孫德望,趙 波
(1.新疆塔城地區(qū)哈拉布拉水庫工程建設(shè)管理局,新疆 塔城 834700;2.中國水利水電一局有限公司,吉林 長春 130022)
哈拉布拉水庫位于新疆塔城地區(qū)裕民縣境內(nèi)的哈拉布拉河中段,距縣城18 km。水庫為攔河水庫,水庫總庫容1 436萬m3。興利庫容1 204萬m3,可保證灌溉面積1.47萬hm2;年城鎮(zhèn)供水306萬m3,對(duì)哈拉布拉河洪峰流量進(jìn)行攔蓄滯洪,削減下泄流量,保證下游防洪安全。
水庫工程等別為三等,主要建筑物為3級(jí),次要建筑物為4級(jí),臨時(shí)建筑物為5級(jí)。水庫壩型為鋼筋混凝土面板堆石壩,壩頂高程1 053.95 m,正常蓄水位1 051.6 m。
水庫工程于2004年10月8日開工,2005年6月8日,水庫壩前圍堰截流。2005年7月28日開始?jí)误w填筑,2006年4月主體填筑完成,2007年4月10日,壩下導(dǎo)流洞封堵。2007年10月31日水庫開始蓄水,2008年最高蓄水位1 042.96 m,相應(yīng)庫容804.16萬m3。2009年最高蓄水位1 049.62 m,相應(yīng)庫容1 169.4萬m3。2010年水庫最高蓄水位1 051.32 m,相應(yīng)庫容1 275.37萬m3。水庫已經(jīng)過完整的蓄水運(yùn)行周期。
2005年壩體填筑時(shí),確定壩軸線樁號(hào)0+115m斷面為觀測(cè)斷面,分別在高程1 008 m,1 028 m設(shè)置了兩層水管式沉降計(jì)(XNSC-100型),其中1 008 m高程設(shè)置4個(gè)內(nèi)部變形測(cè)點(diǎn),1 028 m高程3個(gè)內(nèi)部變形測(cè)點(diǎn),共埋設(shè)7支沉降計(jì)測(cè)點(diǎn),通過儀器自動(dòng)化監(jiān)測(cè),檢測(cè)兩個(gè)高程的不同部位的壩體內(nèi)部變形。在1028馬道上埋設(shè)觀測(cè)墩5個(gè)、1 008 m高程馬道上埋設(shè)觀測(cè)墩3個(gè),2007年施工時(shí)在大壩壩頂埋設(shè)了觀測(cè)點(diǎn)兩排(分別在防浪墻頂和路沿石頂)15個(gè)觀測(cè)點(diǎn),其中在防浪墻頂埋設(shè)一排觀測(cè)點(diǎn)7個(gè),在路沿石頂埋設(shè)一排觀測(cè)點(diǎn)8個(gè)。以上共埋設(shè)個(gè)22通過外部變形觀測(cè)點(diǎn),通過人工儀器定期測(cè)量,觀測(cè)壩體外部變形情況。
1)2005年9月至2007年12月施工期,通過自動(dòng)化儀器檢測(cè),壩體內(nèi)部變形為:在0+115斷面,1 008 m高程4個(gè)檢測(cè)點(diǎn)中,向上游水平位移最大值66.04 mm,斷面上最大沉降量為211.1 mm。1 028 m高程3個(gè)檢測(cè)點(diǎn)中向上游水平位移最大值86.74 mm,斷面上最大沉降量204.9 mm。
2)2007年12月至2010年8月運(yùn)行期,通過自動(dòng)化儀器檢測(cè),壩體內(nèi)部變形為:在0+115斷面,1 008 m高程4個(gè)檢測(cè)點(diǎn)中,向上游水平位移最大值22.58 mm;1 028 m高程3個(gè)檢測(cè)點(diǎn)中,向上游水平位移最大值30.96 mm。
通過人工定期儀器測(cè)量(平均每月一次),大壩外部變形為:在大壩0+115斷面上,1 008 m高程馬道3個(gè)觀測(cè)墩中,位于0+112處觀測(cè)點(diǎn)變形最大,向下游水平位移28 mm,沉降量15 mm;1 028 m高程馬道5個(gè)觀測(cè)墩中,位于0+114處觀測(cè)點(diǎn)變形最大,向下游水平位移42 mm,沉降量63 mm;壩頂防浪墻7個(gè)觀測(cè)點(diǎn)中,位于0+116觀測(cè)點(diǎn)變形最大,向下游水平位移22 mm,沉降量為76 mm;壩頂路沿石8個(gè)觀測(cè)點(diǎn)中,0+114處觀測(cè)點(diǎn)變形最大,向下游水平位移22.7 mm,沉降量為89 mm。
大壩沉降沉降變形主要發(fā)生在施工期,而該水庫大壩施工期壩體最大沉降量與壩高之比為0.31%,施工期變形不大。運(yùn)行期大壩壩頂沉降量最大,最大值為89 mm,水平位移最大值為22.7 mm。對(duì)比其他同類堆石類型大壩,哈拉布拉水庫大壩變形,尤其是沉降值非常小,由于大壩沉降變形小,目前大壩其他監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明安全運(yùn)行正常。
該水庫大壩沉降小的主要原因是:大壩清基中清除了壩基全部覆蓋層,大壩直接坐落在基巖上,基礎(chǔ)穩(wěn)定;大壩堆石體填筑時(shí)提高了碾壓標(biāo)準(zhǔn),孔隙率降低為22%,大壩壩體壓縮變形小。施工中對(duì)以上兩項(xiàng)要求嚴(yán)格控制,有效地保證了質(zhì)量。在大壩清基過程中,嚴(yán)格按照并不得小于要求的清基范圍開挖,開挖至基巖面后的淤泥、渣質(zhì),都經(jīng)過了人工清除和水力沖洗,根據(jù)清基范圍劃分了3個(gè)單元,每個(gè)單元都經(jīng)過了建設(shè)、監(jiān)理、施工單位共同檢查,進(jìn)行了合格認(rèn)定,整個(gè)基礎(chǔ)清基工作通過了上級(jí)單位主持的隱蔽工程驗(yàn)收。
在壩體堆石填筑過程中,控制每層填筑厚度不得超過80 cm,,要求必須灑水碾壓,碾壓變數(shù)不少于8遍。在2005年11月份至12月冬季施工中,要求停止灑水,分層碾壓遍數(shù)都超過了10遍,每個(gè)填筑層都經(jīng)過了建設(shè)、監(jiān)理、施工單位共同檢查,進(jìn)行合格認(rèn)定。經(jīng)檢查大壩填筑共分為95層,最大填筑厚度0.71~0.78 m,碾壓后孔隙率檢測(cè)值在17.8%~21.8%。
由于建設(shè)過程中的施工質(zhì)量控制及變更措施得力,對(duì)大壩變形產(chǎn)生了有利影響。目前大壩監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明,大壩變形尤其是沉降值非常小,保證了水庫安全運(yùn)行。