黃前水庫測壓管觀測數據整理分析

司學榮，梁艷芹，王圣濤

（泰安市岱岳區黃前水庫管理局、泰安岱岳銀河水務有限公司，山東 泰安 271036）

黃前水庫測壓管觀測數據整理分析

司學榮，梁艷芹，王圣濤

（泰安市岱岳區黃前水庫管理局、泰安岱岳銀河水務有限公司，山東 泰安 271036）

通過整理分析黃前水庫各項滲流觀測資料，可及時掌握壩體和壩基實際滲流情況，判斷滲流是否穩定，并可驗證設計和推求當達到最高水位時可能發生的各項滲流預報值，驗算壩的穩定，對于保證水庫安全運用具有十分重要的意義。

水庫測壓管；浸潤線；滲流分析；水庫安全

黃前水庫位于泰山東側，興建于1958年，1960年基本建成發揮效益。水庫總庫容8 248萬m3，興利庫容5 913萬m3，是一座以防洪為主，兼顧農業灌溉、水力發電、水產養殖等效益的綜合性水庫，水庫的建成有力地促進當地農業高效發展，1992年12月水庫開始向泰安城區供水，增加城市供水功能，水庫重要性進一步提高。2003年黃前水庫除險加固工程列入國債投資項目，于2006年完成。

1　黃前水庫大壩測壓管設計與布置

1.1測壓管設計

黃前水庫大壩全長1 530 m，設計7個觀測斷面，布置于0+110、0+350、0+550、0+750、0+950、1+100、1+300斷面上，每個斷面分別布置2～5根測壓管。設計選用外徑60 mm，壁厚6 mm的無縫鋼管為測壓管主體，其構造大體分為三部分：進水管段、導管和管口保護設施。進水管段應鉆有足夠多的進水孔，在外壁包扎過濾層；導管材質與進水管段相同，連接方式為外接頭連接；導管頂部設管帽，同管口保護設備相連。

1.2測壓管施工布置

觀測系統布置原則是力求安裝、管理、運行、維修方便和經濟合理。觀測站設在管理單位院內防汛調度中心。各斷面上的傳感器信號電纜沿壩頂、壩坡穿PVC管埋設接至總電纜處，集中輸入集線箱，在觀測站內集中觀測。

1.3測壓管試驗

通過2007年1月測壓管注水試驗監測14根測壓管，11根合格。因試驗時水位高，對實驗數據有一定干擾，再加上防水洞放水、砂殼砂率不均勻，人工測量誤差導致3根測壓管超標。

2　測壓管數據整理

2.1繪制浸潤線測壓管水位過程線

以0+350斷面為例分析。2007年8月30日高水位207.74 m，樁號0+350斷面2007年6月至2008年8月測壓管水位過程線如圖1示。

2.2浸潤線圖的繪制

首先，計算各斷面測壓管理論計算浸潤線與實測浸潤線。將心墻按不透水地基上的均質壩下游無排水設備、無水考慮。實測浸潤線以2007年最高庫水位207.74 m為基礎測算。

圖1　2007年6月至2008年8月測壓管水位過程線

式中：L1為L-m1h1，m；L為L2+b+m1H＇，m；L2為εmH+tm。H＇為心墻高，m；H為壩前水位，m；t為水面以上壩高，m；m為上游邊坡系數；m1為下游邊坡系數；ε為經驗系數，取0.3。

然后，根據計算的結果畫出理論浸潤線，根據實測數據畫出實測浸潤線。對比分析知：1）實際浸潤線均低于理論浸潤線；2）2014-2015水文年上游來水量不足，汛期無有效來水，計算用最高水位202.05不能有效代表理論浸潤線水平，可利用多年資料分析；3）大壩0+350斷面運行安全。

表1　測壓管理論計算與實測浸潤線對照表（2007—2008水文年）

3　結語

3.1測壓管測量方法

黃前水庫位于魯中山區，管理單位所處地勢較高，夏季雷電多發，測壓管原始數據的取得為人工電測法。

3.2測壓管浸潤線分析結果

通過繪制測壓管浸潤線曲線，可直觀看出實測浸潤線明顯低于理論浸潤線，表示大壩防滲能力高于理論計算防滲能力，大壩運行在安全狀態。

3.3測壓管浸潤線同理論浸潤線不能同步的原因

1）壩體土料并不像設計考慮的那樣均勻。實際壩體的各項滲透系數并不相同，多半是水平向要大于垂直向滲透系數。2）對壩體的滲透性質往往估計得不完全正確，壩基土的不均勻性對壩身滲透情況有顯著影響。3）設計計算時往往將邊界條件作某種程度的簡化，因此計算成果與實際有所出入。4）土壩的浸潤線往往不是在穩定的水頭作用下形成的，觀測浸潤線的測壓管水位的變化滯后于上游庫水位的變化。實際浸潤線顯然不能代表當時庫水位下的浸潤線。

3.4測壓管應用的意義

通過整理分析各項滲流觀測資料，可以及時掌握壩體和壩基實際滲流情況，判斷滲流是否穩定，并可驗證設計和推求當達到最高水位時可能發生的各項滲流預報值，驗算壩的穩定性，對于保證水庫安全運用具有十分重要的意義。

（責任編輯趙其芬）

TV697.2

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1009-6159（2016）-04-0008-02

2015-08-25

司學榮（1979—），男，工程師