点旁混凝土内，水准标志安装在坝顶表面观测墩旁混凝土内，采用静力水准法对水准标进行观测，垂直位移工作基点每年采用精密水准网进行校测。

（3）坝体结构缝和接触缝开合度监测。为了了解坝基接触面和横缝的变形情况，为施工期接触缝灌浆提供必要依据，在最高坝段坝踵、坝趾各布置1支测缝计；在坝横0+160.00横缝800m及816m高程，坝横0+065.00横缝816m高程处布置测缝计，测缝计距坝上、下游表面2m。

2.3.2 大坝渗流渗压监测

（1）坝基扬压力。坝基扬压力监测设置1个横向监测断面和1个纵向监测断面。横向监测断面布置在最大坝高坝横0+122.00桩号处，坝踵、坝趾建基面上各布置1支渗压计，在帷幕后布置1个测压管；纵向监测断面布置在上游帷幕后，测点沿河床及两岸建基面布置，在河床坝段帷幕灌浆廊道布置2个测压管，其中1个与横向监测断面共用，在左右岸每个岸坡坝段建基面上各布置1支渗压计，距后排帷幕孔轴线3m。扬压力监测的测压管内各布置1支渗压计。

（2）渗透压力。在溢流坝段的786m和796m高程面上游部位各布置1组渗压计，每组3支，监测坝体混凝土层间结合面上的渗透压力。根据大坝帷幕灌浆隧洞的布置情况和沿线地质条件，在右岸灌浆廊道布置2支渗压计。在左岸帷幕后和岩溶通道封堵体上下游共布置8支渗压计。监测帷幕后的渗透压力和岩溶封堵情况。

2.3.3 大坝温度监测

坝体温度监测和库水温度监测相结合。库水温监测在坝横0+122.00m桩号布置一个监测断面，816～802m高程间距7m布置1支温度计，791m高程及777m高程各布置1支温度计。结合库水温温度计布置情况，坝体温度在坝横0+122.00桩号777m高程和791m高程布置3～4支温度计。

3.施工期监测资料分析

通过对小乌江水库施工期监测资料进行分析，得出以下结论：

（1）库水温：坝体上游表面温度随气温的变化而变化，目前库水温在6.6℃～33.8℃之间，库水温温度符合一般规律；

（2）坝体温度：777m高程温度计为后期转孔埋设，未监测到混凝土水化热温升过程；791m高程温度计测值受混凝土水化热温升影响，温度达到最大水化热后开始缓慢下降，目前坝体内温度在11.1℃～34.7℃之间，温度梯度符合一般规律。

（3）坝基接触缝：坝踵和坝趾分别布置有1支测缝计，坝趾处测缝计位于消力池中，因消力池积水，观测电缆未牵引，暂未实施观测。坝踵处测缝计目前累计开合度在0～0.34mm之间，测值较小，说明齿槽混凝土与基岩接合状态良好，接触缝状态稳定。

（4）横缝：横缝处测缝计当前累计开合度在0～0.84mm之间，最大测值位于坝横0+160.00横缝816m高程处。横缝开合度都在1mm以内。目前测值较小，诱导缝趋于稳定状态。

（5）坝基渗压计：大坝尚未蓄水，坝基处渗压计测值近乎为0m，渗压计总体无异常变化，符合一般规律。

（6）坝体渗压计：坝体层间渗压计工作状态良好，因大坝尚未蓄水，坝体渗透水压一直很小，近乎为0m，渗压无异常变化。

4.结束语

小乌江水库工程安全监测设计做到目的明确、兼顾全面，能够满足工程建设期和运行期全过程的安全监控需求。并在结合工程特点、枢纽布置、地形地质的基础上有所侧重，把握工程关注的重点。

监测仪器结合大坝施工进度于施工期投入监测，在下闸蓄水前取得了初值，为反应蓄水时大坝的安全情况起到了重要作用。目前大坝监测仪器运行良好，测值可靠，在施工期，对各建筑物的施工指导及安全监控达到了应有的目的。