王流億
(廣東連山壯族瑤族自治縣德建水庫(kù)工程管理所,廣東 清遠(yuǎn) 513200)
水庫(kù)工程在供水、灌溉、防洪等方面具有重要作用,然而,滲流問(wèn)題卻可能對(duì)工程的安全穩(wěn)定性造成潛在威脅。滲流現(xiàn)象可能引發(fā)壩體穩(wěn)定性問(wèn)題、地基變形等不利影響,因此,對(duì)滲流的安全監(jiān)測(cè)顯得尤為重要[1]。本文通過(guò)對(duì)德建水庫(kù)工程的滲流安全監(jiān)測(cè)研究,探討滲流監(jiān)測(cè)的重要性、監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)、儀器與設(shè)備、數(shù)據(jù)收集與分析等方面,旨在為類(lèi)似工程的滲流安全保障提供有益的經(jīng)驗(yàn)和建議。
德建水庫(kù)工程位于連山壯族瑤族自治縣永豐河支流盤(pán)石水上壩址以上集雨面積94.4km2,主干流河長(zhǎng)23.75km,河床綜合坡降15.4‰。主壩壩型為碾壓混凝土重力壩,最大壩高40m,壩長(zhǎng)132.2m,壩頂高程為300m,副壩壩型為均質(zhì)土壩,最大壩高34.2m,壩頂長(zhǎng)118.4m,壩頂高程為300.2m。建設(shè)德建水庫(kù)主要為解決連山縣城和附近村鎮(zhèn)飲水安全問(wèn)題,設(shè)計(jì)年供水量1760 萬(wàn)m3,供水人口5.68 萬(wàn)人,并可改善下游5000畝農(nóng)田灌溉條件,德建水庫(kù)淹沒(méi)影響土地1800 畝,工程區(qū)占地242 畝,房屋拆遷19645m,需要移民搬遷安置人口97 戶391 人。工程概算總投資為31804.68 萬(wàn)元。
1.壩基內(nèi)外滲流監(jiān)測(cè):在壩基內(nèi)外設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn),以監(jiān)測(cè)壩基內(nèi)部滲流和壩基周?chē)叵滤鲃?dòng)情況。
2.不同深度監(jiān)測(cè):設(shè)置不同深度的監(jiān)測(cè)點(diǎn),以了解不同深度地層的滲流情況,確保全面的監(jiān)測(cè)。
3.監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布均勻:監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)在壩基各個(gè)關(guān)鍵部位分布均勻,包括壩體上游、下游以及壩體中部等位置。
設(shè)置1 個(gè)監(jiān)測(cè)縱剖面,縱剖面每個(gè)壩段設(shè)置1 根測(cè)壓管,共8 根測(cè)壓管,每根測(cè)壓管各放置1 支滲壓計(jì),以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè);設(shè)置4 個(gè)壩基揚(yáng)壓力監(jiān)測(cè)橫斷面,其中沿灌漿廊道橫斷面設(shè)置3 根測(cè)壓管,每根管內(nèi)各放置1 支滲壓計(jì),共計(jì)11 根測(cè)壓管。其他3 個(gè)橫斷面采用預(yù)埋滲壓計(jì)形式,每個(gè)斷面布置4 支滲壓計(jì),共12 支滲壓計(jì)[2]。
1.不同高程監(jiān)測(cè):在不同高程設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn),以了解壩體不同部位的滲透壓力情況。
2.防滲層與混凝土交界處監(jiān)測(cè):在防滲層與混凝土交界處設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn),及早發(fā)現(xiàn)可能的滲漏問(wèn)題。
在壩橫0+065.00 和壩橫0+080.00 各設(shè)置1 個(gè)監(jiān)測(cè)剖面監(jiān)測(cè)壩體滲透壓力,每個(gè)剖面在270.00m 和285.00m高程的防滲層與內(nèi)部碾壓混凝土的界面附近內(nèi)、排水管前后各設(shè)1 支滲壓計(jì),共8 支滲壓計(jì)。
1.繞壩兩岸監(jiān)測(cè):在繞壩區(qū)域的兩岸分布監(jiān)測(cè)點(diǎn),全面監(jiān)測(cè)繞壩區(qū)域的滲流情況。
2.帷幕前后監(jiān)測(cè):在繞壩帷幕前后設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn),了解帷幕對(duì)滲流的影響。
在壩兩岸灌漿帷幕前各布設(shè)1 根測(cè)壓管,帷幕后各布設(shè)3 根測(cè)壓管,共8 根測(cè)壓管,測(cè)壓管內(nèi)放置滲壓計(jì)以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。
1.量水堰設(shè)置:在關(guān)鍵位置設(shè)置量水堰,用于監(jiān)測(cè)滲流水量。
2.不同部位監(jiān)測(cè):設(shè)置不同部位的監(jiān)測(cè)點(diǎn),包括壩體、壩基和繞壩區(qū)域等,以全面了解滲流情況。
中間集水井前部?jī)蓚?cè)各設(shè)置1 個(gè)量水堰進(jìn)行監(jiān)測(cè),利用量水堰計(jì)進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè),共2 個(gè)量水堰。量水堰共計(jì)4 套,其中兩套分別布置在灌漿廊道上游面排水溝主壩0+062.00 和主壩0+066.00 樁號(hào)上,另外兩套分別布置在縱向灌漿廊道兩側(cè)排水溝縱0+006.00 樁號(hào)的位置[3]。
在德建水庫(kù)工程的滲流監(jiān)測(cè)中,采用了多種先進(jìn)的儀器和設(shè)備,以確保監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備包括滲壓計(jì)(水頭式滲壓計(jì)、氣壓式滲壓計(jì)、土壓式滲壓計(jì))和量水堰。
滲流監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的收集頻率應(yīng)根據(jù)工程的重要性和監(jiān)測(cè)目的來(lái)確定。對(duì)于德建水庫(kù)工程,由于滲流問(wèn)題可能對(duì)工程穩(wěn)定性造成影響,因此需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。數(shù)據(jù)的收集方法主要包括以下幾種:
1.實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè):在關(guān)鍵監(jiān)測(cè)點(diǎn),如壩基、壩體和繞壩區(qū)域,布置滲壓計(jì)等傳感器,通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù),并將其傳輸?shù)街醒肟刂浦行摹?/p>
2.定期人工監(jiān)測(cè):除了自動(dòng)監(jiān)測(cè),還可以定期派遣工作人員進(jìn)行人工監(jiān)測(cè)。這些監(jiān)測(cè)可以補(bǔ)充自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性[4]。
1.趨勢(shì)分析:通過(guò)比較不同時(shí)間段的數(shù)據(jù),分析滲流的變化趨勢(shì),可以幫助監(jiān)測(cè)人員了解滲流情況的演變。
2.空間分析:將不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,分析不同位置的滲流情況是否存在差異。
3.異常識(shí)別:通過(guò)設(shè)定合理的警戒值,監(jiān)測(cè)人員可以識(shí)別出異常情況。一旦數(shù)據(jù)超過(guò)警戒值,需要及時(shí)采取措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)[5]。
在數(shù)據(jù)分析過(guò)程中,異常情況的識(shí)別至關(guān)重要。可能的異常包括滲流量突然增加、壓力急劇變化等。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況,監(jiān)測(cè)人員需要及時(shí)采取行動(dòng),包括深入分析異常原因、評(píng)估對(duì)工程的影響,并制定相應(yīng)的對(duì)策。
2022年度主壩滲壓計(jì)監(jiān)測(cè)成果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1,根據(jù)表1以及對(duì)滲流監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。以下是對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析:
表1 2022 年度主壩滲壓計(jì)監(jiān)測(cè)成果統(tǒng)計(jì)表
在主壩滲壓計(jì)監(jiān)測(cè)成果統(tǒng)計(jì)中,涵蓋了不同測(cè)點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果,包括測(cè)點(diǎn)位置、測(cè)點(diǎn)高程、完成日期、水頭值、增減量以及變化速率等。這些數(shù)據(jù)反映了不同時(shí)間段內(nèi)的滲透水頭變化情況。
從數(shù)據(jù)中可以看出,在2022 年度內(nèi),主壩各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水頭值都有所變化。以P1-1 測(cè)點(diǎn)為例,從2021 年底到2022 年底,水頭值從39.92m 降低到38.83m,減少了1.09m。這顯示了在這一時(shí)間段內(nèi)滲透水頭有所下降。類(lèi)似地,P1-2、P1-4、P2-1 等測(cè)點(diǎn)也顯示出了不同程度的水頭值下降。
另外,P3-3 測(cè)點(diǎn)在2018 年1 月23 日時(shí)水頭值為7.74m,在同一天內(nèi)增加到了9.36m,增加了1.62m。這種增加可能是由于滲流的變化或其他因素引起的。
根據(jù)這些數(shù)據(jù),可以初步判斷主壩存在一定程度的滲流現(xiàn)象,且不同測(cè)點(diǎn)的變化情況不同。這提示了可能需要對(duì)特定的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行更深入的調(diào)查和分析,以確定滲流的原因和對(duì)工程的影響??偟膩?lái)說(shuō),2022年度滲流監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為工程的安全評(píng)估提供了重要的信息。通過(guò)持續(xù)的監(jiān)測(cè)和分析,可以更好地了解滲流情況,及時(shí)采取措施確保工程的穩(wěn)定性和安全性。