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摘要：安全监测工作在水利水电工程运行期的安全管理中具有举足轻重的作用，针对兴隆水利枢纽工程的初期运行，结合较全面的安全监测系统，本文简要叙述了该工程安全监测设备的布设，重点分析初期运行期的监测资料，并对一些测值变化做了相应的分析。
关键字：兴隆工程；初期运行；监测；分析
中图分类号：E271文献标识码： A
0引言
任何建筑物在荷载作用和温度、湿度等环境变化的情况下，都会出现自身响应，表现出变形、渗流、震动、内部应力应变变化、外部裂缝、错动等不同的性态反映[1]。对于水利水电工程，除采取有效的工程措施外，布设完善、先进的安全监测系统，并对监测成果进行及时分析和反馈，是工程安全运行的重要保障。监测工作在水利水电工程运行期的安全管理中具有举足轻重的作用。
1工程概况
兴隆水利枢纽位于汉江下游湖北省潜江市、天门市境内，正常蓄水位36.2m，水库总库容4.85亿m3，灌溉面积327.6万亩，工程等别为Ⅰ等。主要建筑物泄水闸、电站厂房、船闸上闸首、鱼道及两岸滩地过流段等为1级建筑物；船闸闸室段、下闸首为2级建筑物；船闸导航、靠船建筑物、电站副厂房、开关站等次要建筑物为3级建筑物。
兴隆水利枢纽工程2013年4月1日开始下闸蓄水，2013年4月10日船闸完成通航核查验收，开始试通航，2013年11月13日首台机组开始发电。
2安全监测目的和项目
兴隆水利枢纽安全监测的目的是结合工程实际情况和特点及时掌握泄水闸、厂房、船闸等特征部位的变形、渗流及应力应变情况，以监测工程安全性态。通过对各类建筑物整体状态全过程的持续监测，采集建筑物的变形、渗流、应力应变、温度变化等各效应量的初始值、基准值和各阶段变化过程的数据，进行及时分析处理，对建筑物的稳定性、安全度作出评价。发现各效应量异常现象和可能危及建筑物的不安全因素，及时提出处理措施，为有关部门作出决策提供依据。
针对各建筑物的结构特点及地质条件，分别设置了变形、渗流、应力应变及人工巡视检查等监测项目。
3安全监测布置
3.1渗流监测布置
渗流监测采用渗压计来监测各建筑物基础扬压力和防渗效果。泄水闸渗压计分布在6个部位。每个底板基础下埋设有4支渗压计共24支。厂房在2、4#机组基础和安装厂基础均埋设有渗压计。上、下闸首、6闸室地板基础和6闸室左右边墩均外不同高程均布设有渗压计。
3.2变形监测布置
变形监测包括水平位移和垂直位移、结构缝的错动、基础变形等。水平位移采用倒垂线、引张线、测斜仪等进行监测；垂直位移监测，采用精密水准法进行观测；结构缝的错动采用位错计监测；基础变形则通过多点位移计或者基岩变位计监测。
（1）多点位移计：泄水闸共布设14套多点位移计钻孔，每一套钻孔有3支仪器，每一只多点位移计对应一个锚头，共42支多点位移计。
图11-2#闸室底板基础多点位移计布置剖面图
（2）垂直位移监测：泄水闸共布置112个垂直位移测点；安装厂和机组的坝顶四周分别布置了10个垂直位移测点；在船闸上、下闸首的4个角各布设1个垂直位移测点,在每段闸室的2侧边墙各布设1个垂直位移测点，共计26个垂直位移测点。
（3）水平位移监测：泄水闸坝段是监测重点，共布设4条倒垂线，倒垂孔深入稳定的岩体内。并以这4条倒垂线为基准，沿泄水闸轴线方向分段布设3条引张线，共计26个测点、3个活动端点、3个固定端点。机组的坝顶上游面布置了3个测斜孔来监测倾斜。通过测斜孔监测，布设上闸首、下闸首和6闸室各2个测斜孔，测斜孔深入船闸底板以下。
3.3应力应变监测布置
为了对建筑物基础压力、泄水闸中墩底板、厂房机组段、进水口、上下闸首宽槽缝钢筋应力、混凝土应变、温度进行监测，在泄水闸、厂房和船闸布设有土压力计、钢筋计、无应力计、应变计和温度计。
（1）土压力计：泄水闸共布设土压力计为23支；上闸首基础布设有4支土压力计，在6闸室地板基础布设有1支土压力计，6闸室左右边墩外不同高程垂向布设有2层共4支土压力计。
（2）无应力计：泄水闸1-2#、17-18#、37-38#闸室中墩底板各布置有1支无应力计，共3支无应力计。上下闸首宽槽缝和6闸室地板各布设有1支无应力计。
4安全监测成果分析
4.1渗压计
（1）泄水闸渗压计共24支，均表现为渗透压力且逐渐减小趋势。当基坑没有进水时，泄水闸的渗压计监测的结果大部分为正值，说明其渗压计所埋设的部位没有渗透水压力，这是因为基坑周围布置有防渗墙，基坑内进行了深井降水，且仪器埋设部位较高，仪器周围的地下水处于非饱和状态。2013年3月14日，基坑进水后，渗压计监测结果为负值，存在渗透水压力，渗透水压力随着水头增大而增大的趋势明显。当水头趋于稳定后，渗透水压力变化趋势趋于平缓，渗压计监测结果与实际情况较为相符。各闸室开闸、关闸都会直接导致水压力变化，目前最大渗透压力为-74.23KPa（P01XLS监测数据，2014年4月26日）。
（2）厂房机组段已埋设渗压计共17支，均表现为渗透水压力，总体渗压力趋势相对近几个月缓慢减小，最大渗透压力为242.54KPa（2014年4月26日）。
（3）船閘段共埋设12支渗压计，其渗透压力在蓄水后有增大趋势，最大渗透压力为150.13KPa(2014年4月26日)。
（4）大坝蓄水后，泄水闸、厂房、船闸的渗透压力值明显增大。
泄水闸（1-2＃）闸室底板基础P01XLS渗压计监测数据表
时间 2013.3.3 2013.3.11 2013.3.14 2013.3.15 2013.3.18 2013.4.15
水头(m) 0 0 0.15 2.1 5.57 7.43
渗压力（kpa） 0.33 0.47 -1.46 -21.03 -55.73 -74.27
时间 2013.5.16 2013.6.16 2013.7.25 2013.8.16 2013.9.16 2013.10.16
水头(m) 7.84 8.35 8.36 8.52 8.27 7.9
渗压力（kpa） -78.42 -83.45 -83.58 -85.21 -82.69 -78.99
时间 2013.11.20 2013.12.11 2014.1.13 2014.2.20 2013.3.25 2013.4.26
水头(m) 8.02 7.92 7.78 6.1 7.48 7.42
渗压力（kpa） -80.18 -79.15 -77.82 -74.7 -74.82 -74.23
4.2多点位移计
（1）在泄水闸段共埋设14组多点位移计，多点位移计监测的变形均为压缩（负值），说明泄水闸（1＃-2＃）闸室中墩基础、泄水闸（3＃-4＃）闸室中墩基础、泄水闸（9＃-10＃）闸室中墩基础、（17＃-18＃）闸室中墩基础、（27＃-28＃）闸室中墩基础、（37＃-38＃）闸室中墩基础均受压，其压缩变形在减小，最大压缩变形量为38.28mm。
（2）厂房段共埋设6支基岩变位计均受压，大坝蓄水后，变形量微弱的减小，最大压缩变形量为14.02mm。
（3）船闸上闸首段共埋设2支基岩变位计受力均表现为压力，受压变形量很微弱；位移量分别为1.00mm、2.11mm。
（4）大坝蓄水后，泄水闸、厂房、船闸的多点位移计、基岩变位计受压力值呈减小趋势。
4.3倒垂监测
倒垂是监测大坝水平位移的装置，同时也是引张线的基点。本月倒垂监测左右岸方向最大位移为4.39（泄水闸19联右边墩，向右岸位移），上下游方向最大位移为4.30（泄水闸9联左边墩，向下游位移）
4.4引张线
引张线监测上游方向为正，下游为负。
泄水闸1～9联最大位移为5.5mm,（2014-4-26），该测点在泄水闸6联中墩上。
泄水闸9～19联最大位移为3.5mm，（2014-4-26），该测点在泄水闸12联中墩上。
泄水闸19～26联最大位移为-2.8mm，（2014-4-26），该测点在泄水闸20联中墩上。
4.5土压力计
（1）随着泄水闸闸墩的升高，其基础土压力逐渐增大，埋设在桩上的土压力计测值变化比较的明显。泄水闸段土压力计监测最大土压力为0.47Mpa（9-10#闸室E06XLS土压力计，2014年4月26日），闸室中墩底板基础处的土压力值普遍要比闸室底板基础的土压力值大，与实际情况一致。
（2）厂房2号机组和安装厂土压力值很稳定，厂房2号机组土压力计E01为0.28 MPa、E02为0.38 MPa、E03为0.21 MPa。安装厂最大土压力值在0.63MPa(该土压力计埋设在桩基础上)。
（3）船闸段共埋设8支土压力计，最大土压力0.42MPa。
（4）全部桩基础上的土压力计测值比土基础上的土压力计测值大。大坝趋于稳定运行阶段后，泄水闸、厂房、船闸的土压力值有减小的趋势，具体减小原因可能是扬压力作用或下游水位降低影响。
4.6无应力计
（1）泄水闸1-2#段底部无应力计最大应变量为-356.64×10-6左右（2014年4月26日），泄水闸17-18#段底部无应力计应变量为-319.77×10-6左右（2014年4月26日），泄水闸37-38#段底部无应力计应变量为-26.49×10-6左右（2014年4月26日）。
（2）船闸段共埋设3支无应力计最大应变量为93.60×10-6（2014年4月26日）。
（3）蓄水后，船闸，泄水闸埋设无应力计受拉、受压变化均呈增大趋势。
5结语
汉江兴隆水利枢纽安全监测工程安装的监测仪器和资料能准确反映建筑物监测部位的工作性态，建筑物的变形、应力应变、渗流等变化基本稳定，各监测部位的建筑物工作状态基本正常。
参考文献
[1] 张秀丽 杨泽艳.水工设计手册.第11卷,水工安全监测[M].北京：中國水利水电出版社，2013.5.
[2] DL/T5209-2005,混凝土坝安全监测资料整编规程[S].北京：中国电力出版社,2005.
[3] DL/T5178-2003,混凝土坝安全监测技术规范[S].北京：中国电力出版社,2003.
关键字：兴隆工程；初期运行；监测；分析
中图分类号：E271文献标识码： A
0引言
任何建筑物在荷载作用和温度、湿度等环境变化的情况下，都会出现自身响应，表现出变形、渗流、震动、内部应力应变变化、外部裂缝、错动等不同的性态反映[1]。对于水利水电工程，除采取有效的工程措施外，布设完善、先进的安全监测系统，并对监测成果进行及时分析和反馈，是工程安全运行的重要保障。监测工作在水利水电工程运行期的安全管理中具有举足轻重的作用。
1工程概况
兴隆水利枢纽位于汉江下游湖北省潜江市、天门市境内，正常蓄水位36.2m，水库总库容4.85亿m3，灌溉面积327.6万亩，工程等别为Ⅰ等。主要建筑物泄水闸、电站厂房、船闸上闸首、鱼道及两岸滩地过流段等为1级建筑物；船闸闸室段、下闸首为2级建筑物；船闸导航、靠船建筑物、电站副厂房、开关站等次要建筑物为3级建筑物。
兴隆水利枢纽工程2013年4月1日开始下闸蓄水，2013年4月10日船闸完成通航核查验收，开始试通航，2013年11月13日首台机组开始发电。
2安全监测目的和项目
兴隆水利枢纽安全监测的目的是结合工程实际情况和特点及时掌握泄水闸、厂房、船闸等特征部位的变形、渗流及应力应变情况，以监测工程安全性态。通过对各类建筑物整体状态全过程的持续监测，采集建筑物的变形、渗流、应力应变、温度变化等各效应量的初始值、基准值和各阶段变化过程的数据，进行及时分析处理，对建筑物的稳定性、安全度作出评价。发现各效应量异常现象和可能危及建筑物的不安全因素，及时提出处理措施，为有关部门作出决策提供依据。
针对各建筑物的结构特点及地质条件，分别设置了变形、渗流、应力应变及人工巡视检查等监测项目。
3安全监测布置
3.1渗流监测布置
渗流监测采用渗压计来监测各建筑物基础扬压力和防渗效果。泄水闸渗压计分布在6个部位。每个底板基础下埋设有4支渗压计共24支。厂房在2、4#机组基础和安装厂基础均埋设有渗压计。上、下闸首、6闸室地板基础和6闸室左右边墩均外不同高程均布设有渗压计。
3.2变形监测布置
变形监测包括水平位移和垂直位移、结构缝的错动、基础变形等。水平位移采用倒垂线、引张线、测斜仪等进行监测；垂直位移监测，采用精密水准法进行观测；结构缝的错动采用位错计监测；基础变形则通过多点位移计或者基岩变位计监测。
（1）多点位移计：泄水闸共布设14套多点位移计钻孔，每一套钻孔有3支仪器，每一只多点位移计对应一个锚头，共42支多点位移计。
图11-2#闸室底板基础多点位移计布置剖面图
（2）垂直位移监测：泄水闸共布置112个垂直位移测点；安装厂和机组的坝顶四周分别布置了10个垂直位移测点；在船闸上、下闸首的4个角各布设1个垂直位移测点,在每段闸室的2侧边墙各布设1个垂直位移测点，共计26个垂直位移测点。
（3）水平位移监测：泄水闸坝段是监测重点，共布设4条倒垂线，倒垂孔深入稳定的岩体内。并以这4条倒垂线为基准，沿泄水闸轴线方向分段布设3条引张线，共计26个测点、3个活动端点、3个固定端点。机组的坝顶上游面布置了3个测斜孔来监测倾斜。通过测斜孔监测，布设上闸首、下闸首和6闸室各2个测斜孔，测斜孔深入船闸底板以下。
3.3应力应变监测布置
为了对建筑物基础压力、泄水闸中墩底板、厂房机组段、进水口、上下闸首宽槽缝钢筋应力、混凝土应变、温度进行监测，在泄水闸、厂房和船闸布设有土压力计、钢筋计、无应力计、应变计和温度计。
（1）土压力计：泄水闸共布设土压力计为23支；上闸首基础布设有4支土压力计，在6闸室地板基础布设有1支土压力计，6闸室左右边墩外不同高程垂向布设有2层共4支土压力计。
（2）无应力计：泄水闸1-2#、17-18#、37-38#闸室中墩底板各布置有1支无应力计，共3支无应力计。上下闸首宽槽缝和6闸室地板各布设有1支无应力计。
4安全监测成果分析
4.1渗压计
（1）泄水闸渗压计共24支，均表现为渗透压力且逐渐减小趋势。当基坑没有进水时，泄水闸的渗压计监测的结果大部分为正值，说明其渗压计所埋设的部位没有渗透水压力，这是因为基坑周围布置有防渗墙，基坑内进行了深井降水，且仪器埋设部位较高，仪器周围的地下水处于非饱和状态。2013年3月14日，基坑进水后，渗压计监测结果为负值，存在渗透水压力，渗透水压力随着水头增大而增大的趋势明显。当水头趋于稳定后，渗透水压力变化趋势趋于平缓，渗压计监测结果与实际情况较为相符。各闸室开闸、关闸都会直接导致水压力变化，目前最大渗透压力为-74.23KPa（P01XLS监测数据，2014年4月26日）。
（2）厂房机组段已埋设渗压计共17支，均表现为渗透水压力，总体渗压力趋势相对近几个月缓慢减小，最大渗透压力为242.54KPa（2014年4月26日）。
（3）船閘段共埋设12支渗压计，其渗透压力在蓄水后有增大趋势，最大渗透压力为150.13KPa(2014年4月26日)。
（4）大坝蓄水后，泄水闸、厂房、船闸的渗透压力值明显增大。
泄水闸（1-2＃）闸室底板基础P01XLS渗压计监测数据表
时间 2013.3.3 2013.3.11 2013.3.14 2013.3.15 2013.3.18 2013.4.15
水头(m) 0 0 0.15 2.1 5.57 7.43
渗压力（kpa） 0.33 0.47 -1.46 -21.03 -55.73 -74.27
时间 2013.5.16 2013.6.16 2013.7.25 2013.8.16 2013.9.16 2013.10.16
水头(m) 7.84 8.35 8.36 8.52 8.27 7.9
渗压力（kpa） -78.42 -83.45 -83.58 -85.21 -82.69 -78.99
时间 2013.11.20 2013.12.11 2014.1.13 2014.2.20 2013.3.25 2013.4.26
水头(m) 8.02 7.92 7.78 6.1 7.48 7.42
渗压力（kpa） -80.18 -79.15 -77.82 -74.7 -74.82 -74.23
4.2多点位移计
（1）在泄水闸段共埋设14组多点位移计，多点位移计监测的变形均为压缩（负值），说明泄水闸（1＃-2＃）闸室中墩基础、泄水闸（3＃-4＃）闸室中墩基础、泄水闸（9＃-10＃）闸室中墩基础、（17＃-18＃）闸室中墩基础、（27＃-28＃）闸室中墩基础、（37＃-38＃）闸室中墩基础均受压，其压缩变形在减小，最大压缩变形量为38.28mm。
（2）厂房段共埋设6支基岩变位计均受压，大坝蓄水后，变形量微弱的减小，最大压缩变形量为14.02mm。
（3）船闸上闸首段共埋设2支基岩变位计受力均表现为压力，受压变形量很微弱；位移量分别为1.00mm、2.11mm。
（4）大坝蓄水后，泄水闸、厂房、船闸的多点位移计、基岩变位计受压力值呈减小趋势。
4.3倒垂监测
倒垂是监测大坝水平位移的装置，同时也是引张线的基点。本月倒垂监测左右岸方向最大位移为4.39（泄水闸19联右边墩，向右岸位移），上下游方向最大位移为4.30（泄水闸9联左边墩，向下游位移）
4.4引张线
引张线监测上游方向为正，下游为负。
泄水闸1～9联最大位移为5.5mm,（2014-4-26），该测点在泄水闸6联中墩上。
泄水闸9～19联最大位移为3.5mm，（2014-4-26），该测点在泄水闸12联中墩上。
泄水闸19～26联最大位移为-2.8mm，（2014-4-26），该测点在泄水闸20联中墩上。
4.5土压力计
（1）随着泄水闸闸墩的升高，其基础土压力逐渐增大，埋设在桩上的土压力计测值变化比较的明显。泄水闸段土压力计监测最大土压力为0.47Mpa（9-10#闸室E06XLS土压力计，2014年4月26日），闸室中墩底板基础处的土压力值普遍要比闸室底板基础的土压力值大，与实际情况一致。
（2）厂房2号机组和安装厂土压力值很稳定，厂房2号机组土压力计E01为0.28 MPa、E02为0.38 MPa、E03为0.21 MPa。安装厂最大土压力值在0.63MPa(该土压力计埋设在桩基础上)。
（3）船闸段共埋设8支土压力计，最大土压力0.42MPa。
（4）全部桩基础上的土压力计测值比土基础上的土压力计测值大。大坝趋于稳定运行阶段后，泄水闸、厂房、船闸的土压力值有减小的趋势，具体减小原因可能是扬压力作用或下游水位降低影响。
4.6无应力计
（1）泄水闸1-2#段底部无应力计最大应变量为-356.64×10-6左右（2014年4月26日），泄水闸17-18#段底部无应力计应变量为-319.77×10-6左右（2014年4月26日），泄水闸37-38#段底部无应力计应变量为-26.49×10-6左右（2014年4月26日）。
（2）船闸段共埋设3支无应力计最大应变量为93.60×10-6（2014年4月26日）。
（3）蓄水后，船闸，泄水闸埋设无应力计受拉、受压变化均呈增大趋势。
5结语
汉江兴隆水利枢纽安全监测工程安装的监测仪器和资料能准确反映建筑物监测部位的工作性态，建筑物的变形、应力应变、渗流等变化基本稳定，各监测部位的建筑物工作状态基本正常。
参考文献
[1] 张秀丽 杨泽艳.水工设计手册.第11卷,水工安全监测[M].北京：中國水利水电出版社，2013.5.
[2] DL/T5209-2005,混凝土坝安全监测资料整编规程[S].北京：中国电力出版社,2005.
[3] DL/T5178-2003,混凝土坝安全监测技术规范[S].北京：中国电力出版社,2003.