馬海信

(東陽市南江水庫管理局,浙江 東陽 322100)

1 工程概況

南江水庫位于東陽市湖溪鎮(zhèn)新東溪村,屬錢塘江流域金華江上游支流南江,1971年建成蓄水,壩型為細(xì)骨料混凝土砌石壩,總庫容0.74億m3。1990年進(jìn)行加固擴(kuò)建,擴(kuò)建后最大壩高57 m,總庫容1.17億m3。樞紐建筑物主要有:大壩、灌溉發(fā)電引水和放空建筑物、廠房、升壓站和壩頂泄洪閘等。水庫大壩溢流段橫斷面見圖1。

圖1 南江水庫大壩溢流段橫斷面圖

2 監(jiān)測設(shè)施布置

南江水庫大壩位移監(jiān)測設(shè)施有壩頂永久性水平和垂直位移觀測點10個,測點考證見表1。水平位移采用J2經(jīng)緯儀,垂直位移采用S3型水準(zhǔn)儀觀測,水平位移值為相對埋設(shè)位置的位移量,以向下游位移為正,向上游位移為負(fù)[1]。垂直位移以大壩向上移動為負(fù),向下移動為正,位移觀測自1996—2003年平均每月觀測1次。測縫儀安裝在壩段分縫處,共設(shè)型板式測縫儀4套,主要反映各相鄰壩體間的相對位移量[1]。沿壩軸線為X方向,上下游向為Y方向,伸縮縫以擴(kuò)大為正,縮小為負(fù),自1996—2003年平均每月觀測1次。

表1 壩體位移測點考證表

3 觀測資料分析

3.1 水平位移

分別選取兩端和中間3個典型壩段進(jìn)行水平和垂直位移分析,3#、6#、9#測點水平位移值與當(dāng)日庫水位變化的過程線見圖2～4。由觀測資料過程線分析可知,各測點累計水平位移過程線在0值附近呈波動變化,且水平位移值與庫水位變化相關(guān)性不大,受庫水位影響較小[2-4]。但隨著溫度升高,各測點水平位移增大,且水平位移變化滯后 (滯后時間約15 d)于氣溫變化。綜上所述,南江水庫壩頂水平位移變化幅度較小,過程線比較平緩,自1996—2003年間歷年累計水平位移的最大變幅僅為3.400～5.725 mm。從歷年觀測數(shù)據(jù)來看,各測點水平位移沒有出現(xiàn)向上或向下持續(xù)發(fā)展的永久性變形的趨勢,水平位移趨于穩(wěn)定狀態(tài)。

圖2 3#測點水平位移與庫水位關(guān)系過程線圖

圖3 6#測點水平位移與庫水位關(guān)系過程線圖

圖4 9#測點水平位移與庫水位關(guān)系過程線圖

3.2 垂直沉降

3#、6#、9#測點垂直位移值與當(dāng)日庫水位變化過程線見圖5～7,各測點的累計沉降過程線呈波動狀變化,但累計沉降量與庫水位變化相關(guān)性不大,而受溫度變化影響較為明顯。氣溫上升時,沉降量減少;氣溫下降時,沉降量增加[2-4]?？傮w分析,垂直位移變化幅度不大,過程線比較平緩,自1996—2003年間各測點歷年的最大累計沉降量為5.40～7.36mm,最小沉降量為-1.36～4.00 mm(最小沉降量為負(fù)值,可能是由測量誤差所致)。

綜上所述,水庫大壩各垂直沉降測點的沉降量沒有出現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的永久性變形趨勢,沉降變形基本穩(wěn)定。

圖5 3#測點垂直位移與庫水位關(guān)系過程線圖

圖6 6#測點垂直位移與庫水位關(guān)系過程線圖

圖7 9#測點垂直位移與庫水位關(guān)系過程線圖

3.3 伸縮縫

根據(jù)測縫計觀測資料分析,各測點在X方向和Y方向累計位移量過程線呈波動狀變化,但測值與庫水位相關(guān)性不大。其中1#、2#伸縮縫X向測值受溫度變化較為明顯,溫度升高,伸縮縫閉合,X向位移量減小;溫度降低,伸縮縫張開,X向位移量增大。自1996—2003年間,1#、2#測點在X向位移最大變幅為7.84 mm(見表2),但沒有發(fā)現(xiàn)有持續(xù)發(fā)展的趨勢,故其變化規(guī)律基本正常。3#、4#伸縮縫X向測值為變化幅度很小,過程線比較平緩,基本在0值附近變化,1996—2003年間最大變幅為0.88 mm(見表2)。

表2 伸縮縫X方向年變幅表 mm

測縫計Y方向測值較X向小,同樣呈波動狀變化。其中1#、3#、4#伸縮縫Y方向的位移量變化幅度很小,過程線比較平緩,基本在0值附近變化,自1996—2003年間,此3測點在Y方向的位移量的最大變幅僅為1.76 mm(見表3)。2#伸縮縫在Y方向測值與庫水位和溫度變化的關(guān)系均較為密切,當(dāng)庫水位及氣溫上升時,該測點在Y方向的位移量增大,反之則減小,其中庫水位為主要影響因素。自1996—2003年間,該測點在Y方向的位移量的最大變幅為2.5 mm(見表3),相對較小,且未發(fā)現(xiàn)有持續(xù)發(fā)展的趨勢。

表3 伸縮縫Y方向年變幅表 mm

4 結(jié) 語

根據(jù)以上大壩壩體位移和伸縮縫觀測資料分析,南江水庫大壩各測點水平位移和垂直位移受庫水影響較小,主要隨著氣溫變化而變化。水平位移和垂直變化幅度均較小,且過程線平緩,未出現(xiàn)向上或向下持續(xù)發(fā)展的趨勢,水平位移和垂直位移趨于穩(wěn)定狀態(tài)。伸縮縫觀測值與庫水位變化的相關(guān)性都不大,主要受溫度變化影響。隨著溫度升高,則伸縮縫閉合,在X方向的位移增大。

綜上所述,南江水庫大壩壩頂水平位移、垂直位移各觀測點的測值隨庫水位變化影響較小,而受氣溫影響較為明顯,但其變化過程線比較平緩,水平位移和垂直位移已基本達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)測縫儀觀測結(jié)果,伸縮縫在X方向和Y方向的位移測值變化幅度較小,變化規(guī)律基本正常,說明各個壩段伸縮縫的位移變化是穩(wěn)定的,大壩整體性好。

[1]國家電力公司大壩安全監(jiān)察中心.DL/T 5178—2003混凝土壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范 [S].北京:中國電力出版社,2003.

[2]李珍照.混凝土壩觀測資料分析[M].北京:水利水電出版社,1989.

[3]經(jīng)萱祿,莊萬康.混凝土壩位移觀測資料分析方法綜述[J].水利水電技術(shù),1982(6):21-28.

[4]耿崇亮,馬吉慶.丁永慶,等.沉降觀測和位移觀測技術(shù)的綜合應(yīng)用[J].科技信息,2010(6):50-52.