白杨河引水工程水库坝体垂直位移监测资料分析

2015-12-15陈金花

水利规划与设计 2015年8期

关键词：轴线坝体面板

陈金花

（塔城地区库鲁斯台草原生态修复工程建设管理局，新疆塔城 834700）

白杨河引水工程水库坝体垂直位移监测资料分析

陈金花

（塔城地区库鲁斯台草原生态修复工程建设管理局，新疆塔城 834700）

白杨镇水库混凝土面板砂砾石坝最大坝高66.47m，坝体垂直位移安全自动化监测系统由某水利水电科学研究院承建，共埋设 7套水管式沉降计，用于观测不同高程、不同部位坝体的沉降量。本文对大坝垂直沉降状态进行了分析评价。

水库大坝；沉降；垂直位移；分析

1 概况

1.1 工程概况

白杨河发源于塔城地区额敏县境内的乌日可下亦山和和布克赛尔蒙古自治县境内的谢米斯台山，流经塔城地区托里县的白杨河洼地，经过克拉玛依的白杨河水库，最终汇入艾里克湖。白杨河引水工程主要包括白杨镇水库和输水管道两部分。白杨镇水库总库容为 4463×104m3，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），该水库属中型工程，工程等别为Ⅲ等，永久性主要建筑物级别为 3级，永久性次要建筑物级别为 4级，临时性水工建筑物级别为 5级。水库工程设计洪水标准重现期为 50年，洪峰流量 290m3/s，校核洪水标准重现期为 1000年，洪峰流量 531m3/s。

1.2 大坝概况

根据工程区地形地质条件，水库坝型为混凝土面板砂砾石坝，坝顶长 310m，坝顶高程 958.68m，坝顶宽 8m，最大坝高 66.47m，防浪墙顶高程959.88m。大坝上游坝坡1∶1.5，下游坝坡1∶1.45，坝体内设排水体，垫层料水平宽度 3.0m。工程区地震动峰值加速度为0.052g，地震动反应普特征周期为 0.35s，相应于地震基本烈度为Ⅵ度。根据坝面面积和坝料分区的不同，坝体填筑分四期填筑。一期：2011年 10月 1日开始填筑，于 2011年 10月底填筑至高程 904.4m，即完成大坝水平排水体及坝后滤水坝址区；二期：2011年 12月底坝体全断面填筑至高程915m；三期：2012年 2月底坝体填筑至高程 922.0m；四期：2012年 5月中旬坝体填筑至高程956.68m。

2 垂直沉降监测仪器布置

混凝土面板砂砾石坝面板依附于坝体，故面板的变形主要取决于坝体及坝基的变形。砂砾石体是承受水压力的支承体，垂直沉降最大值通常发生在坝的最大断面上，选择坝体最大断面 0+ 130断面为主观测断面，分别在高程 918、935m设置了二层水管式沉降计（SSC-2型）。其中 918m高程 4个测点，分别是轴上55mV1-1、轴上32mV1-2、轴线上V1-3、轴下24mV1-4；935m高程3个测点，分别是轴上27mV2-1、轴线上 V2-2、轴下 24m V2-3。共埋设 7套水管式沉降计，用于观测不同高程、不同部位坝体的沉降量，且在测点及观测房内安装 9支温度计，用于进行温度修正。

3 坝体垂直位移安全监测资料初步分析

3.1 垂直位移安全监测系统的建立

坝体垂直位移安全自动化监测系统由某水利水电科学研究院承建，坝体内部垂直变形监测系统于 2012年 4月 15日安装调试完毕。在2013年至2014年 5月的应用中，系统运行正常，监测数据连续、可靠，输出结果满足《土石坝安全监测资料整编规程》（SL1996-96）的要求。现根据系统整编软件输出的坝体内部沉降过程线，对大坝垂直沉降状态进行分析评价。

3.2 监测资料初步分析

在坝体填筑期即 2012年 3月 9日～2012年5月13日期间，由过程线反映沉降速率较大，在坝体填筑至坝顶后沉降相对平缓。到 2012年 5月13日大坝填筑至坝顶，918m高程水管式沉降仪4测点中，位于轴线上 V1-3沉降量最大，沉降77.25mm，轴上55mV1-1沉降5.25mm、轴上32mV1-2沉降50.25mm、轴下24mV1-4沉降63.25mm；V1-1～V1-4四测点沉降率分别为0.08、0.7、1.17、0.96mm/d。935m高程水管式沉降仪3测点中，位于坝轴线上 V2-2沉降量最大，沉降72.00mm，轴上 27mV2-1沉降 49mm、轴下24mV2-3沉降42mm；V2-1～V2-3三测点沉降率分别为0.74、1.09、0.64mm/d。

截至2013年4月13日，918m高程V1-1～V1-4四测点沉降分别为：32.00、79.00、114.00、93mm，沉降率分别为：0.08、0.09、0.11、0.89mm/d； 935m高程 V2-1～V2-3三测点沉降分别为 89.00、115.00、83.00mm，沉降率分别为：0.12、0.13、0.12mm/d。

2013年4月 18日上游围堰发生漏水后至 5月9日，918m高程轴上 55mV1-1和轴上32mV1-2沉降变形较大，其中V1-1沉降了18mm，累计沉降为50mm，V1-2沉降了20mm，累计沉降为99mm，轴线处V1-3和轴下24m V1-4变形均不大；935m高程处轴上27m V2-1和轴线上V2-2沉降变形较大，分别沉降了21mm和18mm，累计沉降分别为：110mm和133mm，轴下24mV2-3变形不大。

截至 2014年 5月 12日，918m高程轴上55m V1-1沉降为80mm，轴上32m V1-2沉降为135mm，轴线处V1-3沉降为 139mm，轴下24m V1-4沉降为107mm；935m高程轴线上27mV2-1沉降为130mm，轴线上V2-2沉降177mm，轴下24mV2-3沉降为109mm。沉降过程详见图 1、图 2。

图1 0+130断面 918m高程水管式沉降计 V1垂直位移过程线

图2 0+130断面 935m高程水管式觉降计V2垂直位移过程线

图3 2013年 8月 5日 0+130m断面各沉降计测点沉降量分布图（单位：mm）

数据及沉降过程线显示，沉降主要发生在填坝施工期，当填土达到 956m高程后，沉降量趋于平缓，受上游围堰漏水影响，918m高程轴上55m V1-1沉降了18mm，累计沉降为50mm，占总沉降量的 36%，V1-2沉降了 20mm，累计沉降为99mm，占总沉降量的22%，轴线处 V1-3和轴下 24mV1-4变形均不大；935m高程处轴上27mV2-1和轴线上V2-2沉降变形较大，V2-1沉降了21mm，累计沉降为 110mm，占总沉降量的19.1%，V2-2沉降了18mm，累计沉降为133mm，占总沉降量的13.5%，轴下24mV2-3变形不大。详见图 3。

截止到2014年5月 12日，918m高程沉降测点中，V1-1～V1-4沉降分别为：80、135、139、107mm，分别占坝高的0.12%、0.20%、0.21%和0.16%；935m高程沉降测点中，V2-1～V2-3沉降分别为：130、177、109mm，分别占坝高的0.20%、0.27%和0.16%。