浅谈施工期间围堰变形监测及风险预估

杜文兵 谷安民 杜香霖

摘 要：围堰是工程的保障线，围堰的质量直接决定工程能否顺利进行，对围堰进行变形监测是当今水利工程的一个关键课题。充分了解围堰的变形趋势，及时准确地制定预防措施将成为评价水利工程的重要指标。本文以安徽省六安市裕安区独山镇西淠河翻板坝工程为例，介绍围堰变形监测及风险防治。

关键词：水利工程；围堰；变形监测；变形趋势；翻板坝工程

中图分类号：F407.9 文献标识码：A 文章编号：1672-4437（2018）01-0037-05

1 工程概况及监测目的

本工程位于六安市裕安区独山镇西淠河主干河道上，为改善枯水期景观效果，新建翻板坝一座，拦蓄河道径流，雍高水位4.5m，构筑开阔水域面积约37500㎡，改善区域环境。主要建设内容包括：七段翻板坝、两孔冲砂闸、空箱翼墙、扶臂式翼墙及启闭机房、水电站（民营投资）等。结合施工条件及水文环境，本工程分两期施工，一期施工冲砂闸、启闭机房、空箱及第七坝段、水电站，二期施工余下坝段及翼墙工程等。由于深基坑工程位于一期围堰内侧，围堰作为分隔西淠河水与作业面的堤防结构，其受力和影响具有很强的不可预知性和复杂性，围堰能否安全运行，直接影响一期工程能否顺利进行，对围堰进行全方位监测显得很有必要。

2 围堰概述

按汛期度汛标准，新建翻板坝坝址区20年一遇设计洪水位高程60.35m，为满足汛期度汛安全要求，一期围堰顶高程设计为61.0m，围堰设计为土石围堰，轴线长度为185m。围堰采用土工膜斜墙防渗围堰，最大堰高5m，堰顶宽5m，最大底宽25m，内外坡坡比为1：2，堰体迎水面采用土工膜防渗，土工膜上再采用粘土铺盖，外用砂砾石防护，汛期围堰在坡脚抛填块石防止水流冲刷。

3 控制网布设及监测点选取

本次变形监测所用控制网采用本工程所布设的施工控制网，其中控制点4个（DS1、DS2、DS3、DS4），为保证监测数据的准确性，需要定期对控制网进行校核。周期监测点选取迎水面斜坡5个、堰顶5个、背水面坡底5个（如图1、图2），监测点均为直径10cm混凝土桩，深入表层约50cm，保证监测点不会因偶然因素而受到破坏。监测周期为1周一次，若遇水位上涨、基坑开挖等对围堰稳定性有影响的因素时，适时加密观测周期。

4 监测数据记录及变形曲线绘制

本工程围堰于3月15日填筑完成，由于前期围堰结构松散，容易产生较大变形，为保证数据的客观性和可靠性，因此待围堰沉降稳定后再开始变形數据采集，即从4月1日开始采集数据，并以此作为监测的初始值，分析变形趋势。同时在监测过程中发现，从4月25日开始河水突然上涨至56.5m高程且居高不下，另外在5月5日—5月10日本工程开始对第七坝段的基坑进行开挖，这都可能对围堰的稳定性造成影响，因此在这两时段进行了加密观测（监测数据见表1）。

通过对监测数据的分析处理，计算出每期监测的变形量（见表2）：

并分别绘制出围堰迎水侧坡面（1-5号监测点）、堰顶（6-10号监测点）及背水侧坡底（11-15号检测点）的变形曲线图（如图4、5、6、7、8、9）。

结合表2和变形曲线图，对围堰变形作出以下结论并进行分析：

4.1 不管处于任何阶段，上游监测点变形量总是高于下游监测点，且呈现出递减趋势。这是由于上游面受河水冲刷，受压比下游大，因此出现此种变形趋势。

4.2 水位上涨会对迎水面造成较大变形，对堰顶影响较小，对背水面几乎没有影响。结合图4、6、8发现，在水位上涨前变形幅度呈递减趋势并逐渐趋于稳定，但从4月25日开始，图4出现大幅变形，图6、8继续保持以前趋势，这说明水位变化对迎水面影响较大，因此在围堰迎水面铺设土工膜、黏土、砂砾等可以加强迎水面的稳定性，减小水位上涨对围堰的影响。

4.3 基坑开挖对背水面有很大的影响，对堰顶影响较小，对迎水面基本没有影响。从图8、9发现，从5月5日基坑开挖开始后，背水面水平和垂直方向位移量较大，在开挖完成后，变形又基本趋于稳定。但在整个过程中，迎水面监测点基本无较大变形，堰顶变形幅度也较小，故基坑开挖对围堰背水面影像较大。

4.4 所有监测点变形总体趋于稳定。综合以上6种变形曲线，排除水位上涨，基坑开挖等客观因素，曲线幅度逐渐变小，曲线的走向逐渐趋于0，这也符合变形监测的基本规律。

5 风险预估及防治

从为期两个月的监测中发现，围堰总体变形幅度不大，对于水位的影响，可对迎水面进行进一步加固。如对上游冲刷面设双层土工膜并加大黏土厚度、坡脚填砌抛石用于防冲护坡，同时在水位有明显上涨期间加强堰顶、迎水面的监测，若出现变形超限或危及基坑安全时及时上报并处理。对于基坑开挖对围堰的影响，在开挖工程中，保证开口线至少距离围堰坡底十米，并在开挖过程中跟踪监测，若出现大幅变形，应立即停止开挖，对围堰坡脚加宽处理或减缓坡比，在保证安全的前提下再继续作业。

参考文献：

[1]周良景，鄢双红.水利水电工程围堰设计规范[S].中国水利水电出版社，2013.

[2]潘松庆，许捍卫.围堰工程施工中的水平位移和沉降观测[J].工程勘察，1999（4）.