邸 向 榮, 李 斌 斌, 張 睿 棟, 張 世 娟

(中國水利水電第五工程局有限公司,四川 成都 610066)

1 概 述

岷江犍為航電樞紐工程為二等大(2)型工程,其渠化岷江3級航道的長度長達(dá)20 km,新建3級船閘和大(2)型電站(500 MW)各一座。設(shè)計(jì)通航船舶噸級為1 000 t,多年平均發(fā)電量為21.856 5/21.869 7億kW·h(現(xiàn)狀/遠(yuǎn)景),裝機(jī)年利用小時數(shù)為4 368 h/4 370 h。水庫正常蓄水位高程335.00 m以下庫容為1.483億m3,校核洪水位高程(P=0.1%)339.21 m以下總庫容為2.271億m3,死水位高程為334.00 m,日調(diào)節(jié)庫容為0.158億m3。

該樞紐發(fā)電廠房布置于左河槽,為河床式廠房,屬擋水建筑物,左側(cè)為左岸重力壩段,右側(cè)為右儲門槽壩段。其主要建筑物包括攔沙坎、引水渠、主機(jī)間壩段、安裝間壩段、裝卸場壩段、副廠房、主變室及GIS室內(nèi)開關(guān)站、導(dǎo)墻、尾水渠等。安裝9臺貫流式水輪發(fā)電機(jī)組,其單機(jī)容量為55.6 MW,總裝機(jī)容量為500 MW。

連接廠房的工程包括1～3號刺墻壩段、4號重力壩段,其壩頂高程為342.80 m?；炷链虊尾捎霉ぷ中蛿嗝?腹板厚4 m,上頂寬10 m,下底寬12 m,最大高度為22.3 m,總長度為50 m,分三個壩段布置;4號重力壩段的最大壩高為26.3 m,壩段總長度為21.32 m,上游壩坡鉛直,下游壩坡坡比為1∶0.8。

工程建設(shè)內(nèi)容包括:土方明挖、石方明挖、邊坡支護(hù)、土石方填筑、混凝土澆筑、基礎(chǔ)防滲、地基加固、機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu)預(yù)埋、安全監(jiān)測等。

2 混凝土驗(yàn)證檢測及監(jiān)測儀器的布置

2.1 混凝土設(shè)計(jì)驗(yàn)證

該廠房1～9號機(jī)組閘墩均屬于大體積混凝土,設(shè)計(jì)要求的混凝土為C25W6F50。經(jīng)項(xiàng)目部自檢試驗(yàn)室進(jìn)行的混凝土配合比設(shè)計(jì)驗(yàn)證取得的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)結(jié)果如下:

(1)混凝土抗?jié)B等級:檢測方法遵循《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》DL/T 5150-2017中的有關(guān)規(guī)定,質(zhì)量評定遵循《水工混凝土施工規(guī)范》DL/T 5144-2015中的有關(guān)規(guī)定,檢測結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)抗?jié)B等級要求?；炷量?jié)B等級檢測結(jié)果統(tǒng)計(jì)情況見表1。

表1 混凝土抗?jié)B等級檢測結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

(2)混凝土抗凍等級:檢測方法遵循《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》DL/T 5150-2017中的有關(guān)規(guī)定,質(zhì)量評定遵循《水工混凝土施工規(guī)范》DL/T 5144-2015中的有關(guān)規(guī)定,檢測結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)抗凍要求[1-2]。混凝土抗凍等級檢測結(jié)果統(tǒng)計(jì)情況見表2。

表2 混凝土抗凍等級檢測結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

(3)混凝土抗壓強(qiáng)度:檢測方法遵循《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》(DL/T 5150-2017)中的有關(guān)規(guī)定,質(zhì)量評定遵循《水工混凝土施工規(guī)范》(DL/T 5144-2015)中的有關(guān)規(guī)定,混凝土抗壓強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求,質(zhì)量合格?；炷量箟簭?qiáng)度檢測結(jié)果統(tǒng)計(jì)情況見表3。

表3 混凝土抗壓強(qiáng)度檢測結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

2.2 監(jiān)測儀器的布置

根據(jù)該樞紐工程具有的工程地質(zhì)條件、不可預(yù)見性因素等特點(diǎn),為監(jiān)測和掌握水工建筑物施工期、運(yùn)行期的工作狀況,同時驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論的正確與否,設(shè)計(jì)單位從施工期監(jiān)測和后期電站運(yùn)行階段入手,依據(jù)動態(tài)設(shè)計(jì)原則,運(yùn)用多種監(jiān)測手段,在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部通過布置應(yīng)變計(jì)、無應(yīng)力計(jì)、溫度計(jì)監(jiān)測的方式用于掌握混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的收縮應(yīng)變、內(nèi)部應(yīng)力及溫度變化情況,判定結(jié)構(gòu)混凝土的穩(wěn)定性,為壩體的安全穩(wěn)定提供參考依據(jù)。

該工程地面發(fā)電廠房共布置有9個機(jī)組、10個閘墩,共計(jì)設(shè)計(jì)了2個監(jiān)測斷面,分別為5號機(jī)組和9號機(jī)組斷面,布置三向應(yīng)變計(jì)12組、無應(yīng)力計(jì)6套、溫度計(jì)22支。

3 監(jiān)測儀器的安裝及取得的監(jiān)測成果

3.1 監(jiān)測儀器的安裝

3.1.1 應(yīng)變計(jì)

(1)應(yīng)變計(jì)埋設(shè)前必須進(jìn)行室內(nèi)檢驗(yàn),待其合格后方可使用;

(2)按照施工圖紙的要求,先測量放樣并采用固定支座確定應(yīng)變計(jì)的埋設(shè)位置和方向。在支座上安裝支桿、調(diào)準(zhǔn)支桿的方向,再將應(yīng)變計(jì)固定在支桿上;

(3)對儀器周圍回填混凝土,剔除混凝土中粒徑大于8 cm的粗骨料,人工振搗密實(shí)。下料時料距儀器1.5 m以上,埋設(shè)前設(shè)置無底保護(hù)木箱,埋設(shè)時保持儀器的正確位置和方向并應(yīng)及時檢查,發(fā)現(xiàn)問題一定要及時處理或更換儀器;

(4)埋設(shè)過程中進(jìn)行現(xiàn)場維護(hù),絕不允許非工作人員進(jìn)入埋設(shè)點(diǎn)半徑5 m范圍內(nèi)。儀器埋設(shè)后設(shè)置明顯的標(biāo)記并留人看護(hù)。

3.1.2 無應(yīng)力計(jì)

(1)無應(yīng)力計(jì)埋設(shè)前先進(jìn)行室內(nèi)檢驗(yàn),待其合格后方可使用;

(2)將無應(yīng)力計(jì)安裝所需要的瀝青和內(nèi)外兩個桶空隙之間所需要的木屑準(zhǔn)備好;

(3)按照設(shè)計(jì)要求接長電纜,接長時先將同色芯線接在一起并用錫焊牢、認(rèn)真進(jìn)行硫化處理。電纜接長后編制號碼,然后用讀數(shù)儀器進(jìn)行測量并進(jìn)行記錄;

(4)將無應(yīng)力計(jì)安裝在保護(hù)筒中心位置且與應(yīng)變計(jì)組相隔1 m;

(5)埋設(shè)時,在無應(yīng)力計(jì)桶內(nèi)填滿相應(yīng)埋設(shè)部位同級配的混凝土,適當(dāng)去除較大粒徑的骨料,然后由人工振搗密實(shí)。

3.1.3 溫度計(jì)

(1)按計(jì)算長度量取電纜并與溫度計(jì)連接,處理好接頭后用布包裹并纏上膠帶。

(2)按照設(shè)計(jì)要求先測量放樣,然后確定溫度計(jì)的安裝高程與部位。

(3)預(yù)埋兩根Φ12鋼筋,并將一根水平的鋼筋焊在預(yù)埋的插筋上以固定溫度計(jì)。

(4)使用膠布將溫度計(jì)密纏、固定在鋼筋上,下料時儀器周圍1 m以內(nèi)不得使用震動棒,人工回填并剔除粒徑大于80 mm的混凝土,人工搗實(shí)且不得觸及儀器[3]。

3.2 所取得的監(jiān)測成果

(1)應(yīng)變計(jì)及無應(yīng)力計(jì)監(jiān)測成果。三向應(yīng)變計(jì)及無應(yīng)力計(jì)監(jiān)測成果統(tǒng)計(jì)于2017年4月8日至2020年10月23日之間,歷時3年6個月,期間混凝土內(nèi)部微應(yīng)變累計(jì)變化為18.32～-635.80 με之間,混凝土內(nèi)部非應(yīng)力微應(yīng)變累計(jì)變化量在-507.72～12.36 με之間。

(2)溫度計(jì)監(jiān)測成果。在混凝土表面布置了10套溫度計(jì)、混凝土內(nèi)部布置了12套溫度計(jì),其監(jiān)測成果統(tǒng)計(jì)于2017年6月20日至2020年10月23日,歷時3年4個月,期間混凝土內(nèi)的溫度變化為9.43～51.87 ℃,混凝土表面溫度在7.11～34.4 ℃之間變化。

4 結(jié) 語

通過對岷江犍為航電樞紐工程廠房閘墩2個監(jiān)測斷面取得的監(jiān)測成果進(jìn)行分析后得出以下結(jié)論[4-5]:

(1)在混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C25W6F50,且其抗?jié)B、抗凍、抗壓要求均符合設(shè)計(jì)要求的條件下,受混凝土內(nèi)部溫度影響,三向應(yīng)變計(jì)與無應(yīng)力計(jì)總體產(chǎn)生收縮應(yīng)變,其在混凝土澆筑后的2～3個月時間內(nèi)收縮趨勢明顯,隨后收縮趨勢逐漸趨于平緩。三向應(yīng)變計(jì)單支儀器的最大變幅為636.85 με,無應(yīng)力計(jì)單支儀器的最大變幅為508.20 με,所受微應(yīng)變均小于三向應(yīng)變計(jì),微應(yīng)變變幅相差128.65 με。

(2)經(jīng)過長時間的監(jiān)測發(fā)現(xiàn)局部測點(diǎn)(混凝土內(nèi)埋深較小部位分別為5號機(jī)組和9號機(jī)組的4號、5號測點(diǎn))受季節(jié)性環(huán)境溫度影響其應(yīng)變起伏較大,并且形成了一定的規(guī)律:冬季應(yīng)力監(jiān)測其值較大,夏季所測應(yīng)力值較小,三向應(yīng)變計(jì)變幅在240 με以內(nèi),尤以5號機(jī)組和9號機(jī)組的4號、5號測點(diǎn)明顯。三向應(yīng)變計(jì)歷時監(jiān)測變化過程見圖1。無應(yīng)力計(jì)變幅在180 με以內(nèi),所受微應(yīng)變變幅小于三向應(yīng)變計(jì)微應(yīng)變變幅60 με,尤以5號機(jī)組和9號機(jī)組的4號、5號測點(diǎn)明顯。無應(yīng)力計(jì)歷時監(jiān)測變化過程見圖2。

圖1 三向應(yīng)變計(jì)歷時監(jiān)測變化過程圖

圖2 無應(yīng)力計(jì)歷時監(jiān)測變化過程圖

(3)在同標(biāo)號混凝土條件下,混凝土內(nèi)溫度較高的情況均發(fā)生在混凝土澆筑初期,其主要受混凝土水化熱影響導(dǎo)致,最高溫度為51.87 ℃?；炷恋谋砻鏈囟冉?jīng)長時間監(jiān)測發(fā)現(xiàn):埋設(shè)在混凝土表面的溫度計(jì)受季節(jié)性環(huán)境溫度影響其應(yīng)變起伏較大并形成一定的規(guī)律:冬季應(yīng)力溫度值較小,夏季所測溫度值較大,變幅在25 ℃以內(nèi)。