張宏燕
(浙江浙能華光潭水力發(fā)電有限公司,浙江 杭州,311322)
華光潭二級(jí)水電站工程位于浙江省杭州市臨安區(qū)分水江干流昌化江上游的巨溪上,壩址距臨安區(qū)約73 km,距杭州市約126 km。工程以發(fā)電為主,裝機(jī)容量25 MW,多年平均發(fā)電量0.58 億kWh,年利用小時(shí)2 346 h。攔河大壩為混凝土重力壩,壩頂高程232.0 m,最大壩高36.5 m,壩頂總長(zhǎng)134 m,共分7個(gè)壩段。大壩建成后,水庫(kù)正常蓄水位227.70 m,設(shè)計(jì)洪水位230.35 m,校核洪水位231.75 m,相應(yīng)總庫(kù)容360 萬(wàn)m3,發(fā)電死水位227.00 m。工程屬Ⅳ等工程,大壩為3 級(jí)建筑物,設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為重現(xiàn)期50年,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為重現(xiàn)期200年。
(1)變形觀測(cè)設(shè)備:大壩水平位移共設(shè)有7 個(gè)測(cè)點(diǎn),每個(gè)壩段分別設(shè)1 個(gè)測(cè)點(diǎn);在壩頂每個(gè)水平位移測(cè)點(diǎn)旁布置一個(gè)垂直位移測(cè)點(diǎn),共7個(gè)。
(2)大壩接縫觀測(cè)設(shè)備:大壩內(nèi)部接縫監(jiān)測(cè)測(cè)縫計(jì)埋設(shè)于左岸兩個(gè)較陡臺(tái)階處壩體和基巖接觸面上,共6支,已損壞4支。
(3)滲流觀測(cè)設(shè)備:大壩設(shè)7個(gè)揚(yáng)壓力觀測(cè)點(diǎn)、2個(gè)滲流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)。
庫(kù)水位采用水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè),溫度采用壩頂百葉箱內(nèi)增設(shè)周記式溫度計(jì)觀測(cè)。
3.1.1 庫(kù)水位
庫(kù)水位過(guò)程線見(jiàn)圖1。
圖1 日平均庫(kù)水位及日平均氣溫過(guò)程Fig.1 Process lines of reservoir water level and temperature
3.1.2 氣溫
水庫(kù)放空、回蓄過(guò)程為期39 d,水庫(kù)放蓄期間壩區(qū)最高日平均氣溫12.4℃,最低日平均氣溫3.3℃,水庫(kù)放蓄期間平均氣溫7.0℃。日平均氣溫過(guò)程線見(jiàn)圖1。
3.2.1 壩頂水平位移
2018 年11 月,月平均庫(kù)水位為225.33 m,月平均氣溫為11.8℃;2018 年12 月,月平均庫(kù)水位為224.76 m,月平均氣溫為5.4℃。2018 年12 月與2018 年11 月對(duì)比進(jìn)行資料分析,月平均庫(kù)水位下降0.57 m,月平均氣溫下降6.4℃。從壩頂水平位移分布圖(見(jiàn)圖2)可看出,各測(cè)點(diǎn)位移量較小,最大變幅在0.2 mm,大壩在庫(kù)水位接近、氣溫變化大的情況下,壩頂水平位移變化幅度較小。
圖2 壩頂水平位移分布圖Fig.2 Distribution of horizontal displacement on dam crest
再結(jié)合壩頂水平位移過(guò)程線(見(jiàn)圖3)分析,對(duì)于混凝土重力壩,水位升降是影響壩頂水平位移的主要因素,水平位移受溫度影響較小,水位下降時(shí)向上游位移,水位上升時(shí)向下游位移。此次降水期間,各測(cè)點(diǎn)位移幅度為0.56~1.98 mm,上游水位回蓄時(shí),各測(cè)點(diǎn)位移慢慢回至降水前量值,變化過(guò)程符合混凝土重力壩變形規(guī)律。
圖3 壩頂水平位移過(guò)程線Fig.3 Process line of horizontal displacement on dam crest
3.2.2 壩頂垂直位移
從壩頂垂直位移分布圖(見(jiàn)圖4)上看,水庫(kù)放空期間,壩頂呈現(xiàn)下沉趨勢(shì),各測(cè)點(diǎn)變化幅度為0.4~0.8 mm,大壩不均勻沉降較小,變形符合正常變化規(guī)律。
圖4 壩頂垂直位移分布圖Fig.4 Distribution of vertical displacement on dam crest
3.3.1 壩基滲流量
從壩基滲流量過(guò)程線分析(見(jiàn)圖5),壩基滲流量在水庫(kù)放空初期緩慢下降,混凝土重力壩的壩基滲流量與庫(kù)水位相關(guān)性明顯,同步性較好。庫(kù)水位下降,滲流量減少;庫(kù)水位上升,滲流量增大。
圖5 壩基滲流量過(guò)程線Fig.5 Process line of seepage at dam foundation
3.3.2 壩基揚(yáng)壓力
從壩基揚(yáng)壓力孔內(nèi)水位過(guò)程線分析(見(jiàn)圖6),壩基揚(yáng)壓力水位與上游庫(kù)水位相關(guān)性明顯,但有一定的滯后性??傮w趨勢(shì)是庫(kù)水位下降,揚(yáng)壓力水位降低;庫(kù)水位上升,揚(yáng)壓力水位升高。揚(yáng)壓力水位變幅最大點(diǎn)為6-Z6 測(cè)點(diǎn),變化幅度約2.3 m,揚(yáng)壓力未出現(xiàn)異常變化。
圖6 壩基揚(yáng)壓力孔內(nèi)水位過(guò)程線Fig.6 Process line of water level in uplift pressure holes in dam foundation
從壩基內(nèi)部接縫變位過(guò)程線分析(見(jiàn)圖7),庫(kù)水位下降,開(kāi)合度增大;庫(kù)水位上升時(shí),開(kāi)合度減小。J4 變化不大,變幅為0.04 mm;J3 最大變位為0.30 mm??梢?jiàn),壩基基巖無(wú)明顯變化,比較穩(wěn)定。
圖7 壩基內(nèi)部接縫變位過(guò)程線Fig.7 Process line of displacement of joints in dam foundation
對(duì)華光潭二級(jí)水電站水庫(kù)放空期間的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得出以下結(jié)論:
(1)水庫(kù)放蓄過(guò)程中,壩頂水平位移和上游水位相關(guān)性明顯,根據(jù)混凝土重力壩變形規(guī)律和歷年大壩變形數(shù)據(jù)分析,水位下降,大壩表現(xiàn)為向上游位移。
(2)壩基滲流量、揚(yáng)壓力均與庫(kù)水位有明顯的相關(guān)性,壩基滲流量與庫(kù)水位變化同步,壩基揚(yáng)壓力相對(duì)庫(kù)水位變化有滯后現(xiàn)象。
(3)大壩接縫隨庫(kù)水位變化有小幅度變化,量值較小。
(4)此次水庫(kù)放蓄過(guò)程中,大壩各觀測(cè)量正常,變化符合正常規(guī)律,未出現(xiàn)異常變化,大壩運(yùn)行狀態(tài)正常。