付興友，唐茂穎，楊興國，薛新華

（1.國電大渡河流域水電開發(fā)有限公司，四川成都，610041；2.四川大學(xué)水利水電學(xué)院，四川成都，610065）

1 工程概況

瀑布溝水電站位于大渡河中游，地處四川省西部漢源和甘洛兩縣交界處，距成都市直線距離約200 km，距重慶市直線距離約360 km。電站下游7 km處的烏斯河鎮(zhèn)成昆鐵路漢源火車站設(shè)置有本工程鐵路轉(zhuǎn)運站，108國道通過距電站樞紐區(qū)約29 km的漢源縣城，交通方便。瀑布溝水電站以發(fā)電為主，兼有攔沙、防洪等綜合利用效益，是四川電力系統(tǒng)中骨干電站之一。電站樞紐由礫石土心墻堆石壩、左岸地下廠房系統(tǒng)、左岸岸邊開敞式溢洪道、左岸泄洪洞、右岸放空洞及尼日河引水工程項目和建筑物組成。工程等級為Ⅰ等工程，主要水工建筑物為1級。瀑布溝大壩典型剖面圖見圖1。

瀑布溝水電站大壩礫石土心墻下部河床覆蓋層采用兩道各厚1.2 m、中心線間隔14 m的混凝土防滲墻防滲，心墻底面（670.00 m高程）以下最大墻深76.85 m。瀑布溝水電站下游地質(zhì)剖面圖見圖2。設(shè)計防滲墻造孔面積18 490 m2，實際完成造孔面積19 041.75 m2。設(shè)計防滲墻成墻面積16 456 m2，實際完成防滲墻成墻面積16 420.44 m2?；A(chǔ)防滲墻上游墻與心墻間采用插入式連接，插入心墻深度為10 m，墻底設(shè)雙排帷幕灌漿，孔距2 m，最大深度為20 m；下游墻與心墻采用廊道式連接，廊道底板高程為673.0 m，墻底設(shè)雙排帷幕灌漿，孔距2 m，最大深度約100 m。防滲墻工程于2006年2月19日開工，2006年12月3日完工，總共歷時9.5個月，累計完成造孔成槽工程量19 041.74 m2。上游墻墻下帷幕灌漿于2006年10月14日開始施工，2007年2月10日完工。由于瀑布溝壩體高度大，壩址工程地質(zhì)復(fù)雜，近年來有許多專家學(xué)者對瀑布溝水電站進行了有關(guān)方面的研究［1-9］。主要介紹了瀑布溝防滲墻安全監(jiān)測情況，供類似工程參考和借鑒。

圖1 瀑布溝水電站大壩典型剖面圖Fig.1 Typical profile of Pubugou hydropower dam

圖2 瀑布溝水電站下游地質(zhì)剖面圖Fig.2 Geological section map downstream of Pubugou hydropower station

2 大壩防滲墻安全監(jiān)測分析

大壩防滲墻安全監(jiān)測內(nèi)容包括滲壓監(jiān)測、變形監(jiān)測和應(yīng)變監(jiān)測三大部分，這三部分也是決定大壩防滲墻能否安全穩(wěn)定工作運行的關(guān)鍵。加強滲壓及應(yīng)力應(yīng)變的控制對工程至關(guān)重要［10］。

2.1 防滲墻監(jiān)測儀器布置

2.1.1 變形監(jiān)測

在基礎(chǔ)灌漿廊道洞內(nèi)沿軸線布置一條真空激光準直系統(tǒng)，兩端伸入到該高程左右岸灌漿平洞穩(wěn)定基礎(chǔ)部位，共布設(shè)9個測點，用于觀測防滲墻頂部垂直壩軸線方向和垂直變形。為監(jiān)測基礎(chǔ)廊道施工期的沉降以及結(jié)構(gòu)縫的變形情況，對廊道的沉降以及結(jié)構(gòu)縫的變化情況進行觀測。垂直位移沉降點水準觀測共14個點，包括2個起算點，12個沉降觀測點；施工縫觀測在廊道下游側(cè)墻布置10套三向測縫計，另外在大壩基礎(chǔ)廊道新埋設(shè)了施工縫變形觀測標志（SC-1型板式三向測縫計）13套，埋設(shè)主要位置在樁號0+177.1 m、0+264.2 m、0+354.2 m的拱頂、拱角及邊墻中部。

2.1.2 應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測

為了解基礎(chǔ)混凝土防滲墻的受力情況，在下游墻（主防滲墻）樁號0+240.00 m和0+310.00 m監(jiān)測斷面，618.00 m、645.00 m和671.00 m高程處各布設(shè)一組雙向混凝土應(yīng)變計，同時布置1套無應(yīng)力計，共10支應(yīng)變計和4支無應(yīng)力計。在上游墻（輔防滲墻）樁號0+240.00 m監(jiān)測斷面，671.00 m、645.00 m和618.00 m高程各布設(shè)一組雙向混凝土應(yīng)變計，同時布置1套無應(yīng)力計，共6支應(yīng)變計和1支無應(yīng)力計。

2.1.3 滲壓觀測

上游防滲墻以前、兩道防滲墻之間以及下游防滲墻以后布置滲壓計14支，用于防滲墻防滲性能的觀測。

2.2 防滲墻應(yīng)力應(yīng)變分析

下游防滲墻應(yīng)變計的布置大致分布在高程671 m、高程645 m和高程618 m這三個高程上，且分別在防滲墻軸線的偏上游和偏下游0.4 m進行成對布置，以便檢驗防滲墻是否均勻受壓。成對應(yīng)變計之間布置有無應(yīng)力計，以便與應(yīng)變計配合。限于篇幅，僅列出下游防滲墻（樁號0+240.00）應(yīng)變監(jiān)測成果，見圖3。

圖3 下游防滲墻應(yīng)變監(jiān)測成果（樁號0+240.00）Fig.3 Monitored strain of cutoff wall downstream(stake mark 0+240.00)

由圖3可以看出，下游防滲墻各部位的應(yīng)變均為壓應(yīng)變，最大壓應(yīng)變?yōu)?26.7個微應(yīng)變，說明壩基混凝土防滲墻仍有較大的強度富余度。

2.3 防滲墻滲壓分析

在兩道防滲墻之間，樁號0+240.00和樁號0+310.00斷面分別埋設(shè)兩支滲壓計，分別埋設(shè)于同一孔中兩不同高程處。限于篇幅，僅列出0+240.00處的防滲墻滲壓監(jiān)測成果，見圖4。

圖4 兩道防滲墻之間壩基滲壓監(jiān)測成果（樁號0+240.00）Fig.4 Monitored seepage pressure at dam foundation be?tween the two cutoff walls(stake mark 0+240.00)

由圖4可以看出，兩墻之間的滲壓計換算水位基本上介于上游水位和下游水位之間，變化過程線隨上下游水位的變化而變化且變化幅度較上游水位小，由此推斷上游防滲墻起到了一定的防滲效果。

2.4 防滲墻變形分析

在下游防滲墻部位沿兩主要監(jiān)測斷面各布置一測斜管用于防滲墻的撓度觀測，目前0+310.00斷面采用活動式測斜儀，0+240.00斷面測管于2008年5月進行固定式測斜儀替換。樁號0+240.00斷面的活動式測斜最后一次測數(shù)時間為5月9日，5月9日A向（順河向）最大累積位移為朝向下游31.24 mm，發(fā)生在最高測點高程670.5 m處；B向（垂直河向）最大累積位移為朝向右岸9.44 mm。替換的固定式測斜儀測點間距（每隔10 m一個測點）過大，測值的連續(xù)性、規(guī)律性一直較差，因此可信度不高。例如，IN11、IN12（高程647～656 m）測點測值在2008年11月末和2009年4月底變形量發(fā)生突變，原因難以推理，可能是儀器原因所致，監(jiān)測成果見圖5和圖6。

圖5 下游防滲墻活動式測斜監(jiān)測成果（樁號0+240.00）Fig.5 Monitoring results by movable inclinometer at the cutoff wall downstream(stake mark 0+240.00)

圖6 下游防滲墻固定式測斜監(jiān)測成果（樁號0+240.00）Fig.6 Monitoring results by fixed inclinometer at the cutoff wall downstream(stake mark 0+240.00)

由監(jiān)測成果可知：同一測點的兩支應(yīng)變計測值相差較小且變化規(guī)律一致，表明防滲墻未出現(xiàn)明顯的彎曲現(xiàn)象，應(yīng)變空間分布與墻體與兩側(cè)覆蓋層的摩阻力有關(guān)。兩墻之間的滲壓換算水位介于上游水位與下游水位之間，下游防滲墻之后的滲壓變化與下游水位相關(guān)，帷幕后的滲壓監(jiān)測水位低于上游水位，由此可以判定兩道防滲墻與帷幕均起到了較好的防滲作用。根據(jù)防滲墻活動式測斜（水平位移）監(jiān)測成果可知，A向（順河向）最大累積位移均發(fā)生在最高測點處且均朝向下游方向，B向（垂直河向）位移變化則較A向位移的規(guī)律性差。

3 結(jié)論及建議

瀑布溝壩體高度大，壩址工程地質(zhì)復(fù)雜，主要介紹了瀑布溝防滲墻安全監(jiān)測情況，經(jīng)過對安全監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，得到以下主要結(jié)論：

（1）同一測點的兩支應(yīng)變計測值相差較小且變化規(guī)律一致，表明防滲墻未出現(xiàn)明顯的彎曲現(xiàn)象，應(yīng)變空間分布與墻體與兩側(cè)覆蓋層的摩阻力有關(guān)；

（2）兩墻之間的滲壓換算水位介于上游水位與下游水位之間，下游防滲墻之后的滲壓變化與下游水位相關(guān)，帷幕后的滲壓監(jiān)測水位低于上游水位，由此可以判定兩道防滲墻與帷幕均起到了較好的防滲作用；

（3）根據(jù)防滲墻活動式測斜（水平位移）監(jiān)測成果可知，A向（順河向）最大累積位移均發(fā)生在最高測點處且均朝向下游方向，B向（垂直河向）位移變化則較A向位移的規(guī)律性差。

由于瀑布溝心墻堆石壩壩高接近200 m，且地處深厚的覆蓋層上，壩基和壩體的變形均較大，埋設(shè)在壩基處和壩體內(nèi)部的儀器電纜的走向及保護尤為重要，尤其在沉降變形不一、變形較大的部位，必須考慮電纜的正確走向并預(yù)留出足夠的電纜裕度以防被壩體的沉降變形破壞。同時，瀑布溝水庫為高壩大庫，經(jīng)歷了兩次蓄水過程，應(yīng)密切注意各建筑物監(jiān)測情況。

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