某大坝施工期内部沉降监测分析研究

肖建峰　周立霞（淮河水利委员会　蚌埠　233001　中水淮河规划设计研究有限公司　合肥　230092）

某大坝施工期内部沉降监测分析研究

肖建峰周立霞
（淮河水利委员会蚌埠233001中水淮河规划设计研究有限公司合肥230092）

水库所处区域不同，地形、地质条件隐蔽复杂。大坝监测能够及时地反应水库工程运行变化情况，出现异常及早察觉，采取措施，避免更大的损失。对于施工期，大坝变形监测更为敏感。本文介绍了施工期大坝内部沉降监测设计情况，并进行了监测成果分析，旨在今后为其他类似工程提供技术参考。

水库大坝内部沉降监测沉降管沉降率

某水库是一座以防洪、供水、灌溉为主，结合发电的多目标开发综合利用的大型水利枢纽工程。水库流域面积749km2，总库容为4.68亿m3，属II等大（2）型水利工程。主要建筑物拦河坝、溢洪道及引水系统进水口为2级建筑物。主要建筑物设计洪水标准为100年一遇，相应设计洪水位为70.73m（1985国家高程基准，下同）；校核洪水标准为2000年一遇，相应校核洪水位为74.58m。

拦河坝为土质防渗体分区土坝，上游坝体以花岗岩风化土为防渗体，下游坝体采用石渣及风化岩等透水性较强的材料填筑，设排水棱体和坝体斜坡式排水。土坝坝顶宽度9.00m，坝顶长度535.00m，坝顶高程76.50m，最大坝高65.50m。坝基河床砂砾石经强力振冲加密处理后采用混凝土防渗墙和帷幕灌浆进行垂直防渗。

1　沉降监测设计

在大坝横向桩号0-001，纵向桩号分别为0+100、0+335、0+520处，各布设沉降管1根，沉降管编号分别为ES1、ES2、ES3，高程范围分别 为 55.00~76.50m、20.00~76.50m、55.00~76.50m。沉降管每2m长布设沉降环（板）测点1个，测点数依次为17个、30个、15个，共62个。

2　沉降监测资料整理与分析

2.1沉降值

大坝内部沉降采用沉降管法进行观测，河床及左右岸3根沉降管的最大沉降值列入表1。

表1　大坝垂直位移观测最大沉降值统计表（沉降管法）

（1）按左岸、河床、右岸顺序沉降管编号依次为ES1、ES2、ES3，相应实测最大沉降值分别为215mm、1134mm、219mm，其值为填筑至坝顶时于2016年3月9日测得，表明左右岸的最大沉降值约为河床段相应值的1/5。

表2　大坝最大沉降点观测沉降率表

（2）按上述顺序最大沉降点高程分别为56.443m、39.253m、56.726m（包括振冲沙层厚约19.5m），相应坝高比（最大沉降点坝高/工坝高）为35.90%、52.48%、28.52%，表明左右岸最大沉降点位置约为坝高的1/3，河床最大沉降点位置则约为坝高的1/2。

（3）当填筑至坝顶时，按上述顺序，最大沉降率（最大沉降值/施工坝高）分别为0.68%、1.44%、0.79%，说明左右岸沉降率较小，而河床处沉降率则较大，实测结果表明左右岸的沉降率约为河床部位的1/2。

2.2沉降率

为了解沉降率的变化规律，将河床部位ES2号沉降管最大沉降点（板）ES2-1号实测沉降率计算值列入表2。

（1）实测最大沉降点的沉降值和沉降率，分别为113.4cm和1.44%，其值与施工坝高呈正相关，观测值变化连续，规律性好，能反映大坝实际工作性态。

（2）当大坝填筑至高程28.10m时为该沉降管的观测初始值，此时才开始采用钻孔安装（此后则采用非钻孔安装），故此前的少量沉降值未能测出。

（3）在大坝填筑至坝顶前，沉降值和沉降率始终随坝高的增加而增加，目前尚未稳定，但发展已经减缓。

2.3压缩率

选择有代表性的河床部位ES2号沉降管实测沉降值进行实测压缩率计算，假定基岩面为分层起点，计算结果列入表3。

表3　大坝河床监测断面观测压缩率表

（1）大坝基岩面以上地基的计算分层厚度为21.443m（高程-2.000~19.443m），基本属于振冲层，实测分层压缩量为25.7cm，分层压缩率为1.20%，说明压缩量较小，振冲效果良好。

（2）大坝基础高程19.443～25.443m，计算分层厚度为6.0m，分层压缩量为12.3cm，分层压缩率为2.05%，由于填筑高程至28.10m时才开始钻孔安装沉降管，因此该层计算值偏小。

（3）高程25.443m以上坝体压缩率与坝高呈正相关，在分层厚约6m的情况下，最大分层压缩量约为40.8cm，最大分层压缩率约为6.95%，坝体平均压缩率约为2.57%。

（4）截至2016年3月9日，大坝河床部位的总压缩量约为167.7cm，总平均压缩率约为2.15%，与同类工程相比，其值偏大，可能与坝体填筑速度过快有关。

3　结语

截至2016年3月9日，大坝左右岸和河床部位实测最大沉降值分别为215mm、219mm和1134mm，施工至坝顶时，实测左右岸和河床部位最大沉降率分别为0.68%、0.79%和1.44%。大坝实测最大沉降值和沉降率随坝高的增加而增加，目前尚未稳定，但发展已经减缓。

施工期实测大坝地基振冲层压缩率为1.20%，大坝基础压缩率为2.05%，坝体平均压缩率为2.57%，表明振冲和碾压质量较好。截至2016年3月9日，大坝河床部分的总压缩量为167.7cm，总平均压缩率为2.15%，与同类工程相比，其值偏大，可能与坝体填筑速度过快有关。

目前工程尚未蓄水，坝体沉降尚未稳定，固结仍在进行之中。但综合上述已有变形监测资料的分析结果，初步认为大坝在施工期工作性态正常。首次蓄水是对工程承载能力的真正考验，建议加强监测资料的整理及分析，制定安全监控技术指标，进行测值的预测、报，并建立监测成果的报告制度，发现问题及时处理，充分发挥安全监测设施应有的作用■

（专栏编辑：顾梅）