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石砭峪水庫除險加固工程大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)的更新改造

文檔作者：閻建文文檔來源：西安理工大學(xué)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年12月17日
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文章編號：1671-4768(2002)04—0037—03
石砭峪水庫除險加固工程大壩安全監(jiān)測
系統(tǒng)的更新改造
閻建文
(西安理工大學(xué)，陜西西安710048)
摘 要：石砭峪水庫是定向爆破筑壩，該工程除險加固需要對安全監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行更新改造，其
觀測項目及監(jiān)測自動化系統(tǒng)具有典型性。
關(guān)鍵詞：石砭峪水庫；安全監(jiān)測；更新改造
中圖分類號：TV697．2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
1 概況
1．1 工程介紹
石砭峪水庫位于陜西省長安縣，是西安市的
一項重點(diǎn)水利工程。大壩采用定向爆破技術(shù)堆筑，
瀝青混凝土斜墻和混凝土截水墻聯(lián)合防滲，壩高
85 m(壩頂高程735 m)，控制流域面積130 km ，
水庫總庫容為2 810萬m。。水庫的主要功能是防
洪、灌溉、發(fā)電和向西安市供水。
水庫工程于1971年12月開工，1973年5月進(jìn)
行定向爆破，1981年3月基本完成了85 m 高大
堆石壩和瀝青混凝土防滲斜墻等施工任務(wù)。為了
水庫的安全穩(wěn)定運(yùn)行，該水庫先后設(shè)置了多項觀
測項目，但由于多種原因，原設(shè)計不能完全不滿足
水庫安全監(jiān)測的需要。為此，1999年石砭峪水庫
除險加固時，對水庫的安全監(jiān)測進(jìn)行了更新改造。
1．2 原監(jiān)測項目及存在的問題
(1)瀝青混凝土斜墻的應(yīng)變觀測：1989年5
月0+150斷面設(shè)置了4個應(yīng)變觀測點(diǎn)(其高程分
別為681，701，715和731 m)，共有4組8支應(yīng)變
計。由于原設(shè)計不適應(yīng)瀝青混凝土斜墻的變形要
求，觀測值不能真實(shí)反映斜墻的應(yīng)變。
(2)瀝青混凝土斜墻的裂縫觀測：在原裂縫多
發(fā)區(qū)布置了4根測縫計，布置斷面分別為0+
075、0+ 100、0+ 175和0+ 200，埋設(shè)高程為
715 m，目前仍在使用。
(3)周邊縫觀測：右岸斜墻與巖石的連接部位
設(shè)置了4個測點(diǎn)，其高程分別為685，695，700(0
+225斷面平臺上)和705 m；左岸連接部位分別
在高程690，710 m 各設(shè)一個測點(diǎn)；在0+050斷面
的斜墻與混凝土截水墻連接處設(shè)一個測點(diǎn)。以上
測點(diǎn)目前仍在使用，但有些測值始終未變，一方面
有可能是裂縫本身未變化；另一方面，則可能是測
縫計安裝位置不當(dāng)。
(4)瀝青混凝土斜墻溫度觀測：在三個斷面上
共設(shè)置了8個測點(diǎn)，已全部損壞，無法測量。
(5)瀝青混凝土斜墻后水位觀測：在0+050
斷面，高程666 m 和695 m 處；在0+100斷面，高
程666，681和695 m 處；在0+ 150斷面，高程
685和681 m 處，在0+200斷面，高程700 m 處，
共設(shè)置了8個測點(diǎn)，目前仍在使用。但由于斜墻后
水位一直沒能達(dá)到測點(diǎn)未有測值。
1．3 除險加固工程項目
石砭峪水庫屬定向爆破筑壩，為了安全長期
處于低水位運(yùn)行，但大壩上游瀝青混凝土面板上
有凹陷出現(xiàn)，因此，除險加固主要是斜墻下淺層
堆石體充填灌漿和復(fù)合土工膜鋪設(shè)并噴射混凝
士。
收稿日期：2OOl—Ol一25
作者簡介：閻建文(1967一)，男，陜西興平人，西安理工大學(xué)工程師，從事水工結(jié)構(gòu)、巖土工程的教學(xué)和研究工作。
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38 西北水力 發(fā)電 第18卷
2 大壩安全監(jiān)測更新改造設(shè)計
2．1 設(shè)計目標(biāo)
從石砭峪水庫的實(shí)際出發(fā)，通過優(yōu)化設(shè)計，確
立科學(xué)，合理的設(shè)計內(nèi)容，選擇可靠性高、穩(wěn)定性
好的自動監(jiān)測設(shè)備；開發(fā)功能強(qiáng)大、界面友好，操
作簡單，適應(yīng)土石壩安全監(jiān)測特點(diǎn)的信息系統(tǒng)；建
立一個包括數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸、管理、分析處理
和判斷預(yù)測等一系列水平先進(jìn)，功能可靠，真實(shí)有
效的自動監(jiān)測系統(tǒng)，以滿足大壩安全監(jiān)測的需要。
2．2 大壩安全監(jiān)測更新改造
2．2．1 監(jiān)測項目
監(jiān)測項目為變形監(jiān)測，滲流監(jiān)測和水文氣象
監(jiān)測(見表1)。
表1 石砭峪水庫除險加固工程大壩安全監(jiān)測詳表
監(jiān)測項目 監(jiān)測內(nèi)容 儀器名稱 測點(diǎn)編號 備 注
假基巖變形監(jiān)測 固定覘標(biāo) F1、F z、F3、Ft、F5
沖溝瀝青混凝土 截滲墻變形監(jiān)測 分層水平位移計 E1、Ez、E¨Et、E5
變形 監(jiān) 測 周邊 縫監(jiān) 測 測縫計 CF A：南 京 自動化 設(shè) 備總 廠 一4O A1、A z、A¨ At、A5、A 6、A 7
反弧伸縮縫監(jiān)測 測縫計CF一4O A8、A9 測縫計CF一4O
壩體沉陷變形監(jiān)測 沉陷標(biāo)點(diǎn) B：基康公司
瀝青混凝土截滲墻 滲壓計 B
l、
Bz、B3、Bt、B5、B6、B7 4500S——100
滲壓監(jiān)測 4500S一 050
滲 流監(jiān) 測 土 工膜 防滲 效果 監(jiān)測 滲 壓計 Bz、B¨B10、Bl1 F
：新都飛翔
壩體浸潤線監(jiān)測 滲壓計 Bt、B7、B8、1 、2 、3 其他
沖溝 瀝青 混凝 土 ：西 安博 蘭特研 究 所
截滲 墻 防滲 監(jiān)測 滲 壓計 B1¨C7
水文氣象 庫水位監(jiān)測 水位計 D
監(jiān) 測 1、DI—z、D2—1、D2一z
(1)變形監(jiān)測：
a．表面變形監(jiān)測，在左岸假基巖上布設(shè)5個
觀測覘標(biāo)FhF F¨F 、F 。
b． 內(nèi)部變形監(jiān)測：在沖溝瀝青混凝土截滲
墻后觀測井內(nèi)安裝分層水平位移計，沿高程設(shè)置
5個測點(diǎn)E 、E趴E¨ E 、E 監(jiān)測截滲墻的變形
狀態(tài)。
C． 周邊縫及伸縮縫的監(jiān)測，在原來設(shè)置測縫
計的位置，重新布設(shè)7支測縫計分別為A 、A 、
A。、A 、A A 、A ；監(jiān)測周邊縫的開合度。在大壩
上游右岸反弧段瀝青混凝土斜墻伸縮縫上布設(shè)測
縫計A8、A。。
(2)滲流監(jiān)測
a．瀝青混凝土斜墻后滲壓監(jiān)測：高程670 m
以下布設(shè)6支滲壓計，測點(diǎn)分別為B。、B。、B 、B5、
B6和B7。
b．土工膜防滲效果監(jiān)測：為了監(jiān)測土工膜施
工質(zhì)量，布設(shè)4支滲壓計，測點(diǎn)分別為B。、B。、B。。
和B 以監(jiān)測土工膜的防滲效果。
C．壩體浸潤線監(jiān)測：在上游坡布設(shè)3支滲壓
計，測點(diǎn)分別為B扒B 和B。，在下游坡布設(shè)3支水
位計，測點(diǎn)分別為1 、2 、3 (編號原觀測系統(tǒng)相
同)。
d．沖溝瀝青混凝土截滲墻防滲監(jiān)測：在沖溝
截滲墻后觀測井布置1支滲壓計，測點(diǎn)為C ，監(jiān)
測截滲墻后水位；在截滲墻前布置1個測點(diǎn)B 。，
監(jiān)測截滲墻前水位。
(3)水文氣象監(jiān)測：在水庫大壩上游面布設(shè)4
支水位計，測點(diǎn)為D 一 、D 一 、D 一 和D 一 來監(jiān)測
庫水位的狀況。
2．2．2 自動化監(jiān)測系統(tǒng)
采用分布式監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由工程安
圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)框圖
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第4期 閻建文 石砭峪水庫除險加固工程大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)的更新改造 39
全監(jiān)測中心(PSMC)和一個測站(BMS)組
成。工程安全監(jiān)測中心設(shè)在石砭峪水庫管理處的
辦公樓上；中控室主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的綜合處理與監(jiān)
測站的通訊；測站由測控單元(MCU)和集線箱等
組成，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集并建立與中控室的數(shù)據(jù)
通訊，這種結(jié)構(gòu)可提高系統(tǒng)的可擴(kuò)充性和可靠性。
工程安全監(jiān)測中心可通過電信網(wǎng)與設(shè)在西安市水
電局的上位計算機(jī)實(shí)現(xiàn)異地遠(yuǎn)程通訊和遠(yuǎn)程現(xiàn)場
監(jiān)控操作。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)框圖如圖1。
3 結(jié)束語
石砭峪水庫大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)的更新改造符
合水庫的運(yùn)行特點(diǎn)。儀器的埋設(shè)安裝、電纜的敷設(shè)
符合設(shè)計規(guī)范的要求。安全地將儀器引入監(jiān)測站，
自動化監(jiān)測系統(tǒng)性能良好，較好地實(shí)現(xiàn)了自動監(jiān)
測和遠(yuǎn)程控制。
參考文獻(xiàn)：
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I-3] 水利電力部水利司．水工建筑物觀測工作手冊EM]．
北京：水利出版社，1980．
Dam safety m onitoring system renovation and im provem ent in consol idation
of the Shibianyu reservoir
YAN Jian—wen
(Xi’an University of Technology，Shaanxi Xi’an 710048，China)
Abstract：The dam of Shibianyu reservoir is constructed by directed blasting．It is needed the dam safety
monitoring system to be improved and renovated．The observation items and the monitoring system au—
tom ation have typical meaning in hydraulic engineering．
Key words：Shibianyu Reservoir；safety monitoring；improvement and renovation
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