大坝变形监测数据分析

戴　龙

(新疆下坂地水利枢纽工程建设管理局，新疆 喀什　844000)



大坝变形监测数据分析

戴龙

(新疆下坂地水利枢纽工程建设管理局，新疆 喀什844000)

本文以小湾大坝为例，详细论述了大坝变形监测及其数据处理方法，并对小湾大坝变形监测方案进行研究，统计了变形监测数据，验证了小湾大坝的设计参数。研究表明：拱坝变形监测成果可靠，能够较好地反映各种因素对大坝变形的影响。

大坝；变形监测；分析

利用大坝现有监测资料，研究大型水电站的大坝变形监测方法，分析其变形规律，对水库大坝安全管理具有重要意义。基于国内外研究现状，本文以新疆小湾大坝为对象，详细论述了大坝变形监测及其数据处理方法，并对小湾大坝变形监测方案进行研究，依次验证小湾大坝设计参数的可靠性。

1　工程概况

小湾水电站工程于2002年1月20日开工建设， 2011年12月16日导流洞下闸封堵，2012年6月29日拱坝1号导流底孔下闸封堵，7月21日水库蓄水至1125.00m高程，8月11日2号导流底孔下闸封堵，8月25日水库蓄水至1160.00m高程，2012年9月25日首台机组发电。截至2015年12月，小湾电站的主体工程已基本建设完工(见图1)。

截至2014年12月15日，已在大坝进行了双轴岩石应力计、正倒垂装置、静力水准、引张线、铟钢丝位移计、表面变形、强震、横缝动态、渗流及坝体内应力应变、裂缝等监测仪器埋设和安装工作，且大量监测仪器已接入自动化监测系统，监测数据的连续性、及时性、同步性和可靠性得到了较大提高。

图1　小湾大坝侧面

2　大坝变形监测方案

2.1平面位移监测基准网设计

小湾大坝平面位移基准网主要由12个基准点组成，其中C1～C2作为坝顶1245.00m高程监测的平面工作基点，C5～C6作为1190.00m高程监测平面工作基点(见图2)。

图2　平面位移监测基准网点布置

2.2垂直位移监测基准网设计

全网包含3个控制基准点(BM01～BM03)、2座双金属标(BG01～BG02)、6个新埋的水准点(BC01～BC06)、8个原施工测量高程控制网点(2- 01、J03、2-15、2-17、2-13、2- 02、2- 04、2-14)。

各水准点的作用是：LS01～LS08作为大坝垂直位移监测的工作基点；BG01～BG02作为检核LS01～LS08的工作基点；2- 04作为厂房监测的工作基点；BM01～BM03作为全网的基准点。

该项目采用LeicaDNA03电子水准仪观测，配合铟钢条码水准尺，标称精度每公里高差中误差±0.30mm/km。由于当3个基准点处于近似相同的环境时，它们的稳定性基本一致，符合拟稳平差的基准要求，因此，采用3个基准点的重心高程作为全网的高程基准，减小偶然误差对其他水准网点的影响。

3　坝体监测数据分析

3.1坝后马道水平位移

2008年12月16日下闸蓄水后，对坝后马道表面变形外观监测点进行周期性观测，截至2011年12月底，共观测94次，初值时间为2011年12月15日。本文选取2008年12月20日—2012年1月17的数据，绘制成图3和图4。

监测结果表明：在下闸首次蓄水第一阶段，截至2009年6月29日，上游水位达到1038.00m，在1100.00m高程各点切向方向(右岸方向)，大坝左岸端有向左岸约0.80～3.90mm的水平位移，大坝右岸端有向右岸约1～2.60mm的水平位移，即表现为大坝两端向中部微小切向位移。在径向方向(上、下游方向)，大坝基础部位有-0.50～2.10mm向下游方向的水平位移，1100.00m高程部位有向上游的2～9.30mm水平位移。

图3　坝后马道外观点切向位移分布

2010年9月16日和2011年8月11日，大坝上游水位都达到1210.00m，在切向方向，大坝左岸端有向左岸的水平位移：2010年9月16日约0～12mm，2011年8月11日约1～12mm；大坝右岸端有向右岸的水平位移：2010年9月16日约-1～-16mm，2011年8月11日约-4～-16mm，即表现为以大坝中部为界各向两端切向位移；在径向方向，2010年9月16日水平变形约有0～42mm，2011年8月11日约3～54mm，表现为向下游位移，且中部坝段向下游的位移量明显大于两端坝段，基本呈对称分布。

2011年8月进入蓄水第四阶段，随着库水位的上升，至11月14日，上游水位达到了1218.40m，在切向方向大坝左岸端有向左岸约1～15mm的水平位移，大坝右岸端有向右岸约-0.10～-14mm的水平位移，即表现为大坝分别向两岸切向位移。在径向方向，大坝1100.00m高程有4～60mm向下游方向的水平变形，大坝基础部位有14～53mm向下游方向的水平变形。

12月10日上游水位降到了1213.70m，在切向方向大坝左岸端有向左岸约1～14mm的水平位移，大坝右岸端有向右岸约-0.80～-13mm的水平位移，即表现为大坝分别向两岸切向位移。在径向方向,大坝1100.00m高程有3～57mm向下游方向的水平变形，大坝基础部位有11～51mm向下游方向的水平变形。其中处于坝体中间坝段的变形量较大，坝两端的变形量较小，基本呈对称趋势。

3.2工程检查廊道垂直位移

2008年12月16日下闸蓄水后，对1100.00m高程检查廊道内的水准点进行周期性观测，截至2011年12月16日共进行了78次观测。图5为1100.00m高程检查廊道垂直位移量分布(图中下沉位移量为正，反之为负)。

监测成果表明：在下闸首次蓄水第一阶段即至2009年6月29日，上游水位达到1038.00m，在坝体1100.00m高程的两端部分沉降量较小，约为0～3mm；在坝体中间部分沉降较大，相应坝段最大沉降量约为7.60mm。2011年6月12日上游水位达到了1180.00m，坝体1100.00m高程的各坝段开始上升，沉降量约为3～5mm，2011年8月11日上游水位达到了1210.00m，随着水位的继续上升，坝体1100.00m高程的两端部分沉降趋势不明显，趋于平缓。中间坝段部分较2014年6月3日测值有所上升，最大变化量为2.29mm，2011年11月14日上游水位达到了1218.40m，大坝中间各坝段呈上升趋势，最大累计上升为-2.81mm。目前坝体1100.00m高程检查廊道沉降规律为两端下沉，中间各坝段上升。最大的累积沉降量为4.54mm(10坝段)。

截至2011年12月10日，大坝上游水位都达到1213.70m，2011年12月16日对1190.00m高程坝后马道进行监测，在切向方向，大坝左岸端有向左岸的水平位移约5～17mm，大坝右岸端有向右岸的水平位移约-3～-16mm，表现为以大坝中部为界各向两端切向位移。在径向方向，水平变形约有2～63mm，表现为向下游位移，且中部坝段向下游的位移量明显大于两端坝段，基本呈对称分布。

4　结　语

通过对小湾大坝变形监测数据的分析研究，验证了小湾大坝的设计参数，表明小湾大坝的变形监测方案科学、合理，监测方法可靠。

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Analysis on dam deformation monitoring data

DAI Long

(XinjiangXiabandiWater-controlProjectConstructionAdministration,Kashgar844000,China)

In the paper, Xiaowan Dam is adopted as an example. Dam deformation monitoring and its data processing methods are discussed in detail. Xiaowan Dam deformation monitoring plan is studied. Deformation monitoring data is counted. The design parameters of Xiaowan Dam are verified. Study shows that arch dam deformation monitoring results are reliable, which can better reflect the influence of various factors on dam deformation.

dam; deformation monitoring; analysis

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.04.008

TV698.1

A

1673-8241(2016)04- 0030- 04