调节水库大坝安全评价变形监测分析

董训山

(新疆兵团勘测设计院(集团)有限责任公司，新疆 石河子 832000)

1 基本概况

调节水库位于新疆克拉玛依市，是一座以工业及生活供水为主的引水注入式水库，水库设计总库容1 950.5×104m3，死库容241.6×104m3，工程等别为中型Ⅲ等，坝型为黏土心墙砂壳坝。该水库于1979年开工建设，在2003年进行了第一次大坝安全鉴定，2003年鉴定为三类坝。2008年对调节水库进行除险加固，2008年10月完工。本次大坝安全评价利用2015与2016年变形监测资料进行分析。

2 变形监测设备的布置

坝体表面变形监测包括水平位移监测和垂直位移监测。建立以GNSS定位结合几何水准方法观测的监测系统方案，并在库区大坝外围布设变形监测基准点(共7个位移监测基准点)，在坝体上建造12个变形监测点组成变形监测控制网，包括水平位移垂直位移监测基准网、水平位移监测网和垂直位移监测网[1]。监测设备布置见图1。

图1 变形监测基准点分布图

3 水平位移监测

大坝水平位移监测共计12个监测点(编号依次为P1-1～P6-2)，其中坝顶上游分布6个监测点(编号依次为P1-1，P2-1，P3-1，P4-1，P5-1，P6-1)，坝顶下游分布6个监测点(编号依次为P1-2，P2-2，P3-2，P4-2，P5-2，P6-2)。

3.1 坝顶上游

从表1可知，本期2016坝顶上游各点(P1-1～P6-1)纵向位移变化在3～5 mm，最大值为-4.8 mm(P3-1)，最小值-2.8(P4-1)，变化不显著；本期坝顶上游各点(P1-1～P6-1)横向位移变化主要朝下游，最大值为12.3 mm(P3-1)，最小值为-0.4 mm(P5-1)，横位移方面P1-1～P4-1变化较大。由于首期分析，累计位移即为本期位移。

表1 坝顶上游监测点水平位移统计表

累计量是从第一期累计，即从2015年开始至今，由于只进行了两期，本期变化与累计变化线重合。横向累计位移量变化见图2、图3。

图2 大坝上游横向累计位移过程线图

图3 大坝上游纵向累计位移过程线图

由于只进行了两期成果对比，本期位移即为累计位移。

3.2 坝顶下游

见表2。

表2 坝顶下游监测点水平位移统计表

从表2可知，本期坝顶下游各点中纵向位移变化较小，本期观测值中除P3-2(5.1 mm)，P6-2(-4.2 mm)，其他各点绝对值均小于2 mm，纵位移变化不显著；横向位移中，最大值为12.4 mm(P3-2)，P1-2(9.2 mm)，P2-2(9 mm)变化较大，其余点变化较小。由于首期分析，累计位移即为本期位移。见图4、图5。

由于只进行了两期的观测，本期位移即为累计位移。

本期横位移向下游方向的量比较显著，与库水位的高低有很大关系。初始值是在水库没有蓄水的时候测定(2015年8-9月期间)，适逢6229#进行了隐患治理，库水位降至272 m左右；2016年8月又进行了第二测量，水库库水位在278.9 m左右，上涨了6.9 m左右。

图4 大坝下游监测点横向累计位移过程线图

图5 大坝下游监测点纵向累计位移过程线图

4 垂直位移监测

4.1 坝顶上游

从表3可知，本期上游各点中垂直位移均为正，即下降，本期观测值中最大值为6.4 mm(P3-1)，最小值1.6 mm(P5-1)，中部的沉降量较大一些。本期的量即为累积量。见图6。

表3 坝顶上游监测点垂直位移统计表

图6 坝顶上游监测点垂直累计位移过程线图

4.2 坝顶下游

见表4。

从表4可知，本期下游垂直位移沉降最大的点为11.8 mm(P4-2)，最小的点为0.8 mm(P5-2)，坝段中部的沉降量较大一些。本期的量即为累积量。见图7。

表4 坝顶下游监测点垂直位移统计表

图7 坝顶下游监测点垂直位移累计过程线图

5 变形监测

坝顶上游纵向位移最大值为-4.8 mm(P3-1)，最小值-2.8(P4-1)，变化方向向右岸，变化不是很显著；坝顶上游各点(P1-1～P6-1)横向位移变化主要朝下游，最大值为12.3 mm(P3-1)，最小值为-0.4 mm(P5-1)，横位移方面P1-1～P4-1变化较大。

坝顶下游纵向位移最大值为5.1 mm(P3-2)，其他各点绝对值均小于2 mm，纵位移变化不显著；横向位移中最大值为12.4 mm(P3-2)，其余点变化较小。对应于上游的点变化趋势基本一致。

坝顶下游横向位移向下游方向的量比较显著，与高低库水位的运行和坝高有很大关系。初始值是在库水位较低时候测定(2015年8-9月期间)，库水位降至272 m左右；相对值是在库水位278.9 m时测定(2016年8月)，水位上涨了6.9 m左右。根据填坝高度越高其变化值越大，有待进一步观测数据的验证。

上下游各监测点中垂直位移均为正，即下降，本期观测值中最大值为11.8 mm(P4-2)，最小值0.8 mm(P5-2)，P1-1～P4-1区域的监测点(坝高较高的区域)的沉降量较大一些。

根据对现有监测资料的分析，各数据变化规律正常，测值在经验值及规范、设计规定的允许值以内，大坝变形性态正常。