閆亞寧 YAN Ya-ning

（河北省邢臺市朱莊水庫管理處，邢臺 054000）

（Zhuzhuang Reservoir Management Office in Xingtai City，Hebei Province，Xingtai 054000，China）

0 引言

混泥土面板堆石壩是在近年發(fā)展起來的一種新型筑壩技術(shù)，它是采用堆石、砂石或者是礫石等材料進(jìn)行分層碾壓，經(jīng)過大量填筑而成，并用混泥土面板作為防滲體的一種壩型。與傳統(tǒng)筑壩技術(shù)相比，混泥土面板堆石壩由于其在施工過程中成本低、施工方便快捷、安全等優(yōu)勢，已經(jīng)被各界人士所關(guān)注，其社會競爭力和應(yīng)用前景非?？捎^?；炷嗤撩姘宥咽瘔卧谖覈l(fā)展經(jīng)濟(jì)了三個階段，首先為早期階段。在這個階段由于其填筑過程技術(shù)落后，堆石壩壩體容易變形，沉降數(shù)據(jù)很大，其保護(hù)作用相對較差，所以一直處于一種停滯不前的狀態(tài)。其次是過渡階段。在這個階段由于施工技術(shù)的不斷提升與加強(qiáng)，力學(xué)理論、心墻施工技術(shù)等的不斷發(fā)展，使堆石壩技術(shù)也有了很大的提高與發(fā)展；又加上填筑技術(shù)的發(fā)展，更加鞏固了堆石壩的質(zhì)量，使堆石壩的安全性能和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢得到有效體現(xiàn)。最后是現(xiàn)代階段。由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與提高，堆石壩填筑技術(shù)更是神速發(fā)展，其密度增大，變形較小，防滲效果也得到了有效的保證，這時它被廣泛的應(yīng)用與水利水電大壩修筑中。

1 設(shè)計(jì)監(jiān)測工程以及安裝設(shè)備

對大壩進(jìn)行安全的監(jiān)測主要的目的就是為了能夠保證很好的對大壩的蓄水期、施工期和運(yùn)行期內(nèi)總體的性狀進(jìn)行監(jiān)測，同時也可以為工程的安全評估提供一些相關(guān)的資料。在對大壩進(jìn)行監(jiān)測的時候，應(yīng)該要根據(jù)大壩的實(shí)際情況以及工程施工、觀測的技術(shù)、觀測設(shè)備的安裝等各方面的因素來確定監(jiān)測的項(xiàng)目。在對大壩進(jìn)行安全觀測的時候，主要就包括了對壩體的外部進(jìn)行監(jiān)測、對壩體的內(nèi)部進(jìn)行監(jiān)測、對混泥土面板的應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測以及對混泥土面板的接縫進(jìn)行監(jiān)測等。在安裝監(jiān)測儀器的時候應(yīng)該要和大壩的施工和填筑同時進(jìn)行。

2 壩體水平位移的觀測資料分析

2.1 對內(nèi)部水平位移的觀測資料分析 在大壩的施工期間，在大壩的墊層處設(shè)立三個觀測點(diǎn)進(jìn)行水平位移的監(jiān)測，經(jīng)過相關(guān)的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，在墊層處的這三個點(diǎn)在發(fā)生水平位移的時候都是向著上游的方向，而且位移的量也比較大，而在壩軸附近設(shè)立的三個觀測點(diǎn)，在發(fā)生水平位移的時候是向著下游的方向，而且位移的量比較小，基本上都是在1cm的范圍之內(nèi)。在下游的地方雖然沒有設(shè)置有相關(guān)的觀測點(diǎn)，但是根據(jù)位移的規(guī)律還是可以發(fā)現(xiàn)，水平位移的方向應(yīng)該也是向著下游移動的，而移動量應(yīng)該是和上游側(cè)的觀測點(diǎn)相似，這樣最終就是形成了一個對稱的圖形。大壩在進(jìn)行水平位移的時候會隨著時間的延長以及壩體填筑的高度增加而加大，呈現(xiàn)出一個正比例的增長趨勢。而大壩在蓄水之后，通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的分析可以得知，所有的觀測點(diǎn)都是向著下游發(fā)生水平位移。當(dāng)水庫的水位快速上升時，各個觀測點(diǎn)的水平位移就會向著下游的方向快速的增長，而當(dāng)中水位平穩(wěn)之后，水平位移并沒有向著上游回彈，而是仍然在向下游移動。因?yàn)槎咽膸r性比較軟，而且壓縮性以及流變性都比較大，所以混泥土面板堆石壩的下游側(cè)發(fā)生水平位移的幅度要比相同規(guī)模的大壩發(fā)生水平位移的幅度大一些。

當(dāng)大壩進(jìn)入到水位穩(wěn)定之后，大壩在發(fā)生水平位移的時候就和水位有著比較直接的關(guān)系，當(dāng)大壩的水位下降的時候，水平位移就會減小，當(dāng)水位上升的時候，水平位移就會增大。但是在有些局部地方，因?yàn)榻涤暌约皽囟鹊确矫嬉蛩氐挠绊?，就會使得壩料的流變性受到一定的影響，最終就會使得水平位移的量受到影響。

2.2 對表面水平位移的觀測資料分析 在對表面水平位移的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析之后可以發(fā)現(xiàn)，主壩中間斷面測點(diǎn)的水平位移和大壩兩側(cè)的觀測點(diǎn)水平位移要大一些，這也就說明了在大壩發(fā)生水平位移的時候，位移量是和壩體填筑的高度有直接關(guān)系。而在蓄水期的時候，水平位移的變化非常的明顯，而且速率非?？欤S著時間的推移慢慢的變低，但是總體的趨勢仍然在增長，這就說明了發(fā)生水平位移是和水庫的水位、時間以及壩體的填筑高度有著直接的關(guān)系。

3 壩體沉降觀測資料分析

在壩體變形觀測中，沉降觀測是非常重要的，產(chǎn)生沉降主要是因?yàn)閴误w受應(yīng)力的影響而發(fā)生。在施工階段沉降主要是因?yàn)闀r間和填土的高度；在運(yùn)行階段主要是因?yàn)闀r間和庫水位。首先進(jìn)行內(nèi)部沉降觀測。通過161、178.5、191不同高度中的不同觀測點(diǎn)，在施工階段、蓄水階段產(chǎn)生沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行對比觀測，可以得到如表1所示數(shù)據(jù)。從圖中可以看出在同一高程下，沉降最大的為壩軸線上的點(diǎn)，特別是V7；在大壩蓄水初期，沉降變化量比較大，進(jìn)入穩(wěn)定期后，各觀測點(diǎn)變化情況比較小，但是V7變化仍然較大，可是V5的變化率更大，這主要是因?yàn)樾钏螅瑝误w受濕變形，壩體受應(yīng)力的變化等；施工期沉降達(dá)到了1.01%，高壓正常指標(biāo)；水庫水位變化對壩體沉降有影響。同時根據(jù)觀測數(shù)據(jù)可以知道該壩體表面沉降情況，表面沉降過程線與內(nèi)部沉降過程線走勢相同，蓄水期沉降變化較大較快，當(dāng)水位穩(wěn)定后，沉降也開始變慢，進(jìn)入穩(wěn)定期后，堆石沉降變化比較明顯。另一方面可以看出，壩體高度與沉降變化成正比趨勢，壩體高，沉降就大；隨著時間的變化，沉降也在變化。最后經(jīng)過沉降回歸，在溫度分量、水壓分量和時效分量中，沉降變化主要是隨時效分量變化而變化，水壓分量只是對壩體下面部分有些影響，而溫度分量影響最小?？梢娫谒畮煺叫钏?，壩體沉降進(jìn)入了流變時期。同時，我們將得出該壩體在為了兩只三年內(nèi)將處于穩(wěn)定狀態(tài)。

表1

4 對應(yīng)力觀測資料的分析

從觀測的數(shù)據(jù)上可以看出，因?yàn)槭艿綆焖畨毫Φ淖饔?，這樣就使得大部分的面板都是壓應(yīng)變。當(dāng)壩高最大的時候，那么庫水的壓力也就最大，就會使得堆石發(fā)生的沉降變形很大，最終面板受到的應(yīng)變值也就最大。所以就可以得出相應(yīng)的結(jié)論，影響面板應(yīng)力的因素主要就是壩體的厚度以及庫水的壓力。

5 對大坳的主壩進(jìn)行安全評價(jià)

在對大壩的主體進(jìn)行觀測資料的整體和分析之后，那么對于主壩的變形規(guī)律也就有一個比較全面的了解，那么就可以對主體進(jìn)行下面的安全評價(jià)：首先就是當(dāng)水庫在蓄水之后，那么主壩發(fā)生的沉降量就會逐漸的減少；其次就是當(dāng)壩體的沉降量逐漸穩(wěn)定以及水庫的運(yùn)行水位穩(wěn)定之后，那么壩體的水平位移也會逐漸的穩(wěn)定；最后就是整個壩體都是處在壓應(yīng)力的狀態(tài)之下，而當(dāng)水庫在蓄水之后，應(yīng)力還有所增加。從總體上來看，大壩的安全性還是比較良好的，對于安全運(yùn)行的相關(guān)要求也都能夠很好的滿足。

6 結(jié)束語

總而言之，通過對混泥土面板堆石壩的觀測資料分析和安全評價(jià)，可知堆石壩在水利水電中的運(yùn)用是非常有效的。我們應(yīng)該加強(qiáng)對堆石壩的技術(shù)研究與開發(fā)，使其能夠更好的被運(yùn)用于實(shí)際工作中去，為人們帶去更多的經(jīng)濟(jì)利益，促進(jìn)社會發(fā)展。

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