重庆水库险情成功处置:三维激光扫描在坝顶裂缝、塌陷坑量化与涵管破损定位中的监测价值
9月20日重庆水利局披露,群防群治百日攻坚中,大足、江津等地靠群众报险加日常巡查,成功处置多起水库险情,没伤一个人。其中两起典型:江津建设水库坝脚涵管破损渗漏,浑水出流、塌坑扩大;江津建坪水库坝顶纵向裂缝扩张、背水坡塌陷坑、内部形成渗流通道。两处都是靠发现早、降水位快、转移及时压住的。
先说结论:水库出险情,最怕的是没人知道坝体已经变形到什么程度。裂缝多宽、塌坑多大、涵管破了哪一段,这些数如果靠眼睛估,误差足以误导判断。扫描能做的,是把坝体和涵管变成可量、可比对、可留底的几何记录,给监测加一层硬数据。
涵管破损,为什么危险
建设水库那次,巡查员听到坝脚异常闷响,发现涵管持续排浑水。高水头下,老涵管局部老化破口,水流裹着坝体土料外泄,塌坑越冲越大。这类隐患在土石坝很常见,平时埋在坝体里,外面看不出一点异样。
我们做过水库监测的项目,涵管这种封闭结构,内部破损靠常规巡查够不着。点云加探地,能把涵管走向和破口位置对到地表,至少说清破损段在哪、离坝脚多近,抢护时心里有数。
坝顶裂缝和塌陷坑,得量化
建坪水库那次,坝顶道路纵向裂缝持续扩张,背水坡出现局部渗水和塌陷坑。裂缝宽几毫米还是几厘米,塌陷坑体积多大,这些直接决定要不要降水位、要不要转移下游群众。
目测看个大概,写报告只能写有裂缝、有塌陷。换成点云,裂缝宽度、塌陷坑面积和深度、坡面变形量都能出数。我们在女儿墙那篇写过,目测不会立即倒塌这种话没法复核,换成外倾量加裂缝宽度才行。坝体同理,量化了才说得清要不要紧。
一张监测底图能交付什么
| 对象 | 量什么 | 用途 |
|---|---|---|
| 坝顶 | 裂缝宽度、走向、扩展速率 | 判定发展、是否停工抢护 |
| 背水坡 | 塌陷坑体积、渗流点位置 | 险情等级、抢护方案 |
| 涵管 | 破口位置、与坝脚净距 | 改线或内衬依据 |
| 库区 | 水位、岸线、淹没范围 | 降水位方案、下游转移 |
这几样合起来,汛期前后各扫一次,差分就能看出坝体是在好转还是在变差。我们在水库监测那份方法论里也提过,两期点云比对是判断坝坡稳定性的经济手段。
扫描替代不了的事
第一,扫描看不出坝体内部渗流通道,那是物探和钻孔的活,点云只管地表几何。第二,塌坑底下是不是还有空腔,靠扫描估计不出来,得结合探地雷达。第三,降水位抢护是水文的判断,几何数据只提供现场依据,决断还是水利部门来做。
云绘科技在深圳做激光三维扫描,水库、堤防、边坡这类基础设施监测项目做过一些。相关方案见工程测量方案页,历史项目见案例页。