碧流河水库大坝安全监测现状及升级改造探析

　　【摘要】碧流河水库大坝安全监测系统于1997年进行改造，已运行13年，通过长期连续监测资料分析数据来看，大坝是安全稳定的，但仍存在一些问题，需升级改造。
　　【关键词】碧流河，大坝安全监测，存在问题，升级改造
　　一、工程概况
　　碧流河水库位于辽宁省大连市普兰店双塔镇与庄河市荷花山镇交界的碧流河干流上，是一座以防洪、城市供水为主，兼有发电、养殖、旅游等综合效益的大Ⅱ型水利工程。工程于1975年开工，1986年竣工。水库控制流域面积2085Km2,总库容9.34亿立方米，枢纽工程由主坝（沥青砼心墙土坝、沥青砼心墙堆石坝、砼重力坝）。三座副坝，输水建筑物和泄水建筑物组成，主坝全长708.5m，最大坝高53.5m，一副坝为粘土心墙土坝，坝长22.7m，最大坝高21.7m，二副坝为均质坝，坝长380米，最大坝高9m，三副坝为沥青砼心墙堆石坝，坝长53.5米，最大坝高为10米。
　　二、大坝安全监测现状
　　为全面了解大把内外部变化情况，水库大坝监测工作起到了耳目作用，为管好、用好工程、维修工程等提供了真实、准确、可靠的第一手资料。碧流河水库大坝安全监测项目于1997年由中国与加拿大合作，对大坝安全监测系统进行改造，改造后的大坝安全监测系统分为中方、加方大坝安全监测系统，两大监测系统使用至今。
　　（一）中方大坝安全监测系统
　　中方大坝安全监测系统由国家电力公司电力自动化研究院大坝监测技术所设计、研制、生产、安装。监测项目主要有水平位移监测、挠度监测。
　　1、水平位移监测。水平位移监测，是利用监测仪器、设备连续测量大坝在水平方向上的变化情况（向上游移动为负，向下游移动为正）。水平位移监测由四条由引张线组成，其中两条位于坝顶，两条位于廊道中。
　　坝顶引张线由二十九台单项引张线仪组成，仪器编号为EX01-EX21、EX23-EX30。由于主坝全长708.5米，原设计采用一条引张线过长，受风等因素影响，引张线摆动较大，导致采集数据不稳定。为确保资料真实性，经论证在坝顶设置两条引张线。EX01-EX21单向引张线仪组成的引张线由坝右岸的倒垂线仪TP01和双线垂线仪SD01、倒垂线仪TP05控制观测。EX23-EX30单向引张线仪组成的引张线由坝左岸的倒垂线仪TP02和双向垂线仪SD01倒垂线仪TP05控制观测。
　　廊道内两条引张线，其中一条位于砼坝段，仪器编号为EX31-EX46，全长267.15米。由十六台单项引张线仪组成，其右段固定于廊道基岩中，左端由倒垂线仪器TP03控制观测。另一条为双向引张线，位于土坝坝段中，由四台双向引张线仪组成，仪器编号为EX01-ES04，两个端点分别由三向垂线仪器TD01-TD03控制观测。
　　2、挠度监测。挠度监测是借助专用监测仪器对坝体内铅垂线上不同高程测点与倒垂线之间的水平位移进行连续监测，土坝沥青砼心墙。挠度监测设备是由两组正垂线和三条倒垂线组成，其中两组正垂线分别位于土坝1#，2#竖井中，每一组正垂线有一台双向垂线坐标仪和六台单向坐标仪组成，由1#，2#竖井中倒垂线TD1和TD3控件监制。砼坝是在砼坝17#坝段中的倒垂线上安置三台双向垂线坐标仪进行挠度监制。
　　（二）加方大坝安全监测系统
　　加方大坝安全监测系统由加拿大ROCTEST公司设计、研制、生产、安装、监测项目主要有大坝变形监测、渗流监测。
　　1、大坝变形监测。大坝变形监测包括裂缝监测，坝体倾斜监测、裂缝监测采用仪器为振弦式测缝记，坝体倾斜监测采用仪器静力水准仪，编号C1-C13,分布于砼坝溢浆廊道5支，排水廊道2支，观测廊道6支。
　　2、渗流监测。渗流监测包括左、右岸绕坝渗流监测、扬压力监测、一副坝浸润线观测、二副坝渗流监测，左、右岸绕坝渗流，编号RB-1A-RB-12A，砼坝基础廊道扬压力，编号Y1-Y20,一副坝浸润线编号，K1-A-K8-A。二副坝渗流编号S1a-S7a,以上均采用振弦式渗压计进行观测。
　　以上两大监测系统现已运行13年。中方大坝安全监测系统从采取在现场布置的MCU，通过YKC遥控转换箱对各类传感器的信号进行数据采集，暂存于MCU中，并根据中控室主机的命令向主机传送数据，进行处理和分析运行方式，与人工比测方式测出的数据一致，两者误差甚小，从而说明监测数据真实、可靠。从历年的水平位移的测值过程线、人工比测值过程线、库水位变化过程线和气温过程线可看出，当库水位、气温升高，使坝产生向下游位移，反之，向上游位移。但位移数据极小，变化不明显，结论为产生水平位移，挠度变化主要受库水位、温度影响。