土坝的渗流问题分析

1土坝的渗流问题分析及其控制措施和监测技术前言：渗 透 破 坏 是 土 石 坝 坝 体 的 常 见 病 害 ,设 计 一 套 可 靠 的 渗 流 监 测 系 统 是 保 证 土 石 坝 坝体 安 全 运 行 的必 备 措 施 。 土 石 坝 浸 润 线 位 置 的 高 低 是 影 响 坝 体渗 透 稳 定 和 抗 滑 稳 定 的最 重 要 的 因 素 之 一 。 对 于 土石坝 渗 透 水 溢 出 点 的 渗 透 坡 降 较 陡 时 ,坝 坡 就 会 发 生 流 土 、管 涌 ,甚 至 滑 坡 、 垮 坝 。 科 学 地 对 土 石 坝 进行 渗 透 监 测 ,为 水 库 安 全 运 行 、 坝 体 安 全 稳定提 供 科 学 依 据 。摘要: 土坝破坏来源于水和其它外力的侵袭以及土体强度的不足,其中渗流产生的坝体破坏占有较大比例,且造成的后果极为严重。通过土石坝产生渗流破坏的现象分析,掌握其发展规律,利用地质勘探合理确定的边界条件,有针对性地选择土石坝的渗流控制设计方案。关键词: 土坝渗流破坏 基本内容 控制措施 渗流问题的重要性 防 渗 加 固 渗 透 破 坏 渗 流 监 测 渗 流 监 测 布 设 技 术在水利工程中,地表水的冲刷破坏常会引人注意,也比较容易发现和挽救，而地下水的冲刷目不能见,常被忽视,有时问题一经发现,会立即导致工程的破坏,难以补救。因此，一般水利工程受地下水渗流冲刷破坏者常比地表水冲刷破坏者为多,而堤坝渗流的问题更为严重。据米德布鲁克斯调查统计美国 206 座破坏的土坝中,由于渗漏管涌破坏者占 39%,由于漫顶破坏者占 27%,由于滑动及沉陷裂缝者占 18%,由于反滤料流失、块石护坡下没有滤层、坝端处理不好、波浪和地震等原因破坏者占 17%,由此可见渗流破坏作用的严重性。我国在 20 世纪90 年代初的统计资料,全国存在渗漏问题比较严重的大型水库有 132 座,遍及各省,其中土石坝渗漏的就有 106 座,约占 80%。1.土坝的渗流破坏土石坝破坏来源于水和其它外力的侵袭以及土体强度的不足。原因不同,发生的现象也有不同，除去坝端三向浇渗破坏和漫顶溢流垮坝者外,从土坝剖面上看，问题主要如图 1：图 1 所示几种状况,并且分别说明如下:图 a 是砂层地基的承压水顶穿表层弱透水粉质壤土或淤泥的薄弱环节,发生局部集中渗流形成流土泉涌现象,并继而向地基的上游发展成连通的管道。此时如果大管涌道失去拱的作用,堤坝即裂缝下沉而破坏,严重者还会在临水侧坝脚附近引起水流旋涡。对于土坝上游黏土铺盖的裂缝失效以及河堤临水侧的河水淘刷等不利因素,均能加速破坏。图 b 是背水坡脚大面积发生小泉涌的砂土沸现象,使坡脚软化或受浮力后失去支承力而引起大滑坡,如图 1 所示的大圆弧所示。发生砂沸软化的来水可能是砂基的承压水,也可能是沿弱透水覆盖层上面较透水薄层粉土渗过来的表层水。图 c 是由于堤坝本身或地基的渗流,外部出口处的管涌开始逐渐将细粒带走,直至坡面破坏。如图所示,浸润线出渗点处的土粒首先被冲蚀沿坡面向下移动堆积于坡脚,逐渐在坡面形成局部凹陷和小沟;或者沿坝底接触面、坝体内的较透水薄层以及沿输水管外壁接触面形成集中渗流通道造成冲蚀破坏。图 d 是由于库水位骤降时孔隙水压力而发生滑坡,多在下降水位的附近坍滑。如果临2水侧受河水淘刷,就更容易造成滑坡。图 1 土坝坝坡破坏示意图2.渗流分析方法土石坝的渗流是一个比较复杂的空间问题,但在工程设计中常将其简化为平面问题处理。土石坝渗流计算方法主要有解析法、手绘流网法、实验法和数值法等。解析法分流体力学法和水力学法,前者立论严谨,但只能用于某些边界条件较为简单的情况。水力学法计算简易,精度可满足工程要求,得到了广泛的应用。手绘法是一种简单易行的方法,能够求渗流场内任一点渗流要素,并具有一定的精度,但在渗流场内具有不同土质,且其渗透系数差别较大的情况下较难应用。遇到复杂地基或多种土质坝,可用电模拟实验法,它能解决三向问题,但需一定设备,且费时较长。近年来数值法在土石坝渗流分析中得到了广泛应用。此种方法可以计算不稳定渗流和较复杂的渗流问题。3.渗流控制基本内容渗流问题的外观主要是建筑物及其地基与侧岸的破坏和漏水,重点是土的渗透破坏或渗透变形,而引起破坏的内在因素则是渗流水的作用。因此需要通过试验计算或探测来查明渗流场的分布,或者结合不同建筑物类型和发生渗流问题的部位,着重探明下列的水力因素:3.1 渗流水头线对于坝基的有压渗流,需要知道建筑物地下轮廓线的水头分布或浮托力,以便核算土坝的稳定性;确定下游出口处截墙或板桩下端的水头,核算出口处该深度地基土是否有发生局部流土的危险。对于土坝岸堤无压渗流,则应知道浸润线位置和坝体内的渗流压力分布,以便核算坝坡的稳定;利用土坝下游排水设备降低浸润线使其离开下游坝坡有足够的距离,防止冰冻;确定坝基防渗铺盖和斜墙或心墙的沿程水头损失,用以核算设计适宜的长度和厚度。为了防止水库下游和堤防背水坡土地的盐碱化,还应核算下游农田地下水位升高的位置。3.2 渗流坡降由上述的水头分布,很容易得出渗流坡降或流速以及渗透力,首先应该考虑最大渗流坡降,检验是否会发生内部管涌影响地基的稳定;对于粗细粒两层土交界面以及和闸坝基底接触面上,为避免接触渗流冲刷或细粒的流失,还应知道接触面的渗流坡降或流速;自然,穿过黏土防渗铺盖或斜墙、心墙、截墙等构件的渗流坡降也应求出,以便核算这些构件的抗渗强度是否满足。有时还得确定坝体内的渗透力,以便核算坝坡稳定性。3.3 渗流量计算下游排水设备的渗流量,作为核算排水设施尺寸的参考。有时需要知道穿过透水地基和坝的渗流量以便估计水库的漏水损失或施工基坑排水设备容量。控制渗流量,使漏水量最小;但在最大经济效益的原则下,也允许增大渗流量。34.防渗加固措施渗流控制方案的选择,依赖于工程地质和水文地质条件,针对不同地质条件采用相对的控制措施。透水层不深小于 1015m 时,宜采用垂直防渗。透水层很深大于 1015m 时,当漏水量不重要可以用水平防渗。较深的强透水砂砾石地基,而且防止水库漏水要求较高时,可在坝基进行灌浆防渗或垂直防渗墙;如果灌浆帷幕抗渗强度或防漏程度不够,也可采用与上游铺盖相结合的防渗措施。双层地基应尽量利用和整修上游的天然覆盖层,如果深河槽局部覆盖层已被冲刷,尚应以人工铺盖填补足够长度。下粗上细的冲积层,在透水性显著加大时,下游排水设备也宜设置竖井,竖井通至强透水的下层。土 石 坝 防 渗 加 固 措 施 一 般 分 为 垂 直 防 渗 与 水平 防渗 两 大 类 措 施 。 垂 直 防 渗 是 加 固 工 程 中 十 分 常 见 的 防 渗处 理 措 施 。 对 于 透 水 地基 ,垂直 防 渗 与 水 平 防 渗 措 施 相 比 ,截 流 效 果 更 显 著 。 下 面 重 点 介 绍 几 种 常 用 的 垂 直 防 渗措 施 。4.1 混 凝 土 防 渗 墙混 凝 土 防渗 墙 是利用专 门 的造槽机 械 设备营造槽 孔 ,用 导 管 在 槽 孔 中 浇 筑 混 凝 土 ,形成 一 道 连 续 的 防 渗墙 体 。 混 凝 土 防 渗 墙 墙 体 材料 有 普 通 混 凝 土 、 粘 土 混凝土 和 塑 性 混凝 土 等 。 成 槽 方 法 有 多 种 ,常 用 的 有 钻 劈 法 、 钻 抓 法 及 铣 削 法 等 。混 凝 土 防 渗 墙 施 工 工 艺 属 置 换 式 防 渗 墙 ,即 先 造 槽 ,再 浇 筑 混 凝 土 ,墙 体 性 能 好 ,质 量 可 靠 ;地 层 适 用 性 广 ,无 论 是 砂 土 、 砂壤 土 、 砂 砾 石层 和 砂卵石层 均 可以造槽成 墙 。但 施 工 速 度 较 慢 ,造 价 较 高 ,废 浆 液排 放 量 大 ,易造 成 环 境 污 染 。4.2 薄 壁 混 凝 土 防 渗 墙4.2.1射 水 法 薄 壁 防 渗 墙射 水 法 是 利 用 水 泵 及 成 型 射 流 的 冲 击 力 破 坏 土 层结 构 ,水 土 混 合 回 流 溢 出 地 面 ,同 时 利 用 卷 扬 机 操 纵 特 制的 成 型 器 具 不 断上下 冲 动 ,进一步 破 坏土 层 ,切割修整孔 壁 ,形 成 有 规 则 的槽 孔 ,随 后 浇 筑 混 凝 土 或 塑 性 混 凝 土 ,或 灌 注 各 种 柔 性 砂 浆 、 铺 设 防 渗 土工 膜 ,形 成 一 个 完 整的 防 渗 墙 。 适 用 于 砂 性 土 、 淤 泥 质 土 、 粘 性 土 、 粉 土 ,并 能 穿 过砂 卵石 层 ,成 墙 深 度 可 达 30m。 成 墙 宽 度 2245cm。 由 于该 工 法 简 单 ,设 备 搬 运 灵 活 ,地 层 适 应性 广 ,施 工 成 本 在射 水 、 液 压 抓 斗 和 拉 槽3种 工 法 中 最 低 ,一 次 性 投 资 较 小 ,因 而 ,在 防 渗墙 施 工 中 得 到 广 泛 应 用 。4.2.2 薄 型 液 压 抓 斗 薄 壁 防 渗 墙薄 型 液 压 抓 斗 防 渗 墙 采 用 分 序 抓 取 法 ,抓 取 时 采用 泥 浆 固 壁 ,浇 筑 采 用 泥 浆 下 直 升 导管 法 。 液 压 抓 斗 适 用 于 软 土 、 砂 砾 土 和 强 风 化 岩 地 层 ,满 斗 率 较 高 ,效 率 高 ,其 运 行 费 用 低 ,配 有 测 斜 纠 偏 装 置 ,能 够 保 证 槽 孔 的 垂 直 度 符 合 规 范要 求 ,成 墙 质 量 有 保 证 ,但 一 次 性 投 入较 大 ,施 工 成 本 较 高 。4.2.3 拉 槽 法 防 渗 墙拉 槽 法 是 采 用 拉 槽 机 进 行 连 续 拉 槽 造 孔 ,分 段 隔离 浇 筑 成 墙 的 一 种 施 工 方 法 。 拉 槽 法适 用 于 淤 泥 质 土 、 砂 性 土 、 松 散 的 粘 性 土 以 及直 径 10cm的 砂 卵 石 层 中 成 墙 ,最 大 成 墙 深 度 达 25m。 拉 槽 法 防 渗 材 料 水 下 浇 筑 可 采 用 34管浇 筑 ,一 次 浇 筑 槽 段 长 度 可 达 12m以 上 。 成 墙 墙 体 连 续 性 好 ,施 工 工 效 高 。4.3 深 层 搅 拌 连 续 墙深 层 搅 拌 连 续 墙 是 通 过 深 层 搅 拌 机 将 水 泥 浆 喷 入 坝 体 并 搅 拌 均 匀 ,经 过 一 系 列 水 化离 子 交 换 与 硬 化 等 反 应 ,形 成 多 桩 搭 接 且 有 一 定 强 度 和 抗 渗 能 力 的 防 渗 墙 。 深 层 搅 拌 桩 机有 单 头 和 多 头 之 分 ,多 头 小 直 径 桩 机 工 效 较 高 ,一 次 成 墙 长 度 较 长 ,而 且 一 次 成 墙 的 桩 之 间不 会 出 现 底 部 分 叉 现 象 ,提 高 了 墙 体 的 连 续 性 和 完 整 性 。 深 层 搅 拌 法 水 泥 土 防 渗 墙 主 要 适用 于在 砂 类 土 、 淤 泥 质 土 以 及承 载 力, 150kPa的 粘 性 土 和 粉 土 ,成 墙 深度 20m。 成 墙 质 量 可靠 ,如 墙 厚 、 墙 段 连 接 、 墙 体 均 匀 性 及 各 项 性 能 指 标 均 能 满 足 设 计 要 求 ， 工 效 高 、 工 期 短 ，利用 原 土 注 入水泥 可 就地 搅 拌 ,施 工造价 较 低 ,对 环 境污染 轻 。4.4 高 压 喷 射 灌 浆 防 渗 墙高 压 喷 射 灌 浆 就 是 利 用 钻 机 造 孔 ,然后 把 带 有 喷头 的 灌 浆 管 下 至 土 层 的 预 定 位 置 ,用4高 压 设 备 把 压 力 为 2030MPa左 右 的 高 压 射 流 从 喷 嘴 中 喷 射 出 来 ,用 该 射 流 冲 击 和 破 坏 地 层土 体 ,并 与 灌 入 浆 液 掺 混 ,在 土 体 中 形 成 固 结 体 。 喷 浆 方 法 有 为 定 喷 、 摆 喷 和 旋 喷 。 高 压 喷射 灌 浆 防 渗 适 用 于 软 弱 土 层 砂 类 土 以 及 砂 卵 石 地 层 。 施 工 质 量 可 靠 ,浆 液 的 浓 度 、 凝 结 体的 强 度 及 渗 透 性 等 可 根 据 地 层 特 点 ,加 以 控 制 和 调 整 ;可 灌 性 好 ,其 可 灌 性 和 影 响 范 围 超 过了 一 般 的 注 浆 效 果 ;施 工 简 便 ,施 工 时 只 需 钻 小 孔 (如 孔 径 110mm),即 可 获得 较 大 的 凝结 体 和较 厚 的 板 墙 。4.5 垂 直 铺 塑 防 渗垂 直 铺 塑 防 渗 是 利 用 开 槽 铺 塑 机 ,在坝 体 或 坝 基内 开 出 一 定 深 度 的 连 续 沟 槽 ,并 同 步 在沟 槽 内铺 设 塑 膜 和 填 以 设 计 要 求 的 回 填 料 。 经 过 填料 的 析 水 固 结 后 ,形成 以 塑 膜 为 主 要 幕体 材 料 的 复 合 防 渗 帷 幕 。 具 有 无接 缝 、 整 体 连 续 性 好 、 防 渗 效 果 显 著 、 适 应 变 形 能 力 强 等优 点 。4.6 冲 抓 套 井 防 渗冲 抓 套 井 回 填 粘 土 防 渗 墙 是 利 用冲 抓 式 打 井机 具 ,主 要 在 土 坝 或 堤 防 渗 漏 范 围 造 井 ,用 粘 性 土料 分 层 回 填 夯 实 ,形 成 一 连 续 的 套 接 粘 土 防 渗 墙 ,截 断 渗 流 通 道 ,同 时 在 夯 锤 夯 击回 填 粘 土 时 ,对 井 壁 的 土 层 产 生 挤 压 ,使 其 周 围 土 体 密 实 ,以 提 高 坝 体 质 量 ,从 而 起 到 防 渗和 加 固 的 目 的 。 主 要 机 械 设 备 为 冲 抓 机 ,配 有 抓 瓣 式 钻 头 和 马蹄 式 夯 锤 。冲 抓 套 井 防 渗 施 工 机 械 设 备 简 单 ,对施 工 场 地 无特 殊 要 求 ;防 渗 效 果 好 ,套 孔 回 填 的 粘 土 经过 夯 实 后 ,干密 度 增 大 ,渗 透 系 数 减 小 ;可 就 地 取 材 ,充 分 利 用 当 地 的粘 性 土 料 ,工 程 成 本 低 ;当工 期 紧 时 ,增 加 机 械 设 备 ,多 开工 作 面 ,可 以 大 大 缩 短 工 期 ;对 于 坝 体 局 部 漏 水 和 坝 坡 湿润处 理 迅 速 ,可 以 收 到 立 竿 见 影 的 效 果 。4.7 振 动 沉 模 防 渗振 动 防 渗 墙 技 术 是 利 用 强 力 振 动 原 理 将 空 腹 模 板沉 入 土 中 ,向 空 腹 内 注 满 浆 液 ,边 振动 边 拔 模 ,浆 液 留于槽 孔 中 形 成 单 块 板 墙 ,将 单 板 连 接 起 来 ,即 形 成 连 续 的 防渗 墙 帷 幕 。 主要 适 用 于 松 散 的 软 基 地 层 ,从 粘性 土 到 层 厚较薄 的 砂 卵 石 层 ， 处 理 深 度 20m。 墙 体 质 量 好 ,搭 接 可 靠 ,防 渗 性 能 良 好 ;施 工 效 率 较 高 ,工 效 为 400800m2/d;所需 的 材 料 属 一 般 性 材 料 ,造价 较 低 。4.8 各 类 灌 浆 施 工 方 法(1)水 泥 帷 幕 灌 浆 。 水 泥 帷 幕 灌 浆 是 用 水 泥 浆 液 灌 入 岩 体 或 土 层 的 裂 隙 、 孔 隙 ,形 成 阻水 幕 ,以 减 小 渗 流量或 降 低 扬 压 力 的 灌 浆 。 水 泥 帷 幕 灌 浆 通 过 对 坝 基 钻 孔 、 裂 隙 冲 洗 、 压水 和灌 浆 ,可 以 了 解 基 岩 的 透 水 性 能 ,提 高 灌 浆 效 果 ,进 行有效 的 防 渗 处 理 ;机 械 设 备 简 便 ,施 工 技 术 成 熟 ,容 易 取得理 想 的 防 渗 效 果 。(2)劈 裂 式 灌 浆 。 劈 裂 式 灌 浆 是 运 用 坝 体 应 力 分 布 规 律 ,用 一 定 的 灌 浆 压 力 ,将 坝 体 沿坝 轴 线 方 向 劈 裂 ,同时 灌 注 合 适 的 泥 浆 ,形成 铅 直连续 的 防渗粘土 墙 ,堵塞漏 洞 、 裂 缝 或 切断 软 弱 层 ,以 提 高 坝 体 的 防 渗 能 力 ,同时通 过 浆 、 坝 互 压 和 湿 陷 ,使 坝 体 应 力 重 新 分 布 ,提 高坝体变 形 稳 定 性 。 劈 裂 式 灌 浆 具 有 造价 低 、 省 工 、 效 果 显 著 和 就 地 取材 等 优 点 。(3)化 学 灌 浆 。 化 学 灌 浆 是 将 浆 液 灌 入 裂 缝 内 部 并 在 硬 化 后 具 有 一 定 的 粘 结 强 度 ,能较 好 地 恢复 混 凝 土 结构 的 整 体 性 ,起 到 固 结 、 防 渗 、 改 善 应 力 传 递 以 提 高 承载和 抗 变 形 能力 的 方 法 。 化 学 灌 浆 具 有 较 好 的 可 灌 性 ,施 工 工 艺 要 求 严 格 ,施 工 时 要 做 好 防 护 工 作 ;浆 液的 胶 凝 时 间 可根 据 需 要 进行 调 整 和 控 制 。 主 要 适 用 于 地 层 裂 隙 与 孔 隙 较 小 或 防 渗和 加 固要 求 较 高 ,颗粒 状 材 料 不 能 灌 入 ,渗 漏 水 流 速 较 大 ,其 它 灌 浆 材 料 不 能 封 堵 的 情 况 。 化学灌浆与水泥灌浆相比，其缺点包括：施工不便，需要较多的辅助材料及设备、需要较专业的施工人员、造价高、耐久性差、有一定毒性及对环境有一定影响等。这些因素导致现在化学灌浆应用较少。5 渗 流 监 测 布 设 技 术5.1 扬 压 力主 要 对 土石坝 中 的 浆 砌 块 石 坝 进 行 扬 压 力 观测 。55.1.1 坝 基(1)观 测 横 断 面 。 横 断 面 的 位 置 和 数 量 取 决 于坝 的 地 质 条 件 、 结 构 型 式 、 规 模 大 小 及 工 程等 级 等 因素 ,应 选 择 在 最 大 坝 高 、 不 同 结 构 型 式 、 有 无 横 向 基础 排 水 廊 道 及 地 质 条 件 复 杂 坝段 。 每 个 横 断 面 的 测点 数 量 一 般 是 25个 。(2)观 测 纵 断 面 。 一 般 在 灌 浆 帷 幕 和 第 一 排 排 水 孔 的 下 游 侧 或 排 水 幕 线 上 。 纵 断 面 每个 坝 段 应 布置 一 个 观 测 点 ,坝 基 条 件 复 杂 可 适 当 增 加 。5.1.2 坝 体(1)观 测 断 面 。 主 要 选 择 在 靠 近 坝 基 的 施 工 分 层 工 作 缝 上 ,断 面 位 置 一 般 与 坝 基 扬 压力 观 测 横 断面 相 结 合 ,数 量 宜 为 13个 。(2)观 测 点 。 一 般 将 测 点 布 置 在 靠 近 坝 基 处 的 坝 段 中 心 部 位 且 处 在 坝 面 排 水 孔 之 间 。5.2 渗 流 压 力主 要 对 土 石 坝 中 的 土 石 坝 进 行 渗 流 压 力 观 测 。 其 中 坝 基 渗 流 压 力 包 括 坝 基 天 然 岩 土层 、 人 工 防 渗设 施 和 排 水 系 统 等 关 键 部 位 渗 流 压 力 分 布 情 况。5.2.1 坝 基(1)观 测 断 面 。 观 测 横 断 面 一 般 布 置 在 能 控 制 主 要 渗 流 情 况 和 预 计 可 能 发 生 问 题 的部 位 。 观 测 横 断 面 的 数 量 取 决 于 工 程 重 要 等 级 和 场 地 工 程 地 质 条 件 。 观 测 横 断 面 宜 顺 流线 方 向 布 置 ,并 尽 量 与 坝 体 渗 流 压 力 观 测 断 面 相 结 合 。(2)观 测 点 。 对 均 质 透 水 坝 坝 基 铺 盖 的 防 渗 效 果 及 坝 基 内 部 管 涌 和 外 部 流 土 是 监 测重 点 ;对 于 采 用 截 水 墙 的 防 渗 坝 体 ,宜 在 截 水 墙 内 的 上 部 和 底 部 各 增 设 一 个 监 测 点 。5.2.2 坝 体(1)观 测 断 面 。 土 石 坝 坝 体 渗 流 压 力 观 测 包 括 确 定 断 面 上 的 压 力 分 布 和 浸 润 线 位 置 。观 测 断 面 布 置 宜 选 在 最 大 坝 高 处 、 合 拢 段 、 地 形 或 地 质 条 件 复 杂 坝 段 。(2)观 测 垂 线 。 根 据 坝 型 结 构 、 断 面 大 小 和 渗 流 特 性 ,在 观 测 横 断 面 上 ,布 设 34条观 测 垂 线 。 均 质 坝 按 其 流 网 特 点 可 分 为 上 游 坝 肩 以 左 的 上 游 楔 体 区 和 以 右 的 梯 形 区 ,一般 在 楔 体 区 布 设 2条 ,其 中 一 条 在 坝 肩 ;梯 形 区 最 少 布 设 2条 ,其 中 1条 在 排 水 棱 体 前 缘 。 心墙 坝 一 般 在 心 墙 内 布 设 12条 ,另 在 心 墙 下 游 和 排 水 棱 体 前 缘 各 布 设 1条 (见 图 2)。图2 渗 透 监 测 点 纵 断 面 布 设 示 意 图1.观 测 垂 线 ；2 .测 点 ； 3.浸 润 线 ；4 .排 水 棱 体 ；5 .等 势 线5.2.3 观 测 点根 据 坝 高 和 需 要 监 测 的 范 围 以 及 渗 流 场 特 征 ,并 考 虑 便 于 通 过 流 网 分 析 确 定 浸 润 线位 置 ,在 观 测 垂 线 上 分 别 布 置 13个 测 点 。5.3 渗 透 技 术 参 数 测 量5.3.1 孔 隙 压 力对 土 石 坝 及 其 防 渗 体 内 进 行 孔 隙 水 压 力 观 测 可 方 便 掌 握 饱 和 土 及 饱 和 度 大 于 95%的非 饱 和 粘 土 在 固 结 过 程 中 产 生 的 孔 隙 水 压 力 的 分 布 和 消 散 情 况 。监 测 布 置 。 宜 布 设 于 最 大 坝 高 、 合 拢 段 、 坝 基 地 形 复 杂 处 ,一 般 设 置 12个 观 测 断 面 。观 测 点 布 设 以 能 测 绘 孔 隙 水 压 力 等 值 线 为 原 则 (见 图 3)。图 3测 压 管 监 测 点 布 设 示 意 图61.测 点 ； 2.均 质 坝 ； 3.测 压 井 ； 4.排 渗 棱 体 ； 5.坝 基5.3.2 绕 坝 渗 流在 土 石 坝 两 岸 坝 肩 及 部 分 山 体 ,土 石 坝 与 岸 坡 接 触 面 以 及 伸 入 两 岸 山 体 的 防 渗 齿 墙等 关 键 部 位 需 进 行 绕 坝 渗 流 监 测 。监 测 布 置 。 在 土 石 坝 两 端 沿 流 线 方 向 或 渗 流 集 中 的 透 水 层 各 设 12个 观 测 断 面 ,每 个断 面 设 置 34条 垂 线 ,每 个 垂 线 布 设 12个 观 测 点 。(1)监 测 布 置 。 一 般 在 下 游 坝 趾 附 近 能 汇 集 渗 流 的 地 方 设 导 渗 沟 ,并 在 导 渗 沟 出 口 布置 量 水 堰 观 测 水 量 及 水 质 。 在 渗 流 量 分 区 时 ,可 按 不 同 地 段 进 行 设 计 分 区 进 行 渗 流 量 观测 。(2)观 测 方 法 。 流 量 小 于 1L/s采 用 容 积 法 ;流 量 在 1300L/s采 用 量 水 堰 法 ;流 量 大 于300L/s时 应 将 渗 流 水 引 入 排 水 沟 ,采 用 流 速 仪 法 。 对 人 工 采 集 的 水 样 可 采 用 物 理 、 化 学分 析 方 法 测 定 其 指 标 ,判 明 其 污 染 程 度 。5.4 观 测 设 备 与 技 术5.4.1 变 形 监 测变 形 观 测 主 要 是 监 测 大 坝 本 身 及 局 部 位 置 随 时 间 的 变 化 ， 即 确 定 测 点 在 某 一 时 刻 的空 间 位 置 或 特 定 方 向 的 位 移 ， 可 分 为 水 平 位 移 监 测 和 垂 直 位 移 监 测 。 目 前 ， 水 平 位 移 监测 自 动 化 主 要 采 用 垂 线 法 、 引 张 线 法 及 真 空 激 光 准 直 法 ； 垂 直 位 移 监 测 自 动 化 有 真 空 激光 准 直 法 和 静 力 水 准 法 ， 近 年 还 出 现 了 采 用 GPS或 全 站 仪 实 现 水 平 位 移 监 测 和 垂 直 位 移监 测 自 动 化 的 例 子 。 目 前 ， 在 国 内 工 程 中 使 用 的 新 型 步 进 式 变 形 监 测 仪 器 STC-50型 坐标 仪 、 SWT50型 引 张 线 仪 反 映 效 果 良 好 。 5.4.1.1 测 垂 线 坐 标 仪随 着 传 感 技 术 进 步 ， 遥 测 垂 线 坐 标 发 展 到 CCD式 和 感 应 式 垂 线 坐 标 仪 。 如 采 用 差 动电 容 感 应 原 理 的 电 容 感 应 式 遥 测 仪 ， 当 测 点 相 对 于 线 体 垂 直 方 向 发 生 位 置 变 化 时 ， 则 差动 电 容 比 值 随 之 发 生 变 化 ， 通 过 测 量 电 容 比 ， 测 出 垂 直 方 向 的 位 移 。 电 容 感 应 式 坐 标 仪技 术 先 进 、 结 构 简 单 、 测 量 精 度 高 、 长 期 稳 定 性 好 、 成 本 低 、 防 水 性 能 优 越 ， 适 用 于 环境 较 恶 劣 的 大 坝 。 目 前 世 界 上 具 有 研 制 并 生 产 电 容 感 应 式 坐 标 仪 能 力 的 国 家 仅 有 三个 ： 法 国 TELEMAC公 司 研 制 生 产 的 变 磁 阻 式 坐 标 仪 ； 意 大 利 国 家 电 力 局 与 米 兰 大 学 研 制 、SELL公 司 生 产 的 TCE/03型 变 磁 阻 式 坐 标 仪 ； 我 国 国 家 电 力 公 司 电 力 自 动 化 研 究 所 研 究 院研 制 生 产 的 电 容 感 应 式 垂 线 坐 标 仪 和 武 汉 地 震 所 研 制 的 电 磁 感 应 式 垂 线 坐 标 仪 。 5.4.1.2 引 张 线 遥 测 技 术在 直 线 型 坝 中 用 引 张 线 法 测 量 坝 体 的 水 平 位 移 ， 其 原 理 与 电 容 感 应 式 垂 线 坐 标 仪 相同 ， 区 别 仅 在 于 测 量 的 方 向 。 因 其 设 备 简 单 、 测 量 方 便 、 测 量 速 度 快 、 精 度 高 、 成 本 低而 在 我 国 大 坝 安 全 监 测 中 起 着 很 重 要 的 作 用 。 早 期 安 装 在 坝 上 的 引 张 线 仪 ， 由 人 工来 测 读 标 尺 上 的 水 平 位 移 ， 随 着 自 动 化 技 术 的 发 展 ， 国 内 已 有 步 进 电 机 光 电 跟 踪 式 引 张线 仪 、 电 容 感 应 式 引 张 线 仪 、 CCD式 引 张 线 仪 及 电 磁 感 应 式 引 张 线 仪 。 仅 南 京 电 力 自 动化 研 究 院 一 家 在 现 场 安 装 的 遥 测 引 张 线 仪 就 达 1500套 。 但 由 于 引 张 线 装 置 受 环 境 影 响 较大 ， 尤 其 是 在 线 体 较 长 和 温 度 变 幅 较 大 的 情 况 下 ， 在 北 方 （ 如 丰 满 、 太 平 哨 等 工 程 中 ）己 被 真 空 激 光 准 直 所 代 替 ； 再 者 就 是 在 采 用 引 张 线 实 现 水 平 位 移 监 测 时 ， 要 定 期 检 查 线体 及 补 充 浮 液 ， 从 而 使 “自 动 化 ”受 到 一 定 程 度 的 限 制 。 5.4.1.3 遥 测 静 力 水 准 仪基 础 沉 降 、 倾 斜 监 测 是 坝 体 的 重 要 监 测 项 目 。 所 以 要 求 测 量 仪 器 量 程 小 、 精 度 高 、长 期 测 量 稳 定 可 靠 ， 国 内 外 在 该 领 域 都 投 入 了 较 大 的 力 量 ， 开 发 出 了 技 术 先 进 、 性 能 价格 比 高 的 产 品 。（ 1） 国 内 生 产 的 电 容 感 应 式 静 力 水 准 仪 是 与 连 通 管 配 合 用 于 测 量 各 测 点 的 垂 直 位移 的 仪 器 。 当 仪 器 位 置 发 生 垂 直 位 移 时 ， 通 过 采 用 屏 蔽 管 接 地 改 变 电 容 的 感 应 长 度 ， 以7达 测 量 的 目 的 。（ 2） 武 汉 地 震 所 研 制 生 产 的 浮 子 式 静 力 水 准 仪 是 利 用 差 动 变 压 器 式 位 移 传 感 器 对垂 直 位 移 进 行 测 量 的 ， 它 在 国 内 使 用 较 多 ， 是 一 种 测 量 精 度 和 稳 定 性 较 好 的 仪 器 。 该 仪器 通 过 浮 子 上 的 铁 芯 在 传 感 器 的 线 圈 中 上 下 相 对 移 动 而 测 出 垂 直 位 移 。 （ 3） 步 进 马 达 式 静 力 水 准 仪 的 工 作 原 理 是 通 过 步 进 马 达 驱 动 丝 杆 垂 直 的 上 下 运 动 ，测 出 步 进 马 达 转 动 脉 冲 数 以 得 知 仪 器 垂 直 位 移 的 大 小 。 该 型 仪 器 由 步 进 马 达 测 针 跟 踪 液面 ， 精 度 较 高 ； 不 足 之 处 是 存 在 长 期 高 湿 度 环 境 下 机 械 传 动 部 件 防 潮 的 问 题 及 探 针 探 测液 位 精 度 及 探 针 腐 蚀 的 问 题 。 （ 4） 意 大 利 SIS公 司 高 精 度 水 管 式 静 力 水 准 仪 是 通 过 涡 流 传 感 器 非 接 触 测 量 浮 子 的上 下 移 动 来 实 现 垂 直 位 移 测 量 的 。 但 由 于 测 量 范 围 小 、 价 格 高 而 未 在 国 内 运 用 。 国 外 还有 水 管 式 静 力 水 准 仪 ， 是 一 种 利 用 超 声 传 感 器 自 动 测 量 液 位 高 度 变 化 的 仪 器 。（ 5） 钢 弦 式 静 力 水 准 仪 的 原 理 是 当 发 生 垂 直 位 移 时 ， 圆 柱 形 浮 体 上 下 移 动 ， 通 过圆 柱 体 的 弦 式 测 力 传 感 器 测 出 浮 体 上 下 移 动 引 起 的 浮 力 大 小 的 变 化 而 感 知 测 点 垂 直 位 移的 变 化 。 该 仪 器 测 量 范 围 大 、 测 量 精 度 较 高 、 长 期 稳 定 性 好 。 5.4.1.4 激 光 准 直 测 量 技 术真 空 激 光 准 直 系 统 ， 是 将 三 点 法 激 光 准 直 和 一 套 适 于 大 坝 变 形 观 测 特 点 的 动 态 软 连接 真 空 管 道 结 合 起 来 的 系 统 ， 又 称 波 带 板 激 光 准 直 。 它 由 发 射 端 设 备 （ 用 一 个 激 光 源 ） 、接 受 端 设 备 、 测 点 设 备 、 真 空 管 道 和 真 空 泵 等 组 成 。 由 于 各 测 点 设 备 均 布 设 在 真 空 管 道内 ， 因 此 不 受 外 界 温 度 、 湿 度 等 环 境 条 件 的 影 响 ， 观 测 精 度 大 为 提 高 ， 还 可 同 时 测 得 大坝 的 水 平 位 移 和 垂 直 位 移 。 真 空 管 道 波 带 板 激 光 准 直 可 进 行 三 维 测 量 ， 能 在 恶 劣 环 境 下工 作 ， 它 满 足 了 大 坝 变 形 监 测 及 时 、 迅 速 、 准 确 的 要 求 。 国 内 已 有 东 北 勘 测 设 计 院 科 研所 、 朝 阳 监 测 技 术 研 究 所 、 西 北 勘 测 设 计 院 、 电 力 自 动 化 研 究 所 研 制 生 产 了 该 系 统 ， 并已 在 工 程 上 运 用 。 但 该 设 备 也 有 局 限 性 ， 即 激 光 设 备 要 求 用 于 直 线 型 、 可 通 视 环 境 ， 一般 安 装 在 直 线 坝 的 坝 面 或 水 平 廊 道 ， 对 于 拱 坝 、 曲 线 坝 则 无 能 为 力 ， 所 以 有 待 于 实 现 激光 转 角 来 拓 展 其 应 用 范 围 。 5.4.1.5 GPS技 术GPS卫 星 定 位 技 术 已 对 测 量 界 产 生 了 深 刻 影 响 ， 在 国 内 混 凝 土 坝 和 土 坝 变 形 监 测 中已 开 始 运 用 。 GPS接 收 机 体 积 小 、 测 量 精 度 高 ， 适 合 野 外 工 作 ， 在 潮 湿 、 多 粉 尘 、 炎 热或 严 寒 的 环 境 下 也 能 长 期 正 常 工 作 。 该 系 统 具 有 全 天 候 、 实 时 、 自 动 化 监 测 等 优 点 ， 可用 于 大 坝 的 动 态 实 时 位 移 监 测 、 振 动 频 率 测 试 和 安 全 运 营 报 警 系 统 。 GPS运 用 于 隔 河 岩大 坝 的 变 形 监 测 已 多 年 ， 在 1998年 8月 大 坝 蓄 水 至 150年 一 遇 的 洪 水 水 位 期 间 ， GPS监测 系 统 一 直 安 全 可 靠 的 工 作 ， 其 抗 干 扰 能 力 强 、 监 测 精 度 高 、 数 据 分 析 处 理 及 时 ， 能 够快 速 反 映 大 坝 在 超 高 蓄 水 下 的 3-D变 形 ， 不 仅 确 保 了 大 坝 的 安 全 ， 也 成 功 地 实 现 了 洪 水错 峰 ， 对 防 洪 减 灾 起 到 重 大 作 用 。 5.4.2 渗 流 监 测土 石 坝 变 形 方 面 出 现 的 问 题 ， 如 迎 水 面 和 下 游 面 的 滑 坡 、 塌 陷 、 坝 基 的 滑 动 等 ， 都是 和 孔 隙 水 压 力 变 化 密 切 相 关 的 ， 其 发 生 的 原 因 也 多 半 是 由 于 渗 流 破 坏 引 起 的 。 因 此 ，渗 流 监 测 被 认 为 是 土 石 坝 安 全 监 测 中 的 重 点 。 混 凝 土 坝 的 渗 流 监 测 主 要 是 扬 压 力 、 渗 流量 监 测 。 该 类 仪 器 对 长 期 稳 定 性 要 求 较 高 。 5.4.2.1 弦 式 仪 器该 仪 器 利 用 钢 弦 振 动 频 率 随 钢 丝 引 力 变 化 的 原 理 ， 通 过 电 磁 铁 激 振 钢 丝 ， 由 磁 铁 线圈 感 应 钢 弦 振 动 频 率 得 知 钢 丝 应 变 。 其 一 般 采 用 进 口 的 钢 弦 式 渗 压 计 ， 这 种 仪 器 直 径 较小 ， 可 以 安 装 在 测 压 管 中 ， 测 值 稳 定 、 精 度 及 灵 敏 度 高 、 飘 移 量 较 小 且 温 度 影 响 可 以 修正 。 用 测 压 管 进 行 渗 流 监 测 ， 有 两 个 突 出 优 点 ：8 人 工 比 测 和 自 动 化 监 测 可 以 同 时 进 行 ， 并 可 以 相 互 校 验 ； 万 一 放 置 在 测 压 管 中 的 渗 压 计 损 坏 或 性 能 较 差 ， 可 进 行 更 换 ， 不 会 影 响 继 续 监 测 。美 国 Geokon公 司 的 振 弦 式 仪 器 性 能 较 为 稳 定 ， 4500S系 列 用 于 测 压 管 水 位 监 测 效 果 较 好 ，而 带 通 气 孔 的 4500ALV及 4580系 列 振 弦 式 仪 器 由 于 自 身 能 平 衡 大 气 压 ， 加 之 精 确 度 较 高 、稳 定 性 好 ， 可 以 满 足 采 用 量 水 堰 法 进 行 渗 漏 量 监 测 的 需 要 。 5.4.2.2 压 阻 传 感 器压 阻 传 感 器 用 在 硅 半 导 体 材 料 上 制 成 的 压 敏 感 电 阻 作 为 敏 感 元 件 ， 在 水 压 力 作 用 下使 做 成 桥 路 的 半 导 体 电 阻 因 压 阻 效 应 而 输 出 电 量 ， 由 此 测 出 水 压 的 变 化 。 由 于 压 阻 传 感器 灵 敏 度 高 、 分 辨 率 高 、 体 积 小 ， 所 以 在 大 坝 工 程 上 的 运 用 步 伐 逐 步 加 快 。 国 家 电 力 公司 电 力 自 动 化 研 究 院 生 产 的 NYZ型 压 阻 传 感 器 已 在 多 个 工 程 中 运 用 。 5.4.2.3 渗 流 量 仪水 位 监 测 除 可 采 用 高 精 度 压 力 传 感 器 外 ， 国 内 单 位 生 产 的 浮 子 式 水 位 计 同 样 能 满 足工 程 需 要 。 监 测 渗 流 的 仪 器 有 管 口 渗 流 量 计 和 多 种 型 式 量 水 堰 渗 流 量 仪 。 量 水 堰 渗 流 量仪 的 浮 子 直 接 感 应 堰 上 的 水 位 变 化 ， 进 而 求 出 流 量 。 目 前 ， 在 工 程 上 应 用 较 多 的 是 电 容感 应 式 和 步 进 马 达 跟 踪 式 量 水 堰 仪 。 电 容 感 应 式 量 水 堰 渗 流 量 仪 测 量 范 围 大 、 测 量 精 度高 、 结 构 简 单 ， 可 靠 性 高 。 当 然 ， 渗 流 量 测 量 还 可 采 用 其 它 多 种 方 案 ， 如 用 高 精 度 微 压计 进 行 量 水 堰 水 位 监 测 ， 或 采 用 超 声 波 流 量 计 等 。 一 些 不 适 宜 用 量 水 堰 测 量 的 渗 流 量 可以 采 用 翻 斗 式 的 遥 测 渗 流 量 计 ， 对 于 集 水 井 的 平 均 渗 流 量 可 采 用 集 水 井 专 用 测 控 装 置 及配 套 的 水 位 传 感 器 测 量 ， 它 能 按 设 定 水 位 自 动 控 制 水 泵 抽 水 并 给 出 大 坝 的 总 渗 流 量 。 5.4.2.4 计 算 机 层 析 成 像 技 术计 算 机 层 析 成 像 技 术 指 在 不 破 坏 物 体 结 构 的 前 提 下 ， 根 据 在 物 体 周 边 所 获 取 的 某 种物 理 量 （ 如 波 速 、 X射 线 光 强 ） 的 一 维 投 影 数 据 ， 运 用 某 种 数 学 方 法 ， 通 过 计 算 机 处 理 ，重 建 物 体 特 定 层 面 上 的 二 维 图 像 及 三 维 图 像 的 技 术 。 由 于 其 能 够 定 量 反 映 大 坝 内 部 材 料性 质 的 分 布 情 况 和 缺 陷 部 位 ， 所 以 减 少 了 仪 器 设 备 的 复 杂 性 并 提 高 了 大 坝 的 安 全 度 ， 同时 对 大 坝 内 部 性 态 检 测 、 缺 陷 搜 索 和 老 化 评 判 提 供 重 要 依 据 。 所 以 意 大 利 、 日 本 先 后 将CT技 术 用 于 大 坝 性 态 诊 断 ， 有 效 地 进 行 了 大 坝 安 全 检 查 及 工 程 处 理 效 果 验 证 。 5.4.3 应 力 应 变 及 温 度 监 测通 过 埋 设 在 大 坝 内 部 特 定 部 位 的 仪 器 ， 如 应 变 计 、 测 缝 计 、 裂 缝 仪 、 渗 压 计 、 扬 压力 计 、 温 度 计 等 ， 对 大 坝 的 应 力 应 变 、 裂 缝 、 渗 流 渗 压 及 温 度 等 进 行 持 续 自 动 化 观 测 来计 算 拱 坝 的 径 向 应 力 、 拱 向 应 力 和 梁 向 应 力 ， 这 对 于 大 坝 的 安 全 评 判 十 分 重 要 。 目 前 差动 电 阻 式 仪 器 (卡 尔 逊 仪 器 )和 弦 式 仪 器 广 泛 地 用 于 混 凝 土 坝 的 温 度 、 应 力 应 变 、 渗 压 等监 测 中 。 5.4.3.1 差 动 电 阻 式 仪 器利 用 电 阻 丝 变 形 与 电 阻 成 正 比 的 原 理 实 现 的 该 类 仪 器 因 其 防 潮 、 长 期 测 量 稳 定 可 靠 、测 试 方 法 简 单 、 绝 缘 要 求 低 、 防 雷 能 力 强 、 经 济 、 可 兼 测 温 度 而 在 国 内 得 到 了 较 广 泛 的运 用 。 针 对 该 类 仪 器 内 阻 低 、 仪 器 电 阻 变 差 会 影 响 测 值 等 难 题 ， 国 内 工 程 技 术 人 员 创 造了 5芯 仪 器 测 量 原 理 ， 使 得 仪 器 测 量 与 电 阻 变 差 及 电 缆 芯 线 电 阻 大 小 无 关 ， 实 现 了 差 阻式 仪 器 的 自 动 化 监 测 。 5.4.3.2 光 纤 传 感 技 术光 纤 传 感 是 用 光 导 纤 维 来 感 受 各 种 物 理 量 并 传 送 所 感 受 信 息 的 技 术 。 光 纤 传 感 器 自身 不 产 生 幅 射 、 不 发 热 、 不 产 生 火 花 ， 且 不 受 外 界 电 磁 幅 射 的 干 扰 ， 可 安 装 在 物 体 的 表面 或 内 部 ， 连 续 地 对 诸 如 应 变 、 应 力 、 位 移 、 裂 缝 、 孔 隙 压 力 、 温 度 等 状 况 进 行 监 测 。它 以 激 光 作 载 波 ， 光 导 纤 维 作 传 输 路 径 来 感 应 、 传 输 各 种 信 息 ， 可 以 替 代 高 雷 区 、 强 磁场 区 或 潮 湿 地 带 的 电 子 仪 器 。 国 外 利 用 分 布 式 光 纤 网 络 温 度 测 量 来 确 定 大 坝 中 的 渗 漏 位9置 和 用 分 布 式 光 纤 传 感 网 络 测 定 坝 体 混 凝 土 中 裂 缝 大 小 及 位 置 等 方 面 已 有 报 道 ， 国 内 在应 用 理 论 研 究 上 也 有 了 较 快 发 展 ， 针 对 大 坝 监 测 研 究 的 几 种 光 纤 传 感 系 统 已 获 得 专 利 权 。光 纤 传 感 器 可 布 设 成 分 布 式 网 络 ， 具 有 许 多 传 统 传 感 器 无 法 替 代 的 优 点 ：（ 1） 传 感 和 数 据 通 道 集 为 一 体 ， 便 于 组 成 遥 测 系 统 ， 实 现 在 线 分 布 式 监 测 ；（ 2） 测 量 对 象 广 泛 ， 适 于 各 种 物 理 量 的 观 测 ； （ 3） 体 积 小 、 质 量 轻 、 非 电 连 接 、 无 机 械 活 动 件 ， 不 影 响 埋 设 点 物 性 ；（ 4） 通 信 容 量 大 、 速 度 快 、 灵 敏 度 高 ， 可 远 距 测 量 ；（ 5） 耐 水 性 、 电 绝 缘 好 、 耐 腐 蚀 ， 抗 电 磁 干 扰 ； （ 6） 频 带 宽 ， 有 利 于 超 高 速 测 量 。 5.4.4 渗 流 热 监 测 技 术根 据 低 温 和 大 量 渗 漏 存 在 联 系 ， 及 温 度 测 值 和 抽 水 试 验 所 得 到 的 渗 透 系 数 间 有 很 好的 负 线 性 相 关 系 数 等 事 实 ， 可 以 认 为 温 度 分 布 图 像 可 帮 助 发 现 渗 漏 较 严 重 部 位 ， 有 效 实现 渗 流 异 常 报 警 。 目 前 坝 体 监 测 中 大 多 安 置 了 测 温 计 ， 温 度 测 头 可 放 置 在 结 构 物 或 地 下一 定 深 度 只 受 气 温 年 变 化 影 响 而 不 受 气 温 短 期 变 化 影 响 处 ， 发 现 温 度 异 常 即 可 判 断 存 在渗 漏 。 根 据 能 量 守 恒 方 程 、 质 量 守 恒 方 程 、 渗 流 运 动 方 程 及 初 始 条 件 、 边 界 条 件 、 推 导出 有 关 计 算 公 式 、 设 计 数 据 计 算 方 法 及 程 序 后 ， 就 可 以 把 温 度 测 得 数 据 代 入 ， 得 出 定 量描 述 坝 及 地 基 中 的 热 流 和 渗 流 场 ， 这 样 通 过 分 析 温 度 变 化 就 能 较 准 确 地 估 计 其 渗 透 性 。此 项 技 术 在 美 、 前 苏 、 瑞 典 等 国 己 成 功 应 用 。 要 在 我 国 大 坝 监 测 中 推 广 ， 重 要 的 是 根 据具 体 坝 的 情 况 设 计 出 合 理 的 计 算 公 式 和 数 据 处 理 程 序 软 件 。6 工 程 实 例6.1 锁 儿 头 水 电 站 工 程 概 况锁 儿 头 水 电 站 工 程 位 于 甘 肃 省 舟 曲 县 城 约 500m的 白 龙 江 上 游 右 岸 ， 工 程 枢 纽 由 右 岸混 凝 土 挡 水 副 坝 、 5孔 泄 洪 冲 沙 闸 （ 9.5m×6.5m） 、 发 电 引 水 隧 洞 进 水 口 组 成 。 拦 河 闸坝 顶 总 长 111.5m， 共 分 7个 坝 段 ， 最 大 坝 高 12.5m， 坝 顶 高 程 1386.0m。 闸 坝 上 游 引 渠 段河 床 设 有 混 凝 土 水 平 铺 盖 ， 泄 洪 闸 下 游 为 消 力 池 、 海 漫 。 坝 址 区 处 在 河 床 及 漫 滩 砂 砾 石覆 盖 层 上 ， 厚 度 在 27m 98m， 覆 盖 层 以 冲 积 砂 卵 砾 石 为 主 ， 其 间 充 填 少 量 中 粗 砂 ， 颗 粒粗 大 ， 级 配 不 均 ， 强 透 水 性 。6.2 观 测 仪 器 布 设 情 况锁 儿 头 水 电 站 首 部 枢 纽 工 程 （ 闸 坝 ） 安 全 监 测 分 为 内 部 观 测 、 外 部 观 测 两 大 部 分 ，仪 器 主 要 布 设 在 闸 坝 及 左 、 右 岸 。 闸 坝 监 测 仪 器 布 设 在 主 观 测 断 面 和 辅 助 观 测 断 面 上 ，主 要 对 大 坝 渗 流 位 移 、 变 形 等 进 行 监 测 ， 内 部 监 测 仪 器 均 选 用 差 动 电 阻 式 仪 器 。 目 前 锁儿 头 电 站 首 部 枢 纽 仪 器 安 装 仅 完 成 渗 流 监 测 仪 器 （ 渗 压 计 ） 。 根 据 设 计 ， 在 桩 号 0+033坝 基 分 别 布 置 了 4套 渗 压 计 ； 在 左 岸 布 置 1条 测 线 ， 渗 压 计 位 置 布 设 见 表 1。位 置仪器编号桩 号 （ m） 轴 距 （ m） 高程（ m）P01 坝左 0+033.75 坝上 0+020.00 1376.10P02 坝左 0+033.75 坝上 0+002.00 1374.50P03 坝左 0+033.75 坝下 0+013.00 1373.50P04 坝左 0+033.75 坝上 0+038.00 1373.50表 1.渗 压 计 分 布6.3 监 测 仪 器 的 安 装 埋 设安 全 监 测 项 目 和 主 体 工 程 密 不 可 分 ， 仪 器 埋 设 既 可 单 独 施 工 ， 又 必 须 与 主 体 工 程 同步 施 工 ， 在 全 过 程 中 加 强 对 监 测 仪 器 的 保 护 特 别 重 要 。10仪 器 设 备 安 装 和 埋 设 中 使 用 经 过 批 准 的 编 码 系 统 ， 对 各 种 仪 器 设 备 、 电 缆 、 监 测 断面 、 控 制 坐 标 等 进 行 统 一 编 号 ， 每 套 仪 器 均 需 建 立 档 案 卡 ， 并 将 仪 器 资 料 按 业 主 规 定 的格 式 录 入 仪 器 档 案 库 中 。所 有 仪 器 和 设 备 在 调 试 、 率 定 后 并 经 监 理 工 程 师 批 准 后 方 可 进 行 安 装 和 埋 设 。监 测 仪 器 设 备