三湾水库安全监测

10大坝安全监测评价10.1大坝安全监测系统初步设计评价10.1.1大坝安全监测系统初步设计根据《土石坝安全监测技术规范》的要求，并结合三湾水库的具体特点，设计了变形、渗流和环境量监测项目，各监测项目布置如下：1表面变形观测根据三湾水库实际情况，结合坝址地形、地质特征，沿主坝轴线方向布置4个表面监测断面、4排测点。竖直位移和水平位移共用一个测点。观测断面桩号为0+270、0+540、0+800和1+080，4排测点分别设于上下游坝肩、下游41.0m平台处和36.0平台处；在各排测点左岸外侧布置2个起测基点，右岸延长线外侧布置2个起测基点。在水库管理所附近设2个位移观测水准基点。坝体表面变形观测共布置表面位移测点13个、起测基点4个、水准基点2个。2渗流监测三湾水库于2000年埋设了6排共20根测压管，分别位于桩号0+360、0+560、0+790、0+810、0+820、0+860，共计21支测压管，其中0+820和0+860断面为4根测压管，其余断面均为3根测压管。本次水库加固由于需要对下游坡培土，原有测压管均被土覆盖，不能使用，故本次加固重新布置测压管。为保证资料的系统性和连续性，本次设计主要在原有测压管大坝断面或附近断面布置新的测压管，新设测压管分别位于大坝桩号0+270、0+540和0+800处，其中桩号0+540和0+800断面分别布置一排坝体管和一排坝基管。3环境量库内设自记水位井观测库水位。三湾水库管理所内已安装了一台雨量计，本次设计未考虑雨量监测设计。10.1.2大坝安全监测系统初步设计评价三湾水库大坝安全监测设计了大坝表面变形、渗流和环境量监测项目，具体评价及建议如下：1监测项目设计满足规范要求，测点布置基本满足规范要求2应结合工程防渗处理措施，拆除重建溢洪道、拆除重建东涵和西涵，改建东高干放水涵的实际情况，布置表面变形及渗流监测断面、测点。3建议（1）增设溢洪道、东涵、西涵、东高干放水涵等新建钢筋混凝土建筑物垂直位移监测点。（2）各涵洞顶部新填筑坝体增设垂直位移监测点。（3）鉴于主坝坝高较小，且已运行40余年，坝体水平位移监测可取消；若保留水平位移监测，应根据观测方案，设置水平位移观测工作基点。（4）与表面变形监测相应，应增设涵洞与坝体、溢洪道边墙与坝体间接触渗流监测测点。10.2监测仪器设备安装埋设评价10.2.1监测仪器设备安装埋设1变形观测大坝表面变形观测设施尚未安装。2渗流监测(1)测压管布置根据施工图要求，分别位于桩号0+270、0+540和0+800处共埋设17根测压管，测压管典型断面布置见图10.2-1。图10.2-1测压管典型断面布置图(2)测压管加工及配制按照任务书的技术要求，经设计人员同意，决定测压管材料选用目前使用最广泛的一寸半镀锌钢管，花管段在管壁上平行中心线方向均匀布置6排钻孔，孔径为8.0mm，孔与孔间距为100mm，并与相邻两排孔交错排列，管壁内的孔眼毛刺打磨光滑。在花管段的外壁上，每排孔眼之间焊ф=8mm的纵向立筋，一共6根，外缠12#铅丝，间距为50mm，过滤层采用90目锦纶网筛布，中间再用棕皮包裹，最外层包扎一层塑料窗纱，每层过滤层均用18#铅丝及尼龙线缠绕扎紧，其间距为50mm。(3)测压管埋设1）造孔采用直径为146mm的钻头，造孔时均为干钻，先用110mm的钻头钻至设计要求的深度终孔，然后再用146mm的钻头扩孔到底。2）安装造孔完成后，及时把长度核对准确的测压管按顺序放入孔内，并将每根测压管之间的接头拧紧，将管身放置钻孔中心位置，然后再进行回填工序。3）回填滤料回填滤料采用淘洗干净的中细砂，回填滤料时将滤料徐徐倒入孔内，边倒边用水冲，并不断摇动测压管使回填滤料更加密实，加填过程中严格掌握回填滤料的高程，使其和设计要求保持一致。4）封孔导管段防渗封孔材料采用膨润土泥球，封孔操作中，回填一层夯实一层，直至回填到孔口处夯实方可结束封孔工序。5）洗孔在造孔时钻具与孔壁之间摩擦不可避免地会产生泥浆，埋设测压管时，孔中泥浆会将花管的透水孔隙堵塞，因此必须进行洗孔。洗孔采用控制水泵的压力，将自然水头压力下的水，通过安装至测压管管底的注水管注水，冲洗测压管管中的泥浆，使其自由溢出管口，待溢出的水变清后，即可停止冲洗。6）注水试验注水试验前应先量测测压管管中的稳定水位，然后再向管中注水，按照《注水试验规程》，注水量为相当于每米测压管容积的3倍～5倍，注水后水位在5昼夜内降至原水位为灵敏度合格。根据测压管灵敏度判断标准，此次埋设的17根测压管，测压管灵敏度均为合格，其中11根为优良，具体数值详见测压管考征表及注水试验记录表。（4）测压管埋设考证表已完成的17根测压管埋设安装考证表见表10.2-1。表10.2-1测压管安装埋设考证表编号位置管口高程（m)管底高程（m)管长（m）埋设日期桩号轴距（m）实管花管总长Ⅰ10+270坝体管-3.5046.0037.007.701.509.2013.9．28Ⅰ25.5046.3037.307.701.509.2013.9．28Ⅰ310.8041.0136.013.701.505.2013.9．28Ⅱ10+540坝基管-3.5046.0924.5921,200.5021.7013.9．27Ⅱ25.5046.3024.8021.200.5021.7013.9．27Ⅱ310.8041.0525.1515.600.5016.1013.9．27Ⅱ428.8036.2524.7611.200.5011.7013.9．27Ⅱ50+542坝体管-3.5046.1234.6210.201.5011.7013.9．28Ⅱ65.5046.3034.8010.201.5011.7013.9．28Ⅱ710.8040.9633.965.701.507.2013.9．28Ⅲ10+800坝基管-3.5045.9326.4319.200.5019.7013.9．26Ⅲ25.5046.3526.8519.200.5019.7013.9．26Ⅲ310.8040.8726.3714.200.5014.7013.9．26Ⅲ428.8036.2023.5012.200.5012.7013.9．26Ⅲ50+802坝体管-3.5045.8030.8513.701.5015.2013.9．26Ⅲ65.5046.3731.3713.701.5015.2013.9．26Ⅲ710.8040.8830.389.201.5010.7013.9．263其它监测上游水位井已完建，上游水位计尚未安设。10.2.2监测仪器设备安装埋设评价1测压管安装埋设技术要求明确，施工工艺正确，安装埋设满足规范要求。2尽快完成表面变形及其他未完工程的施工安装。10.3监测资料初步整理分析10.3.1测压管水位过程线10+270断面图10.3-1为0+270断面测压管水位过程线图。由图可见，除下游坝脚Ⅰ-3测点测压管水位过程线能够反应该断面下游渗流情况外，位于防渗墙前的Ⅰ-1测点在2014年8月25日前一直高于库水位，而位于防渗墙后的Ⅰ-2测点在9月25日前高于库水位，之后呈缓慢下降趋势。2014年12月15日，施工单位因Ⅰ-2测压管水位高，采用抽水方式降低管水位，致使该测压管水位过程线陡降。为查明0+270断面测压管水位偏高的原因，2014年12月18日下午，本次蓄水安全鉴定监测专家会同水库管理单位和施工单位负责人再次查勘现场，实测并查阅近4天观测记录，发现Ⅰ-2测压管抽水前管水位为42.25m，抽水后管水位将至40.04m，10分钟后水位上升5cm，3天后水位上升29cm，达到40,33m。根据测压管实测资料，经查阅施工安装资料及向施工单位了解情况，认为造成0+270断面Ⅰ-1、Ⅰ-2两测点测压管水位目前尚不能反应所在部位的渗流状态的原因在于：该坝段坝体为重建西涵时开挖新填筑坝体，碾压较密实，渗透性小；测压管管长不足8m，钻孔清空及测压管安装完成后的注水试验造成孔内余水未排出，在库水位较低的情况下，因施工及测压管安装带来的客水无法及时消散所致。因此，0+270断面测压管水位暂不宜用于该坝段的渗流状态评价。建议加强观测并注意其发展趋势。37.0042.006月5日6月20日7月5日7月15日7月25日8月10日8月25日9月10日9月25日10月20日11月20日12月15日水位m时间0+270断面测压管水位过程线库内水位Ⅰ-1Ⅰ-2Ⅰ-3图10.3-10+270断面测压管水位过程线20+540断面图10.3-2为0+540断面测压管水位过程线图。0+540断面设置了7根测压管，其中Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅱ-4测点为坝基测压管，Ⅱ-5、Ⅱ-6、Ⅱ-7为坝体测压管。由图可见，水库在41.00m水位以下运行期间，防渗墙前坝基测压管Ⅱ-1和坝体测压管Ⅱ-5接近或高于库水位，随着库水位升高，各测压管水位均趋于正常。应说明的是，管理单位提供的2014年12月15日观测数据有误，不宜采用。过程线形态表明，防渗墙在坝体、坝基均发挥了防渗作用，坝基防渗效果明显，而防渗墙后的Ⅱ-6测点仍在持续下降，一则表明其与库水位不相关，二则表明施工注水仍在消散之中，同时说明防渗墙效果也是较好的。33.0038.0043.00水位m时间0+540断面测压管测压管水位过程线库内水位Ⅱ-1Ⅱ-2Ⅱ-3Ⅱ-4Ⅱ-5Ⅱ-6Ⅱ-7图10.3-20+540断面测压管水位过程线30+800断面图10.3-3为0+800断面测压管水位过程线图。图10.3-30+800断面测压管水位过程线0+800断面设置与0+540断面相同，所反应的该坝段渗流状态亦与0+540断面相近，即防渗墙在坝体、坝基均发挥了较好的防渗作用。10.3.2坝体浸润线以2014年12月18日测压管数据为例，0+800断面浸润线见图为10.3-4。防渗墙43.51m浸润线图10.3-40+800断面坝体浸润线由图可见，防渗墙后坝体浸润线明显降低，表明该坝段防渗墙在坝体的防渗作用较明显。由测压管水位过程线所反应的防渗墙后坝体测压管水位与库水位不相关，库水位上升期间，其管水位仍持续下降，现状条件下根据测压管实测水位绘制的近似浸润线比坝体实际浸润线偏高，随着该测压管施工影响的逐步消除，浸润线将进一步降低。0+540断面坝体浸润线与0+800断面相近。10.3.3坝基渗流压力分布以2014年12月18日测压管数据为例，0+800断面坝基渗流压力分布情况见图为10.3-5。防渗墙43.51m2014年12月18日0+800处浸润线及渗流压力曲线图图10.3-50+800断面坝基渗流压力分布由图可见：0+800断面防渗墙后坝基渗流压力分布平缓均匀，渗透比降小于0.12（0+540断面为0.11），坝基渗流安全。9.3.4渗流监测评价已取得的渗流监测资料初步分析成果表明：1防渗墙防渗效果明显，防水墙后坝体浸润线、坝基渗流压力分布线均较低且变化平缓，大坝渗流安全。20+270断面测压管资料暂不具备分析条件，应加强观测，注意其发展趋势。10.4大坝安全监测评价意见和建议1监测项目设计及测点布置基本满足规范要求。2建议增设溢洪道、东涵、西涵、东高干放水涵等新建钢筋混凝土建筑物及各涵洞顶部新填筑坝体垂直位移监测点；增设涵洞与坝体、溢洪道边墙与坝体间接触渗流监测测点。3测压管安装埋设技术要求明确，施工工艺正确，安装埋设满足规范要求；应按设计和规范要求，尽快完成表面变形监测标点及其他未完设施的安装。4测压管观测资料初步分析结果表明，防渗墙防渗效果较好。5加强大坝安全监测和巡检，及时整编分析监测资料，指导工程安全运行。