張燕霞

（青海黃河水電公司大壩管理中心，青海省西寧市 810016）

積石峽水電站混凝土面板堆石壩周邊縫變形監(jiān)測簡析

張燕霞

（青海黃河水電公司大壩管理中心，青海省西寧市 810016）

面板堆石壩周邊縫變形的大小，直接關(guān)系到該種壩型大壩的安全運行。積石峽水電站混凝土面板堆石壩周邊縫的變形監(jiān)測是積石峽水電站變形監(jiān)測的重要監(jiān)測項目之一。為了掌握該電站混凝土面板堆石壩周邊縫的變形監(jiān)測，本文對周邊縫的變形監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了簡要分析并評價了混凝土面板堆石壩周邊縫的運行狀態(tài)。

積石峽水電站；混凝土面板堆石壩周邊縫；變形監(jiān)測

0 工程概況

積石峽水電站位于青海省循化縣境內(nèi)積石峽峽谷出口處，是黃河上游干流“龍青段梯級規(guī)劃” 25座水電站的第11座水電站，是繼龍羊峽、拉西瓦、李家峽和公伯峽等大型水電站之后的第5個大型水電站。該電站主要任務為發(fā)電，水庫為日調(diào)節(jié)水庫，正常蓄水位1856m，最大壩高103m，總庫容2.94億m3，最大發(fā)電水頭73m，總裝機容量1020MW，多年平均發(fā)電量33.63億kWh。積石峽水電站工程規(guī)模為二等大（2）型，大壩為1級建筑物，泄水建筑物、發(fā)電引水建筑物及發(fā)電廠房均為2級建筑物?；炷撩姘遄鳛槊姘宥咽瘔蔚闹饕罎B體，對該類型大壩的安全和正常運行起著關(guān)鍵作用，而面板周邊縫變形又是混凝土面板壩變形最敏感的部位；周邊縫變形的大小，直接關(guān)系到大壩的安全運行?；炷撩姘宥咽瘔沃苓吙p的變形監(jiān)測是積石峽水電站變形監(jiān)測的重要監(jiān)測項目之一。

積石峽水電站工程混凝土面板施工時段為2010年3月15日～5月14日；上游鋪蓋施工期為2010年7～8月；2010年10月14日下閘蓄水，2012年12月25日～2013年4月初為電站二期蓄水期。

1 周邊縫監(jiān)測儀器及布置狀況

為了及時掌握積石峽混凝土面板堆石壩周邊縫變形情況以保證大壩的安全運行，積石峽水電站在周邊縫張拉位移、剪切位移、沉降位移較大處和趾板凸出部位處布置了三向測縫計?？傮w分布在進水口上側(cè)周邊縫、進水口右側(cè)周邊縫、河床左側(cè)周邊縫、河床水平段周邊縫、右岸緩坡段周邊縫和右岸陡坡段周邊縫，共計15支三向測縫計來監(jiān)測積石峽周邊縫的變形情況（具體分布情況見圖1，周邊縫各測點詳細參數(shù)見表1）。

2 周邊縫各測點位移變化分析

2.1 進水口上側(cè)周邊縫（1837～1840m）

圖1 積石峽混凝土面板堆石壩周邊縫測點分布圖

表1 積石峽周邊縫三向測縫計參數(shù)表

進水口上側(cè)周邊縫共埋設三支三向測縫計；其中埋管處壩體左側(cè)周邊縫埋設J31三向測縫計；上游水平周邊縫埋設J32和J33兩支三向測縫計。從長期監(jiān)測資料分析，埋管處壩體左側(cè)周邊縫J31和上游水平周邊縫J32三向測縫計兩測點測值變化較平穩(wěn)，基本無明顯變形；上游水平周邊縫與進水口右側(cè)交接處J33測點錯動和沉降位移方向位移量總體呈年度周期性變化且逐年增大，截至2014年4月，該測點所在的7號面板相對趾板發(fā)生張開、向河床方向錯動和上抬的位移變化（面板堆石壩周邊縫三向測縫計J33測點位移量過程線詳見圖2）。

2.2 進水口右側(cè)周邊縫（1810～1820m）

進水口右側(cè)周邊縫共埋設J34和J35兩支三向測縫計。截至2014年4月，J34和J35兩測點均發(fā)生面板相對趾板間的接縫張開、向下游方向錯動和上抬的位移變化；從長期監(jiān)測資料分析，上述兩測點主要的變形發(fā)生在下閘蓄水后的15天內(nèi)且在此期間兩測點的變化規(guī)律總體一致，J35測點的變化量級總體小于J34。由此可初步判斷進水口部位與8號相交處的面板在下閘蓄水期間相對其左岸進水口趾板發(fā)生了向下游方向的變形，蓄水后期至今兩測點總體呈年度周期性變化（面板堆石壩周邊縫三向測縫計J34測點位移量過程線詳見圖3）。

2.3 河床左側(cè)周邊縫（1761～1810m）

河床側(cè)周邊縫共埋設J36、J37和J38三支三向測縫計。截至2014年4月，J36～J38測點在河床左側(cè)從上到下，周邊縫從張開逐步至壓縮，三支測點均向河床方向發(fā)生錯動，錯動量較大的發(fā)生在1784.88m高程的J37測點和1761.70m高程的J38測點；J36測點所在的9號面板相對趾板發(fā)生下沉，J37測點所在的14與15號交接處所在的面板相對趾板上抬，J38測點所在的18號面板相對趾板發(fā)生上抬。從長期監(jiān)測資料分析，上述三測點主要的變形發(fā)生在下閘蓄水后的10月18～25日之間，之后除2012年7月自動化安裝期間J38測點測值有突跳形成臺階外，其余時段三測點位移變化總體平穩(wěn)（面板堆石壩周邊縫三向測縫計J36測點位移量過程線詳見圖4）。

2.4 河床水平段周邊縫（1761.70m）

河床水平段周邊縫埋設J39三向測縫計。從長期監(jiān)測資料分析，河床水平段周邊縫變形主要發(fā)生在2010年7～8月上游鋪蓋施工期和2010下閘蓄水后的10天內(nèi)，之后位移變化總體平穩(wěn)。截至2014年4月，J39測點所在的21號面板相對趾板發(fā)生張開、向左岸方向錯動和下沉的位移變化。

圖2 面板堆石壩周邊縫三向測縫計J33測點位移量過程線

圖3 面板堆石壩周邊縫三向測縫計J34測點位移量過程線

圖4 面板堆石壩周邊縫三向測縫計J36測點位移量過程線

圖5 面板堆石壩周邊縫三向測縫計J311測點位移量過程線

2.5 右岸緩坡段周邊縫（1762～1798m）

右岸緩坡段周邊縫共埋設J310、J311、J312和J313四支三向測縫計。從長期監(jiān)測資料分析，位于河床右側(cè)1762.13m高程的J310測點前期主要變形發(fā)生在2010年7～8月上游鋪蓋施工期和2010年下閘蓄水后10天內(nèi)，之后該儀器總體穩(wěn)定運行至2012年12月12日。2012年12月（自動化改造）該儀器X、Y和Z方向位移量突變形成臺階，之后位移量小幅波動運行至2013年11月；2013年12月起至今該測點X和Z方向位移量逐漸接近突跳前位移量；截至2014年4月，J310測點所在的22號面板相對趾板發(fā)生張開、向河床方向錯動和下沉的位移變化。

從長序列位移量過程線圖分析，位于緩坡段1773.88m高程的J311測點其主要變形量發(fā)生在下閘蓄水前的2010年8月1～3日之間，其中在上游鋪蓋施工首日變形最為明顯，之后至目前該測點位移平穩(wěn)運行。截至2014年4月，J311測點所在的25號面板相對趾板發(fā)生張開、向河床方向錯動和下沉的位移變化（面板堆石壩周邊縫三向測縫計J311測點位移量過程線詳見圖5）。

位于緩坡段1784.75m高程的J312測點其主要變形量發(fā)生在2010年7～8月上游鋪蓋施工期和下閘蓄水后的2010年10月18～30日之間，上游鋪蓋施工后該測點所在的28號面板相對趾板發(fā)生張開3.1mm左右、向河床方向錯動3.8mm左右、下沉1.3mm左右；蓄水穩(wěn)定在1841.m左右后該測點張開及沉降變形較為明顯，面板相對趾板張開至7.5mm左右和下沉至8.7mm左右；之后總體平穩(wěn)運行至2012年7月24日，7月27日X和Z方向位移量突變形成臺階，8月初該儀器壞停測。位于緩坡段1797.36m高程的J313測點安裝運行至今各方向變形量均較小。截至2014年4月，J313測點所在的31號面板相對趾板發(fā)生張開、向下游趾板方向錯動和上抬的位移變化。

2.6 右岸陡坡段周邊縫（1820～1840m）

右岸陡坡段周邊縫共埋設J314和J315兩支三向測縫計。

圖6 面板堆石壩周邊縫三向測縫計J314測點位移量過程線

從長序列位移量過程線圖分析，位于陡坡段1820.00m高程的J314測點在下閘蓄水后的2010年10月23日起33號面板相對趾板張開1.2mm左右、錯動量在0.3mm左右、下沉1.5mm左右；之后至2011年4月上旬該測點開合度與沉降量逐漸增大；4月中旬至10月下旬該測點開合度快速減小，由之前的張開逐步至壓縮；之后該測點測值穩(wěn)定至今。截至2014年4月，J314測點所在的33號面板相對趾板發(fā)生壓縮、向下游趾板方向錯動和下沉的位移變化（面板堆石壩周邊縫三向測縫計J314測點位移量過程線詳見圖6）。

從長序列位移量過程線圖分析，位于陡坡段1840.00m高程的J315測點在2010年10月下閘蓄水穩(wěn)定后，面板相對趾板張開0.4mm左右、錯動量0.3mm左右、下沉0.1mm左右；2011年4月初開始，開合度逐步減小，5月下旬接縫由張開轉(zhuǎn)為壓縮；2011年7月中旬接縫向上游錯動量逐步減小，7月底接縫開始向下游逐步錯動。截至2014年4月，J315測點所在的34號面板相對趾板發(fā)生壓縮、向下游趾板方向錯動和下沉的位移變化。

3 結(jié)束語

（1）周邊縫在下閘蓄水后總體表現(xiàn)為張開狀。周邊縫變形最大的發(fā)生在右岸緩坡段部位的J3

11測點，從監(jiān)測成果分析該測點主要變形受上游鋪蓋施工較為明顯，鋪蓋施工后位移變化總體平穩(wěn)；截至目前該測點開合度、剪切和沉降變形量分別為20.43mm、-3.84mm和-16.36mm；該測點張開度量值雖然較大，但在設計標準內(nèi)[積石峽周邊縫變形設計標準,張開：23mm（X3～X9）段和16mm（X0～X3）段，進水口上部及左岸部位；剪切：24mm；沉陷：65mm]。除J311測點外，其余周邊縫各測點各方向變形值在9mm以下，均小于設計標準。

（2）截至2014年4月，進水口與左岸面板部位周邊縫總體表現(xiàn)為張開和上抬狀；河床水平段和右岸緩坡段周邊縫各測點（J312除外）總體表現(xiàn)為面板相對趾板張開、向河床趾板方向錯動且下沉狀；右岸陡坡段周圍邊縫兩測點總體表現(xiàn)為面板相對趾板壓縮、向下游趾板方向錯動和下沉狀（2011年4～10月出現(xiàn)的壓縮變形，初步分析認為可能與右岸山體變形及右岸補充灌漿有關(guān)，目前該部位測點測值總體變化較平穩(wěn)）。

（3）積石峽水電站是混凝土面板堆石壩壩體，面板作為堆石壩的主要防滲體，對大壩的安全和正常運行起著關(guān)鍵作用；而面板周邊縫變形又是混凝土面板壩變形最敏感的部位；周邊縫變形的大小，直接關(guān)系到大壩的安全運行。整體來看，積石峽各部位的周邊縫變形主要發(fā)生在2010年7～8月下閘蓄水前上游鋪蓋施工期和2010年10月14日下閘蓄水后的15天內(nèi)；2012年12月～2013年4月初二期蓄水期間周邊縫各測點測值總體表現(xiàn)較平穩(wěn)，目前各測值變化均較平穩(wěn)。

[1] 許小東，燕喬，吳長彬.水布埡面板堆石壩周邊縫滲流監(jiān)測新技術(shù).人民長江，2010，41（14）：87-89.

張燕霞（1974—），女，水工儀器觀測技師及助理工程師，主要從事大壩安全監(jiān)測方面的工作。E-mail:zyx_lyx@163.com

Deformation Monitoring of Peripheral Joint of Concrete Face Rockfill Dam of Jishixia Hydropower Station

ZHANG Yanxia
（Qinghai hydro the Yellow River dam management center,Xining 810016,China）

Concrete face rockfill dam of peripheral joint deformation, is directly related to the safe operation of the dam type of dam. Jishixia concrete faced rockfill dam deformation monitoring of peripheral joints is one of the important monitoring of deformation monitoring of Jishixia Hydropower station. In order to grasp the deformation monitoring of surrounding concrete face rockfill dam slit the power plant,this paper on the deformation monitoring data of peripheral joints is briefly analyzed and evaluated the running state of peripheral joints.

Jishixia Hydropower Station; concrete face rockfill dam slit periphery; deformation monitoring