某水庫大壩安全監測除壩體滲流觀測采用人工外,其它觀測項目均實現自動化觀測。文中主要介紹了白石水庫大壩監測系統的設計原則、各測點的布置情況以及觀測儀器的埋設與安裝。
某水庫攔河壩為混凝土重力壩,部分采用RCD碾壓混凝土技術。最大壩高49·3m,壩頂長513m,水庫總庫容16·45億m3,壩體分為3個壩段,其中, 12個溢流壩段、11個擋水壩段、6個底孔壩段、2個廠房壩段和1個取水壩段。水庫于1999年9月下閘蓄水, 2000年1月基本建成。壩基觀測項目(包括壩體內觀)于1999年9月下閘蓄水前投入運行,壩頂及中央控制系統于2000年12月投入運行。
1 監測系統設計原則和主要功能
某水庫大壩安全監測系統設計原則是:以外部觀測為主,內部觀測在滿足要求的前提下適當簡化。內部觀測選擇布置在2個代表性斷面,即11號溢流壩段和27號擋水壩段的中部監測項目有變形監測和滲流監測。某水庫大壩安全監測系統監測項目和儀器型號、數量統計見表1。
1·1 溫度測點的布置
溫度監測分為壩體溫度、壩面溫度和基巖溫度監測。
1·1·1 壩體溫度測點的布置
在11, 27號壩段,分別從高程87·5m和92·75m開始按網格布置,間距為7·5m。為了能同時監測水庫水溫,在27號壩段距上游立面3的壩面溫度測點做了適當加密。在27號壩段107m高程下游距壩面0·06m處,埋設支溫度計,間距10cm,進行混凝土的導溫性監測。
1·1·2 基巖溫度測點的布置
表1 某水庫安全監測系統監測項目和儀器型號數量統計表
在11號壩段基礎staD0+16·5 (垂直壩軸線方向)和sta0+221·5 (壩軸線方向)交線處深入基巖10m,依次埋設4支溫度計,間距為2m,進行基巖溫度監測。
1·2 應力應變測點的布置
在11號溢流壩段壩踵和壩趾89m高程、距上游面2·5m、距下游面3·0m處,分別埋設五向應變計和1支無應力計,在壩踵應變計組附近距上游面2·5m埋設支水平壓應力計和1支垂直壓應力計,在27號擋水壩段94·25m高程,距上游面2·5m、距下游面4·0m處分別布設1組向應變計和1支無應力計在壩踵應變計組附近距上游壩面2·5m處布置1支垂直壓應力計。
1·3 裂縫監測測點布置
為研究4, 26號壩段下游111·5m高程越冬面水平誘導縫開裂情況,在兩壩段的越冬誘導縫上(高程111·5m)各埋設3支裂縫計,距下游面分別為0·5m, 1·5m, 3·0m。
1·4 變形監測測點布置
(1)壩基水平和垂直位移監測。壩基水平位移監測,在灌漿廊道水平段6~26號壩段布置一條全長350m引張線,每壩段中部設一個測點測點高程89·4m,共19個測點。壩基垂直位移采用靜力水準監測,在灌漿廊道水平段6, 8,9, 10, 12, 14, 16, 17, 18, 20, 22, 24, 25，26號壩段中心處各布置一臺靜力水準儀,共1個測點,測點高程88·7m。在水平廊道6號和26號壩段各布置一條三維倒垂線,作為壩基位移監測的基準。
(2)壩頂水平和垂直位移監測。在壩頂上游側,采用真空激光準直技術,監測壩頂水平和垂直位移。該系統全長500m,每壩段中心設一個測點,共30個,測點高程134m。在0號和3號壩段布置一條三維倒垂線作為壩頂位移監測的基準。
