孔慶梅，張 毅，王雪梅

（1.黃河上游水電開發(fā)有限責任公司大壩管理中心，青海 西寧，810016；2.黃河上游水電開發(fā)有限責任公司，青海 西寧，810016）

公伯峽混凝土面板堆石壩周邊縫變形分析及缺陷處理

孔慶梅1，張 毅2，王雪梅1

（1.黃河上游水電開發(fā)有限責任公司大壩管理中心，青海 西寧，810016；2.黃河上游水電開發(fā)有限責任公司，青海 西寧，810016）

公伯峽混凝土面板堆石壩周邊縫變形監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)，右岸周邊縫測縫計測值在蓄水期變化較大，且呈趨勢性變化，部分測點開合度和面板法向錯動超了設計控制值。為此，2011年進行了水下檢查，發(fā)現(xiàn)周邊縫變形較大部位面板混凝土存在缺陷，隨即對缺陷進行了封堵處理。筆者對混凝土面板周邊縫變形進行了分析，介紹缺陷處理情況，并對處理效果進行了評價。

公伯峽水電站；混凝土面板；周邊縫；變形分析；缺陷處理

0　前言

公伯峽水電站位于青海省循化縣和化隆縣交界處，是黃河上游龍羊峽至青銅峽河段的第四座大型梯級電站。工程以發(fā)電為主，兼有灌溉和供水等綜合效益。電站裝機容量為1 500 MW，年發(fā)電量51.4億kW·h。

公伯峽大壩為混凝土面板堆石壩，壩頂高程為2 010 m，最大壩高為133 m，壩頂長429 m。本工程右岸周邊縫在運行過程中出現(xiàn)了相對較大的變形，首次定檢專家組認為，此現(xiàn)象屬局部問題，不影響工程整體安全狀況。目前此問題原因已查明，工程缺陷已處理，工程運行正常。圖1為樞紐建筑物下游側全貌。

公伯峽水電站是黃河上游水電開發(fā)有限責任公司成立后投資興建的首座百萬千瓦級水電站，也是“西電東送”北部通道的標志性工程。2001年8月正式開工建設，2002年3月實現(xiàn)了主河床截流，首臺機組于2004年9月投產發(fā)電，2006年6月5臺機組全部投產發(fā)電。2013年11月完成大壩首次定檢，定檢結論為正常壩。

圖1　樞紐建筑物下游側全貌Fig.1 View of the hydropower station downstream

1　混凝土面板周邊縫變形分析

1.1周邊縫測縫計布設及監(jiān)測

混凝土面板周邊縫共布設了17組三向測縫計監(jiān)測周邊縫的工作狀態(tài)。監(jiān)測量包括縫的開合度（X方向）、面板法向錯動（Z方向）、順坡向錯動（Y方向）。監(jiān)測儀器采用南瑞公司的3DM-200電位器式測縫計，量程為225 mm。運行期間，JB-3-08、JB-3-09和JB-3-11三支儀器于2005年3月底失效；JB-3-01于2005年8月失效，2011年在其附近重新安裝三向測縫計。測縫計具體布設情況見圖2和表1。

圖2　三向測縫計埋設位置圖Fig.2 Locations of the embedded three-direction joint meters

表1　三向測縫計埋設位置統(tǒng)計表Table 1 Statistics of the locations of the embedded three-di?mensional joint meters

1.2面板周邊縫變形分析

面板周邊縫布設的17組測縫計中，將測值變化相對較大者繪制成圖表（右岸周邊縫的情況見圖3，左岸周邊縫的情況見圖4，周邊縫變形量超設計控制值測點統(tǒng)計見表2）。

圖3　右岸周邊縫測值過程線Fig.3 Graph of the monitored value of the peripheral joint on the right bank

圖4　左岸周邊縫測值過程線Fig.4 Graph of the monitored value of the peripheral joint on the left bank

表2　周邊縫變形量超設計控制值測點統(tǒng)計表Table 2 Statistics of the monitoring points whose monitored de?formation is larger than designed value

從監(jiān)測資料和以上圖、表分析可得：

（1）右岸周邊縫測點JB-3-01～07測值受水庫蓄水影響明顯，各測點均表現(xiàn)出向同方向的變化，即均為相對于趾板（高趾墻）張開、順坡向向下錯動、面板法向向下錯動，與理論相符。

右岸周邊縫變形為趨勢性變化，且尚未穩(wěn)定；測值有年周期變化，開合度和較高位置的儀器測值表現(xiàn)得較明顯，符合受水溫影響產生變形分布特征；

JB-3-04測點面板法向的變形量最大，截至到2013年底變形量約為78 mm。按照設計關于周邊縫變形控制標準（開合度設計控制值為20 mm，順坡向錯動設計控制值為40 mm，面板法向錯動設計控制值為40 mm），JB-3-03～06測點的開合度和面板法向錯動已超設計控制值。另外，考慮到此部位滲壓計PPdb-01（位于1 920 m高程）滲壓存在趨勢性增大情況，初步分析，此部位可能存在混凝土缺陷造成滲漏問題。

（2）河床部位周邊縫變形不大，已基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。

（3）左岸周邊縫測點JB-3-16、17是監(jiān)測左高趾墻與面板接縫變形情況，三個方向的變形量約在1～3 mm范圍內，主要變形量產生在蓄水初期，后期變形已趨于穩(wěn)定。

（4）左岸周邊縫測點JB-3-12～15是監(jiān)測趾板與面板接縫變形情況，這些縫的變形受水庫蓄水影響明顯，均表現(xiàn)出向同方向的變化，即均為相對于趾板張開、順坡向下錯動、面板法向向下錯動，與理論相符。JB-3-12～15在X和Y方向周邊縫變形均在周邊縫變形控制標準以內，且已基本穩(wěn)定，各測點大部分變形量均在蓄水期間產生；在Z方向變形相對較大，除處于較高部位的JB-3-15未超變形控制標準外，其余三測點均已超過周邊縫變形控制標準，但蓄水后此部位周邊縫變形已基本穩(wěn)定。

針對混凝土面板堆石壩周邊縫局部變形較大且超控制標準問題，對其原因進行了分析，主要有：

（1）右岸周邊縫變形是混凝土面板與右高趾墻之間的相對變形，面板下部堆石體變形尚未趨于穩(wěn)定可能是周邊縫變形繼續(xù)發(fā)展的主要影響因素。

（2）高趾墻剛度較大，面板剛度相對較小，在各種荷載作用下，兩者受力、變形不均勻，導致此部位周邊縫變形較大。

（3）混凝土面板與右高趾墻連接部位局部地形條件復雜，坡度較陡也是周邊縫變形較大的原因。

從整個周邊縫工作情況看，左岸周邊縫較大變形為面板法向錯動，右岸則包括面板法向錯動和張開兩個方向，右岸變形顯得較為復雜。分析認為，右岸周邊縫變形較大且超設計控制值部位存在混凝土缺陷，而此問題屬局部性質，不影響大壩整體運行狀況。另外，混凝土缺陷問題處理后變形基本趨于穩(wěn)定，截至目前混凝土面板周邊縫運行狀況良好。

2　周邊縫缺陷檢查及處理

2.1周邊縫缺陷檢查

綜合分析認為：周邊縫變形較大部位混凝土可能存在缺陷。2011年4月，組織專業(yè)人員對面板堆石壩和機組進水口壩段等水工建筑物進行了水下檢查，發(fā)現(xiàn)3號面板周邊縫1 966.82～1 967.72 m高程范圍和JB-03-04測縫計埋設部位混凝土破損（混凝土破損情況見圖5），對破損部位采用噴墨檢查，發(fā)現(xiàn)存在滲漏通道，其他部位均未發(fā)現(xiàn)異常。

圖5　水下檢查發(fā)現(xiàn)混凝土破損情況Fig.5 Concrete defects found by underwater inspection

圖6　混凝土破損部位處理情況Fig.6 Treatment of the concrete defects

3　缺陷處理效果評價

混凝土破損部位缺陷封堵處理后，堆石壩壩后滲流量較處理前明顯減小，滲流量由19 L/s下降為7 L/s，之后壩體滲流量基本穩(wěn)定（見圖7），測縫計測值趨于穩(wěn)定（見圖3），之前滲壓水位趨勢升高的PPdb-01滲壓計滲壓水位明顯降低，基本穩(wěn)定在1 924 m左右。幾年的運行實踐表明，周邊縫缺陷處理效果良好，達到了預期的目的。

圖7　周邊縫缺陷處理前后滲流量對比圖Fig.7 Comparison of seepage before and after the treatment of defects on the peripheral joint

4　結語

從堆石壩面板周邊縫變形分析成果來看，部分周邊縫實測開合度和面板法向錯動雖然已超過周邊縫止水結構的設計值，但經有關單位計算，周邊縫變形尚在止水材料和止水結構變形能力范圍之內，周邊縫止水能力適應目前的周邊縫變形，周邊縫止水沒有發(fā)生破壞。以上問題屬局部問題，并且已對缺陷部位做了相應處理，處理前后該部位滲壓明顯降低、滲漏量明顯減小，之后該部位滲流和縫的變形趨于穩(wěn)定，說明處理效果較好。分析認為，目前周邊縫工作性態(tài)基本正常。 ■

[1]黃河公伯峽水電站大壩安全監(jiān)測資料分析[R].2008.

[2]黃河公伯峽水電站混凝土面板堆石壩工作性態(tài)分析和評價[R].2010.

[3]黃河公伯峽水電站大壩運行總結報告[R].2013.

By monitoring on the deformation of peripheral joint,it was found that the monitored value for the right bank varied widely during storage and formed a trend.Moreover,the opening at some monitor?ing points and the normal displacement were larger than the designed value.Underwater inspection was carried out and the defects on concrete face slab were found.The paper introduces the deformation of pe?ripheral joint and the treatment.As well,the treatment effect was assessed.

Gongboxia hydropower station;concrete face slab;peripheral joint;deformation analysis; defect treatment

TV698.1

B

1671-1092（2014）06-0053-04

2014-07-09

孔慶梅（1970-），女，青海省西寧市人，工程師，主要研究方向：水電站大壩安全管理。

Title:Analysis on deformation of peripheral joint and treatment of Gongboxia CFRD//by KONG Qingmei,ZHANG Yi and WANG Xue-mei//Dam Management Center of Yellow River Upstream Hydropower Development Co.,Ltd.