姬登华
贵州福禹质量检测有限公司
摘 要：近年来我国水库的建设越来越多，这些水库具有良好的经济和社会功能，同时在社会发展中发挥了重要的作用，但是水库运行的安全与否对下游人民的生命财产造成重大威胁，因此国家对水库的安全运行管理更加重视。在采取工程措施做好水库大坝施工的同时，大坝安全监测项目已成为水库建设工程中不可或缺的子项目，水库管理单位对大坝安全管理工作提出更新、更高的要求。
关键词：中型水库；安全监测；资料分析
引言
加强水库安全管理，是保障人民生命财产和社会主义建设的安全，对国家的经济建设及社会发展与稳定起着举足轻重的作用。因此，加强水库工程的安全监测显得尤为重要，通过安全监测，一方面可随时掌握水库工程的工作状态，以便在安全运行的前提下充分发挥其综合效益；另一方面可及早发现异常和险情，及时提出改善工程运行管理、养护维修的意见和措施；本文结合贵州省德江县观音滩水库工程初蓄期的安全监测实践，简述了有关水库工程的安全监测，与同行共勉。
1、工程概况
观音滩水库位于乌江左岸一级支流马蹄河上，坝址位于德江县龙泉乡良家坝村周家河河段上，距德江县城约10km，坝址左岸距龙泉乡政府驻地约0.5km。
观音滩水库总库容3651万m3，坝址以上流域面积81.8km2，多年平均流量1.94 m3/s，多年平均年径流量6114万m3，设计正常蓄水位511.0m，相应库容2917万m3，死水位482.0m，相应库容211万m3，调节库容2706万m3，向德江县城年供水总量3630万m3，主要枢纽建筑物有大坝、溢洪道、放空冲沙隧洞、取水钢管、泵站及出水管线、高位水池等。泵站设计扬程34.5m，引用流量1.50 m3/s。
大坝为钢筋混凝土面板堆石坝，坝顶高程516m，河床段趾板建基面高程459m，最大坝高57m，坝顶宽8m，坝顶长207.852m，上、下游坝坡均为1:1.4；下游坝坡在497m高程设一级马道，宽3m;在479m高程设一级马道，宽5m，作为左岸至泵站的永久交通公路，大坝最大坝底宽155m。
溢洪道布置于大坝右岸100m处的天然冲沟位置，为岸边开敞式溢洪道。由于受地形限制，原始地面高程519m，水库正常蓄水位511m，其间有8m高差，拟开挖至正常水位以下，满足溢洪要求。
2、安全监测成果分析
2.1巡视检查
观音滩水库初蓄期根据要求对工程各枢纽建筑物进行了巡视检查，同时对环境量进行观测记录，气温在6℃～36℃之间，库水位在475.6m～511.8m之间变化，变幅为36.2m，根据本工程各枢纽建筑物布置情况，初蓄期巡视检查结果分述如下：
（1）大坝：对坝顶、上游面板可视部分、下游坝坡、两坝肩岸坡及其接触带、防浪墙、坝脚截流墙等部位进行了渗水、裂缝、坍塌、隆起等项目的巡视检查，坝顶右坝端前期表面缝隙近期无明显变化，下游左岸边坡渗水仍然存在，目测水质清澈，渗水量未见异常增大现象。
（2）溢洪道及左右岸边坡：对溢洪道交通桥、闸门、启闭机室、泄槽及边坡等部位进行了渗水、裂缝、坍塌、隆起等项目的巡视检查，未见异常。
2.2大坝水平位移监测
2018年3月26日水库下闸蓄水后至2020年6月10日，在库水位上升约36.5m的运行工况下，大坝上下游方向位移量主要受库水位上升影响表现为向下游位移趋势，目前尚有较小的向下游变形的时效位移，变形速率呈逐渐减小趋势，位移量已趋于稳定，目前主要受库水位变化影响。初蓄期实测上下游方向最大累计位移量为9.5mm，左右岸方向最大累计位移量为12.3mm，表现为向左岸位移。累计位移量及变化量均较小。从水库蓄水前后测值来看，变化量在毫米量级，表明大坝水平位移整体基本正常。
2.3坝体垂直位移监测
（1）2018年3月26日水库下闸蓄水后至2020年6月10日，在库水位上升约36.5m的运行工况下，受水库蓄水影响，大坝上游面板顶部基本表现为下沉趋势，实测最大累计沉降量为22.2mm，最大变幅为18.8mm，均为中部测点。
（2）大坝各测点垂直位移过程都反映了大坝沉降随时间增大的总趋势，并且受库水位影响较为明显，水库蓄水初期随库水位上升沉降变化速率相对较大，后期库水位达到正常蓄水位稳定后沉降量仍然在连续增大，时间段主要发生于2019年4月至2020年1月之间，分析原因主要与垂直位移变化滞后有关，直至2020年3月后沉降变化速率基本平缓。
（3）垂直位移在空间分布上沿坝轴线呈中间大，两端小分部，坝体沉降受库水位影响，尤其对坝体中部影响较为明显，因该部位坝体较高，失效变形较两侧部位大。沉降量上游面板顶部较为明显，实测河床段测点蓄水后较蓄水前沉降量均在10mm以上，最大沉降量为18.8mm，左右岸测点蓄水前后沉降量均小于5.0mm。从2020年3月后观测成果显示，坝体总沉降变化速率基本平缓，呈明显收敛现象。
2.4面板竖直缝及周边缝监测
水库于2018年3月26日下闸蓄水，截止2020年6月10日库水位在511.7m时，位于压性缝的测点较蓄水前呈闭合趋势，最大闭合位移量为-0.26mm，张性缝测点较蓄水前均呈张开趋势，实测最大开度为1.14mm，开度较小，近期未见增大趋势，大坝蓄水至今面板缝隙未见异常。
蓄水前2018年3月24日（库水位为475.6m）三向测缝计实测最大开度为0.47mm，最大剪切为-1.30mm、最大沉降为1.26mm。2020年6月10日库水位511.7m时实测最大开度为4.29mm，最大剪切为-1.68mm、最大沉降量为8.32mm，蓄水至今开合、剪切、沉降最大变化量分别为4.07mm、-1.13mm、8.62mm。大部分测点前期受水库蓄水影响导致开合、剪切及沉降呈现连续增大现象，时间段主要发生于2019年3月至2019年7月之间，直至2019年7月11日后测值变化基本平缓。从近时段观测成果及过程线分析，各测点变化量相对较小，过程线未出现突变现象，坝基渗压亦未见异常，表明测点部位周边缝工作性态已基本稳定。
2.5面板脱空监测
水库蓄水前2018年3月24日（库水位为475.6m）脱空计实测面板与垫层料之间最大脱空位移量为0.01mm，最大剪切位移量为-0.51mm。2020年6月10日库水位在511.7m时实测面板与垫层料基本处于闭合状态，实测最大闭合位移量为-0.29mm，最大剪切位移量为-0.78mm，蓄水以来脱空、剪切最大变幅分别为0.17mm、1.18mm，位移量及变幅均较小。观测成果表明大坝蓄水后面板与垫层料之间未见明显的脱空变形。
2.6面变钢筋应力监测
水库蓄水前2018年3月24日（库水位为475.6m）实测面板钢筋应力基本呈受压状态，实测横向钢筋最大压应力为-28.74MPa，纵向钢筋最大压应力为-22.02MPa。2020年6月10日库水位在511.7m时实测横向钢筋最大压应力为-35.02MPa，纵向钢筋最大压应力为-18.11Mpa。蓄水至今横向、纵向钢筋应力最大变化量分别为-12.00Mpa、5.25MPa。近阶段大坝在库水位基本稳定的运行工况下，面板钢筋应力过程线相对平稳，应力变化较小，钢筋应力基本在合理的范围内变化，面板钢筋应力基本正常。
2.7渗流渗压监测
大坝截至2020年6月10日库水位在511.7m时，实测坝基帷幕线后水头在465.04m～465.57m之间，位于下游的测点对应水位基本保持在465.15m高程，低于下游量水堰口高程465.45m，这与下游量水堰无渗水情况基本吻合，帷幕后各测点实测水头在水库蓄水后变化量相对较小，最大变化量为0.54m。综合分析认为挡水建筑物及防渗帷幕运行性态基本正常。
3、监测结论及建议
3.1结论
（1）观音滩水库初蓄期观测工作均严格遵照《土石坝安全监测技术规范》（SL551～2012）要求进行，各观测项目测次均满足规范要求，观测仪器有效测点测值稳定，工作正常，观测精度满足规范要求，观测成果可作为大坝枢纽建筑物运行性态分析评价的依据。
（2）通过对贵州省德江县观音滩水库初蓄期观测资料的整理计算及分析，观音滩水库2018年3月26日下闸蓄水至2020年6月10日，在库水位上升约36.5m的运行工况下，大坝水平位移及垂直位移、面板竖直缝、面板周边缝及面板脱空等各项观测成果均无明显异常变化。坝基及周边缝渗透压力、面板钢筋应力等变化基本在正常范围内，巡视检查未见异常，表明观音滩水库蓄水以来大坝枢纽建筑物的运行工况总体基本正常。
3.2建议
（1）大坝运行至今坝后量水堰均未见渗流现象，建议对量水堰截流墙进行渗漏检查，如发现渗漏现象，及时采取处理措施，充分发挥监测系统应有的监测作用，以便更加全面分析评价大坝整体运行工况。
（2）大坝下游左岸边坡存在渗水现象，因无绕坝渗流观测设施，无法观测渗水与库水相关性。建议增加绕坝渗流监测，加强边坡渗流观测，进一步分析评价防渗帷幕工作性态。
（3）大坝进入运行期后，建议管理单位制定详细的运行期监测工作计划及要求，并按照相关规程规范要求开展大坝安全监测工作，及时分析反馈监测资料，为今后大坝安全运行及大坝安全评价提供可靠依据。
4、结束语
总之，安全监测贯穿于水库工程的各阶段，多数水库工程失事，就是未建立安全监测系统，不了解工程运行状态和出现的异常征兆，任其自由发展，导致溃坝，给工程和下游人民群众的生命财产带来严重的损失。如果建立一套完善的安全监测系统，认真做好各项监测，及时对监测资料整编分析，就会随时摸清工程运行的命脉，及早发现和消除工程隐患，采取措施把损失降低到最低程度。
参考文献
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