澄碧河水库安全运行与大坝安全监测工作

陆 莺

（广西百色市澄碧河水库管理局，广西 百色 533000）

澄碧河水库安全运行与大坝安全监测工作

陆 莺

（广西百色市澄碧河水库管理局，广西 百色 533000）

分析了澄碧河水库大坝安全监测工作的具体内容和监测方法，论述了大坝安全监测资料的整编和分析工作及水库运行管理取得的成效。提出了强化水库大坝安全监测管理工作的建议。澄碧河水库1958年9月开工，1961年10月基本建成大坝和溢洪道等主体工程，是典型的边设计、边施工、边运行的“三边”工程，施工质量差，留下较多隐患。能够安全运行至今，是因为重视大坝安全监测工作，以连续、精准的监测以及对观测数据的分析为主要依据，为水库大坝安全运行提供管理保障。

大坝安全监测；监测项目；监测方法；资料整编；运行管理；澄碧河水库

1 工程概况

澄碧河水库坝址位于右江支流澄碧河的下游，距离百色市区7km，坝址以上集雨面积2 000km2，具有多年调节性能。坝顶长425m，最大坝高70m，大坝为混凝土与粘土结合防渗心墙的土坝，总库容11.21亿m3，有效库容6亿m3，是具有发电、防洪、供水等综合利用功能的大（Ⅰ）型水利枢纽工程，枢纽由大坝、溢洪道、引发电放空洞、引水洞和坝后电站等建筑物组成。水库保护百色市区及沿河下游200万以上人口、25万亩耕地及324国道、南昆高速公路、南昆铁路以及数条省道的安全通行。

2 澄碧河水库运行管理内容

为确保水库的安全运行，运行管理一直是遵守以防为主，防重于抢的原则进行，以大坝安全监测数据为依据，在确保大坝安全的情况下，选用最优调度运行方案，合理安排防害兴利关系，充分发挥工程的综合效益。根据《土石坝安全监测规范》SL60-94、《水库工程管理通则》（SLJ702-81）、《土石坝养护修理规程》（SL210-98）等规范，按澄碧河水库的实际情况编制《澄碧河水库工程运行管理规程》，制定有详尽的检查、观测、整编、分析的方法及相应的组织机构和抢险措施。

大坝建成以来设置有大坝巡视检查、沉陷观测、水平位移观测、测压管观测、渗流量及裂缝观测等项目。1997年经大坝安全管理中心评估，提出渗流监测设施落后，不能准确及时地反应大坝的性态建议采用埋设孔隙水压力计的方法监测大坝渗流安全。1998年增设了48个孔隙水压力计，建立了大坝安全监测系统，自动化监测项目包括坝体坝基渗流压力、绕坝渗流和漏水点监测。大坝巡视检查、表面变形、上下游水位和降雨量等按规程进行监测后人工录入系统。

2.1 大坝安全监测项目及方法

2.1.1 巡视检查

（1）制定巡视路线：坝体沿水面内坡175平台 坝顶 外坡172平台 160公路外坡草坪。

（2）巡查内容：坝顶、迎水坡、背水坡有无裂缝、剥落、滑动、隆起、塌坑等异常变形，背水坡草皮注意有无兽洞、蚁穴等隐患。巡视时还要注意对坝基、坝端、岸坡及发电压力钢管外露部分进行重点检查。

（3）巡查时间：每旬末、每年汛前汛后，以及白蚁活动显著期（3～5月份）要对整个坝体作全面或专门的巡视检查，发电管内每年要进入一次，对有无裂缝、气蚀等情况进行观测。如遇到严重影响安全运行的情况（如暴雨、大洪水、地震），要组织专人对可能出现险情的部位进行监视。

（4）每次检查后，都应立即将本次巡视检查和测量结果与以往的检查和测量成果进行比较分析，如有问题或变化差异较大的，要立即向上级反映。各种巡视检查和测量成果，均整理归档。

2.1.2 表面变形观测

坝体沉陷位移观测与水平位移观测同步进行，每年观测3～6次，分别于汛前、汛期及汛后进行，库水位最高或最低时应进行变形观测，若水库高水位运行时间较长时，则加密观测。沉陷观测采用水准法观测，精度参照国家三等水准测量（GB12 899—91）方法进行，闭合差不得大于±1.4Nmm（N为测站数），基本控制在3mm以内。水平位移观测采用J2经纬仪进行视准线观测。观测时为消除误差正、反镜各观测一次，正、反测数误差应小于4mm。

2.1.3 渗流观测

坝体测压管水位每旬未观测一次，管水位读数两次，两次测读误差应不大于2cm；测绳每月要用钢尺校核一次。测压管口高程每年至少要校核一次。坝体渗透压力和渗流量使用大坝安全监测系统与测压管同步进行观测坝体渗流情况。

2.2 大坝安全监测资料整编分析

大坝安全监测系统建立的观测资料数据库，能够以《土石坝安全监测资料整编规程》为依据，整编打印各种统计报表，绘制各种图形，并可建立监控统计模型，对工程安全性态进行在线监控，超限报警、分析计算、预测预报等。

（1）平时资料收集积累：水库设计、施工、验收资料的收集，观测设备布置、结构图表、说明等考证资料的收集，历年观测成果整编资料及分析报告等录入大坝安全监测系统数据库。

（2）观测成果整理：对原始数据进行统一数据的单位和有效位数核查，进行原始数据的精度检查，合理性筛查，基准值的审查等，审查结果无误后录入大坝安全监测系统数据库。

（3）监测成果分析：使用大坝安全监测系统，绘制各种变量的过程线、各效应量与原因量的相互图，统计各观测物理量历年的最大和最小值（含出现时间）、变幅、周期、年平均值及年变化率等，建立心墙土坝计算模型。结合水情调度系统比较分析考察效应量随时间的变化规律和趋势在数量变化方面是否具有一致性、合理性，与工程的某些技术警戒值相比较是否异常，以及它们的重现性和稳定性等，由此可判断大坝的变形正常与否，是否安全运行（见图1～3）。

图1 澄碧河水库土坝竖向位移过程图

图2 0+192断面压力披降线

图3 正常水位流网图 单位/％

3 澄碧河水库运行管理取得成效

澄碧河水库建立有完善的管理体制，注重大坝安全监测工作，通过监测数据采集和资料分析，及时了解建筑物及基础的工作状态，发现异常情况及时处理，为水库的运行管理和防洪决策提供科学依据。

1972年第一次除险加固就是巡视发现蓄水后坝下游坡严重渗水，浸润面积达4 315m2，个别渗水点呈集中射流状，大坝变形异常，采取了设置反滤导渗沟，做粘土防渗斜墙，加筑混凝土防渗心墙等除险加固措施，消除隐患。

1992年第二次加固也是在巡视检查中发现发电管、灌溉管处的坝外坡以及混凝土心墙54号槽孔的坝外坡有一定的渗水，当库水位超过180m高程时，右坝肩下游侧178m高程处的山体有绕坝渗漏，且观测的渗流量逐渐加大的趋势。分析是第一次加固时由于当时的技术原因在输水管道附近未灌注混凝土防渗墙，施工时54号槽孔发生导管拔离混凝土面的事故而留下渗漏缺口。经采取高喷灌浆处理渗漏缺口及防浪墙加固、两坝肩帷幕灌浆后，观测上下游测压管水位差显著增大，而且当库水位变化幅度较大时，下游侧压管水位基本不受影响，险情消除。

检查观测发现大坝坝顶路面出现不均匀沉陷、内侧沉陷明显大于外侧，经数据对比后于2008年组织开挖探槽至混凝土防渗心墙顶以下，发现上游侧坝体与混凝土防渗心墙接触面存在一条2cm的贯穿性裂缝并形成23cm的错位。分析是由于上游坝体中水位变化幅度和频率都比下游侧大得多，导致沉降速度不一致，此发现也为第三次加固提供了数据支持。

2008年《澄碧河水库大坝安全评价》中对大坝安全性进行分项评价得出结论为澄碧河水库大坝运行管理综合评价为较好，工程质量综合评价为不合格，定性为三类坝。2013年开始进行加固设计，将安全监测自动化系统改造列入本次加固，表面变形监测、内部变形监测、应力监测、水位监测均纳入自动化监测系统，以提高监测资料的及时性、准确性和现代化管理水平。除险加固工程于2015年开始实施。

4 加强水库大坝安全监测工作的思考与建议

百色属于老、少、边、山、穷地区，澄碧河水库是在“大跃进”这个特殊的历史背景下兴建的，是典型的边设计、边施工、边运行的“三边”工程，施工质量差，留下较多隐患。因为重视大坝安全监测工作，以连续、精准的监测和对观测数据的分析为主要依据，发现险情都能及时采取措施排除隐患，安全运行至今，而其他地区特别是经济相对发达的地区，也完全可以做到。

（1）提高认识，加强监测管理队伍建设，规范监测制度。很多水库工程都是地处偏远山区，因为生活工作条件艰苦，所以引进技术人才困难，培养起来的技术业务骨干留不住，再加上为安置人员随意安排等历史原因，使得许多不具备大坝安全监测专业知识的人员从事或负责大坝安全监测工作。因此，组织开展大坝安全监测从业人员业务培训，进行集中培训，着力提升队伍素质，推行安全监测人员持证上岗制度，是当前工作的重中之重。

大坝安全监测关系着工程安危，是一项技术性工作，为提高各级部门及领导对安全监测工作重要性的认识，可以将观测工作作为年度管理考核的一项重要指标，制定《水利工程目标管理考评办法》，统一考评标准。还可考虑由市一级的水管部门组建巡回观测队，统一组织人员、仪器对不具备监测管理能力的中型水库定时进行观测。

（2）运用监测成果，做好大坝安全运行分析，及时对病险水库进行除险加固。大坝监测的目的是拥有一整套完整的大坝监测资料，从而为分析水库大坝运行状态是否正常提供科学依据。要掌握大坝的运行状态，必须抓好监测资料的整理和分析，做到随观测、随整理、随分析，月初或季初上报观测月报，年终进行资料整编分析，并组织刊印。定期进行大坝安全鉴定，通过大坝工程质量评价、大坝渗流稳定分析、坝坡稳定计算、洪水标准复核等方面进行评价论证，有针对性地对三类坝及时进行除险加固处理。

（3）因地制宜，加强水库大坝安全监测设施的系统建设。水库工程肩负着兴利和防洪的双重职能，一些重要骨干工程的挡水建筑物的工作状态需要被及时地观测、监控，如果没有相应的监测设施，就难以进行科学调度，因此，对已建水库，要结合水库规模、功能等对目前监测设施进行技术更新、改造，逐步建成大坝安全监测系统。新建或者加固的水库，大坝安全监测系统要做到与主体工程同步设计、同步建设、同步运行。并进一步实现与气象、水文、环境保护及水库调度系统的有机结合，把水利工程运营效益的最大化作为最终目标，把水库大坝的安全作为实现此目标的基础。

（责任编辑：刘征湛）

Safe operation and main dam safety monitoring of Chengbihe Reservoir

LU Ying
（Chengbihe Reservoir Administration Bureau，Baise 533000，China）

The author analyzed the contents and methods of main dam safety monitoring of Chengbihe Reservoir；presented the organization and analysis of monitoring data as well as the achievements of operation management；gave suggestions for strengthening main dam safety monitoring.Construction of Chengbihe Reservoir started in Sep⁃tember of 1958.Major works including main dam and spillway were completed basically in October of 1961.As a typical project that was constructed concurrent with design and operation，construction quality is poor with much hidden danger.However，Chengbihe Reservoir has operated safely up to now due to taking seriously the main dam safety monitoring.Continuous and precise monitoring as well as analysis of observation data is the basis and guar⁃an-tee of main dam safe operation.

Main dam safety monitoring；monitoring items；monitoring method；data organization；operation man⁃agement；Chengbihe Reservoir

TV698.1

B

1003-1510（2016）05-0083-03

2016-06-13

陆 莺（1976-），女（壮族），广西南宁人，广西百色市澄碧河水库管理局工程师，学士，主要从事工程管理工作。