曹高文

（山西省張峰水庫建設(shè)管理局 山西沁水 048215）

1 張峰水庫蓄水情況

張峰水庫從2007年11月開始下閘試蓄水；2008年底水庫水位達(dá)到728.30 m高程，蓄水量0.52億m3；2009年底水庫水位達(dá)到737.00 m高程，蓄水量為1.07億m3；2010年底水庫水位達(dá)到741.50 m高程，蓄水量1.45億m3；2011年6月1日水庫水位達(dá)到742.20 m，蓄水量1.50億m3；2011年9月1日水庫水位達(dá)到743.60 m，蓄水量1.63億m3；截止2011年12月31日，庫水位為756.90 m，蓄水量3.13億m3，基本保持在756.5 m高程左右。

2 溢洪道主要觀測項(xiàng)目及布置

2.1 內(nèi)部觀測項(xiàng)目

張峰水庫溢洪道內(nèi)部觀測項(xiàng)目包括：閘墩牛腿鋼筋應(yīng)力、堰基滲透壓力和閘墩基礎(chǔ)錨索應(yīng)力三個(gè)方面。

2.2 儀器的布置

埋設(shè)的儀器有鋼筋計(jì)、滲壓計(jì)和錨索測力計(jì)，用來監(jiān)測閘墩牛腿附近放射狀鋼筋的受力情況、溢洪道堰基從上游到下游的滲透壓力值及溢洪道閘墩基礎(chǔ)預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力松弛情況。鋼筋計(jì)共布設(shè)12支，在閘墩牛腿附近沿鋼筋布置方向不同高程上，具體為左邊墩內(nèi)側(cè)布置R-1、R-2、R-3鋼筋計(jì)，左中墩左側(cè)布置R-4、R-5、R-6鋼筋計(jì)，中墩左側(cè)布置R-7、R-8、R-9鋼筋計(jì)，右邊墩內(nèi)側(cè)布置R-10、R-11、R-12鋼筋計(jì)。溢洪道堰基滲透壓力縱向觀測斷面設(shè)2個(gè)，即右中孔斷面距中心線7.5 m、左邊孔斷面距中心線21.75 m，每個(gè)斷面布設(shè)3個(gè)測點(diǎn)，共布設(shè)6個(gè)測點(diǎn)。其中引渠段布設(shè)P-1、P-4滲壓計(jì)，閘室段布設(shè)P-2、P-5滲壓計(jì)，泄槽段布設(shè)P-3、P-6滲壓計(jì)。在溢洪道閘墩基礎(chǔ)錨索上布置錨索測力計(jì)3支，斷面溢0+011.0，高程746.195 m，左邊墩布設(shè)1 000 KN Dp-1錨索測力計(jì)、中墩布設(shè)3 000 KN Dp-2錨索測力計(jì)、右邊墩布設(shè)3 000 KN Dp-3錨索測力計(jì)。

各種儀器數(shù)量及布設(shè)位置詳見表1、圖1所示。

3 溢洪道觀測資料分析

溢洪道觀測資料分析分為閘墩牛腿鋼筋應(yīng)力、堰基滲透壓力和閘墩基礎(chǔ)錨索應(yīng)力三個(gè)方面分析。

表1 溢洪道觀測儀器埋設(shè)高程統(tǒng)計(jì)表

圖1 溢洪道觀測儀器平面布置圖

3.1 閘墩牛腿鋼筋應(yīng)力分析

閘墩牛腿附近放射性鋼筋應(yīng)力正負(fù)最大測值（截止2011年底）見表2。從表中看出，鋼筋應(yīng)力測值正值在14.95～34.53 MPa之間，負(fù)值在-0.48～-20.03 MPa之間，這比所用低碳鋼筋允許抗拉壓強(qiáng)度小很多，證明牛腿應(yīng)力沒有超過設(shè)計(jì)允許，滿足要求。

為了驗(yàn)證鋼筋計(jì)測值隨溫度變化情況，選取從R-1和R-7鋼筋計(jì)進(jìn)行分析，應(yīng)力測值與溫度測值時(shí)程變化曲線如圖2、圖3，可以看出，鋼筋應(yīng)力隨溫度變化而呈波浪狀變化，兩者相關(guān)性極大，普遍規(guī)律是溫度達(dá)到正值峰值，鋼筋應(yīng)力達(dá)到負(fù)值最大；溫度達(dá)到負(fù)值峰值，鋼筋應(yīng)力達(dá)到正值最大。鋼筋應(yīng)力為正值表示鋼筋受拉，負(fù)值表示鋼筋受壓。鋼筋和混凝土澆筑時(shí)初始溫度在33～34℃之間，溫度降低時(shí)由于混凝土收縮量小于鋼筋的收縮量，在兩者充分粘結(jié)的情況下，鋼筋將會承受拉應(yīng)力的作用，出現(xiàn)測值正值峰值；相反溫度升高時(shí)鋼筋將承受壓應(yīng)力，即出現(xiàn)負(fù)值。以上測值表明，由于目前庫水位高出溢洪道堰頂高程較小，閘墩牛腿承受的外應(yīng)力較小，鋼筋應(yīng)力主要受溫度變化影響較大，符合一般規(guī)律；另外其測值較小也說明牛腿應(yīng)力在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)。

表2 溢洪道閘墩牛腿附近鋼筋應(yīng)力最大值統(tǒng)計(jì)表

3.2 堰基滲透壓力分析

沿堰基由上游向下游布設(shè)有兩排滲壓計(jì)，第一排編號由上游到下游為P-1、P-2、P-3，第二排編號由上游到下游為P-4、P-5、P-6。兩排滲壓計(jì)測定得出的滲透壓力水頭時(shí)程變化曲線見圖4和圖5所示。圖中滲透水頭與庫水位交叉點(diǎn)為庫水位達(dá)到滲壓計(jì)埋設(shè)高程的時(shí)刻，之前的滲壓測值基本為0，這里為了方便按照其埋設(shè)高程畫出。

從圖中看出，在溢洪道引渠段和閘室段內(nèi)布設(shè)的滲壓計(jì)（P-1，P-2，P-4，P-5），滲透水頭高程在庫水位超過其埋設(shè)高程后略有增加，表明堰基基巖滲透性較小，也反映出帷幕灌漿效果較好；在泄槽段布設(shè)的滲壓計(jì)（P-3，P-6），在庫水位達(dá)到其埋設(shè)高程約300 d后滲透水頭高程才開始抬升，抬升幅度較小，也反映出溢洪道堰基防滲性能良好。

圖2 閘墩牛腿附近鋼筋應(yīng)力時(shí)程變化曲線（測點(diǎn)R-1）

圖3 閘墩牛腿附近鋼筋應(yīng)力時(shí)程變化曲線（測點(diǎn)R-7）

圖4 堰基滲透水頭時(shí)程變化曲線（P-1～P-3）

圖5 堰基滲透水頭時(shí)程變化曲線（P-4～P-6）

圖6 預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力損失率時(shí)程變化曲線

3.3 閘墩基礎(chǔ)錨索應(yīng)力分析

閘墩基礎(chǔ)錨索預(yù)應(yīng)力損失率隨時(shí)間變化過程曲線（截止2011年底）見圖6。從圖中看出，錨索在錨固初期應(yīng)力損失較大，很快在4到6個(gè)月內(nèi)應(yīng)力損失達(dá)到4.51%～5.95%之間，之后應(yīng)力損失變化不大，在1%～2%之間，因此認(rèn)為，錨索錨固效果較好，應(yīng)力損失初期完成，之后變化基本穩(wěn)定。

錨索測力計(jì)Dp-3安裝后鎖定荷載為3196.93kN，最大損失率為5.47%。Dp-2安裝后鎖定荷載為3 162.51 kN，最大損失率為4.90%。Dp-1安裝后鎖定荷載為1 115.85 kN，最大損失率為6.71%，所有測值均在正常范圍之內(nèi)，同樣表明錨固效果較好。

4 結(jié)論

（1）溢洪道閘門目前所受庫水壓力較小，所測得的溢洪道牛腿附近放射性鋼筋應(yīng)力主要受溫度變化的影響。鋼筋計(jì)測值出現(xiàn)正值和負(fù)值，且量值較小。表明牛腿受力正常。

（2）溢洪道堰基滲透壓力不大，表明堰基巖石滲透性較小，灌漿帷幕防滲效果較好。

（3）溢洪道閘墩基礎(chǔ)預(yù)應(yīng)力錨索預(yù)應(yīng)力在錨固初期應(yīng)力損失變化較大，在4～6月后應(yīng)力損失變化趨于穩(wěn)定，最大變化不超過2%。表明錨索錨固正常，工作穩(wěn)定。