白龟山水库大坝安全监测工作及发展方向

2014-08-15王新涛陈冬燕河南省白龟山水库管理局

河南水利与南水北调 2014年16期

□ 王新涛 □陈磊 □陈冬燕（河南省白龟山水库管理局）

1 概述

白龟山水库大坝安全监测工作从1961年开始观测坝后地下水和拦河坝沉陷，1963年开始测量导渗沟渗流量，1967年开始全面观测。1975年大水后，水库经过高水位运用，大坝出现了新的情况，水库在1982年和1985年委托南科院对拦河坝、顺河坝坝基渗透稳定问题做研究。从1990年开始，导渗降压工程老化，降压效果降低及其他因素影响，顺河坝又出现局部井间压力升高等问题，组织专人分析，并委托中国大坝安全学组进行水库安全评估咨询和大坝安全鉴定。1998年10月，白龟山水库除险加固工程正式开工建设，这次除险加固工程主要解决白龟山水库防洪标准低、拦河坝坝基细沙液化、顺河坝坝基渗漏、拦河坝导渗降压、水库管理范围清边划界等一系列工程问题，并对原有的大坝坝基扬压力、坝体浸润线、坝顶沉陷在此次加固工程中进行了重新布置。

2 大坝安全监测的目的

大坝安全监测是人们了解大坝运行状态和安全状况的有效手段和方法。它的目的主要是分析大坝安全状况及其发展态势,是一个包括由获取各种环境、水文、结构、安全信息到经过识别、计算、判断等步骤,最终给出一个大坝安全程度的全过程。此过程包括:通过各种信息的获取、整理和分析,给出大坝安全评价,控制大坝安全运行;校核计算参数的准确性和计算方法的实用性;反馈施工方法的正确性,改进施工方法和施工控制指标;为科学研究提供现场资料,检验各种理论、校正各种模型和参数,协助找出实测规律和辅助成因分析等。水利工程观测资料的整编就是汇集工程观测资料和平时整理分析的成果，经过校核、检查、分析、综合整理和编印，使之成为含有图表和说明的系统化观测成果的过程。经过整编后的水利工程观测成果是综合分析水工建筑物的动态、掌握建筑物的变化规律、鉴定工程安全验证施工质量的基本资料。

3 白龟山水库大坝安全监测的内容及方法

3.1 安全监测内容

目前白龟山水库大坝安全监测的内容有：大坝沉陷；坝体浸润线；坝基承压水；井间压力管；绕闸渗流；渗流量；下游水位；工作基点校测；管口高程校测；资料整编分析。

3.2 安全监测方法

3.2.1 大坝测压管水位观测

对大坝坝基测压管（18个断面，46根观测管）、坝体浸润线（24个断面,62根观测点）、井间压力管（111根观测管）；绕闸渗流及闸基扬压力（19根观测管）等采用响锤法进行测量，测量精度为前后2次，测值误差≤±1 cm。测量周期按照《土石坝监测规范》（SL60—64）要求的每周一次频率进行。

3.2.2 沉陷测量

拦河坝1500m设置7个断面28个观测点，顺河坝13500m设置26个断面104个观测点，利用精密水准仪，按照国家三等水准测量（GB1289—91）要求进行，采用往返闭合法，精度符合(N为测站数)的要求进行观测。

3.2.3 渗流量观测

拦河坝采用量水堰进行测量。顺河坝采用流速仪法，利用低流量流速仪（<1000 l/s）对渗流量进行人工实测；测量每周期按照《土石坝安全监测技术规范》的要求，每周进行一次。

3.2.4 下游水位

采用人工，用皮尺直接测量。测量周期按照《土石坝安全监测技术规范》的要求，每周进行一次。

3.2.5 工作基点

共设置6个观测基点，利用精密水准仪，按照国家二等水准测量（GB12898—91）方法进行，采用往返闭合法，精度符合±(N为测站数)的要求。测量周期按照《土石坝安全监测技术规范》的要求，3年进行一次。

3.2.6 管口高程校测

利用普通水准仪，按照国家四等水准测量方法进行，一般采用附和闭合法，精度符合±2.8■ N (N为测站数)的要求。测量周期按照《土石坝安全检测技术规范》的要求，2年进行一次。由于水库外界环境的影响，周边村庄很多，管口保护设施遭受人为破坏现象严重，为保证观测数据的真实性，除按常规进行校测外，随坏随修随校测。

3.2.7 资料整编及分析

白龟山水库资料整编是以现有的有关国家标准、行业标准和技术规范等为依据，利用水库大坝安全监测与管理信息系统，实现对大坝安全监测采集数据的保存、检验、整编、分析、评价和辅助决策。针对不同的观测内容和观测手段，采用不同的方法进行资料的分析，如管水位的分析（用于分析坝体渗透稳定），采用一元线性回归法和位势法进行分析，另外还可以采用多年同条件下的比较法、相关分析法等，将管水位资料与渗流资料结合起来，分析原因，来判断大坝渗流现象是否发生异常变化；土坝沉降分析采用自然对数曲线、双曲线或指数曲线进行回归分析，来分析土坝土体受剪或受拉情况，从而推断坝体是否可能发生裂缝，裂缝发生的部位等。