岗南水库新副坝坝体测压管测值异常原因分析

康军红

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津 300250）

岗南水库新副坝坝体测压管测值异常原因分析

康军红

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津 300250）

岗南水库新副坝断面上的3个测管观测期间发现管水位高于津水位，出现异常，针对坝体测压管出现的问题，分析了原因，提出了建议。

测压管；异常；原因；分析

1 概述

岗南水库是海河流域子牙河水系两大支流之一滹沱河中下游重要的大（1）型水利枢纽工程，枢纽建筑物主要由主坝、副坝、正常溢洪道、非常溢洪道、新增溢洪道、泄洪洞、输水洞、电站及坝后调节池等组成。本次水库除险加固对大坝进行加高，并将非常溢洪道堰前挡坝改建为左岸新副坝挡水，而非常溢洪道不再启用。

原非常溢洪道位于水库左岸韩庄村北，溢流堰为驼峰堰，堰顶高程194.0m，堰前设爆破式挡坝，使用时破坝泄洪，汛后恢复。由堰前挡坝改建而成的左岸新副坝坐落在原非常溢洪道上游混凝土防渗板和溢流堰上，为厚粘土斜墙坝，坝顶高程210.5m，最大坝高21.5m，下游坝脚设排水棱体，棱体顶高程195.5m。新副坝设置了坝体和坝基渗流压力观测以及绕坝渗流观测，其中坝体渗流压力观测断面1个，位于原溢洪道中心线，该断面上设3个测压管，编号分别为BT1、BT2和BT3，管底高程192.0～192.5m，坝体测压管布置图略。

2 坝体测压管存在问题及原因分析

2.1 坝体测压管存在问题

左岸新副坝坝体测压管埋设完成时间为2005年 4月25日～27日，并于同期开始对测压管水位观测。依据施工期2005～2007年观测资料发现，左岸新副坝坝体测压管水位与库水位变化一致，但坝体3个测压管的水位高于同期库水位，绘制的坝体观测浸润线图显示坝体观测浸润线中间高，两头低，为异常反映。

2.2 原因分析

左岸新副坝坝体3个测压管BT1、BT2和BT3的埋设竣工时间为2005年4月25～27日，初始值的观测时间为4月26日和29日，2005年～2007年期间测压管水位5d观测1次，2008年和2009年期间为10d观测1次，根据观测资料统计情况，选择具有代表性且资料统计比较完整的2005年、2006年和2008年坝体测压管水位观测资料，绘制了测压管水位过程线（见图1～图3），并结合同期库水位、降水量以及新副坝坝体结构和材料情况进行测压管测值异常原因分析。

图1 2005年新副坝库水位、坝体测压管及降雨量过程线

图2 2006年新副坝库水位、坝体测压管及降雨量过程线

图3 2008年新副坝库水位、坝体测压管及降雨量过程线

2.2.1 测压管初始观测值异常原因分析

2005年BT1、BT2和BT3的初始观测值分别为199.253，198.093，194.704m，测压管水位高于同期库水位5～8m，可以判断测压管水位与库水位还没有形成相关的关系；该时段内总降水量36.5mm，坝体下游为透水性较强的风化砂和石碴，降水补给测压管并导致测压管水位高于库水位5～8m，亦高于堰顶较多的可能性较小；且同期实施并观测的绕坝渗流管和坝基管水位基本未超过190.0m。经综合分析认为明坝体测压管水位初始观测值居高不下可能与测压管施工工艺有关。

2.2.2 后期观测情况分析

2005年5月20日～7月30日，3个坝体测压管平均水位分别由初始观测值缓慢下降至196.663，196.031，194.824m，而该时段相应库水位为190.84～190.24m，测压管水位的下降与库水位的关系仍然不甚密切。7月30日至12月30日，3个坝体测压管水位分别上升至197.693，197.003，195.924m，上升值1.0m，此时段库水位由190.74m上升至193.20m，管水位仍高于库水位2.7～4.5m；该时段内区域总降雨量383.2mm，降雨量大，造成库水位上升，同时降水从坝面经测压管的顶部周边直接进入或渗入测压管的透水段、进水段而造成测压管水位抬高，库水位及测压管水位略有上升均为降雨造成。

2006年1月1日至7月10日，库水位由193.2m逐渐降至186.63m，坝体测压管水位由197.673，197.013，195.934m分别下降至194.353，195.153，194.054m；7月10日至12月30日库水位由186.63m上升至191.2m，3个坝体测压管水位分别由194.353，195.153，194.054m上升至196.263，195.953，195.024m，本时段区域降水总量344.2mm，测压管水位的上升原因应与2005年同期相似。

根据观测资料，2007年库水位从191.22m上升至192.06m，后又下降至183.31m，而后又上升至12月30日的190.96m，但在全年内坝体测压管水位分别由196.253，195.943，195.014m下降至193.573，193.503，192.984m。库水位先升后降继而又升，而测压管水位却一直在下降，表明测压管水位升降与库水位无关，且此段管水位观测值已低于堰顶高程194.0m。

2008年水库最高水位193.28m，而各测压管水位基本稳定在194.0m左右，基本与坝基溢流堰顶高程194.0m齐平。

2.2.3 坝体测压管异常原因分析

根据2005～2008年库水位、坝体测压管及降雨量过程线，水库水位各年都有反复升降的变化，而测压管的水位除受2005年和2006年下半年本地区降雨量较大水位略有上升之外，其余各时段内测压管水位一直在缓慢下降，至2008年，底管水位已经降至溢流堰顶194.0m以下，渐渐趋于稳定。

新副坝基础为原非常溢洪道的溢流堰及其上游混凝土和粘土铺盖，堰体及上游防渗铺盖均为相对不透水层，堰顶高程194.0m，且加固中堰前挡坝改建并未对堰顶以上的原坝体进行拆除，上游粘土斜墙后为透水性较强的风化砂和石碴。经过40多年运行，堰顶上游坝体内水位应接近194.0m，因此在库水位低于194.0m时，测压管水位上升与库水位上升没有相关关系；当库水位超堰顶高程194.0m时，测压管水位的升降才与库水位变化有关系。

3 结论及建议

根据上述分析，造成坝体测压管异常的主要原因为测压管造孔以及施工工艺造成管水位初始值较大，由于坝体下游为透水性较大的风化砂和石碴，随着时间延长，管内水位缓慢下降；一旦遇雨季降雨量较多，造成库水位上升，同时降水从坝面经测压管的顶部周边直接进入或渗入测压管的透水段、进水段造成测压管水位抬高，雨季后管内水位继续缓慢下降；由于坝体结构原因，管内水位降至194.0m左右不再下降而趋于稳定。因此当库水位低于194.0m时，表面看来测压管水位上升与库水位上升是一致的，其实测压管水位上升与库水位上升并没有直接的相关关系，如果将测压管的水位连接起来，就构成了两头低、中间高的弧形拱线异常现象；当库水位低于194.0m时，坝体测压管水位的拱形连线也不是坝体实际浸润线。

由于原非常溢洪道溢流堰堰顶高程为194.0m，堰体上游高程194.0m以下渗水或雨水均难以排往坝下游，因此在库水位低于194.0m时，建议不再对坝体测压管进行观测；超过该水位后可进行观测，但观测成果亦受该区域降水的影响，随着库水位升高，降雨影响将逐渐减弱，测压管水位与库水位的相关关系也会越来越密切。

［1］河北省水利水电勘测设计研究院.岗南水库除险加固工程初步设计报告［R］.2002.

［2］河北省水利科学研究院.岗南水库除险加固施工期（2005～ 2007年）观测资料分析报告［R］.2007.

［3］罗方锋.石岩水库测压管数据整编分析［J］.人民珠江，2009（4）.

［4］廉俊霞，李宏，马艳华.浅谈测压管水位分析法［J］.河南水利，2006（10）.

［5］刘良电.山美水库大坝背水坡测压管观测资料分析［J］.水利科技，2005（3）.

［6］韩红琴，王良，刘检生.四明湖水库坝体测压管观测资料分析［J］.浙江水利科技，2002（6）.

Reason of Abnormal Measured Value of Piezometer Tube in New Auxiliary Dam of Gangnan Reservoir

KANG Jun-hong
（Hebei Research Institute of Investigation&Design of Water Conservancy&Hydropower，Tianjin 300250，China）

The three dam pipe water level is higher than the reservoir water level.It’s a abnormal reflection.According to the problems of dam pipe,analysis the reasons and provide the suggestions.

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TV697

A

1672-9900（2013）01-0083-03

2012-12-05

康军红（1974-），男（汉族），河北曲阳人，高级工程师，主要从事水利水电工程设计工作，（Tel）13602003397。