7.3 大坝监测
7.3.1 监测设施布置情况
巴家嘴水库开展的监测工作主要有渗流观测、位移观测和库水位观测。1962年7月工程竣工后,为了掌握坝体浸润线和垂直位移的变化规律,分析土坝的工作状态,验证设计情况,在坝体内安装浸润线测压管14孔,垂直位移即沉陷标点12个,于1963年3月开始观测。后经几次更新改造,目前,共有测压管6组5排计28孔,垂直及水平标点10组5排计41个。
7.3.2 观测方法及精度要求
(1)浸润线测压管:建坝初期到1999年,观测工作均由人工完成,使用电测水位计进行测量,随时间的推移观测日期为每5天、10天、1月观测1次,汛期洪水涨落时加测,观测时每管连测3次,误差不超过1.0cm,1999年后,测压管水位观测实现了自动化,观测时间每10天1次,汛期洪水涨落时实行24h连续观测。
(2)垂直位移观测:使用水准仪、双面水准尺,按四等水准,单镜闭合环法进行施测,高差闭合差不超过1.4(n为测站数)。观测时间每月1次,汛期每月2次,遇较大洪水后加测。
(3)水平位移观测:在相应坝两肩山岩和原状土层上埋设固定基点,用经纬仪视准线法观测。观测时每个点正倒镜各2次,求其均值。观测时间非汛期每月1次,汛期每月2次,遇较大洪水后加测。
(4)库水位观测:非汛期每日1次,汛期每日两次,洪水进库后加测洪峰涨落过程,观测方法过去一直由人工完成,1999年后实现自动观测和记录。
7.3.3 观测成果
垂直位移:大坝建成以来,最大坝高处累计沉陷量为2738mm,其中1963年7月至1966年10月沉陷量697mm(0+325),1966年11月至1973年7月沉陷量690mm,1974年9月至1976年10月沉陷量752.0mm,1977~1986年沉陷量453mm,1987~2001年4月沉陷量146mm。目前,坝顶防浪墙顶部高程1125.63m,较设计高程1125.90m低0.27m。
根据多年沉陷资料分析,水库大坝垂直位移有如下特点:
(1)同一纵断面各标点的垂直位移量基本符合土坝越高沉降量越大的规律,每一个横断面同一高程,上游垂直位移大于下游位移。
(2)大坝变形随外力作用变化而显著变异。
(3)灌浆加固期垂直位移量也较其他年份为大,且灌浆期间吃浆量大的部位较吃浆量小的部位为大。
(4)坝体沉降变形总的趋势是建坝初期大,随时间推移逐步减少,特别1987年后,年均沉陷量10.4mm,基本趋于稳定。
水平位移:水平位移的变化规律是上游向上游移动,下游坡向下游移动,坝顶向上游移动,符合土坝变形的一般趋势。坝体水平位移最大的部位,背水坡发生在高程1116.70m的坝体上,即坝顶以下8m处,最大位移量224.9mm,迎水坡发生在1117.7m平台上,即坝顶以下7m处,最大位移量332.0mm,大于背水坡。坝顶位移量686.4mm。与垂直位移的变化一样,土坝加高施工期和灌浆加固期横向位移明显大于其他时期。
测压管浸润线:从各阶段观测资料看,管水位变化基本正常。测压管水位升降随库水位的涨落而变化,但慢于库水位变化,实测坝体浸润线低于设计数值,坝体两端的管水位高于中部的管水位,在同一横断面上,除K07K号孔出现反常外,坝前管水位均高于坝后管水位。
库水位:由于巴家嘴水库泥沙淤积严重,库水位逐年抬高,目前,正常蓄水位1112.00m,相应库容730万m3。曾经出现的最高水位是1996年7月的1115.80m,距坝顶8.9m。
7.3.4 观测工作存在的问题
由于施工期各观测标志点频于变动,但又要监测施工期的变形,因此,观测资料的系统性较差,影响观测结果的分析。另外,观测设施落后,精度低,有些重要项目尚未开展观测,跟不上大坝管理的要求。