浅谈土石坝安全监测数据分析

【摘 要】大、中型土石坝在我国普遍存在，为了更好地利用水资源为国民经济服务，利用观测数据分析水库安全运行管理有着极其重要的意义。本文以昌马水库为例，通过阐述昌马水库的工程概况及其检测内容，并采用多种方法纵向和横向进行对比，以便及早发现并解决问题，消除安全隐患，保障大坝的安全运行。通过昌马水库的分析研究，对于其他大坝的安全监测都有着重要的参考借鉴意义。

【关键词】土石坝 监测数据 分析

1昌马水库基本情况、检测项目及资料检测目的

1.1工程概况

昌马水库位于河西走廊西端玉门市境内的疏勒河昌马峡进口1.36km处，地理位置东经96°48′48″，北纬39°57′40″，是甘肃省河西走廊（疏勒河）农业灌溉暨移民安置综合开发项目的龙头工程，该工程是以农业灌溉为主，兼顾工业供水、水力发电和防汛等综合利用的大（二）型水利枢纽。2001年12月水库下闸蓄水，2004年达到最高水位1998.02 m，2005年达到设计蓄水位。

1.2监测内容

昌马水库观测内容较多，有表面变形观测、内部变形观测、渗漏观测、压力（应力）观测、测斜观测等12项（数量134，测点108个）。为了更好地论述观测数据在大坝安全分析中的重要意义，我们选择了大坝表面沉降为例（图2-2大坝平面布置图），分析大坝是否安全运行或有安全隐患，仪器采用苏州DSZ2自动安平水准仪，竖尺为双面尺，监测资料整编以水利部大坝安全管理中心制定的《土石坝安全监测资料整编规程》（SL169-96）整编，要求检测的项目符合《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）。

1.3资料监测的目的

通过每年观测数据整理，采用比较法、作图法、特征值统计法进行集料分析，分析内容为观测物理量随时间、空间变化的规律性，目的是观测主坝有无异常突变，各项物理量是否在允许范围内，是否符合规律，其规律是否具有一致性和合理性，从分析中获得观测物理量变化的稳定性、趋向性及与工程安全关系等结论，为水库大坝安全运行提供依据。

2部分典型图形及分析探讨

2.1数据计算结果及典型图形

昌马水库位移点平面布置图（图2-2）表面位移测点A分布（水准仪）

图（2-2）

昌马水库表面竖向位移量统计计算结果表

（注：由于数据量大，计算表2-1，2-2省略）

（注：2004年1月没有观测，为了图形清晰，选取的为部分截面、截图）

图2-1根据计算表2-1，2-2绘制

2.2图形分析探讨

表面竖向位移根据（图2-1部分截图）从2004年开始观测至2012年，观测点22个。从历年竖向位移统计表、过程线图、分布图看，最大沉降量（观测点上升为-，下降为+）：坝顶前+255mm（A4），坝顶后+131mm（A9），背水坡第二马道-58mm（A3），第一马道-85.5mm（A7）。最小沉降量：坝顶前+52.5mm（A1），坝顶后+38mm（A2），背水坡第二马道-3mm（A22），第一马道-70mm（A15）。2010年最大沉降量是+255mm（A4），最小沉降量在后坝坡，各战标沉陷量只有2mm左右。坝顶前后，背水坡第一和第二马道的沉降量依次递增，并且大坝坝顶至左向右的沉降量除A1、A2外大多都是递减趋势。虽然分析表面沉降与库水位、季节、水位升降速度等多种因素有关，但依据上述沉降量绘制的图形看，随着时间的延长沉降速度逐渐减小，坝体逐渐密实，且后坝坡沉降已趋于稳定。最大沉降量只是坝高的4.65‰，大坝无异常突变，各项物理量在允许范围内，符合规律。

2.3分析注意事项

（1）要有完整、准确、真实有效的观测数据记录做基础，保存和收集好各项考证资料，做到随时观测、随时记录、随时校核、随时整理。（2）既要单项分析，又要与其它观测项目综合分析，在平时资料整理的基础上结合规定的时间将观测资料综合整理。（3）借用计算机Excel强大的数据处理功能和选择直观适合的图形对比分析。（4）定期检查、维修、保养观测设备，保证测量精度。（5）分析时注意剔除记录明显错误的数据，避免影响分析质量，也要根据所观测的对象或存在的隐患进行重点分析。（6）通过观测成果，初步分析，提出工程存在的问题和处理意见以及对工程管理运用的建议等。

3结语

大、中型土石坝安全监测的内容各地可按照当地实际状况，采用多种方法纵向和横向进行对比，当大坝在运行过程中出现了潜在的隐患，便能够通过不同部位观测得到的数据及早发现，采取预防措施，消除安全隐患，为大坝运行提供安全保障。