葉 飛,吳英琴,戴春華

(1.浙江省水利水電工程質(zhì)量與安全監(jiān)督管理中心,浙江 杭州 310007;2.金華市金蘭水庫(kù)管理處,浙江 金華 321061;3.浙江廣川工程咨詢有限公司,浙江 杭州 310020)

1 工程概況

成屏一級(jí)水庫(kù)位于浙江省遂昌縣境內(nèi),水庫(kù)加固后總庫(kù)容6 094萬(wàn)m3,屬Ⅲ等工程,是一座以防洪為主,結(jié)合發(fā)電、灌溉等綜合利用的中型水庫(kù)。攔河壩為混凝土面板堆石壩,副壩由自潰壩改建,溢洪道位于副壩右岸的山坳中,設(shè)有6孔10.00 m×5.00 m(寬×高)的弧形閘門。成屏一級(jí)水庫(kù)大壩是浙江省第一座混凝土面板堆石壩,水庫(kù)建成蓄水后,經(jīng)過(guò)近20 a運(yùn)行,考慮到下游遂昌縣城市防洪要求,經(jīng)復(fù)核計(jì)算,大壩未能滿足水庫(kù)防洪安全的要求;主壩防滲帷幕未按設(shè)計(jì)向兩岸延伸,趾墻揚(yáng)壓力系數(shù)偏大,存在繞壩滲漏和滲透穩(wěn)定安全隱患;面板1#～2#以及21#～22#接縫近年異常;泄洪閘弧形工作閘門主梁及支臂強(qiáng)度超過(guò)允許值,閘墩局部受拉區(qū)強(qiáng)度、人行橋主梁撓度不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。大壩安全鑒定認(rèn)定為“三類壩”,必需進(jìn)行除險(xiǎn)加固。

2 大壩加固設(shè)計(jì)及監(jiān)測(cè)儀器布置

2.1 大壩加固設(shè)計(jì)

針對(duì)大壩安全鑒定存在的問(wèn)題,設(shè)計(jì)在原主壩基礎(chǔ)上進(jìn)行加高,在原面板基礎(chǔ)上延長(zhǎng)加高,新澆筑面板采用C25W6F100混凝土,主壩兩岸防滲帷幕延伸段灌漿,對(duì)壩趾墻基礎(chǔ)進(jìn)行灌漿,拆除重建泄洪閘及更換弧形工作閘門,主壩加固斷面見(jiàn)圖1。

2.2 監(jiān)測(cè)儀器布置

攔河壩主壩在高程329.48 m與高程310.18 m處各3個(gè)測(cè)點(diǎn),在高程293.68 m處的水管式沉降儀2個(gè)測(cè)點(diǎn),共8個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè),均為建壩時(shí)布設(shè),本次把水管長(zhǎng)度延伸至下游壩坡,重建下游觀測(cè)房,共3個(gè),每個(gè)觀測(cè)房?jī)?nèi)有1套觀測(cè)臺(tái)。主壩上游面板加高伸縮縫處理時(shí),在新老混凝土接觸面伸縮縫布置2組測(cè)縫計(jì),左岸擋墻與面板接縫、右岸擋墻與面板接縫各布置1組測(cè)縫計(jì),加上原位置拆除重新安裝的5組共9組測(cè)縫計(jì)對(duì)接縫變形進(jìn)行觀測(cè)。主壩繞壩滲流通過(guò)左岸和右岸各6只測(cè)壓管監(jiān)測(cè),主壩壩基滲流量通過(guò)壩后新建的量水堰進(jìn)行觀測(cè),副壩在下游岸坡和左岸壩坡共布置7只滲壓計(jì),進(jìn)行壩基滲流和繞壩滲流觀測(cè)。

圖1 主壩加固斷面圖

3 監(jiān)測(cè)資料分析

3.1 水管式沉降儀監(jiān)測(cè)資料分析

因工程保留壩體0+110.54 m斷面3個(gè)高程共8個(gè)內(nèi)部沉降測(cè)點(diǎn),只是將用于觀測(cè)的進(jìn)、排水管及通氣管延長(zhǎng)至拓寬后的下游坡觀測(cè)房?jī)?nèi),利用新的觀測(cè)臺(tái)進(jìn)行讀數(shù),其中310.18 m高程W4測(cè)點(diǎn)管道不通,無(wú)法觀測(cè)。各高程測(cè)點(diǎn)沉降量過(guò)程線見(jiàn)圖1～3,目前,所有測(cè)點(diǎn)沉降量已穩(wěn)定,在不考慮觀測(cè)房沉降量的情況下,最大沉降量為1.20 cm,為W2測(cè)點(diǎn),在2010年1月至2012年10月,327.33 m高程及308.86 m高程觀測(cè)房經(jīng)4次測(cè)量無(wú)沉降,292.39 m高程觀測(cè)房沉降量為4.0 mm。

圖2 329.48 m高程測(cè)點(diǎn)沉降量過(guò)程線圖

圖2 310.18 m高程測(cè)點(diǎn)沉降量過(guò)程線圖

圖3 293.68 m高程測(cè)點(diǎn)沉降量過(guò)程線圖

3.2 測(cè)縫計(jì)監(jiān)測(cè)資料分析

圖4 三向測(cè)縫計(jì)接縫變化過(guò)程線圖

三向測(cè)縫計(jì)接縫變化過(guò)程線見(jiàn)圖4,4組三向測(cè)縫計(jì)面板相對(duì)趾板沉降量與庫(kù)水位的相關(guān)性較好,當(dāng)庫(kù)水位升高時(shí),沉降量增加,當(dāng)庫(kù)水位下降時(shí),沉降量減小,最大沉降量15.1 mm;面板與趾板沿切線方向的變形和相對(duì)開(kāi)合度與庫(kù)水位相關(guān)性不大,且數(shù)據(jù)變化幅度較小。雙向測(cè)縫計(jì)接縫變化過(guò)程線見(jiàn)圖5,位于左、右岸的SJ6、SJ9新老面板接縫的開(kāi)合度及相對(duì)沉降均較小,這與其位置靠近壩頭下覆基巖埋深淺有關(guān);SJ7、SJ8位于壩段中部,其開(kāi)合度與外界溫度相關(guān)性較大,目前處于受壓狀態(tài),相對(duì)沉降與庫(kù)水位的相關(guān)性不大,數(shù)值較小。目前所有測(cè)縫計(jì)接縫數(shù)值較小,均在正常范圍內(nèi)。

圖5 雙向測(cè)縫計(jì)接縫變化過(guò)程線圖

3.3 繞壩滲流監(jiān)測(cè)資料分析

主壩左岸繞壩滲壓計(jì)水位過(guò)程線見(jiàn)圖6,位于左壩頭的RC1、RC2測(cè)壓管水位在大部分時(shí)間里均高于庫(kù)水位,且水位變幅很小,其余4只測(cè)壓管與庫(kù)水位的相關(guān)性很小,表明左岸繞壩滲流的可能性較小。主壩右岸繞壩滲壓計(jì)水位過(guò)程線見(jiàn)圖7,位于右壩頭的RC11、RC12測(cè)壓管水位在大部分時(shí)間里也高于庫(kù)水位,水位波動(dòng)幅度較小,其余4只測(cè)壓管與庫(kù)水位的相關(guān)性很小,表明右岸繞壩滲流的可能性較小。

副壩左岸繞壩滲壓計(jì)水位過(guò)程線見(jiàn)圖8,RC1～RC4位于左壩頭,各測(cè)壓管水位高于庫(kù)水位,主要受地下水位控制,表明繞壩滲流的可能性較小,RC5～RC7位于副壩下游坡?lián)鯄Ω浇?各測(cè)壓管水位變幅較小,表明副壩基礎(chǔ)防滲效果較好。

圖6 主壩左岸繞壩滲壓計(jì)水位變化曲線圖

圖7 主壩右岸繞壩滲壓計(jì)水位變化曲線圖

圖8 副壩左岸繞壩滲壓計(jì)水位變化曲線圖

3.4 主壩壩基滲漏量監(jiān)測(cè)資料分析

主壩壩基滲漏量與庫(kù)水位及降雨量過(guò)程線見(jiàn)圖9～10,滲漏量與庫(kù)水位有一定的相關(guān)性,在雨量較大時(shí),滲漏量受其影響也較大,一般情況下,滲漏量在20 L/s左右。

圖9 壩主壩壩基滲漏量與庫(kù)水位過(guò)程線圖

圖10 壩主壩壩基滲漏量與降雨量過(guò)程線圖

4 結(jié) 語(yǔ)

除險(xiǎn)加固后,大壩在原有基礎(chǔ)上填筑加高引起的壩體沉降量較小,對(duì)原壩體的影響較小;面板延長(zhǎng)加高后新老混凝土面板間接縫及周邊縫的變形較小,主壩左、右岸和副壩繞滲的可能性較小,副壩壩基防滲效果較好;主壩滲漏量與庫(kù)水位有一定的相關(guān)性,滲漏量一般在20 L/s左右。

綜上對(duì)各監(jiān)測(cè)資料分析表明,加固后大壩運(yùn)行情況正常,加固效果較好,該設(shè)計(jì)方案可供類似工程作參考。