張鶴云，栗 萍

（河北省水利水電勘測設計研究院，天津300250）

1 工程概況

黃莊洼分洪閘位于天津市寶坻區(qū)白毛莊村南潮白新河左堤，是潮白新河向黃莊洼蓄滯洪區(qū)分洪的控制工程。分洪閘建成于1972年，為設有胸墻的涵洞式水閘結構，共13孔，單孔凈寬4.0m。分洪閘啟用標準為5年一遇洪水，設計防洪標準為20年一遇洪水?，F(xiàn)狀分洪閘防洪標準偏低，建筑物存在安全隱患，不能滿足防洪要求，需要進行除險加固。

加固后的黃莊洼分洪閘設計標準提高至50年一遇洪水，設計分洪流量1360m3/s，設計分洪水位6.7m，閘前最大水頭7.3m。分洪閘為開敞式水閘結構，共7孔，單孔凈寬7.0m，主要由鋪蓋、閘室、消力池、海漫和防沖槽等組成。閘室采用邊聯(lián)兩孔一聯(lián)、中聯(lián)三孔一聯(lián)整體式鋼筋混凝土結構。

2 安全監(jiān)測

2.1 監(jiān)測項目

安全監(jiān)測設計原則為“突出重點、少而精”。監(jiān)測項目包括：水位監(jiān)測、流量監(jiān)測、揚壓力監(jiān)測、沉降和水平位移監(jiān)測。

2.2 監(jiān)測設施布置及監(jiān)測方法

2.2.1 水位及流量監(jiān)測

（1）水位監(jiān)測。在進口設置1支超聲波水位計，監(jiān)測點設在圓弧翼墻上游河道水流平順、水面平穩(wěn)和受泄流影響較小處，同時在翼墻上、下游迎水面上各設置2副搪瓷水位標尺。

（2）流量監(jiān)測。在進口設置1個測流斷面，分洪流量采用超聲波水位計和流速儀施測，其斷面位置與進口水位監(jiān)測點相同。

2.2.2 揚壓力監(jiān)測

揚壓力采用測壓管和滲壓計聯(lián)合監(jiān)測。揚壓力監(jiān)測布置3個監(jiān)測斷面，閘室每聯(lián)布置1個監(jiān)測斷面，每個監(jiān)測斷面布置3個測點，其中1個測點布置在上游鋪蓋下部，其余2個測點位于閘室底板的下部，共計9個測壓管、9個滲壓計。

2.2.3 沉降和水平位移監(jiān)測

（1）沉降監(jiān)測。沉降監(jiān)測布置3個監(jiān)測斷面，每個觀測斷面布置2個測點，在閘室中墩順水流方向上、下游各設1個沉陷測點。在進、出口靠近閘室兩側翼墻上各設1個沉陷測點。在閘墩水平位移工作基點兩側各布置1個工作基點。沉陷測點共計12個。沉降采用水準儀根據(jù)工作基點進行觀測。

（2）水平位移監(jiān)測。水平位移監(jiān)測布置3個監(jiān)測斷面，每個監(jiān)測斷面布置1個測點，在每聯(lián)中墩的下游布置1個水平位移觀測墩，共計3個。水平位移采用視準線法進行監(jiān)測。

在閘墩水平位移觀測墩延長線的兩側各布置1個工作基點（含校核基點），共計2個。采用經(jīng)緯儀根據(jù)工作基點進行觀測。

2.2.4 安全監(jiān)測儀器設備

安全監(jiān)測儀器設備和設施見表1。

表1 安全監(jiān)測儀器設備和設施

2.3 人工巡視檢查

人工巡視檢查是安全監(jiān)測的重要組成部分，主要是在工程運行期進行的一項安全監(jiān)測工作，要求做到定期、定員。管理人員要經(jīng)常進行人工巡視檢查，并做好檢查記錄，以備存檔，如發(fā)現(xiàn)混凝土裂縫、河道防護破壞及滲流異常等問題，要及時進行處理；對重要問題應及時向上級領導部門匯報，做到有問題及時解決，保證工程運行安全可靠。

2.4 觀測資料整理

觀測資料包括原始記錄表、計算表、檢查觀測記錄及平時分析成果，每次觀測后應立即對原始數(shù)據(jù)加以檢查和整理，并及時作出初步分析。在進行計算、校核、分析后，按年份進行匯集、審核、整理、編排，資料集中化、系統(tǒng)化、規(guī)格化和圖表化，整編成冊。原始記錄必須在現(xiàn)場用簽字筆填寫清楚。如填寫有錯誤，不得涂改，應將錯誤數(shù)字用斜線劃掉，然后在右上角填上正確數(shù)字。但尾數(shù)不準劃改，如尾數(shù)寫錯，應重測重記，嚴禁憑記憶補記。對于有疑問的數(shù)字，應在左上角標一個問號，并在備注欄內說明原因。當監(jiān)測資料中斷時，應在相應格內填上缺測符號，并在備注欄內說明原因。

3 觀測設施埋設

3.1 滲壓計

3.1.1 電纜的規(guī)格和連接

觀測儀器的連接電纜應與各類儀器配套，采用耐酸、耐堿、防水、質地柔軟的專用水工電纜，其芯線應為鍍錫銅絲，在100m內無接頭。電纜工作溫度-25 ℃～60 ℃，承受水壓為1.0MPa時，絕緣電阻應大于等于100MΩ/km。

電纜埋設前應檢查其絕緣性能，低于200MΩ/km的不予使用。電纜芯線的連接應按廠家產(chǎn)品說明書的要求進行，芯線接頭部位需外纏絕緣橡膠帶并進行硫化，硫化完畢尚需檢查硫化部位絕緣性能，并滿足絕緣要求。

3.1.2 電纜的牽引和保護

（1）觀測儀器的電纜沿地面和建筑物底面牽引時，電纜外加鍍鋅鋼管保護，用來保護管的管徑：當電纜數(shù)為1～5根時，保護管直徑為準50mm；6～10根時，保護管直徑為準75mm。

（2）穿保護管的電纜，在保護管出口處和入口處應采用三通或彎頭相接，出入口處電纜應用布條包扎，以防電纜受損。

（3）水平敷設的電纜應呈“S”形，垂直上引的電纜要適當放松，不要頻繁拉動電纜，以防損壞。

（4）電纜牽引過程中應將電纜理順，不得相互交繞。

（5）電纜跨縫時，應有5～10cm的彎曲長度，電纜在跨縫處，應在電纜外包扎多層布條，包扎長度為40cm。

（6）電纜牽引過程中，要保護好電纜頭和編號標志，防止浸水和受潮，隨時檢測電纜和儀器的狀態(tài)及絕緣情況，并記錄和說明。

（7）從觀測儀器引出的電纜不應暴露在日光下或淹沒在水中，如不能及時引入觀測室，應設置臨時保護措施，以防破壞和老化。

3.1.3 滲壓計埋設

埋設前，按廠家產(chǎn)品說明書中的規(guī)定、工具、步驟及要求的項目進行儀器的率定。滲壓計現(xiàn)場安裝前，其外殼及透水石須在清水中浸泡24h以上，使其充分飽和。

加工砂囊，用細鋼絲將砂囊固定在儀器及電纜上。將滲壓計從水中提出，慢慢放入孔內，下放時儀器應處于孔中心位置。儀器下放到設計高程時測讀儀器讀數(shù)，進行復核計算，確定其是否正常。

3.2 測壓管

3.2.1 測壓管的安裝

測壓管采用準75mm鍍鋅鋼管，其中透水段開孔環(huán)向6個均勻分布，縱向間距2cm，孔徑8mm，管外包300g/m2無紡土工織物2層，用12#鉛絲纏繞扎緊。測壓管采用預埋管方式。埋設水平管段時，應略有傾斜，靠近進水管端略低。

測壓管埋設安裝前應進行細致的檢查，并試安裝，以便及時發(fā)現(xiàn)問題進行補正。各部件均應加以編號，分別放置。

3.2.2 靈敏度檢驗

測壓管安裝、封孔完畢后，進行靈敏度試驗。試驗前，首先測定管中水位，然后向管中注入清水。注水量相當于每米測壓管容積的3～5倍，注水水位在五晝夜內降至原水位為合格。

在從安裝開始至靈敏度檢驗合格的全過程，隨時記錄和描述有關情況及數(shù)據(jù)，填寫測壓管考證表。測壓管靈敏度檢驗合格者，盡快安設管口保護裝置，加蓋上鎖，并進行編號。

3.3 位移觀測墩

測點的基礎結構采用混凝土墩。觀測墩埋設偏差不得超過±10mm，傾斜度不得大于4＇。強制對中底座安裝采用經(jīng)緯儀對線，水準期整平。

工作基點布置在兩岸便于對測點進行觀測的位置上，基礎結構采用預制混凝土管樁。

3.4 觀測周期

觀測期自觀測儀器安裝埋設以后至竣工驗收，由施工單位進行觀測，第1～3d，3次/日；第4～7d，2次/日；第8～15d，1次/日；第15～30d，2次/周，之后基底揚壓力觀測2次/旬，沉降及水平位移觀測1次/旬。

工程管理單位進行運行期的觀測，觀測周期調整為水位觀測2次/周，基底揚壓力觀測1次/旬，沉降及水平位移觀測1次/月，泄流時進行流量觀測。

4 結語

安全監(jiān)測設計對分洪閘工程運行安全很重要，通過對工程的檢查、觀測和觀測資料整理分析，掌握其狀態(tài)變化和工作情況。該工程觀測均為一般性觀測項目，閘底揚壓力觀測通常采用測壓管進行觀測，浸潤線位置的升（降）不能及時地隨著閘前水位升（降），測壓管水位變化滯后于上下游水位的變化，當?shù)鼗鶠橥杆孕〉恼承酝習r，對觀測值影響顯著。滲壓計由于水的腐蝕作用，容易失靈。本工程滲壓計與測壓管同時進行揚壓力觀測對比，觀測結果更為可靠。

［1］SL265—2001，水閘設計規(guī)范［S］.

［2］DL/T 5178—2003，混凝土壩安全監(jiān)測技術規(guī)范［S］.

［3］SL170—96，水閘工程管理設計規(guī)范［S］.

［4］DL/T5209—2005，混凝土大壩安全監(jiān)測資料整編規(guī)程［S］.

［5］華東水利學院.水工設計手冊（第6分冊）［K］.北京：水利電力出版社，1987.

［6］王德厚.水利水電工程安全監(jiān)測理論與實踐［M］.武漢：長江出版社，2007.

［7］宗志堅.工程安全監(jiān)測設計［M］.鄭州：黃河水利出版社，2005.

［8］劉大義，胡建忠.工程安全監(jiān)測技術［M］.北京：水利水電出版社，2007.

［9］河北省水利水電勘測設計研究院.天津市黃莊洼分洪閘除險加固工程初步設計報告［R］.2011.