白浪河水库大坝变形观测分析研究

王其超　王俊鹏　章思亮

摘 要

通过对大坝埋置的观测点变形观测数据分析，得出大坝在垂直位移和水平位移变形上的规律及大小，一方面能有效地监控大坝安全，在发生不正常情况时，可及时分析原因，采取措施，避免因沉降、位移原因造成损失，为大坝管理和监控提供数据支持，保证大坝的安全;另一方面把大坝的变形数据及时反馈于建设单位和设计单位，可以验证设计理论，所采用的各项参数与施工措施是否合理，为后续其他类似工程的开发积累参考资料，优化工程设计。

关键词

大坝变形观测;垂直位移;水平位移

中图分类号： TV698.1                       文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.11.064

1 水库大坝概况

白浪河水库位于潍坊市区以南9km，白浪河中游，总库容1.4456亿m3，大（2）型水库。白浪河水库大坝由主坝和东、西副坝组成，其中主坝长550m，为类均质多种土质坝;东副坝长2380m、西副坝长3750m，为均质土坝。

为进行大坝表面变形观测，水库在除险加固时共布设大坝位移观测点61个，水平位移和竖向位移共用一个测点，同一断面观测点编号原则由坝前到坝后依次编号。具体分布为：东副坝D0+200、D0+650、D1+000、D1+400断面，每断面坝后2个、坝前2个。主坝Z0+000、Z0+200、Z0+400断面，每断面坝后3个、坝前2个。西副坝X0+600断面，坝后3个、坝前2个;西副坝X0+800、X1+200、X1+600、X2+000、X2+400断面，每断面坝后2个、坝前2个;西副坝X2+900断面，坝后1个、坝前1个;溢洪道闸Z1、Z2、Z3、Z4共4个，分别位于大闸桥墩上;溢洪道交通桥2个，分别位于东、西桥头;国土局在X1+600和X2+000断面中间西上坝路口坝肩处一个。

2 变形数据采集要求

2.1 精度控制

2015年11月共观测沉陷点61处。起点由BM（高程55.883m，位于水库管理局办公楼前绿化带内）点至坝顶国土局点，往测距离为610m、返测距离720m，往返闭合差为0.6mm。

由国土局点沿大坝坝顶向西X2+000（2#）、X2+400（2#）、X2+900（1#）至X2+900（2#）处共测量24站，里程为1.06km，返测39站里程为1.1km，每段往、返闭合差均小于0.5mm，每段往、返测前后视距差累计1m。

由国土局点向东沿大坝坝顶X1+600（2#）、溢洪道QX、溢洪道Z1、溢洪道Z2、溢洪道Z3、溢洪道Z4、溢洪道QD、X1+200（2#）、X0+800（2#）、X0+600 （2#）、Z0+400（2#）、Z0+200（2#）、Z0+000（2#）、D0+200（2#）、D0+650（2#）、D0+650 （2#）、D1+000（1#）、D1+000（2#）、D1+400（2#）至D1+400（2#）处，往测78站，里程为3.6km，返测82站里程为3.6km，每段往、返闭合差均小于0.5mm，每段往、返测前后视距差累计均不大于1.5m;闭合引点观测完成了BM点至各断面坝肩沉陷点的观测及计算。

2.2 断面观测

以东区、西区闭合观测时对坝肩的沉陷点为临时基准高程，分别对X2+400断面1～4#点往、返观测闭合差均小于0.26mm;X2+000断面1～4#点往、返观测闭合差均小于0.41mm;X1+600断面1～4#点往、返观测闭合差均小于0.41mm;X1+200断面1～4#点往、返观测闭合差均小于0.22mm;X0+800断面1～4#点往、返观测闭合差均小于0.21mm;X0+600断面1～5#点往、返观测闭合差均小于0.25mm;Z0+400断面1～5#点往、返观测闭合差均小于0.22mm;Z0+200断面1～5#点往、返观测闭合差均小于0.23mm;Z0+000 断面1～5#点往、返观测闭合差均小于0.41mm;D0+200断面1～4#点往、返观测闭合差均小于0.1mm;D0+650断面1～4#点往、返观测闭合差均小于0.41mm;观测闭合差均不大于0.5mm，精度满足规范相对于临近工作基點应不大于±3mm的要求[1]。

3 观测数据成果分析

3.1 垂直位移分析

根据所测数据整理分析得出，主坝3个断面有15处沉陷点，其中3处沉陷量超过3mm，分别是Z0+000（3#）3.92mm、Z0+000（4#）3.65mm和Z0+000（5#）4.45mm;西副坝7个断面有27处沉陷点，其中1处沉陷量超过3mm，是X1+200（3#）3.65mm;东副坝4个断面有12处沉陷点，其中2处沉陷量超过3mm，分别是D1+000（2#）6.45mm和D1+400（2#）4.21mm;最大沉陷量位于D1+000（2#）与去年比较沉陷量为6.45mm，最小沉陷量位于X0+600（1#） 去年比较沉陷量为0.02mm。

沉陷规律分析：沉陷量超过3mm的6处沉陷点分别位于背水坡坝肩4处，占总数的80%，另外2处位于主坝背水坡面和坡脚，占总数的20%。大坝迎水坡坝脚、背水坡坝脚沉陷量均不超过3mm，一般在2mm左右。说明白浪河水库大坝表面仍处于轻微不稳定状态，存在不规则变形，变形和沉降符合土坝变形沉陷规律。

3.2 水平位移分析

根据所测数据整理分析得出，所有点均有不同程度的位移量，本次最大平面位移点出现在D1+200（3#），平面位移量7.80mm，变化速率为0.021mm/d;最小平面位移点出现在X1 +600（4#）和Z0+000（1#），平面位移量1.40mm，变化速率为0.004mm/d。除溢洪道QX点位破坏，重新布点监测，其余监测点由本次监测数据可以看出，监测点位移量大小差距较大，本水库大坝表面仍处于不稳定状态，存在不规则变形。

4 结论与建议

大坝变形观测为大坝的动态变化提供了可靠依据，该方法操作简单，技术手段先进，成果可靠、资料齐全、精度符合规范、设计要求，成本投入较小。

通过对大坝埋置的观测点变形观测数据分析，得出变形规律及大小，一方面能有效地监控大坝安全，在发生不正常情况时，可及时分析原因，采取措施，避免因沉降、位移原因造成损失;另一方面把大坝的变形数据及时反馈于建设单位和设计单位，可以验证设计理论，所采用的各项参数与施工措施是否合理，为后续其他类似工程的开发积累参考资料。

今后应高度重视工程观测工作，切实做好观测点维护工作，尽量减少对观测点不利影响因素，保证数据的连续性和完整性，为安全生产提供保障，防患于未然。

参考文献

[1]土石坝安全监测技术规程（SL551-2012）.北京：中国水利水电出版社，2012.