寒區(qū)某水利工程溢洪道底板滲壓計測值異常分析

周柏研，劉天鵬，李俊富，姜盛吉

（1.遼寧桓仁滿族自治縣水務(wù)局，遼寧 桓仁 117200；2.中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司,吉林 長春 130061；3.水利部寒區(qū)工程技術(shù)研究中心，吉林 長春 130061）

寒區(qū)某水利工程溢洪道底板滲壓計測值異常分析

周柏研1，劉天鵬2，3，李俊富2，3，姜盛吉2，3

（1.遼寧桓仁滿族自治縣水務(wù)局，遼寧 桓仁 117200；2.中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司,吉林 長春 130061；3.水利部寒區(qū)工程技術(shù)研究中心，吉林 長春 130061）

對于寒冷地區(qū)的水利樞紐工程，溢洪道底板滲壓計往往由于埋深較淺，冬季受冰凍影響，測值容易出現(xiàn)異常。文章針對寒區(qū)某水利樞紐工程溢洪道底板滲壓計測值異常的現(xiàn)象，探討了滲壓計測值異常的原因，并對寒冷地區(qū)溢洪道底板滲壓計埋設(shè)提出建議。

滲壓計；寒區(qū)；滲透壓力；溢洪道

0引言

水庫建成蓄水后的滲流量及揚(yáng)壓力是評價大壩工作性態(tài)的重要物理量之一。在土石壩各斷面設(shè)置一些測壓管和滲壓計進(jìn)行監(jiān)測，可以及時了解水庫運行過程中的壩體浸潤線位置和各區(qū)域滲透壓力。通過對滲流監(jiān)測資料進(jìn)行分析，指導(dǎo)水庫的合理運行具有很大的實際意義。與此同時,還能驗證設(shè)計假定，為大壩設(shè)計規(guī)范中的防滲設(shè)計提供反饋信息。

土石壩工程設(shè)有溢洪道，水庫蓄水運行后，在滲流作用下，溢洪道底板承受較大揚(yáng)壓力，往往在溢洪道底板布置滲壓計，用以監(jiān)測揚(yáng)壓力情況。對于寒冷地區(qū)水利工程，其溢洪道底板埋設(shè)的滲壓計測值往往在冬季產(chǎn)生突變，測值增大。下文針對某水利樞紐工程溢洪道底板滲壓計測值異常的現(xiàn)象，探討滲壓計測值異常的原因。

1 工程概況

某水利樞紐位于黑龍江省與內(nèi)蒙古自治區(qū)交界的嫩江干流上，壩址右岸為內(nèi)蒙古自治區(qū)莫力達(dá)瓦達(dá)斡爾族自治旗尼爾基鎮(zhèn)，左岸為黑龍江省訥河市二克淺鄉(xiāng)，下距工業(yè)重鎮(zhèn)齊齊哈爾市公路里程約 189km。嫩江發(fā)源于大興安嶺伊勒呼里山，由北向南流經(jīng)黑龍江、內(nèi)蒙古、吉林 3 ?。ㄗ灾螀^(qū)），在黑龍江省肇源縣三岔河匯入松花江，干流全長 1，370km，流域面積 2.97×105km2。樞紐壩址以上控制流域面積 6.64×104km2，占嫩江流域總面積的 22.4%，多年平均徑流量 1.047×109m3，占嫩江流域的45.7%。

2 滲壓計布置

溢洪道建于右岸白土山臺地的右岸岸坡上，為單一的岸坡開敞式，全長約 900m，溢洪寬度170.00m。溢洪道由進(jìn)水渠、控制段、泄槽、消力池及出水渠組成。為監(jiān)測溢洪道泄槽段底板揚(yáng)壓力變化情況，在 0+120 斷面布置振弦式滲壓計 5 支，監(jiān)測布置圖略。

3 振弦式滲壓計原理

BGK-4500/4560S 系列振弦式滲壓計埋設(shè)在水工建筑物、基巖內(nèi)或安裝在測壓管中、鉆孔中、堤壩、管道、管道和壓力容器里，測量孔隙水壓力或液體液位。其各種性能非常優(yōu)異，其主要部件均用特殊鋼材制造，適合各種惡劣環(huán)境使用。振弦式滲壓計主要由透水石、不銹鋼感應(yīng)膜片、密封殼體、信號傳輸電纜、振弦及激振電磁圈等組成。標(biāo)準(zhǔn)的透水石是用帶 50 μm 小孔的燒結(jié)不銹鋼制成，以利于空氣從滲壓計的空腔排出。當(dāng)被測水壓力作用在滲壓計上，將引起彈性膜片的變形，其變形帶動振弦轉(zhuǎn)變成振弦應(yīng)力的變化，從而改變振弦的振動頻率。電磁線圈激振振弦并測量其振動頻率，頻率信號經(jīng)電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可測出水荷載的壓力值，同時可同步測出埋設(shè)點溫度。

4 滲壓計異常分析

溢洪道滲壓計監(jiān)測成果如圖1所示，可以看出，隨著 2005 年水庫開始蓄水，每年 12 月份至翌年 4 月份，滲壓計測值突然整體上抬，變幅最大達(dá)到 1.2MPa，對應(yīng)水位 270m 左右，而正常庫水位為 218.5m，測值明顯不符合實際情況。其他時段測值較小，在 8 月份汛期泄洪時，測值與泄槽水深相符，說明滲壓計工作狀態(tài)正常。

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