□史鵬飛 □羅光其 □齊 卿（中國(guó)電建集團(tuán)貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司）

1 工程概況

石門(mén)水電站工程位于新疆維吾爾自治區(qū)呼圖壁縣，是呼圖壁河中游河段河流規(guī)劃中的第三級(jí)水電站，水庫(kù)正常蓄水位1240m，相應(yīng)庫(kù)容7751 萬(wàn)m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容為7016 萬(wàn)m3。本工程為三等（中型）工程，工程區(qū)地震基本烈度為Ⅷ度，電站裝機(jī)容量95MW，多年平均發(fā)電量2.14 億kWh。工程開(kāi)發(fā)任務(wù)為灌溉、防洪、發(fā)電。主體工程于2008年9月1日開(kāi)工，大壩于2011年5月份開(kāi)始填筑，2012年8月大壩填筑到頂，水庫(kù)于2013年10月3日開(kāi)始蓄水。

2 安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

2.1 變形監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

2.1.1 表面變形監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

表面變形監(jiān)測(cè)采用在壩體的上、下游及壩頂表面埋設(shè)綜合表面觀測(cè)墩，采用視準(zhǔn)線法和前方交匯法相結(jié)合的方式，對(duì)大壩表面水平變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采用水準(zhǔn)儀對(duì)表面沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.1.2 心墻變形監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

心墻監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)為心墻自身的壓縮變形、心墻與墊層料之間及心墻與混凝土基座之間的相對(duì)變形。針對(duì)心墻的壓縮變形，在心墻上、下游側(cè)安裝大量程測(cè)縫計(jì)，監(jiān)測(cè)在一定長(zhǎng)度內(nèi)心墻的壓縮情況；心墻與墊層料之間的相對(duì)變形，在心墻與墊層料的接觸部位，分別布置上下游向、左右岸向及沿高程向的位錯(cuò)計(jì)，對(duì)三個(gè)方向的相對(duì)變形均進(jìn)行監(jiān)測(cè)；心墻與混凝土基座之間的變形也通過(guò)設(shè)置測(cè)縫計(jì)來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.1.3 壩殼堆石料變形監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

本工程采用在上游堆石體內(nèi)部安裝測(cè)斜管和電磁式沉降環(huán)，對(duì)上游堆石體的傾斜變形和沉降變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

下游堆石體變形監(jiān)測(cè)采用傳統(tǒng)的常規(guī)監(jiān)測(cè)手段，采用測(cè)斜管和引張線式水平位移計(jì)對(duì)堆石體的水平位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采用電磁式沉降儀和水管式沉降儀對(duì)堆石體的沉降變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.1.4 界面位移變形

界面位移變形是指混凝土基座與壩基之間的接觸縫變形，采用測(cè)縫計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

大壩內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)儀器中，測(cè)斜管和電磁式沉降環(huán)結(jié)合布置，水管式沉降儀和引張線式水平位移計(jì)結(jié)合布置。

2.2 滲流滲壓監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

分別沿流線方向和垂直流線方向設(shè)置橫、縱向兩個(gè)監(jiān)測(cè)斷面。橫向監(jiān)測(cè)斷面儀器布置情況為，在大壩基礎(chǔ)沿水流向間隔布置，在混凝土基座部位適當(dāng)加密，采用滲壓計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；縱向滲壓監(jiān)測(cè)沿灌漿廊道布置，在廊道彎折段或坡度較陡部位，采用測(cè)壓管和滲壓計(jì)結(jié)合進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

在壩基廊道1#集水井處排水溝內(nèi)設(shè)1 座量水堰，對(duì)廊道內(nèi)的滲流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)；利用壩腳的老拱壩，在壩體下游設(shè)置1 座量水堰對(duì)壩體滲流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.3 應(yīng)力應(yīng)變及溫度監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)通過(guò)安裝在心墻上的位錯(cuò)計(jì)來(lái)監(jiān)測(cè)，含在心墻變形監(jiān)測(cè)內(nèi)容中。溫度計(jì)結(jié)合心墻變形監(jiān)測(cè)儀器布置，方便施工的同時(shí)，便于后期監(jiān)測(cè)儀器數(shù)據(jù)的分析。

3 監(jiān)測(cè)儀器施工情況

安全監(jiān)測(cè)儀器隨大壩同時(shí)施工，大壩填筑到頂時(shí)，共安裝埋設(shè)了1 套6 測(cè)點(diǎn)水管式沉降計(jì)、3 套5 測(cè)點(diǎn)水管式沉降計(jì)、3 套3 測(cè)點(diǎn)水管式沉降計(jì)、4 套3 測(cè)點(diǎn)引張線式水平位移計(jì)、3 套2測(cè)點(diǎn)引張線式水平位移計(jì)、28 支心墻應(yīng)變位移計(jì)、26 支心墻測(cè)縫計(jì)、12 支心墻位錯(cuò)計(jì)、8 支岸坡位錯(cuò)計(jì)、2 支裂縫計(jì)、22 支溫度計(jì)、2 根沉降管22 個(gè)沉降磁環(huán)、2 根測(cè)斜管和8 支滲壓計(jì)、2 塊量水堰板和34 個(gè)表面觀測(cè)墩。

4 大壩運(yùn)行狀態(tài)分析

4.1 堆石體變形情況

電磁式沉降儀隨大壩填筑開(kāi)始工作，測(cè)值能反映大壩的實(shí)際沉降過(guò)程，但與之結(jié)合的測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)，在測(cè)斜管安裝完成后才開(kāi)始測(cè)讀，監(jiān)測(cè)時(shí)間較短、測(cè)值較少，規(guī)律性較差。大壩變形監(jiān)測(cè)中的水管式沉降儀由于受壩后觀測(cè)房施工時(shí)間的影響，于2012年10月才取得初值，測(cè)值較少。

壩前及壩后電磁沉降環(huán)測(cè)值過(guò)程曲線見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 壩前沉降儀測(cè)值過(guò)程曲線圖

圖2 壩后沉降儀測(cè)值過(guò)程曲線圖

由壩前與壩后沉降儀測(cè)值的過(guò)程曲線可以看出：

第一，壩體沉降與大壩填筑有極大的相關(guān)性，大壩開(kāi)始填筑時(shí)，沉降變形較大，進(jìn)入2011年冬季大壩填筑暫停時(shí)，大壩沉降速率降低，在2012年4月份大壩開(kāi)始重新填筑時(shí)，沉降變形又開(kāi)始快速增長(zhǎng)，在2012年8月份大壩填筑至壩頂時(shí)，沉降變形基本趨于穩(wěn)定。第二，大壩上游沉降變形受水庫(kù)蓄水一定的影響，下游沉降變形受蓄水影響不明顯。第三，截至2014年5月29日，心墻上游磁環(huán)最大累計(jì)沉降量為438.50mm，占?jí)胃叩?.41%。下游最大累計(jì)沉降量為473mm，占?jí)胃叩?.45%，壩體累計(jì)沉降量較小，碾壓較密實(shí)。

下游堆石體變形監(jiān)測(cè)中最大監(jiān)測(cè)斷面的VM1-1 測(cè)點(diǎn)（靠近心墻部位），于2013年1月份發(fā)生損壞，其余測(cè)點(diǎn)工作正常。2014年5月29日，由水管式沉降儀測(cè)得的最大監(jiān)測(cè)斷面，下游堆石體的變形情況見(jiàn)圖3。

水管式沉降儀和引張線式水平位移計(jì)工作時(shí)間較短，在壩后觀測(cè)房建成后才開(kāi)始觀測(cè)，測(cè)值較小。下游堆石體最大沉降變形發(fā)生在1/3 壩高部位，水平變形呈兩岸向河谷位移的變形規(guī)律。

圖3 2014.5.29 最大監(jiān)測(cè)斷面下游堆石體沉降變形圖

4.2 心墻變形情況

瀝青心墻由安裝在不同方向的位錯(cuò)計(jì)和測(cè)縫計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，截至2014年5月29日，瀝青心墻壓縮變形，上游面最大變形為-16.60mm、下游最大變形為-14.10mm。心墻與過(guò)渡料之間的擠壓量最大值為20.30mm，心墻與過(guò)渡料之間的相對(duì)錯(cuò)動(dòng)最大值為19.80mm。

大壩最大監(jiān)測(cè)斷面心墻壓縮監(jiān)測(cè)共布置12 支儀器，分上、下游成組布置,共6 組，由監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示心墻整體處于壓縮狀態(tài)。心墻中低部高程的壓縮變形相差較小,比值位于0.70～0.92之間，說(shuō)明心墻中低部受力較好、變形較為均勻；心墻高高程的壓縮變形相差較大，說(shuō)明在庫(kù)水位的作用下，心墻略向下游變形。

4.3 接縫變形情況

兩岸岸坡混凝土基座與心墻接觸部位的最大錯(cuò)動(dòng)發(fā)生在岸坡陡坡部位，最大值為13.20mm，變形主要發(fā)生在施工期，在2012年8月份以后，變形已趨于穩(wěn)定。

河床部位心墻和混凝土基座之間呈擠壓狀態(tài)，最大測(cè)值為-30.60mm，該測(cè)點(diǎn)自施工開(kāi)始擠壓變形持續(xù)增大，受蓄水影響有部分跳動(dòng)，目前測(cè)值變化較小。下游側(cè)心墻與混凝土基座之間沿河床的錯(cuò)動(dòng)最大值為11.70mm，該變形已經(jīng)趨于收斂。

石門(mén)水電站兩岸坡較陡，岸坡部位混凝土基座與基礎(chǔ)接觸面之間的開(kāi)合度變形為重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容。根據(jù)監(jiān)測(cè)資料反饋，左岸坡開(kāi)合度變化較大，在開(kāi)合度達(dá)到7mm 時(shí)，對(duì)接觸縫進(jìn)行了灌漿，目前該測(cè)值受溫度影響變化較大，有收斂趨勢(shì)。

4.4 滲流滲壓情況

壩內(nèi)廊道量水堰測(cè)值較小，壩腳量水堰測(cè)未見(jiàn)出水。在帷幕沿縱向布設(shè)的滲壓計(jì)在蓄水前取得初值，測(cè)次較少，測(cè)值在蓄水前后變化不大，與庫(kù)水位的相關(guān)性較差，說(shuō)明帷幕效果較好。橫向滲壓監(jiān)測(cè)斷面，在帷幕上游安裝的測(cè)點(diǎn)，測(cè)值與庫(kù)水位的變化一致，下游測(cè)點(diǎn)基本不受庫(kù)水位影響，測(cè)值在蓄水前后幾乎沒(méi)有變化。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)石門(mén)水電站瀝青混凝土心墻堆石壩運(yùn)行狀態(tài)的分析，說(shuō)明大壩安全監(jiān)測(cè)能如實(shí)的反映大壩的工作情況，設(shè)計(jì)合理，大壩目前工作情況良好。