QFQH水利枢纽工程变形监测与运行维护分析

朱 亮

（新疆伊犁河流域开发建设管理局，新疆 伊犁 830000）

QFQH枢纽工程，由黏土心墙堆石坝、中孔泄洪洞、深孔排沙放空洞、表孔溢洪洞、发电引水洞及联合进水口、电站厂房等主要部分组成。该工程以灌溉为主，兼有发电、防洪等综合效益，为（1）型1等工程。多年来，针对该工程的变形情况，现场进行了多次的测量，获得了多年来各监测点的平面位移及垂直位移等移动变形数据，为该工程各部位的稳定性判断及危害发现提供了基础数据支撑。

1 基准点稳定性分析

1.1 平面基准点

本工程采用2016年成果对基准网采用多种组合平差方式进行二维约束平差，并将2018年平差成果与2016年成果进行比对分析，限差按SL551—2012《土石坝安全监测技术规范》2倍最弱点位中误差限差来控制［7］，结果如表1。

表1 平面基准点稳定性

续表1

从表1可看出，综合比较后基准点QB1，QB5，QB6，QB7的点位变化值均小于限差，同时相对于其他监测点而言点位较稳定，因此利用QB1，QB5，QB6，QB7做为二维网平差起算点最为可靠。本文参考了2016年起算点分布，最终确定采用QB1，QB5，QB7作为二维平差起算点。

1.2 高程基准点分析

水准测量前对水准基点QS1，QS2进行了检测，检测精度统计如表2。

表2 高程基准点高差检测

由表2可见，检测段较差值满足规范要求，证明两个水准点的相对位置关系没有发生变化，点位稳定可靠，故高程控制网以QS1点作为起算点。

2 变形监测点位移分析

2.1 平面位移

平面位移监测点的精度以最弱点位中误差为精度指标，本次平面位移监测最弱点为CK4，点位中误差为±1.3mm，限差为±2.0mm。

将2018与2016年的测量成果进行做差处理并分析比较。其中，现场平面位移监测点共计12个，分别是：联合进水口监测点（JK1，JK2，JK3，JK4，JK5，JK6），隧洞出口监测点（CK1，CK2，CK3，CK4），厂房高边坡监测点（CF1，CF2），如图1。

通过图1发现，联合进水口位置处的监测点除JK1，JK4，JK5外其他点位差值均较小，可认为这些点基本稳定。

图1 各监测点平面位移量

JK1号点存在横向上的位移量-5.6mm，纵向方向不明显。

JK5点存在横向上的位移量微妙-4.8mm，纵向方向不明显。

JK4号点存在横向上的位移量-4.2mm，纵向上的位移量6.5mm。上述点位除JK4号点外，视场较为开阔，JK4号点位于高耸闸房边1m的位置，对GPS接收机接收信号有较大影响，无法获得优质的观测数据，所以本期JK4监测点变化量稍大，不利于变形监测分析。

在隧洞出口处的监测点除CK4外其他点点位差值均较小，可以认为这些点位稳定。CK4号点存在横向上4.0mm的位移量，纵向上1.1mm的位移量。上述点位除CK4外，均位于山坡西北侧，接收机采集数据信号一般，CK4号点位于高耸闸房边1m的位置，对GPS接收机接收信号有较大影响，无法获得优质的观测数据，本次CK4监测点变化量稍大，不利于变形监测分析。

而在厂房高边坡位置处的监测点CF1，CF2位移量很小，可认为这些点位稳定。

2.2 垂直位移

将本次测量成果与往期测量结果做比较，获得长期监测以来的变形变化情况，如图2。

图2 联合进水口监测点随时间的垂直位移量变化

通过图2看出，JK1～JK5号监测点由2005年初始观测以来，一直呈下沉趋势，但是前期在2005～2007年间的下沉速率较快，而后在2015～2018年基本进入稳定期，无明显沉降；JK6位置处附近则有石块等长期堆放，分析认为，现场材料的挤压导致该监测点位置上移，但后期一直保持稳定状态。

图3 隧洞出口及厂房高边坡监测点随时间的垂直位移量变化

通过图3可看出，CK1，CK2，CK3，CK4号监测由2005年初始值一直呈下沉趋势，其中，前期于2005～2007年间，该位置监测点下沉较快，最大下沉了近3mm，2007～2013年间则趋于稳定，期间变形不大于1mm，2013～2015年间下沉程度加大，下沉变化量达4mm，随后于2015至今趋于稳定状态，基本无变化，认为基本稳定。相比较而言，厂房附近的两个监测点则没有隧洞出口附近监测点的变形下沉量大，整个监测期间从数据可看出，该位置附近基本无下沉情况，表明该工程部位的结构体稳定性好。

为分析大坝顶部整体下沉变化情况，对监测获得的坝顶数据进行呈图，其变化曲线如图4，

图4 水库大坝坝顶监测点随时间的垂直位移量变化

通过图4可看出，BI1～BI5则由2013年开始逐渐下沉，在2016年出现了轻微上升，而后又在2018年最大下沉了7.2mm。2014年作业时间为10月，2015年作业时间为6月，2016年作业时间为11月，2018年作业时间为10月，由作业时间可看出，所有作业时间均在10～11月，仅2015年作业时间为6月，逐年沉降量与观测时间存在一定关联，也与库容量的大小存在着关系。为了保证此次坝顶垂直位移监测数据的可靠性，对坝顶高程出现异常变化的测段高差于10月初和11月底分别进行了两次独立观测，结果显示两次观测高差较差不大，最大值0.6mm，可以认为本次观测质量是可靠的。因此认为坝顶垂直位移监测点BI1～BI5有下沉，最大沉降量7.2mm，最小沉降量4.8mm，综合分析坝顶各监测点下沉数据，建议现场加强对坝顶垂直位移的监测及提前做好相应的维护措施。

3 结语

（1）通过对厂房、进水口及隧洞变形监测点成果分析，各点之间的相对关系基本稳定，水平、垂直均无明显位移。JK4，CK4两点距闸房太近，受观测环境影响，无法获得优质的观测数据，影响本期变形分析的准确性。

（2）水库大坝坝顶变形监测点中，垂直位移坝顶监测点（BI1～BI5）有下沉，根据QFQH水利枢纽大坝的位置可以看出，库区库容的作用力集中在坝体中央，所以可能会导致BI1～BI5号监测点存在下沉或上升现象。

（3）按规范要求定期对QFQH水利枢纽工程进行巡检及内、外观变形监测；也可在外部变形监测时将坝顶监测点纳入到水平位移监测网中，以分析坝体水平和垂直两方面的综合变形情况，同时结合渗流、地质、水文数据进行综合分析，防患未然。