浅谈新立城水库大坝渗流安全监测系统设计

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1、浅谈新立城水库大坝渗流安全监测系统设计［摘要］本文对新立城水库大坝渗流安全监测系统的布点及所选用的设备进行了综合比较和研究，通过合理选择设备保证了大坝监测系统的稳定运行，具有可操作性。　　［关键词］大坝安全监测；设备；选型　　１工程概况　　新立城水库位于吉林省伊通河中上游，距长春市区１６ｋｍ，控制流域面积１９７０平方公里，总库容５．９２亿立方米，是一座以防洪、供水为主的大型水库。水库按百年一遇洪水设计，按可能最大洪水校核。枢纽工程包括大坝、输水洞和溢洪道等主要建筑物。　　２大坝渗流监测系统建设必要性　　虽然新立城水库大坝现

2、有安全监测设施对揭示水库存在的问题和保证大坝安全运行发挥了重要作用，但监测项目设置仍存在不足，不能适应新立城水库工程管理技术进步的要求；本次除险加固后，原设渗流监测设施无法全部保留，也不满足《土石坝安全监测技术规范》（ＳＬ６０—１９９４）的要求，主要表现为：　　（１）6大坝坝基坝体渗流监测虽已建立包括输水洞渗漏监测在内的6个监测断面，但监测仪器的布设基于当时大坝渗流状态，一是坝基高喷灌浆施工势必导致坝顶及上游监测设施损坏，二是原监测仪器布置难以满足建立灌浆体后的渗流监测要求。在灌浆体有效作用下，坝轴线下游布设的监测仪器尤其

3、是坝体渗流监测仪器可能处于非有效工作状态，应针对大坝新的防渗体系布设和完善渗流监测测点。　　（２）在目前条件下减压井能起到一定的排水减压作用，但灌浆体建立后，减压井功效将发生根本的改变，应视具体情况更新监测方案。渗流量监测将以总堰为主进行监测。　　３渗流监测系统技术方案设计　　３．１渗流监测断面及测点设计　　大坝除险加固主体工程为坝基高喷灌浆，其主旨为根治大坝坝基渗透隐患。对于灌浆完工后的防渗效果以及大坝渗流场的变化情况，均需要有针对性地在特定的位置安装监测设施，对其工程效果进行监测。　　本次渗流监测设计充分考虑坝基地质情

4、况及此次除险加固工程的工程内容，并结合原渗流监测系统的布置及系统运行成果，共布设１４个监测断面，分别为０＋４０５、０＋６０５、０＋８０５、１＋００５、１＋２０５、１＋４０５、１＋５９１、１＋８０５、１＋９１１、２＋００５、２＋２０１、２＋４０１、２＋５２５。下面以几个典型断面为例阐述一下监测系统的布点原则。　　（１）０＋４０５断面。大坝０＋０００~０＋４００桩号处于坝址河道岸坡段，此坝段渗流隐患属于次要部位，建坝时未清至坝基风化岩石，基础仍为强透水层。尽管库区天然及淤积覆盖深厚，但了解坝基灌浆效果还是必要的。因此，此断面仅

5、在灌浆断面前后各布置一个测点，监测其灌浆效果。　　（２）6１＋２０５、１＋４０５、１＋５９１、１＋８０５、１＋９１１、２＋００５断面。大坝１＋２００~２＋２００桩号处于坝址河床段，坝高超过１５米。此坝段是大坝变形较大的坝段，也是坝基渗透隐患严重的坝段，应予以重点监测。因此，在１＋２０５、１＋４０５、１＋５９１、１＋８０５、１＋９１１、２＋００５桩号各布置一个监测断面。其中，１＋４０５和２＋００５断面布置及监测目的与０＋４０５断面相同；１＋２０５断面布置3条监测垂线，分别位于灌浆断面前、后及下游马道，每条垂线坝基坝体各布置一

6、个测点，监测高压灌浆在坝基坝体防渗效果、坝基渗流压力分布和坝体浸润线。１＋５９１断面布置4条监测垂线，灌浆断面前、后各一个钻孔，每孔坝基坝体各设一个测点，监测高压灌浆效果，每条垂线坝基坝体各布置一个测点，监测灌浆在坝基坝体防渗效果、坝基渗流压力分布和坝体浸润线。下游马道和坝脚下游的两条垂线均沿用原渗流监测系统测点，监测坝基渗流压力分布和坝体浸润线；１＋８０５断面布置4条监测垂线，灌浆断面前、后布置与１＋５９１断面布置和监测目的相同，下游马道垂线上布置一个坝体测点，监测坝体浸润线，下游坝脚外坝基布置一个测点，与灌浆断面前、后

7、坝基测点形成坝基监测断面，监测本断面坝基渗流压力分布情况；１＋９１１断面灌浆断面前坝基设一个测点，下游马道和坝脚下游的两条垂线均沿用原渗流监测系统测点，本断面3测点均为坝基测点，旨在监测灌浆在坝基的防渗效果。　　（３）6２＋２０１、２＋４０１、２＋５２５断面。大坝２＋２００~２＋６００桩号为坝址主河槽段，亦即最大坝高段，是大坝渗流监测的重点坝段。为此，在２＋２０１、２＋４０１、２＋５２５断面各布置一个完整监测断面，监测坝基坝体渗流压力状态。其中２＋２０１、２＋４０１断面基于原渗流断面布置，并尽量利用原系统有效测点。　　上述

8、渗流监测断面及布设渗流测点构成大坝渗流监测体系，基于其监测成果，对大坝坝基、坝体渗流压力平面分布状态进行总体评价。　　３．２大坝渗流监测系统仪器选型　　大坝渗流安全监测和管理自动化系统，采用分布式自动化数据采集系统，各断面测点渗流监测数据传入从站的ＭＣＵ，从站ＭＣＵ数据无线传输到设在水库管理局工程管理处