白浪河水庫大壩變形觀測分析研究

王其超　王俊鵬　章思亮

摘 要

通過對大壩埋置的觀測點變形觀測數據分析，得出大壩在垂直位移和水平位移變形上的規律及大小，一方面能有效地監控大壩安全，在發生不正常情況時，可及時分析原因，采取措施，避免因沉降、位移原因造成損失，為大壩管理和監控提供數據支持，保證大壩的安全;另一方面把大壩的變形數據及時反饋于建設單位和設計單位，可以驗證設計理論，所采用的各項參數與施工措施是否合理，為后續其他類似工程的開發積累參考資料，優化工程設計。

關鍵詞

大壩變形觀測;垂直位移;水平位移

中圖分類號： TV698.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.11.064

1 水庫大壩概況

白浪河水庫位于濰坊市區以南9km，白浪河中游，總庫容1.4456億m3，大（2）型水庫。白浪河水庫大壩由主壩和東、西副壩組成，其中主壩長550m，為類均質多種土質壩;東副壩長2380m、西副壩長3750m，為均質土壩。

為進行大壩表面變形觀測，水庫在除險加固時共布設大壩位移觀測點61個，水平位移和豎向位移共用一個測點，同一斷面觀測點編號原則由壩前到壩后依次編號。具體分布為：東副壩D0+200、D0+650、D1+000、D1+400斷面，每斷面壩后2個、壩前2個。主壩Z0+000、Z0+200、Z0+400斷面，每斷面壩后3個、壩前2個。西副壩X0+600斷面，壩后3個、壩前2個;西副壩X0+800、X1+200、X1+600、X2+000、X2+400斷面，每斷面壩后2個、壩前2個;西副壩X2+900斷面，壩后1個、壩前1個;溢洪道閘Z1、Z2、Z3、Z4共4個，分別位于大閘橋墩上;溢洪道交通橋2個，分別位于東、西橋頭;國土局在X1+600和X2+000斷面中間西上壩路口壩肩處一個。

2 變形數據采集要求

2.1 精度控制

2015年11月共觀測沉陷點61處。起點由BM（高程55.883m，位于水庫管理局辦公樓前綠化帶內）點至壩頂國土局點，往測距離為610m、返測距離720m，往返閉合差為0.6mm。

由國土局點沿大壩壩頂向西X2+000（2#）、X2+400（2#）、X2+900（1#）至X2+900（2#）處共測量24站，里程為1.06km，返測39站里程為1.1km，每段往、返閉合差均小于0.5mm，每段往、返測前后視距差累計1m。

由國土局點向東沿大壩壩頂X1+600（2#）、溢洪道QX、溢洪道Z1、溢洪道Z2、溢洪道Z3、溢洪道Z4、溢洪道QD、X1+200（2#）、X0+800（2#）、X0+600 （2#）、Z0+400（2#）、Z0+200（2#）、Z0+000（2#）、D0+200（2#）、D0+650（2#）、D0+650 （2#）、D1+000（1#）、D1+000（2#）、D1+400（2#）至D1+400（2#）處，往測78站，里程為3.6km，返測82站里程為3.6km，每段往、返閉合差均小于0.5mm，每段往、返測前后視距差累計均不大于1.5m;閉合引點觀測完成了BM點至各斷面壩肩沉陷點的觀測及計算。

2.2 斷面觀測

以東區、西區閉合觀測時對壩肩的沉陷點為臨時基準高程，分別對X2+400斷面1～4#點往、返觀測閉合差均小于0.26mm;X2+000斷面1～4#點往、返觀測閉合差均小于0.41mm;X1+600斷面1～4#點往、返觀測閉合差均小于0.41mm;X1+200斷面1～4#點往、返觀測閉合差均小于0.22mm;X0+800斷面1～4#點往、返觀測閉合差均小于0.21mm;X0+600斷面1～5#點往、返觀測閉合差均小于0.25mm;Z0+400斷面1～5#點往、返觀測閉合差均小于0.22mm;Z0+200斷面1～5#點往、返觀測閉合差均小于0.23mm;Z0+000 斷面1～5#點往、返觀測閉合差均小于0.41mm;D0+200斷面1～4#點往、返觀測閉合差均小于0.1mm;D0+650斷面1～4#點往、返觀測閉合差均小于0.41mm;觀測閉合差均不大于0.5mm，精度滿足規范相對于臨近工作基點應不大于±3mm的要求[1]。

3 觀測數據成果分析

3.1 垂直位移分析

根據所測數據整理分析得出，主壩3個斷面有15處沉陷點，其中3處沉陷量超過3mm，分別是Z0+000（3#）3.92mm、Z0+000（4#）3.65mm和Z0+000（5#）4.45mm;西副壩7個斷面有27處沉陷點，其中1處沉陷量超過3mm，是X1+200（3#）3.65mm;東副壩4個斷面有12處沉陷點，其中2處沉陷量超過3mm，分別是D1+000（2#）6.45mm和D1+400（2#）4.21mm;最大沉陷量位于D1+000（2#）與去年比較沉陷量為6.45mm，最小沉陷量位于X0+600（1#） 去年比較沉陷量為0.02mm。

沉陷規律分析：沉陷量超過3mm的6處沉陷點分別位于背水坡壩肩4處，占總數的80%，另外2處位于主壩背水坡面和坡腳，占總數的20%。大壩迎水坡壩腳、背水坡壩腳沉陷量均不超過3mm，一般在2mm左右。說明白浪河水庫大壩表面仍處于輕微不穩定狀態，存在不規則變形，變形和沉降符合土壩變形沉陷規律。

3.2 水平位移分析

根據所測數據整理分析得出，所有點均有不同程度的位移量，本次最大平面位移點出現在D1+200（3#），平面位移量7.80mm，變化速率為0.021mm/d;最小平面位移點出現在X1 +600（4#）和Z0+000（1#），平面位移量1.40mm，變化速率為0.004mm/d。除溢洪道QX點位破壞，重新布點監測，其余監測點由本次監測數據可以看出，監測點位移量大小差距較大，本水庫大壩表面仍處于不穩定狀態，存在不規則變形。

4 結論與建議

大壩變形觀測為大壩的動態變化提供了可靠依據，該方法操作簡單，技術手段先進，成果可靠、資料齊全、精度符合規范、設計要求，成本投入較小。

通過對大壩埋置的觀測點變形觀測數據分析，得出變形規律及大小，一方面能有效地監控大壩安全，在發生不正常情況時，可及時分析原因，采取措施，避免因沉降、位移原因造成損失;另一方面把大壩的變形數據及時反饋于建設單位和設計單位，可以驗證設計理論，所采用的各項參數與施工措施是否合理，為后續其他類似工程的開發積累參考資料。

今后應高度重視工程觀測工作，切實做好觀測點維護工作，盡量減少對觀測點不利影響因素，保證數據的連續性和完整性，為安全生產提供保障，防患于未然。

參考文獻

[1]土石壩安全監測技術規程（SL551-2012）.北京：中國水利水電出版社，2012.