鐘 聲,吳常棟

(中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,四川 成都 610072)

藏木水電站縱縫測(cè)縫計(jì)成果分析及性態(tài)評(píng)價(jià)

鐘 聲,吳常棟

(中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,四川 成都 610072)

對(duì)藏木大壩各壩段縱縫開(kāi)合度觀測(cè)資料進(jìn)行及時(shí)的處理與分析，對(duì)于了解大壩安全性態(tài)和指導(dǎo)工程運(yùn)行具有重要意義。本文結(jié)合壩體縱縫接縫灌漿完成后及導(dǎo)流底孔下閘蓄水前的縱縫測(cè)縫計(jì)開(kāi)合度監(jiān)測(cè)資料對(duì)壩體縱縫進(jìn)行了定性、定量分析。綜合分析認(rèn)為藏木大壩縱縫基本正常，接縫灌漿質(zhì)量較好，安全性態(tài)良好。

藏木大壩；開(kāi)合度；安全監(jiān)測(cè)

0 前 言

藏木水電站系雅魯藏布江干流中游桑日～加查峽谷段規(guī)劃5級(jí)電站的第4級(jí)電站，上游銜接街需水電站，下游為加查水電站，電站位于西藏自治區(qū)山南地區(qū)加查縣城上游17 km、雅魯藏布江中游桑日～加查峽谷段出口處，處于西藏中部電網(wǎng)負(fù)荷中心位置。藏木水電站開(kāi)發(fā)任務(wù)為發(fā)電，無(wú)航運(yùn)、漂木、防洪、灌溉等綜合利用要求。壩址控制集水面積157 668 km2，占雅魯藏布江我國(guó)境內(nèi)全流域面積240 480 km2的65.6%，壩址處多年平均流量1 010 m3/s。電站采用左側(cè)河床布置6孔溢流壩，右側(cè)河床布置壩后式地面廠房的壩式開(kāi)發(fā)方式。電站總裝機(jī)容量510 MW，水庫(kù)正常蓄水位3 310.00 m，校核洪水位3 310.61 m，設(shè)計(jì)洪水位3 310.00 m，死水位為3 305.00 m，電站具有日調(diào)節(jié)能力。

樞紐區(qū)位于雄瑪溝與白溝之間約1.4 km長(zhǎng)的河段上，河道順直，河流流向S40°E?？菟谒鎸?00～150 m，水深一般4～6 m，河水位高程約3 249 m，正常蓄水位3 310 m高程對(duì)應(yīng)谷寬320～360 m。樞紐區(qū)兩岸山體雄厚，河谷深切呈“V”字型，谷坡陡峻，兩岸大多基巖裸露，河邊分布少量漫灘，下游坡腳及局部斜坡地帶分布少量崩坡積塊碎石土，階地不發(fā)育。樞紐區(qū)發(fā)育四條沖溝，右岸有熊瑪溝及白溝，左岸有白助溝及下游一號(hào)。

水庫(kù)自2014年10月下旬下閘蓄水。藏木大壩壩型為重力壩，水庫(kù)蓄水前藏木大壩上、下游澆筑塊需形成整體效應(yīng)方能保證安全蓄水及運(yùn)行。因此，對(duì)其壩體縱縫接縫灌漿后及蓄水前的實(shí)測(cè)開(kāi)合度測(cè)值資料進(jìn)行一次細(xì)化分析，將十分有利于了解整個(gè)大壩在蓄水期、運(yùn)行期的安全性態(tài)，這對(duì)于今后整個(gè)樞紐工程的安全運(yùn)行將起到重要的指導(dǎo)作用。本文主要對(duì)藏木大壩縱縫在接縫灌漿后及蓄水前的縱縫測(cè)縫計(jì)監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行定性、定量分析，并對(duì)壩體縱縫安全性態(tài)做出評(píng)價(jià)。

1 測(cè)點(diǎn)布置

在壩體縱縫不同高程布置測(cè)縫計(jì)，監(jiān)測(cè)重力壩上、下游壩塊縱縫開(kāi)合度。本工程共布置98支測(cè)縫計(jì)，其中2號(hào)壩段、3號(hào)壩段以及18號(hào)壩段各埋設(shè)2支，4號(hào)及16號(hào)壩段各埋設(shè)4支，5號(hào)壩段～7號(hào)壩段各埋設(shè)6支，8號(hào)壩段埋設(shè)5支，9號(hào)壩段、14號(hào)壩段和15號(hào)壩段各埋設(shè)7支，10號(hào)壩段～13號(hào)壩段各埋設(shè)8支，17號(hào)壩段埋設(shè)3支。

2 觀測(cè)資料分析

2013年10月20日大壩開(kāi)始擋水，本階段各壩段縱縫接縫灌漿基本完畢。當(dāng)前值指的是本次分析收集數(shù)據(jù)截止日期(2014年10月10日)。

2.1 當(dāng)前累計(jì)測(cè)值統(tǒng)計(jì)

通過(guò)對(duì)當(dāng)前各壩段縱縫測(cè)縫計(jì)開(kāi)合度監(jiān)測(cè)成果統(tǒng)計(jì)歸納，可知測(cè)縫計(jì)當(dāng)前開(kāi)合度在-0.20～1.95 mm，最大縫隙張開(kāi)度為1.95 mm，位于18號(hào)壩段縱縫3 261 m高程的測(cè)縫計(jì)JB18-2。使用的測(cè)縫計(jì)精度約0.125 mm，測(cè)縫計(jì)累計(jì)開(kāi)合度小于0.125 mm的占67%，大于0.125 mm小于0.5 mm的占16%，大于0.50 mm的占17%，壩體縱縫總體處于閉合或接觸狀態(tài)。個(gè)別壩段縱縫測(cè)縫計(jì)累計(jì)開(kāi)合度測(cè)值較大(大于0.8 mm)，數(shù)據(jù)異常，通過(guò)檢查分析，發(fā)現(xiàn)這些異常測(cè)值均是由于附近接縫灌漿后，導(dǎo)致數(shù)據(jù)突然抬升，附近區(qū)域接縫灌漿完成后，數(shù)據(jù)曲線開(kāi)合度測(cè)值曲線趨緩，異常值不代表真實(shí)開(kāi)合度(見(jiàn)圖1)。

圖1 壩體縱縫開(kāi)合度當(dāng)前累計(jì)測(cè)值統(tǒng)計(jì)

2.2 重要階段變量分析

本次分析將針對(duì)各壩段縱縫接縫灌漿灌區(qū)的典型測(cè)縫計(jì)，通過(guò)接縫灌漿后以及擋水后兩個(gè)重要階

段評(píng)價(jià)分析大壩縱縫縫隙開(kāi)合度，縱縫接縫灌漿后典型測(cè)縫計(jì)開(kāi)合度成果見(jiàn)表1，大壩擋水后典型測(cè)縫計(jì)開(kāi)合度監(jiān)測(cè)成果見(jiàn)表2。

根據(jù)監(jiān)測(cè)成果可以看出，接縫灌漿完成初期，各壩段縱縫測(cè)縫計(jì)開(kāi)合度變量均有微量的收縮，在-0.05～0.00 mm間；接縫灌漿完成后至當(dāng)前，開(kāi)合度變量均有一定程度的收縮，在-0.41～0.00 mm間，基本處于閉合或接觸趨勢(shì)，說(shuō)明整體接縫灌漿質(zhì)量較好。

2013年10月20日大壩擋水后到當(dāng)前，庫(kù)水高程以下的典型縱縫測(cè)縫計(jì)開(kāi)合度變量在-0.34～0.00 mm間，說(shuō)明在水推力及接縫灌漿的作用下，壩體縱縫整體處于壓緊或接觸趨勢(shì)。

通過(guò)2個(gè)重要階段壩段縱縫開(kāi)合度變量分析，壩體在接縫灌漿完成后，整體處于閉合或接觸趨勢(shì)，上、下游澆筑壩塊間基本形成整體效應(yīng)，安全性態(tài)得到保證。大壩擋水后，庫(kù)水位以下的測(cè)縫計(jì)測(cè)值顯示，在水推力及接縫灌漿的作用下，縱縫處于壓緊或接觸狀態(tài)，符合一般規(guī)律。

表1 壩體縱縫接縫灌漿后典型縱縫測(cè)縫計(jì)開(kāi)合度監(jiān)測(cè)成果 mm

注：張開(kāi)為正，壓縮為負(fù)。變化量1=灌漿前-灌漿后，變化量2=當(dāng)前值-灌漿后。

2.3 典型壩段測(cè)縫計(jì)過(guò)程線分析

由于數(shù)據(jù)較為龐大，以5號(hào)壩段縱縫開(kāi)合度典型監(jiān)測(cè)成果作為典型壩段，對(duì)其壩體縱縫開(kāi)合度的變化情況進(jìn)行分析，其余各壩段縱縫開(kāi)合度變化規(guī)律與其相似。5號(hào)壩段縱縫測(cè)縫計(jì)監(jiān)測(cè)成果時(shí)間過(guò)程線見(jiàn)圖2、3，空間分布見(jiàn)圖4。

(1)監(jiān)測(cè)儀器埋設(shè)后，縱縫開(kāi)合度隨溫度降低，有局部微弱的張開(kāi)，隨著溫度回升，又呈現(xiàn)閉合趨勢(shì)，各高程縱縫接縫灌漿完畢后，進(jìn)一步呈現(xiàn)閉合或穩(wěn)定趨勢(shì)。溫度在整個(gè)過(guò)程中與壩體縱縫開(kāi)合度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即溫度降低，縱縫開(kāi)合度變大；溫度升高縱縫開(kāi)合度變小。這種關(guān)系在接縫灌漿完成后依然存在，但負(fù)相關(guān)趨勢(shì)被弱化。

(2)開(kāi)合度變化量值主要發(fā)生在接縫灌漿前，灌漿后只有很小的變化量且總體呈閉合或穩(wěn)定趨勢(shì)。這是因?yàn)榻涌p灌漿前，各灌區(qū)上、下游澆筑壩塊還沒(méi)有形成統(tǒng)一的整體，開(kāi)合度受溫度影響較為明顯。接縫灌漿后，各灌區(qū)上、下游澆筑壩塊形成整體聯(lián)系，溫度影響被弱化。

(3)5號(hào)壩段縱縫目前開(kāi)合度在0.30 mm之內(nèi)，曲線基本趨于穩(wěn)定。

表2 大壩擋水后庫(kù)水位高程以下壩體典型縱縫測(cè)縫計(jì)開(kāi)合度變化量統(tǒng)計(jì) mm

注：張開(kāi)為正，壓縮為負(fù)。變化量3=當(dāng)前測(cè)值-2013.10.20時(shí)測(cè)值。

圖2 5號(hào)壩段縱縫高程3 230 m測(cè)縫計(jì)監(jiān)測(cè)成果

圖3 5號(hào)壩段縱縫高程3 236 m測(cè)縫計(jì)監(jiān)測(cè)成果

圖4 5號(hào)壩段灌漿后壩體縱縫測(cè)縫計(jì)監(jiān)測(cè)成果

(4)灌漿后5號(hào)典型壩段縱縫總體呈壓縮或接觸趨勢(shì)，當(dāng)前值整體小于灌漿后第一次測(cè)值，說(shuō)明接縫灌漿效果較好。通過(guò)時(shí)間對(duì)比分析，各縱縫測(cè)縫計(jì)接縫灌漿后曲線平穩(wěn)，變化很小，趨于穩(wěn)定。

3 結(jié) 論

綜合上述分析可知，藏木電站大壩各壩段縱縫測(cè)縫計(jì)總體與溫度呈負(fù)相關(guān)，開(kāi)合度變化基本發(fā)生在接縫灌漿前上、下游澆筑壩塊還沒(méi)有形成整體的時(shí)段，接縫灌漿后各壩段縱縫測(cè)縫計(jì)曲線基本穩(wěn)定，受溫度影響弱化。大壩各壩段縱縫測(cè)縫計(jì)接縫灌漿后，除個(gè)別測(cè)點(diǎn)呈微張開(kāi)狀外，整體呈閉合或接觸狀態(tài)，曲線平穩(wěn)，說(shuō)明整體接縫灌漿質(zhì)量較好。大壩擋水期間，壩體縱縫處于壓緊或接觸狀態(tài)。

[1] DL/T5178-2003.混凝土壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].2003.

[2] 吳中如,沈長(zhǎng)松,阮煥祥. 水工建筑物安全監(jiān)控理論及其應(yīng)用[M]. 南京: 河海大學(xué)出版社. 1990.

2016-08-23

鐘聲(1983-)，男，陜西安康人，碩士，工程師，從事水電站監(jiān)測(cè)工作。

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