李群莉

【摘要】拉西瓦水電站樞紐建筑物強震監(jiān)測系統(tǒng)由強震測點、通信網(wǎng)絡、供電系統(tǒng)和接受處理系統(tǒng)組成。樞紐建筑物強震監(jiān)測系統(tǒng)能監(jiān)測大壩結構和場地的地震反應，可評估水工建筑物安全；為震后判定樞紐建筑物的安全性和修復提供基礎性技術資料。

【關鍵詞】拉西瓦水電站；強震監(jiān)測；Smart系統(tǒng)；應用

引言

水電站大壩工程不僅屬生命線工程，而且是此生災害源，特別是高壩水庫，一旦遭受地震破壞，發(fā)生潰壩，形成次生水災，造成的損失將遠遠超過地震直接造成的損失。因此，根據(jù)國家有關水庫大壩等重大建設工程應當設置強震監(jiān)測設施規(guī)定和《黃河拉西瓦水電站雙曲拱壩抗震安全分析與評價研究報告》及進水塔靜、動力計算成果，對拉西瓦拱壩及進水塔布設強震測點，建立了拉西瓦水電站樞紐區(qū)建筑物強震監(jiān)測系統(tǒng)。其目的是為獲取更多水庫地震動峰值加速度的定量數(shù)據(jù)資料，以及監(jiān)測天然地震及水庫誘發(fā)地震對拱壩的影響程度和大壩在地震作用下的反應特征，快速做出大壩地震安全報警評估，同時也為壩址的輸入地震動和壩體的地震反應信息資料提供科學依據(jù)，這是驗證大壩抗地震安全性能的評價重要步驟及方法之一。

1、工程概況

拉西瓦水電站是黃河上游龍青段的第二個梯級電站，位于青海省貴德縣與貴南縣交界的龍羊峽谷出口段。設計正常蓄水位2452.00m，總庫容10.56×108m3，總裝機容量4200MW，保證出力958.8MW，多年平均年發(fā)電量102.33×108kW·h，為黃河上規(guī)模最大的水電站。壩址區(qū)為花崗巖組成的“V”型河谷，樞紐建筑物為雙曲拱壩、壩身泄洪、進水塔及全地下廠房。

主壩為對數(shù)螺旋線型變厚雙曲薄拱壩，左、右基本對稱布置，分為22個壩段，最大壩高250m，建基面高程2210.0m，壩頂高程2460.0m，壩頂中心線弧長475.83m；壩頂厚度10m，拱冠底部最大厚度45m，厚高比0.18；拱端最大厚度50.157m，兩岸拱座采用半徑向布置。

拉西瓦樞紐區(qū)建筑物強震監(jiān)測布置圖，如圖1：

2、強震監(jiān)測系統(tǒng)

系統(tǒng)采用珠海市泰德企業(yè)有限公司的Smart數(shù)字強震觀測系統(tǒng)進行觀測，它由一系列數(shù)字化、高精度、高性能和大動態(tài)范圍的地震儀器、專用和其它設備以及Smart數(shù)字強震觀測臺網(wǎng)處理軟件等組成。技術系統(tǒng)由強震測點、通信網(wǎng)絡、供電系統(tǒng)和接受處理系統(tǒng)組成，如圖2：

2.1 測點布置

強震監(jiān)測系統(tǒng)包括大壩及基礎、進水口、兩岸邊坡等部位，24個為拱壩壩體結構強震觀測測點，1個為壩肩巖體強震觀測測點，1個為進水塔強震測點，1個為場區(qū)自由反應測點，共布置27個監(jiān)測點。其中自由場點不受大壩振動影響。強震監(jiān)測系統(tǒng)觀測中心（以下簡稱“中心”）布設在PL4-2250垂線室內(nèi)。拱壩壩體強震監(jiān)測測點布置主要布置4個部位。

2.2 通信網(wǎng)絡

2460層和2405層測點由信號線串聯(lián)分別經(jīng)過左右豎井到中心信號線、其它層測點經(jīng)過垂線室穿管到中心信號線，最后引至中心。

2.3供電系統(tǒng)

供電系統(tǒng)從大壩及基礎自動化監(jiān)測子系統(tǒng)管理站內(nèi)的電源系統(tǒng)引出，對強震監(jiān)測系統(tǒng)進行統(tǒng)一供電。

2.4 設備配備

主要設備有TAG-33M型一體化流動地震儀、TCC-324CU 通訊控制器、GPS鐘、GPS信號增強儀、光端機、凈化電源、GPS天線系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理服務器、強震監(jiān)測數(shù)據(jù)處理工控機和分線器等，TAG-33M型一體化流動地震儀安裝在儀器墩上，GPS天線安裝在拱壩頂。

TCC-324CU 通訊控制器能夠給采集器提供外置蓄電池供電，也實現(xiàn)了GPS信號的遠距離授時，同時，它還能解決串口數(shù)據(jù)信號的遠距離傳輸問題。

2.5 接受處理系統(tǒng)

中心接受處理系統(tǒng)采用Smart強震觀測處理軟件系統(tǒng)，主要包括地震數(shù)據(jù)的實時接收、地震數(shù)據(jù)處理和其它的一些必要的組件。系統(tǒng)主要功能：

實時采樣、連續(xù)記錄：對于地面運動的波形，系統(tǒng)能以數(shù)字記錄的方式完整地保存至磁盤等介質(zhì)上，能夠連續(xù)不間斷地存儲當前360小時（15天）以上的地動數(shù)據(jù)，并允許用戶隨時對該數(shù)據(jù)進行追溯和查詢。

事件觸發(fā)：系統(tǒng)能夠自動判定記錄到的數(shù)據(jù)是否滿足觸發(fā)條件；若滿足，則觸發(fā)存盤、報警并啟動計算機自動處理。

數(shù)據(jù)處理：系統(tǒng)通過圖形及交互界面的方式進行數(shù)據(jù)顯示和處理，并得到結果。

數(shù)據(jù)傳輸：系統(tǒng)具備串行口、并行口、MODEM和網(wǎng)絡通信的能力，可將記錄到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡上傳到服務器中，也可通過MODEM實現(xiàn)遠距離傳輸。

目前在后方辦公電腦上安裝了鏈接軟件，可以直接登錄遠程監(jiān)控檢查系統(tǒng)的運行狀態(tài)、事件文件和路徑文件并下載相關數(shù)據(jù)進行備份。

2.6 系統(tǒng)調(diào)試

（1）系統(tǒng)調(diào)試時，采取人工觸發(fā)即爆破的方式對各測點進行測試。

安裝完畢調(diào)試后，記錄了一次地震反應。數(shù)據(jù)如表2：

3、結束語

拉西瓦水電站樞紐建筑物強震系統(tǒng)能實時接收、狀態(tài)監(jiān)視，可以在強震發(fā)生后自動獲取強震動加速度記錄，記錄不同部位的地震反應過程，研究建筑物結構和場地條件對地震動的影響、確定地震動衰減規(guī)律，為震后判定建筑物的安全性和修復提供基礎性技術參數(shù)，為同類型建筑物的抗震設計和相關地震工程的發(fā)展提供指導依據(jù)。

參考文獻：

[1]許光 蘇克忠 郭永剛等，國內(nèi)水工建筑物強震安全監(jiān)測技術進展，水電自動化與大壩監(jiān)測，2012.36（2）

[2]中華人民共和國水利部.SL203-97水工建筑物抗震設計規(guī)范【S】.北京：中國水利水電出版社，1997