劉惠江

(新疆維吾爾自治區(qū)昌吉州呼圖壁河流域管理處，新疆 昌吉，831200)

1 新疆齊谷水庫(kù)概況

齊古水庫(kù)位于新疆維吾爾自治區(qū)呼圖壁河流域，位處天山北麓、準(zhǔn)葛爾盆地南緣，河流總長(zhǎng)約258km，流域面積9221 km2，是新疆昌吉州最大的的河流。已建成的齊古水電站壩址位于呼圖壁河流域南側(cè)河段，地處中低山區(qū)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)86°40′、北緯43°52′。齊古水電站主要功能是發(fā)電，兼顧農(nóng)業(yè)灌溉、防洪、攔沙、供水等作用，屬中型水利樞紐工程[1-3]。主要建筑物級(jí)別為3級(jí)，壩址區(qū)構(gòu)造穩(wěn)定性較差，水庫(kù)水工建筑物抗震設(shè)防烈度為Ⅷ度[4]。

2 運(yùn)行期監(jiān)測(cè)目標(biāo)及內(nèi)容

大壩水工建筑物的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需滿足監(jiān)測(cè)規(guī)范要求。監(jiān)測(cè)斷面的選取，既要保證斷面位置具有代表性，又要體現(xiàn)其特殊性。大壩水工建筑物的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需準(zhǔn)確、全面地反饋水工建筑物工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)收集水工建筑物安全信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，為運(yùn)行管理提供可靠資料[5-7]。具體目標(biāo)如下：

(1)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的儀器與設(shè)施布置應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況，應(yīng)做到目的突顯、重點(diǎn)明確，盡量全面反映大壩的運(yùn)行狀況，將地質(zhì)條件差、大壩結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位作為監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)；

(2)監(jiān)測(cè)儀器應(yīng)以穩(wěn)定耐用、結(jié)果可靠為原則，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)合理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，便于監(jiān)測(cè)人員長(zhǎng)期穩(wěn)定進(jìn)行觀測(cè)工作；

(3)配置相應(yīng)的軟件，實(shí)現(xiàn)大壩安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)整理和分析，保證在惡劣氣候條件下仍能進(jìn)行必要項(xiàng)目的觀測(cè)；監(jiān)測(cè)儀器和設(shè)施必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求精心安裝、埋設(shè)，確保儀器安裝質(zhì)量。

2.1 大壩

(1)大壩變形監(jiān)測(cè)：建立平面和垂直位移監(jiān)測(cè)控制，為大壩各建筑物的變形監(jiān)測(cè)提供基準(zhǔn)；

(2)壩體表面變形監(jiān)測(cè)：包括垂直和水平位移的監(jiān)測(cè)；

(3)壩體內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)：壩殼料內(nèi)部的沉降、水平位移；

(4)壩體滲流及繞壩滲流監(jiān)測(cè)；

(5)瀝青混凝土壩體以及瀝青混凝土心墻防滲情況；

(6)心墻應(yīng)力應(yīng)變及溫度監(jiān)測(cè)。

2.2 表孔溢洪洞

監(jiān)測(cè)洞身和泄槽段沿線的滲透壓力、混凝土襯砌段以及鋼筋的變形、應(yīng)力。

2.3 灌溉放水洞

監(jiān)測(cè)洞身、泄槽段沿線的滲透壓力及不同圍巖類(lèi)別的混凝土襯砌及鋼筋的變形與應(yīng)力。

3 運(yùn)行期監(jiān)測(cè)實(shí)踐

3.1 大壩的監(jiān)測(cè)

3.1.1 大壩監(jiān)測(cè)斷面選取

根據(jù)壩址區(qū)的工程地質(zhì)環(huán)境條件，結(jié)合擋水建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在左岸布置2個(gè)監(jiān)測(cè)斷面(剖面)，樁號(hào)分別為0+015和0+050；河床中心部位布置1個(gè)監(jiān)測(cè)剖面，樁號(hào)為0+100；在右岸布置2個(gè)監(jiān)測(cè)剖面，樁號(hào)分別為0+150、0+200。

觀測(cè)橫斷面：選取位于河床中部及兩側(cè)的壩0+120.00m、壩0+170.00m(心墻最高部位)和壩0+220.00m三個(gè)主監(jiān)測(cè)斷面，設(shè)置壩體變形、滲流、應(yīng)力應(yīng)變及溫度等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，橫向觀測(cè)斷面共三條。

觀測(cè)縱斷面：在壩頂上游側(cè)(防浪墻頂部)、壩頂下游側(cè)沿壩軸線方向布置2條測(cè)線；在壩體下游面沿壩軸線方向布置2條測(cè)線，縱向觀測(cè)斷面共4條。

3.1.2 大壩變形監(jiān)測(cè)

大壩表面變形監(jiān)測(cè)：分別設(shè)置0+010、0+050、0+100、0+150和0+300共5個(gè)觀測(cè)橫斷面。在下游壩肩、下游側(cè)壩面995.8m高程和979.8m高程處設(shè)置水平、沉降標(biāo)點(diǎn)，在瀝青心墻頂設(shè)置沉降標(biāo)點(diǎn)監(jiān)測(cè)運(yùn)行期的壩體變形情況。根據(jù)以上布置，共設(shè)測(cè)點(diǎn)20個(gè)，并設(shè)置10個(gè)工作基點(diǎn)。除瀝青心墻頂部為垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)外其余均為水平、垂直位移的綜合標(biāo)點(diǎn)。其中1條布置在壩頂壩肩，其余2條分別布置在壩體下游側(cè)斷面995.8m高程和979.8m高程處。

壩體內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)：在樁號(hào)0+100處和樁號(hào)0+150斷面處，分別布設(shè)水平垂直位移計(jì)進(jìn)行壩體內(nèi)部水平位移觀測(cè)，布設(shè)2層水平位移計(jì)，采用引張線式水平位移計(jì)監(jiān)測(cè)。

沉降監(jiān)測(cè)：在最大斷面0+100、河床斷面0+150瀝青混凝土心墻下游過(guò)渡料及壩殼內(nèi)各布設(shè)一根水管式沉降儀管，布置水管式沉降儀共4套20個(gè)測(cè)點(diǎn)。

3.1.3 瀝青混凝土心墻變形

瀝青混凝土心墻變形主要監(jiān)測(cè)心墻內(nèi)部溫度，采用溫度計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在選定的壩體最大斷面0+100和原河床斷面0+150，在瀝青混凝土心墻內(nèi)部從壩底到壩頂垂直向10m間隔布置溫度計(jì)，共10支。

3.1.4 界面位移

瀝青混凝土心墻與過(guò)渡層之間的變形監(jiān)測(cè)：在最大斷面0+100上，心墻的上、下游側(cè)過(guò)渡層之間，從壩底到壩高1/3處垂直布置垂直位錯(cuò)計(jì)共8支，間距5m。

心墻與左、右岸岸坡結(jié)合情況監(jiān)測(cè)：左、右岸岸坡較陡，為了監(jiān)測(cè)心墻與岸坡的結(jié)合情況，在左、右岸高程990m、1010m各布置兩支測(cè)縫計(jì)，以監(jiān)測(cè)心墻與岸坡之間是否會(huì)由于岸坡較陡而產(chǎn)生脫開(kāi)的問(wèn)題。

3.1.5 心墻應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)

選取壩體0+100將兩向應(yīng)變計(jì)(垂直向和水平向)錨固在心墻上、下游表面，從壩底至壩高1/3范圍(應(yīng)力變化較大部位)沿高程間隔5m布置儀器，共6支，監(jiān)測(cè)心墻表面不同高程的垂直向應(yīng)變。

3.1.6 滲流監(jiān)測(cè)

在最大壩高斷面0+100和原河床斷面0+150壩體內(nèi)部浸潤(rùn)線剖面，以及壩基至壩高1/3位置心墻下游側(cè)(過(guò)渡料內(nèi))分別布置3支滲壓計(jì)。在斷面樁號(hào)0+100和樁號(hào)0+150，順河向在壩基開(kāi)挖面以20m間隔布置一條滲壓計(jì)監(jiān)測(cè)斷面，在建基面以下15m范圍內(nèi)，每5m布置1支滲壓計(jì)，共布置滲壓計(jì)29支。

繞壩滲流觀測(cè)：為監(jiān)測(cè)壩肩帷幕灌漿的效果和繞壩滲流情況，沿岸坡左岸布置3根測(cè)壓管，右岸布置3根測(cè)壓管，測(cè)壓管深入到筑壩前地下水位以下，采用內(nèi)置滲壓計(jì)進(jìn)行人工測(cè)量，監(jiān)測(cè)繞壩滲流情況。

滲流量觀測(cè)：滲流量觀測(cè)采用水堰法，在下游兩岸沿周邊布置漿砌石排水溝，并延到下游河床處，在下游壩腳處外側(cè)形成從左岸到右岸的一堵截水墻，集中觀測(cè)大壩滲流流量。

3.2 水工建筑物的監(jiān)測(cè)

泄水、放水建筑物主要包括灌溉放水洞和表孔溢洪洞。其中，灌溉放水洞主要對(duì)其工作閘井段、洞身段進(jìn)行監(jiān)測(cè)；表孔溢洪洞主要對(duì)其控制段、洞身段、泄槽段進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3.2.1 灌溉放水洞監(jiān)測(cè)

進(jìn)口、閘井段監(jiān)測(cè)：布置2個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，樁號(hào)為0-100、0+000，在兩個(gè)監(jiān)測(cè)斷面基礎(chǔ)埋設(shè)滲壓計(jì)，以監(jiān)測(cè)進(jìn)口段與閘井段的滲透壓力，共計(jì)滲壓計(jì)2支。

洞身、隧洞出口段監(jiān)測(cè)：布置2個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，樁號(hào)0+200、0+380，在兩個(gè)斷面基礎(chǔ)埋設(shè)滲壓計(jì)，以監(jiān)測(cè)洞身沿線和隧洞出口段的滲透壓力，共計(jì)滲壓計(jì)2支。

3.2.2 表孔溢洪洞監(jiān)測(cè)

控制段監(jiān)測(cè)：在進(jìn)口控制段樁號(hào)0+000斷面基礎(chǔ)埋設(shè)滲壓計(jì)1支，在監(jiān)測(cè)不同運(yùn)行工況下相應(yīng)斷面的滲透壓力，以確定溢洪洞控制段沿線的滲透壓力。

洞身、泄槽段監(jiān)測(cè)：洞身段布置1個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，樁號(hào)為0+100，泄槽段布置1個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，樁號(hào)為0+334，在兩個(gè)斷面基礎(chǔ)埋設(shè)滲壓計(jì)2支，以確定洞身、泄槽段沿線的滲透壓力。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)呼圖壁縣齊古水庫(kù)工程主體工程于2013年8月1日正式開(kāi)工建設(shè)，齊古水庫(kù)工程的建設(shè)意味著呼圖壁河科學(xué)、合理利用水資源的步伐正在加快，為水資源的優(yōu)化配置提供了積極保障。

(2)為實(shí)時(shí)觀測(cè)齊古水庫(kù)水工建筑物的運(yùn)行情況，對(duì)大壩、表孔溢洪洞、灌溉放水洞進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)成果既能科學(xué)評(píng)估電站健康狀況，又為進(jìn)一步制定生產(chǎn)運(yùn)行計(jì)劃提供依據(jù)。

(3)齊古水庫(kù)水工建筑物的監(jiān)測(cè)，為呼圖壁河流域的規(guī)劃利用與保護(hù)治理提供了有益豐富的數(shù)據(jù)，為呼圖壁河水資源評(píng)價(jià)與水文規(guī)律的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(4)齊古水庫(kù)運(yùn)行過(guò)程中，積極開(kāi)展監(jiān)測(cè)工作，不僅能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決水工建筑物存在問(wèn)題，同時(shí)為水庫(kù)工程的安全運(yùn)行提供決策數(shù)據(jù)。