岳城水库除险加固后垂直位移监测资料浅析

鲁冠华 1，于江怀 2

1. 水利部海委漳河上游管理局，河北　邯郸　056001；2.漳卫南运河管理局岳城水库管理局，河北　邯郸　056001）

摘 要：文章对岳城水库大坝自2011年除险加固以来的实际监测数据进行整理, 分析了垂直位移变化的发展规律。结果表明，大坝沉降年增幅较小，在2016年以后，坝体沉降趋势逐渐稳定；各监测断面上测点的沉降观测值和沉降趋势变化规律基本一致，大坝整体在垂直位移变化上具有很好地协同性。该分析结果可为后期大坝运行管理提供可靠依据,同时也可为类似工程监测资料分析提供借鉴。

关键词：岳城水库；除险加固；垂直位移监测；资料分析

1.基本情况

1.1工程简介

岳城水库位于河北省邯郸市与河南省安阳市交界处，是一座以防洪、灌溉为主，兼顾供水和发电的综合利用工程，总库容13.0亿m³，属大（1）型水库。2009年9月～2012年5月，大坝进行了一次较大规模地除险加固，为掌握除险加固后大坝主体工程垂直位移的变化趋势，为后期大坝运行管理提供可靠依据，以2011年11月份的测值为基准值，分析大坝在2012年～2018年垂直位移的变化情况。

1.2地质概况

岳城水库大坝地处华北地台之山西台背斜与河淮台向斜的过渡地带，地质构造较为复杂，构造形迹以褶曲为主，并伴随有高角度正断层发育，规模较大；并且新构造较为发育，对工程有一定的影响。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）以及历次地震烈度复查成果，确定工程区地震反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度为0.15g，对应的地震基本烈度值为Ⅶ度。

2.垂直位移监测概况

岳城水库大坝垂直位移监测使用天宝电子水准仪测量，沉降监测共设置29个测点，其中主坝上布设20个监测点，编号为Z1～Z20，在纵向上处于4条平行坝轴线方向的观测纵断面上，在横向上处于最大坝高和体形变化等处的5个观测横断面上；大副坝上的9个监测点，编号为F1～F9，在纵向上处于3条平行坝轴线方向的观测纵断面上，在横向上处于最大坝高和体形变化等处的3个观测横断面上。在主坝和大副坝外布置3个水准基点，其中水准基点1用于测量大副坝的沉降；水准基点2用于测量主坝左岸的沉降；水准基点3用于测量主坝右岸的沉降。

坝体垂直位移监测使用二等水准测量方法，为人工监测，每年监测两次，时间为每年的6月份和11月份。以2011年11月份的测值为基准值，分析大坝在2012年～2018年垂直位移的变化情况。大坝垂直位移变化符号规定：下沉变化为正、上抬变化为负。

3.监测数据分析

通过分析监测资料的实测过程线后发现，多数测点的测值变化平稳，整体无明显异常。但个别测点的测值出现了异常情况，可将其分为两类。下面对这两类测点的变化情况进行说明：

（1）第一类异常测点的测值出现了较大的数据突变，使测点在同一年的沉降变化出现起伏，即测点于同一年在下沉变化和上抬变化间发生了连续突变，突变后沉降趋势逐渐平稳，多年来测值较稳定，仅发生微小波动。查阅资料后发现在沉降值突变这段时间内，库水位和降雨量均未有明显地突变，由此判断该测点为异常变化测点。该类异常测点的测值发生较大扰动的时间主要是在监测前期（2012年～2014年），推测是由于更换测量设备或监测方式不当所引起。

（2）第二类异常测点为其测值所表示的沉降变化趋势出现异常，此类异常测点的监测数据无突变，具体说明为：

主坝测点Z1~Z8处的沉降呈上抬变化状态，且沉降上抬变化值有增加的趋势。大副坝测点F1、F3、F4、F6、F7、F9也呈上抬变化状态，沉降上抬变化值有减小的趋势。推测形成此状况的原因可能是沉降基准点的选取造成的。本次资料分析选取2011年11月的测值为基准值，分析大坝沉降在2012年～2018年的变化情况，因此沉降测点实测过程线中的纵坐标是指沉降的变化值，而非大坝沉降的绝对值。推测此类测点在2011年11月大坝沉降下沉值较大，后期沉降下沉值减小，造成了本次资料分析中这些测点的测值为负值。

4.位移变化分析

为分析大坝垂直位移变化规律, 对垂直位移观测资料进行分析，主坝横断面和纵断面垂直位移变化实测过程线对比如图1和图2所示，大副坝横断面和纵断面垂直位移变化实测过程线对比如图3和图4所示。

图1 主坝横断面垂直位移变化实测过程线 图2 主坝纵断面垂直位移变化实测过程线

图3 大副坝横断面垂直位移变化实测过程线 图4 大副坝纵断面垂直位移变化实测过程线

对主坝1个横断面和1个纵断面以及大副坝1个横断面和1个纵断面的垂直位移变化进行对比，可以看出：

（1）主坝垂直位移受温度和气温影响较小，受库水位和时效因素影响较大，多数测点的垂直位移变化曲线与库水位变化曲线具有相似性。大副坝垂直位移受库水位影响较大，各测点垂直位移变化曲线同库水位曲线形态和趋势基本一致。岳城水库大坝建成较早，大坝土体沉降固结应已趋于稳定。坝体沉降在2009年～2012年除险加固工程结束后出现了新的变化，并在2013年～2018年沉降趋势逐渐趋于稳定。

（2）坝体在2014年以前沉降发展较快，后期沉降缓慢，符合正常沉降规律。对于主坝，2013年、2016年为测点沉降变化年，大部分测点的沉降测值和趋势在这两年有明显的变化，并在2014～2015年和2017年～2018年继续保持变化后的沉降趋势。且在2014年～2015年和2017年～2018年，测点测值稳定，无明显突变。对于大副坝，2016年为测点沉降值明显变化年。测点在2012年～2015年，沉降逐步上抬，测值平稳增大，受2016年“7.19”洪水影响，所有测点均发生测值突增、沉降下沉的变化，之后在2017年～2018年测值平稳变化，沉降趋势趋于稳定。

（3）从大坝横断面和纵断面的沉降对比图看，各断面上测点的沉降测值和沉降趋势变化规律基本一致，表明大坝整体在垂直位移变化上具有很好地协同性，大坝的密实性较好，整体性较强。

5.结论

1.2012年~2018年坝体沉降，除监测异常测点，多数测点处的沉降年增幅较小，在2016年以后，沉降值基本稳定，仅有微小的浮动，表明坝体沉降趋势逐渐稳定。且各监测断面上测点的沉降测值和沉降趋势变化规律基本一致，表明大坝整体在垂直位移变化上具有很好地协同性。

2.为保证监测精度，减小测量误差，对水平位移基点和水准测量基准点进行定期校核。同时改善水准测量路线，优化垂直位移监测方案。

3.为及时地发现大坝存在的问题，应对监测资料进行整编、处理和分析，若在监测中发现疑点或异常应及时进行成因分析，必要时需加强异常点处的监测。

参考文献

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