探讨土坝自动化观测项目的改造

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[摘 要]白盆珠水库土坝位于主坝左岸东南侧3km的万福庵坳口处，为均质土坝，坝体中央设砼防渗墙。坝顶高程90m，坝顶宽9m，长278m，最大坝高40m，土坝右侧坝头有条形山副坝，由单薄山脊加高培厚而形成，坝长115m，最大坝高28.4m，坝顶宽8m。土坝至今仍是沿用人工观测，无法满足现代化管理要求，本文对土坝的自动化观测项目改造进行了探讨。

[关键词]土坝、日常管理、观测、检查

中图分类号：TV641.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）10-0001-01

1.概况

白盆珠水库土坝位于主坝左岸东南侧3km的万福庵坳口处，为均质土坝，坝体中央设砼防渗墙。坝顶高程90m，坝顶宽9m，长278m，最大坝高40m，土坝右侧坝头有条形山副坝，由单薄山脊加高培厚而形成，坝长115m，最大坝高28.4m，坝顶宽8m。

土坝观测项目分别有浸润线观测和地下承压水观测、变形观测、渗流量观测等，目前仍是沿用人工观测，为提高观测精度及效率，满足现代化管理要求，本文对土坝自动化观测项目改造进行了探讨。

2.观测项目及要求

根据土坝工程安全运行的需要，在设计和管理中，先后确定和设置了若干观测项目和观测设备。

2.1 坝体浸润线观测和地下承压水观测

根据设计要求，在坝体11个断面上埋设了70条测压管，其中在坝上共安装埋设10条承压水观测测压管，每周三观测一次，库水位涨落幅度大，速度快时，每天观测一次。

2.2 土坝变形观测

坝体变形观测包括垂直位移和水平位移观测，共埋设23个观测标点，每月观测一次，按加强三等水准测量精度要求进行观测。

2.3 中央砼防渗墙变形观测

中央砼防渗心墙变形观测，垂直位移和水平位移观测，设4个观测标点，每月观测一次。

2.4 渗流量观测

渗流量观测选用直角三角形量水堰设施， 1#堰位于左侧坡脚，2#堰位于土坝下游集水池末端，3#堰位于条形山副坝下游坝脚。每天观测一次。

3.设计依据

土坝观测项目自动化改造应遵照国家有关部门最新颁布的标准和规范。

4.设计原则

4.1 功能实用

土坝观测项目自动化改造必须符合国家规范规定和水库大坝的实际需要，可以解决水库大坝安全监测方面的实际需求，系统简洁明了、实用、运行及维护操作方便。

4.2 技术先进

在可能范围内尽可能应用现代计算机技术产品、最新材料技术产品、最新通信及信息传输技术产品、自动化程度和技术性能高，整体综合水位达到国内先进水平。

4.3 性能可靠

改造后各个方面的硬件、软件、各项产品均为技术成熟、性能可靠、在设定的各种工况下能长期稳定运行的产品。

4.4 扩展性强

系统模块式结构组合，功能调整的灵活性、可扩充性强，便于升级。

4.5 安全可靠

改造后的观测系统具有高性能的抗雷电、抗电磁干扰、抗恶劣自然环境干扰的功能。

4.6 高度整合

改造后的系统能与水库现有水情系统等相互整合，数据交换标准统一，信息资源利用及信息共享程度高。

5.观测项目改造

5.1 测压管观测自动化改造

土坝原有测压管观测采用利用测水位器进行测量，通过万用表、测绳、钢尺，利用测压管管口高程及吊索的长度差求得管内水位高程。

为了实现监测的自动化，首先需对这72个测压管进行清洗扫孔，后在测压管中安装钢弦式渗压计，并在管口加工一套管口装置，以便固定渗压计，具体方案如下：

①依照设计及现场放样，精确决定渗压计的接长电缆。电缆接长应牢固，接头处作好绝缘处理；

②电缆头部的标记应醒目、牢固、耐久、不易损坏；

③根据孔深及以往测量情况确证渗压计的安装位置。安装根据渗压孔口情况加工好连接法兰等孔口附件，对于常年有压的测点，可根据设计的要求将渗压计安装在测压管管口或测压管内。对于无压或时有压时无压的测点，渗压计必须安装在测压管内最低水位以下约1米的位置；

④安装前安装人员必须进一步确证测压管的测值变化情况，检查以前的人工测值变化范围，并对测压管水位进行实际测量，保证设计的仪器安装位置与实际情况相符；

⑤按照设计安装测压管管口附件，需保证管口附件与测压管的结合处不得漏水。可采用焊接或攻丝套扣加生料带连接；

⑥安装前用小仪表或数据采集单元对仪器进行测量，并记录测量值；

⑦将仪器安装到位，保证仪器或电缆与管口附件的连接处不得漏水。记录下仪器的安装位置，对仪器进行测量，同时测读测压管内水位或压力表读数等初始安装参数；

⑧进行一段时间的自动化与人工对比观测。必须保证人工观测设备的精度，所用的压力表或测绳必须经过检验。如自动化与人工测值差别较大时，应查找原因并予以改正。

5.2 变形观测自动化改造

土坝原变形观测中水位位移采用视准线观测法，用经纬仪、固定觇标，移动觇牌对9条断面进行观测。

垂直位移利用几何水准观测方法，用水准仪、水准尺对23个工作基点进行观测。本次改造采用全站仪和水准仪实现半自动化的人工测量。具体方案如下：

5.3 渗流量观测自动化改造

渗流量观测自动化改造采用振弦式量水堰计，并保留自动化测量和人工测量相比测的方式，方案具体如下，选用NVWG型振弦式量水堰计，该仪器已在多个大中型工程中成功运用，能在100%的湿度环境下长期稳定工作。测量方法：人工测量可用振弦式读数仪进行，测量方法参照有关读数仪使用说明，测量完后记录频率值、仪器编号及测量时间，后期可接入DAU数据采集单元（NDA1403）自动监测。量水堰采用NLB型不锈钢三角堰板，有配套测针人工测读堰上水头。该堰板严格按照水力学要求加工，能满足测量要求。