双向引张线技术在观音阁水库的应用

高　峰

(辽宁江河水利水电新技术设计研究院，辽宁 沈阳　110003)



双向引张线技术在观音阁水库的应用

高峰

(辽宁江河水利水电新技术设计研究院，辽宁 沈阳110003)

观音阁水库是辽宁省水利枢纽工程,它竣工于1995年,为辽宁省的经济发展做出了很大贡献。为了更好地确保观音阁水库大坝的安全性,对其大坝变形监测工程进行了更新改造,用更科学的技术对其进行监测,其引进技术为——双向引张线技术。本文对此加以介绍。

双向引张线技术；观音阁水库；应用

1　概　述

观音阁水库是辽宁省重点水利枢纽工程,是以城市供水和防洪为主,兼顾灌溉、发电和养鱼的大(1)型水利枢纽工程,水库拦河大坝为碾压式混凝土重力坝(RCD),坝长1040m,共分65个坝段,坝顶高程267m,顶宽10m,坝顶上、下游两侧各设1m宽人行道,其中上游侧6～65号坝段为空腹结构,兼做电缆沟，坝体剖面为“金包银”型式，上游3m防渗层、下游2.5m保护层和2m基础垫层为常态混凝土。工程于1990年5月开工，1995年9月主体工程竣工。水库管理局办公楼位于水库下游，距大坝直线距离3km。

2　建设背景

观音阁水库大坝安全监测工程始建于筑坝过程,改造于2008年7月—2011年9月,分二期实施了大坝安全监测监控系统改造,由于当时资金原因,前述改造工程未包括43～65号坝段坝体位移监测,目前仍处于人工状态。

建坝初期该部分坝段的位移监测采用视准线法进行，沿用至今已20多年，由于坝体结构的限制，不仅视准线体长，无校核基点，且无左端永久工作和校核基点，当时只能用建在42号坝段悬臂梁上的基点代做工作基点，用常规光学方法人工观测。位移标点是利用安装在下游护栏边柱顶上的钢盘代替位移测点，所在的墩柱其混凝土结构已经普遍出现裂缝，有些甚至贯穿性裂开，标点不规则变位，已失去实际意义上的监测作用，亟需进行彻底改造[1]。

观音阁水库43～65号坝段是该水库大坝右端坝轴线转向上游的坝段，与唯一的上坝公路相接，是进入主坝坝顶的必经区域及观音阁水库大坝右端不可或缺的重要挡水坝段之一，是必须监测的坝段[2]。

3　系统设计

3.1任务和规模

“观音阁水库43～65号坝段变形安全监测系统”的工程任务是在保持监测区坝体外观形象和形状均不改变、常态混凝土层不被穿透的原则基础上,建设43～65号坝段监测系统,建成后纳入在役监测系统中,形成观音阁水库大坝安全监测监控的完整系统结构。

工程规模是在43～65号坝段坝顶面上游侧人行道(下面是电缆沟)部位及左侧测区外坝体和右侧坝外山体选定区域建设坝体位移监测的基础工程,包括双向引张线监测管道、测点基础、端点地下室建设等。

3.2总体结构设计

总体结构由数据采集、信息传输、监控中心(含分控)和应用软件共同组成位移监测系统,新建数据采集系统利用在役主体物理结构柔性搭接和软扩充进行信息传输,在监控中心和分控形成以数据库为核心的总体逻辑网络。

监测数据分析评价模型采用C/S(客户端/服务器)模式开发,供专业人员使用,运行分析的成果存储到成果数据库中;决策支持信息化平台采用B/S(浏览器/服务器)模式开发,为管理和决策人员服务,支持Web方式、信息化平台与专业成果数据库,实现专业成果的网络发布。

系统总体网络结构图如下。

总体网络结构图

4　建设实施

4.1系统选取

引张线系统是当今先进且常用的大坝位移监测手段之一，在国内外已有几十年的应用历史，且有多种类型，部分产品还实现了垂直位移的同步监测[3]。特别是在混凝土坝安全监测中的应用效果很好，技术成熟，稳定可靠，使用寿命长，维护简单，我省的观音阁、白石等水库均采用了此方案。

引张线双向位移自动监测系统是在原有引张线系统的基础上，利用连通管等液面原理，使线体时刻处于平衡状态[4]，从而形成有浮托的双向引张线系统。该系统于2008年获大禹水利科技进步三等奖，并成为水利部2008年度水利先进实用技术重点推广项目。根据多年来引张线技术及设备在大坝监测中的发展情况，观音阁水库43～65号坝体位移监测数据采集系统采用双向引张线法，施行自动监测。

4.2具体实施

在坝顶43～65号坝段上游步行台(原电缆沟)位置建1条地下式引张线位移监测线，沿线与每个坝段中部横剖面交点处设为监测点，共23个测点。利用原电缆沟扩充开挖，最大挖深至台下0.6m。安装测点箱与护管，安装步进式双向引张线仪23套。引张线的固定端和活动端各建1座全地坪式引张线端点测室，分别位于42号坝段和65号坝段外。在活动端测室内建设“同心”式倒垂+双金属标监测系统、静力水准监测系统，安装双标仪、垂线坐标仪、静力水准仪、智能测控单元(MCU)、活动端紧拉装置等；在固定端测室内安装引张线紧固装置。

活动端测室建在水库大坝右岸坝端，为全地坪式结构，距65号坝右端面3.5m，测室内分别建设双向引张线数据采集系统、双金属标和倒垂监测系统(同心结构)、静力水准及补水系统、信号传输系统、防雷接地系统、室内照明系统、加热除湿系统、排水系统、防盗系统等。并且在活动端与65号坝段测点间安装浮拖点，以保证线体更加平直。

固定端测室建在42号坝段，为全地坪式结构，设备室中心与引张线轴线在同一延长线上，设备室内安装固定端紧固装置1套。

目前，观音阁水库43～65号坝段变形安全监测系统工程已经全部建设完成，整个系统运行稳定，与前期在役系统无任何软、硬件冲突和干扰，监测数据准确、可靠。

5　结　语

水库是调控水资源时空分布、优化水资源配置和防洪减灾的重要工程设施。随着社会不断发展，水库在带来经济、社会、生态等效益的同时，也存在巨大安全隐患。双向引张线监测系统在观音阁水库的成功应用,不仅为混凝土坝水库安全监测带来新的技术和手段，极大提高了监测的准确性和可靠性，更为水库的日常安全、稳定运行提供了技术支撑。希望通过本文探讨,可以推广双向引张线技术在更多水库应用。

[1]周大鹏.观音阁水库43号～65号坝段变形安全监测系统改造工程设计报告[R].沈阳：2014.

[2]袁雪莲.观音阁水库2010年场次洪水分析[J].水利建设与管理,2015(1).

[3]黄全福.浅谈垂线—引张线技术在金鸡拦河闸水平位移测报中的应用[J].水利建设与管理,2011(8).

[4]韩启民.观音阁水库静力水准高程传递技术探讨[J].水利建设与管理,2015(1).

Application of two-way tension wire alignment technology in Guanyinge Reservoir

GAO Feng

(LiaoningJiangheWaterResourcesandHydropowerNewTechnologyDesignandResearchInstitute,Shenyang110003,China)

Guanyinge Reservoir belongs to water-control project in Liaoning Province. It was completed in 1995, which made contribution to the economy development of Liaoning Province. Dam deformation monitoring works are upgraded and transformed in order to better ensure the safety of Guanyinge Reservoir dam. More scientific technology is utilized for monitoring the reservoir. Two-way tension wire alignment technology is introduced in detail in the paper.

two-way tension wire alignment technology; Guanyinge Reservoir; application

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.04.004

TV698

B

1673-8241(2016)04- 0016- 03