(南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電有限公司，海南蓄能發(fā)電有限公司，海南 瓊中 572926)

高水頭抽水蓄能電站引水水道的充水，是電站運行管理不可缺少的一項內(nèi)容，水道的初期充水試驗是一個加載、檢查、監(jiān)測、發(fā)現(xiàn)問題和處理問題的過程，是對引水水道安全運行的第一次檢驗。引水水道充水試驗的目的是通過試驗檢查工程質(zhì)量，查找引水系統(tǒng)可能存在的問題，以便及時采取措施處理，消除隱患，保障電站安全正常地運行[1]。

海蓄電站引水主洞總長度為933.87m，洞徑為8.40m，引水主洞經(jīng)“卜”形高壓岔管分為三條引水支洞，洞徑為3.80m，長度分別為166.34m、155.50m、136.34m。引水水道充水起始高程183.29m(球閥上游側(cè)底坎高程)，終止高程560.76m(充水完成時上水庫水位)，落差377.47m，累計充水量5.89萬m3。

海蓄電站引水水道充水分3級臺階進行。第1級向引水支洞、引水岔洞、引水下平段、引水下斜井及下彎段充水至339.0m水位，穩(wěn)壓24h；第2級向引水下斜井上彎段、中平段、上斜井下彎段、上斜井充水至529.00m水位，穩(wěn)壓24h；第3級向引水上斜井上彎段及上平段充水至上水庫水位，穩(wěn)壓48h。2017年9月16日18時18分正式開始引水水道充水試驗，2017年9月22日20時充水結(jié)束正式轉(zhuǎn)入水道48h穩(wěn)壓階段。

1 監(jiān)測布置及主要監(jiān)測項目

1.1 監(jiān)測斷面及主要監(jiān)測內(nèi)容

a.變形監(jiān)測。布置在拱頂和兩側(cè)的多點位移計；布置在圍巖與混凝土接觸面的測縫計[2]。

b.應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測。布置在支護錨桿上的錨桿應(yīng)力計；布置在混凝土襯砌結(jié)構(gòu)中的應(yīng)變計和無應(yīng)力計；布置在襯砌混凝土構(gòu)造鋼筋上的鋼筋計，以及壓力鋼管上的鋼板計。

c.滲流滲壓監(jiān)測。布置在混凝土襯砌外側(cè)的滲壓計；布置在廠房廊道內(nèi)的測壓管及量水堰；布置在3號施工支洞的量水堰；布置在引水系統(tǒng)周邊的地下水位觀測孔[3]。

d.洞內(nèi)水位監(jiān)測。布置在1號球閥及2號球閥前壓力鋼管上的壓力傳感器。

e.上水庫水位監(jiān)測。上水庫進、出口布置的水位刻度線和上水庫水位自動測報系統(tǒng)(上水庫水位超過560.21m后啟用)。

海蓄電站引水水道充水試驗監(jiān)測斷面分布及成活監(jiān)測儀器統(tǒng)計詳見下表。

海蓄電站引水水道充水試驗監(jiān)測斷面分布及成活監(jiān)測儀器統(tǒng)計表

1. 2 監(jiān)測頻次要求

a.滲壓計、多點位移計等振弦式儀器數(shù)據(jù)按30min/次自動采集存儲。

b.鋼筋計、鋼板計、錨桿應(yīng)力計、測縫計、應(yīng)變計、無應(yīng)力計數(shù)等差阻式儀器數(shù)據(jù)按2h/次自動采集存儲。

c.排水廊道及3號施工支洞量水堰、上庫附近地下水位觀測孔(38號～43號)、排水廊道內(nèi)測壓管數(shù)據(jù)按12h/次人工采集記錄。

d. 1號球閥及2號球閥前壓力鋼管上布置的壓力傳感器按5min/次自動采集存儲。

2 監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合分析

a.在充水試驗及穩(wěn)壓過程中，引水系統(tǒng)的多點位移計測值變化范圍分別在-0.24～0.05mm、-0.01～0.21mm，隧洞圍巖變形整體不大。典型過程線見圖1。

圖1 多點位移計測值典型過程線

b.在充水階段，錨桿應(yīng)力計的測值變化最大值為56.41MPa(編號：ASa5-4，位于引水水道下平段引0+905樁號)，其余錨桿應(yīng)力計測值變化范圍在-10.33～23.41MPa；穩(wěn)壓階段錨桿應(yīng)力計的測值變化范圍在-2.73～13.48MPa，隧洞支護錨桿應(yīng)力整體變化趨勢為受壓。典型過程線見圖2。

圖2 錨桿應(yīng)力計測值典型過程線

c.在充水過程中，引水系統(tǒng)鋼筋計的變化范圍在-28.14～33.83MPa，大部分測點的測值變化趨勢為受拉，變化較大值出現(xiàn)在引水水道下平段及引水岔管段；穩(wěn)壓階段的測值變化范圍在-8.55～3.61MPa，穩(wěn)壓過程中測值變化不大。表明充水及穩(wěn)壓過程中隧洞襯砌鋼筋與內(nèi)水位同步變化。典型過程線見圖3。

圖3 鋼筋計測值典型過程線

d.在充水過程中，引水系統(tǒng)測縫計測值變化范圍在-1.74～0.62mm，穩(wěn)壓階段測縫計的測值變化范圍在-0.29～0.04mm。在引水主洞、引水岔洞及引水支洞部位的測縫計基本表現(xiàn)為縫隙閉合，在3號施工支洞堵頭內(nèi)的測縫計基本表現(xiàn)為縫隙張開。典型過程線見圖4。

隨著我國市場化程度的不斷深入，不論是企業(yè)還是事業(yè)單位，對于成本核算等成本管理工作都要有一個全新的認知。在事業(yè)單位開展各項活動，完成各項任務(wù)時所產(chǎn)生的費用就稱之為事業(yè)單位成本。而事業(yè)單位的成本核算則是指事業(yè)單位在開展活動和完成任務(wù)的過程當中對所要消耗的有形勞動和無形勞動進行整體的核實和計算。

圖4 測縫計測值典型過程線

e.在充水階段滲壓計的水位變化范圍在0～325.18m(充水試驗水位變化為377.465m)，穩(wěn)壓階段滲壓計的水位變化范圍在-20.81～31.78m，襯砌外水壓力及3號施工支洞堵頭一、二期混凝土間的滲透壓力受充水水位變化影響均比較明顯。3號施工支洞堵頭內(nèi)的滲壓計在穩(wěn)壓階段基本表現(xiàn)為水位的上升(變化范圍在-4.80～31.78m)，其余部位滲壓計基本表現(xiàn)為水位下降(變化范圍在-20.81～2.81m)。典型過程線見圖5。

圖5 滲壓計測值典型過程線

f.在充水階段鋼板計的測值變化范圍在4.52～115.49MPa，穩(wěn)壓階段鋼板計的測值變化范圍在-4.11～13.23MPa，測值變化趨勢均為受拉，表明隧洞鋼襯應(yīng)力受水道充水水位變化影響明顯。典型過程線見圖6。

圖6 鋼板計測值典型過程線

g.在充水試驗階段應(yīng)變計及無應(yīng)力計的測值變化范圍在-102.58～78.27×10-6，穩(wěn)壓階段應(yīng)變計及無應(yīng)力計的測值變化范圍在-1.37～12.91×10-6，表明襯砌混凝土受力變化不大。典型過程線見圖7。

圖7 應(yīng)變計及無應(yīng)力計測值典型過程線

h.在充水階段測壓管的測值變化范圍在-0.30～2.05m，穩(wěn)壓階段測壓管的測值變化范圍在-0.33～0.89m，地下廠房防滲體系滲壓變化不明顯。典型過程線見圖8。

圖8 測壓管測值典型過程線

i.在充水階段地下水位觀測孔的測值變化范圍在-0.81～0.22m，穩(wěn)壓階段地下水位觀測孔的測值變化范圍在-0.61～-0.04m，引水水道外地表水位變化不明顯。典型過程線見圖9。

圖9 地下水位觀測孔測值典型過程線

j.在充水階段3號施工支洞量水堰的測值變化范圍在-1.54～-0.24L/s，穩(wěn)壓階段3號施工支洞量水堰的測值變化范圍在-0.76～0.3L/s，滲漏量較小。在充水及穩(wěn)壓階段，因地下廠房廊道內(nèi)的滲漏量過小，導致此處的量水堰未獲取有效數(shù)據(jù)。

3 監(jiān)測評價及建議

海蓄電站引水水道充水及穩(wěn)壓期間，各測點測值受充水的影響均發(fā)生變化，但變幅較小，均處于正常范圍內(nèi)[4]。

a.引水系統(tǒng)充水及穩(wěn)壓期間，引水隧洞圍巖變形、襯砌混凝土應(yīng)力、地下廠房防滲體系滲流及地表滲流均比較穩(wěn)定，受充水試驗影響較小。

b.引水系統(tǒng)充水期間，引水隧洞壓力、鋼筋及鋼襯受力、圍巖與襯砌接縫變形及支護錨桿受力隨著內(nèi)水位的升高同步變化，表明引水隧洞在充水過程中的基本荷載、變形及受力狀態(tài)均發(fā)生了一定的變化。在穩(wěn)壓期間，引水隧洞的變形及受力狀態(tài)變化不大，隧洞外滲流場仍在緩慢調(diào)整，有恢復充水前狀態(tài)的趨勢，下一階段應(yīng)繼續(xù)加強觀測。

c. 3號施工支洞堵頭一、二期接縫間滲透壓力在充水期間增加明顯，穩(wěn)壓期間在堵頭的中后段接縫間滲壓仍在緩慢增長，尚未收斂，下一階段應(yīng)繼續(xù)關(guān)注該部位的滲壓變化。

d.充水試驗及穩(wěn)壓期間，排水廊道及3號施工支洞量水堰、上庫附近地下水位觀測孔、排水廊道內(nèi)測壓管等部位尚未接入自動化系統(tǒng)，仍需采用人工觀測，效率較低，下一階段應(yīng)加快實現(xiàn)自動化功能。

e. 3號施工支洞堵頭監(jiān)測數(shù)據(jù)的GPS自動傳輸模塊在充水完成后的最后穩(wěn)壓階段因接收信號不強、電壓不穩(wěn)定等因素導致數(shù)據(jù)未有效傳輸，只能靠人工在數(shù)據(jù)自動采集裝置提取數(shù)據(jù)，建議后續(xù)的永久安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)應(yīng)謹慎采用GPS 傳輸模塊。

f.個別部位的監(jiān)測儀器成活數(shù)量較少，如位于引水主洞中平洞前部的a2- a2斷面僅成活2支測縫計，較大地削弱了安全監(jiān)測對充水試驗的指導作用，建議后續(xù)類似電站應(yīng)高度重視并加強安全監(jiān)測儀器的施工期臨時保護工作。

4 結(jié) 語

海蓄電站引水水道充水試驗安全監(jiān)測數(shù)據(jù)比較全面客觀地反映了引水水道在充水過程中的狀態(tài)變化，為保障充水試驗的一次性成功發(fā)揮了關(guān)鍵作用，同時,也為掌握海蓄電站相關(guān)水工建筑物的運行規(guī)律提供了比較翔實的基礎(chǔ)資料。海蓄電站引水水道充水試驗的安全監(jiān)測成果可供后續(xù)類似工程參考借鑒。

[1] 趙永濤.龍背灣水電站2號機組充水試驗研究[J].人民長江，2016，47(24)：93-97.

[2] 馮利海，劉有戰(zhàn)，衛(wèi)圖峰，等.黃河防洪工程安全監(jiān)測淺談[J].人民黃河，2003，25(11)：15-16.

[3] 韓琳，婁萱，馬曉兵，等.黃河下游趙口河段堤防滲流自動監(jiān)測試點研究[J].人民黃河，2016，38(2)：37-39.

[4] 郝繼鋒，孫翔，顏蔚，等.白河倒虹吸工程施工期及充水試驗期安全監(jiān)測分析[J].水電能源科學，2015，33(11)：118-122.