付典龍 樊耀星

(1．江西省水利規(guī)劃設計院，江西南昌 330029; 2．九江學院，江西 九江 332005)

1 概述

DAPEIN(Ⅰ)水電站項目位于緬甸東北克欽邦(Kachin)境內緊鄰中緬邊境的DAPEIN(太平)江上。壩址以上控制集水面積6 010 km2，正常蓄水位255 m，相應容積為482×104m3。電站裝機240 MW，DAPEIN(Ⅰ)水電站主要建筑物有混凝土重力壩、取水口、引水隧洞、壓力管道及水電站廠房等。

2 安全監(jiān)測設計原則

1)根據(jù)本工程規(guī)模等級、地質條件和安全運行等實際情況，以國家有關規(guī)程規(guī)范和水庫大壩安全管理條例為依據(jù)，進行安全監(jiān)測系統(tǒng)設計。2)以保證工程安全運行，能全面反映各重點部位工作狀況為主題，采取行之有效和經濟可靠的監(jiān)測方法，精心考慮觀測儀器及設備的選擇和布置，目的明確，重點突出。3)各部位、各區(qū)域的各類監(jiān)測項目或儀器設備，盡量能夠具備相互配合、相互補充、相互校核的功能，確保觀測資料的完整性、準確性和可靠性。4)為了能夠體現(xiàn)和提高工程安全運行的管理水平，以及實現(xiàn)自動化監(jiān)測和管理的要求，應進行大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)的自動化設計。

3 監(jiān)測項目及監(jiān)測方法

3．1 環(huán)境監(jiān)測

1)上、下游水位。在壩前、壩后水流平順部位各設1套遙測水位計，在遙測水位計附近設置搪瓷水尺。采用遙測水位計進行自動化監(jiān)測，利用搪瓷水尺進行人工監(jiān)測。2)壩區(qū)氣溫、降雨量。在大壩右岸布置1個氣溫站和1個雨量站，采用氣溫計和自計雨量計監(jiān)測壩區(qū)氣溫及降雨量。3)庫水溫度。在10號非溢流壩段上游壩面，按照上密下疏的原則布置6支溫度計，對庫水溫度進行自動化監(jiān)測。

3．2 樞紐區(qū)變形監(jiān)測基準網(wǎng)

本工程布設2個變形監(jiān)測基準網(wǎng)，即首部樞紐區(qū)變形監(jiān)測和引水發(fā)電樞紐區(qū)變形監(jiān)測。每個監(jiān)測基準網(wǎng)包括水平位移監(jiān)測和垂直位移監(jiān)測，以作為樞紐區(qū)邊坡、大壩和廠房表面變形監(jiān)測的控制性基準網(wǎng)。水平位移監(jiān)測基準網(wǎng)采用專一級專用平面控制網(wǎng)，為獨立坐標系統(tǒng)，按三角形邊角網(wǎng)布設。首部樞紐區(qū)變形監(jiān)測基準網(wǎng)共設有6個基準點，引水發(fā)電樞紐區(qū)變形監(jiān)測基準網(wǎng)共設有5個基準點?；鶞示W(wǎng)采用三角形邊角網(wǎng)測量的方法進行監(jiān)測。垂直位移監(jiān)測基準網(wǎng)采用二等水準高程控制網(wǎng)，為黃海高程系統(tǒng)，按環(huán)形網(wǎng)布設。每個樞紐區(qū)變形監(jiān)測基準網(wǎng)各設有4個基準點?；鶞示W(wǎng)采用水準測量方法監(jiān)測。

3．3 變形監(jiān)測

1)水平位移。a．壩頂水平位移。采用視準線法監(jiān)測壩頂水平位移。在壩頂下游側布置一條視準線，每個壩段布置1個測點，共12個測點(1號～12號壩段)，大壩兩端工作基點布置在兩岸巖體處，工作基點采用首部樞紐區(qū)變形監(jiān)測網(wǎng)點進行校核。b．壩基水平位移。采用引張線法監(jiān)測壩基水平位移。在6號～9號壩段壩基廊道內布置1條引張線，每個壩段布置1個測點，共4個測點，在5號和10號壩段廊道各布置1條倒垂線，作引張線為工作基點。引張線和垂線可同時進行自動化監(jiān)測和人工監(jiān)測，以便觀測結果的對比。2)垂直位移。采用靜力水準法監(jiān)測壩體垂直位移。在壩頂上游側布置一組靜力水準觀測點，每壩段1點，共12點，在右岸布置1套雙金屬管標為監(jiān)測工作基點。在5號～10號壩段廊道內布置一組靜力水準觀測點，每壩段1點，共6個測點，在5號壩段布置1套雙金屬管標為監(jiān)測工作基點。靜力水準法利用自動靜力水準儀進行自動化監(jiān)測。3)基巖變形。在10號和11號壩段各選1個監(jiān)測斷面，在每個監(jiān)測斷面上布置2套基巖變位計。

3．4 滲流監(jiān)測

1)揚壓力。選擇2個監(jiān)測橫斷面和一個縱斷面進行壩基揚壓力監(jiān)測。監(jiān)測橫斷面分別位于7號溢流壩段和10號非溢流壩段，在廊道處布置測壓管，其他部位布置滲壓計進行監(jiān)測。在灌漿帷幕與排水孔之間沿壩軸線方向布置一個縱向監(jiān)測斷面。在監(jiān)測縱斷面共布設13根測壓管(包括監(jiān)測橫斷面上兩根測壓管)。測壓管除利用滲壓計進行自動化監(jiān)測外，還可采用壓力表(有壓孔)和測繩(無壓孔)進行人工監(jiān)測。2)滲流量。在8號壩段集水溝兩側各布置1個量水堰分別監(jiān)測左右壩段的滲流量。滲流量除人工監(jiān)測外，可利用量水堰計進行自動化監(jiān)測。3)繞壩滲流。在大壩兩岸沿流線方向分別布置2個監(jiān)測斷面，每個監(jiān)測斷面布置3個監(jiān)測孔，孔深應在地下水位以下，每孔設一支滲壓計進行自動化監(jiān)測。

3．5 應力、應變及溫度監(jiān)測

1)壩體混凝土溫度。在10號非溢流壩段和7號溢流壩段，分別布置2支、3支溫度計，對壩體混凝土進行自動化監(jiān)測。另外，在10號非溢流壩段布置3支溫度計，對下游壩面溫度進行自動化監(jiān)測。2)鋼筋應力。在溢流壩右邊墩及中墩支座附近鋼筋上及牛腿鋼筋上各布置7支鋼筋計。另外，在沖砂底孔邊墩支座附近鋼筋上及牛腿上共布置13支鋼筋計。3)壩體混凝土應力應變。在10號非溢流壩段和7號溢流壩段各布置3個監(jiān)測點，每個測點設1組三向應變計組和1支無應力計。

4 施工期觀測資料初步分析

因施工期部位監(jiān)測儀器未安裝完成，因此，對部分觀測資料進行分析。

4．1 壩基揚壓力監(jiān)測

壩基揚壓力的監(jiān)測歷時過程曲線見圖1。

圖1 壩基滲透壓力—歷時曲線圖

壩基揚壓力監(jiān)測結果表明:滲壓計測值變化不大，在1．60 kPa～104．247 kPa之間，3月～10月?lián)P壓力值較大，最大值出現(xiàn)在7月～9月份。目前水庫尚未蓄水，河水水位變化不大，各測點數(shù)值基本能反映外河水位的高低對壩基揚壓力大小的影響，測值基本符合實際，滲壓計基本處于正常運行狀態(tài)。

4．2 大壩基巖變形

基巖的變形以拉伸(上抬)為正，壓縮(下沉)為負。

大壩基巖變形監(jiān)測成果見表1。

基巖變形監(jiān)測結果表明:施工初期，隨著混凝土溫度的升高，基巖變位計開合度增大，表現(xiàn)為受拉變形(最大量級變化出現(xiàn)在M1-B1測點，受拉量級最大，變形值為0．36 mm)。后期隨著內部混凝土溫度的下降，受拉變形開始減小，且隨著上部混凝土澆筑高度的增加，基巖變形呈壓縮狀態(tài)(M1-2測點受壓量級最大，變形值為－0．25 mm)?；鶐r變形無過大異常變形現(xiàn)象，基本符合地基變形的規(guī)律。

表1 大壩基巖變形監(jiān)測成果特征值統(tǒng)計表

4．3 混凝土應變

以拉應變?yōu)檎?，壓應變?yōu)樨摗?/p>

混凝土應力應變實測值歷時過程曲線見圖2。

圖2 大壩應變計組歷時曲線

由此可知:最大拉、壓應變數(shù)據(jù)主要受壩體自重荷載影響;在監(jiān)測的中、后期階段，各測點應變受混凝土溫度的影響較為明顯，即在溫降過程中壓應變隨混凝土溫度降低而增大;同一測點各方向應力應變過程線與相同部位的無應力應變過程線較為相似，且兩者差值不大，這表明施工期混凝土應變主要受溫度影響而變化?；炷链髩问┕て诘膽冇嫾盁o應力計工作狀態(tài)正常。

5 結語

1)緬甸DAPEIN(Ⅰ)水電站工程安全監(jiān)測項目滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，監(jiān)測方法簡單可靠，監(jiān)測系統(tǒng)可以全面反映建筑物的運行狀態(tài);

2)施工期觀測資料表明，各項監(jiān)測數(shù)據(jù)基本符合實際，各建筑物及監(jiān)測儀器處于正常運行狀態(tài)，滿足設計要求。

［1] DL/T 5178-2003，混凝土壩安全監(jiān)測技術規(guī)范［S］．

［2] 殷世華．巖土工程安全監(jiān)測手冊［M］．第2版．北京:中國水利水電出版社，2008．

［3] 郝長江，杜澤快，胡長華．彭水電站工程安全監(jiān)測與自動化系統(tǒng)設計［J］．人民長江，2006(1):89-92．

［4] 王衛(wèi)國，王新明．蘇只水電站工程安全監(jiān)測設計［J］．西北水電，2008(2):15-16．

［5] 劉學祥，郭志鴻，趙根源，等．龍橋水電站大壩安全監(jiān)測成果初步分析［J］．湖北水力發(fā)電，2007(S1):98-99．

［6] 黃學才，唐 玲，黃 斌，等．烏江構皮灘水電站拱壩安全監(jiān)測設計［J］．水利水電快報，2006(5):334-335．