黄前水库测压管观测数据整理分析

司学荣，梁艳芹，王圣涛

（泰安市岱岳区黄前水库管理局、泰安岱岳银河水务有限公司，山东 泰安 271036）

黄前水库测压管观测数据整理分析

司学荣，梁艳芹，王圣涛

（泰安市岱岳区黄前水库管理局、泰安岱岳银河水务有限公司，山东 泰安 271036）

通过整理分析黄前水库各项渗流观测资料，可及时掌握坝体和坝基实际渗流情况，判断渗流是否稳定，并可验证设计和推求当达到最高水位时可能发生的各项渗流预报值，验算坝的稳定，对于保证水库安全运用具有十分重要的意义。

水库测压管；浸润线；渗流分析；水库安全

黄前水库位于泰山东侧，兴建于1958年，1960年基本建成发挥效益。水库总库容8 248万m3，兴利库容5 913万m3，是一座以防洪为主，兼顾农业灌溉、水力发电、水产养殖等效益的综合性水库，水库的建成有力地促进当地农业高效发展，1992年12月水库开始向泰安城区供水，增加城市供水功能，水库重要性进一步提高。2003年黄前水库除险加固工程列入国债投资项目，于2006年完成。

1　黄前水库大坝测压管设计与布置

1.1测压管设计

黄前水库大坝全长1 530 m，设计7个观测断面，布置于0+110、0+350、0+550、0+750、0+950、1+100、1+300断面上，每个断面分别布置2～5根测压管。设计选用外径60 mm，壁厚6 mm的无缝钢管为测压管主体，其构造大体分为三部分：进水管段、导管和管口保护设施。进水管段应钻有足够多的进水孔，在外壁包扎过滤层；导管材质与进水管段相同，连接方式为外接头连接；导管顶部设管帽，同管口保护设备相连。

1.2测压管施工布置

观测系统布置原则是力求安装、管理、运行、维修方便和经济合理。观测站设在管理单位院内防汛调度中心。各断面上的传感器信号电缆沿坝顶、坝坡穿PVC管埋设接至总电缆处，集中输入集线箱，在观测站内集中观测。

1.3测压管试验

通过2007年1月测压管注水试验监测14根测压管，11根合格。因试验时水位高，对实验数据有一定干扰，再加上防水洞放水、砂壳砂率不均匀，人工测量误差导致3根测压管超标。

2　测压管数据整理

2.1绘制浸润线测压管水位过程线

以0+350断面为例分析。2007年8月30日高水位207.74 m，桩号0+350断面2007年6月至2008年8月测压管水位过程线如图1示。

2.2浸润线图的绘制

首先，计算各断面测压管理论计算浸润线与实测浸润线。将心墙按不透水地基上的均质坝下游无排水设备、无水考虑。实测浸润线以2007年最高库水位207.74 m为基础测算。

图1　2007年6月至2008年8月测压管水位过程线

式中：L1为L-m1h1，m；L为L2+b+m1H＇，m；L2为εmH+tm。H＇为心墙高，m；H为坝前水位，m；t为水面以上坝高，m；m为上游边坡系数；m1为下游边坡系数；ε为经验系数，取0.3。

然后，根据计算的结果画出理论浸润线，根据实测数据画出实测浸润线。对比分析知：1）实际浸润线均低于理论浸润线；2）2014-2015水文年上游来水量不足，汛期无有效来水，计算用最高水位202.05不能有效代表理论浸润线水平，可利用多年资料分析；3）大坝0+350断面运行安全。

表1　测压管理论计算与实测浸润线对照表（2007—2008水文年）

3　结语

3.1测压管测量方法

黄前水库位于鲁中山区，管理单位所处地势较高，夏季雷电多发，测压管原始数据的取得为人工电测法。

3.2测压管浸润线分析结果

通过绘制测压管浸润线曲线，可直观看出实测浸润线明显低于理论浸润线，表示大坝防渗能力高于理论计算防渗能力，大坝运行在安全状态。

3.3测压管浸润线同理论浸润线不能同步的原因

1）坝体土料并不像设计考虑的那样均匀。实际坝体的各项渗透系数并不相同，多半是水平向要大于垂直向渗透系数。2）对坝体的渗透性质往往估计得不完全正确，坝基土的不均匀性对坝身渗透情况有显著影响。3）设计计算时往往将边界条件作某种程度的简化，因此计算成果与实际有所出入。4）土坝的浸润线往往不是在稳定的水头作用下形成的，观测浸润线的测压管水位的变化滞后于上游库水位的变化。实际浸润线显然不能代表当时库水位下的浸润线。

3.4测压管应用的意义

通过整理分析各项渗流观测资料，可以及时掌握坝体和坝基实际渗流情况，判断渗流是否稳定，并可验证设计和推求当达到最高水位时可能发生的各项渗流预报值，验算坝的稳定性，对于保证水库安全运用具有十分重要的意义。

（责任编辑赵其芬）

TV697.2

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1009-6159（2016）-04-0008-02

2015-08-25

司学荣（1979—），男，工程师