大壩變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

戴　龍

(新疆下坂地水利樞紐工程建設(shè)管理局，新疆 喀什　844000)

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大壩變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

戴龍

(新疆下坂地水利樞紐工程建設(shè)管理局，新疆 喀什844000)

本文以小灣大壩為例，詳細(xì)論述了大壩變形監(jiān)測(cè)及其數(shù)據(jù)處理方法，并對(duì)小灣大壩變形監(jiān)測(cè)方案進(jìn)行研究，統(tǒng)計(jì)了變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了小灣大壩的設(shè)計(jì)參數(shù)。研究表明：拱壩變形監(jiān)測(cè)成果可靠，能夠較好地反映各種因素對(duì)大壩變形的影響。

大壩；變形監(jiān)測(cè)；分析

利用大壩現(xiàn)有監(jiān)測(cè)資料，研究大型水電站的大壩變形監(jiān)測(cè)方法，分析其變形規(guī)律，對(duì)水庫(kù)大壩安全管理具有重要意義?；趪?guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，本文以新疆小灣大壩為對(duì)象，詳細(xì)論述了大壩變形監(jiān)測(cè)及其數(shù)據(jù)處理方法，并對(duì)小灣大壩變形監(jiān)測(cè)方案進(jìn)行研究，依次驗(yàn)證小灣大壩設(shè)計(jì)參數(shù)的可靠性。

1　工程概況

小灣水電站工程于2002年1月20日開(kāi)工建設(shè)， 2011年12月16日導(dǎo)流洞下閘封堵，2012年6月29日拱壩1號(hào)導(dǎo)流底孔下閘封堵，7月21日水庫(kù)蓄水至1125.00m高程，8月11日2號(hào)導(dǎo)流底孔下閘封堵，8月25日水庫(kù)蓄水至1160.00m高程，2012年9月25日首臺(tái)機(jī)組發(fā)電。截至2015年12月，小灣電站的主體工程已基本建設(shè)完工(見(jiàn)圖1)。

截至2014年12月15日，已在大壩進(jìn)行了雙軸巖石應(yīng)力計(jì)、正倒垂裝置、靜力水準(zhǔn)、引張線、銦鋼絲位移計(jì)、表面變形、強(qiáng)震、橫縫動(dòng)態(tài)、滲流及壩體內(nèi)應(yīng)力應(yīng)變、裂縫等監(jiān)測(cè)儀器埋設(shè)和安裝工作，且大量監(jiān)測(cè)儀器已接入自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性、及時(shí)性、同步性和可靠性得到了較大提高。

圖1　小灣大壩側(cè)面

2　大壩變形監(jiān)測(cè)方案

2.1平面位移監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)設(shè)計(jì)

小灣大壩平面位移基準(zhǔn)網(wǎng)主要由12個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)組成，其中C1～C2作為壩頂1245.00m高程監(jiān)測(cè)的平面工作基點(diǎn)，C5～C6作為1190.00m高程監(jiān)測(cè)平面工作基點(diǎn)(見(jiàn)圖2)。

圖2　平面位移監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)布置

2.2垂直位移監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)設(shè)計(jì)

全網(wǎng)包含3個(gè)控制基準(zhǔn)點(diǎn)(BM01～BM03)、2座雙金屬標(biāo)(BG01～BG02)、6個(gè)新埋的水準(zhǔn)點(diǎn)(BC01～BC06)、8個(gè)原施工測(cè)量高程控制網(wǎng)點(diǎn)(2- 01、J03、2-15、2-17、2-13、2- 02、2- 04、2-14)。

各水準(zhǔn)點(diǎn)的作用是：LS01～LS08作為大壩垂直位移監(jiān)測(cè)的工作基點(diǎn)；BG01～BG02作為檢核LS01～LS08的工作基點(diǎn)；2- 04作為廠房監(jiān)測(cè)的工作基點(diǎn)；BM01～BM03作為全網(wǎng)的基準(zhǔn)點(diǎn)。

該項(xiàng)目采用LeicaDNA03電子水準(zhǔn)儀觀測(cè)，配合銦鋼條碼水準(zhǔn)尺，標(biāo)稱(chēng)精度每公里高差中誤差±0.30mm/km。由于當(dāng)3個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)處于近似相同的環(huán)境時(shí)，它們的穩(wěn)定性基本一致，符合擬穩(wěn)平差的基準(zhǔn)要求，因此，采用3個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的重心高程作為全網(wǎng)的高程基準(zhǔn)，減小偶然誤差對(duì)其他水準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)的影響。

3　壩體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

3.1壩后馬道水平位移

2008年12月16日下閘蓄水后，對(duì)壩后馬道表面變形外觀監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行周期性觀測(cè)，截至2011年12月底，共觀測(cè)94次，初值時(shí)間為2011年12月15日。本文選取2008年12月20日—2012年1月17的數(shù)據(jù)，繪制成圖3和圖4。

監(jiān)測(cè)結(jié)果表明：在下閘首次蓄水第一階段，截至2009年6月29日，上游水位達(dá)到1038.00m，在1100.00m高程各點(diǎn)切向方向(右岸方向)，大壩左岸端有向左岸約0.80～3.90mm的水平位移，大壩右岸端有向右岸約1～2.60mm的水平位移，即表現(xiàn)為大壩兩端向中部微小切向位移。在徑向方向(上、下游方向)，大壩基礎(chǔ)部位有-0.50～2.10mm向下游方向的水平位移，1100.00m高程部位有向上游的2～9.30mm水平位移。

圖3　壩后馬道外觀點(diǎn)切向位移分布

2010年9月16日和2011年8月11日，大壩上游水位都達(dá)到1210.00m，在切向方向，大壩左岸端有向左岸的水平位移：2010年9月16日約0～12mm，2011年8月11日約1～12mm；大壩右岸端有向右岸的水平位移：2010年9月16日約-1～-16mm，2011年8月11日約-4～-16mm，即表現(xiàn)為以大壩中部為界各向兩端切向位移；在徑向方向，2010年9月16日水平變形約有0～42mm，2011年8月11日約3～54mm，表現(xiàn)為向下游位移，且中部壩段向下游的位移量明顯大于兩端壩段，基本呈對(duì)稱(chēng)分布。

2011年8月進(jìn)入蓄水第四階段，隨著庫(kù)水位的上升，至11月14日，上游水位達(dá)到了1218.40m，在切向方向大壩左岸端有向左岸約1～15mm的水平位移，大壩右岸端有向右岸約-0.10～-14mm的水平位移，即表現(xiàn)為大壩分別向兩岸切向位移。在徑向方向，大壩1100.00m高程有4～60mm向下游方向的水平變形，大壩基礎(chǔ)部位有14～53mm向下游方向的水平變形。

12月10日上游水位降到了1213.70m，在切向方向大壩左岸端有向左岸約1～14mm的水平位移，大壩右岸端有向右岸約-0.80～-13mm的水平位移，即表現(xiàn)為大壩分別向兩岸切向位移。在徑向方向,大壩1100.00m高程有3～57mm向下游方向的水平變形，大壩基礎(chǔ)部位有11～51mm向下游方向的水平變形。其中處于壩體中間壩段的變形量較大，壩兩端的變形量較小，基本呈對(duì)稱(chēng)趨勢(shì)。

3.2工程檢查廊道垂直位移

2008年12月16日下閘蓄水后，對(duì)1100.00m高程檢查廊道內(nèi)的水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行周期性觀測(cè)，截至2011年12月16日共進(jìn)行了78次觀測(cè)。圖5為1100.00m高程檢查廊道垂直位移量分布(圖中下沉位移量為正，反之為負(fù))。

監(jiān)測(cè)成果表明：在下閘首次蓄水第一階段即至2009年6月29日，上游水位達(dá)到1038.00m，在壩體1100.00m高程的兩端部分沉降量較小，約為0～3mm；在壩體中間部分沉降較大，相應(yīng)壩段最大沉降量約為7.60mm。2011年6月12日上游水位達(dá)到了1180.00m，壩體1100.00m高程的各壩段開(kāi)始上升，沉降量約為3～5mm，2011年8月11日上游水位達(dá)到了1210.00m，隨著水位的繼續(xù)上升，壩體1100.00m高程的兩端部分沉降趨勢(shì)不明顯，趨于平緩。中間壩段部分較2014年6月3日測(cè)值有所上升，最大變化量為2.29mm，2011年11月14日上游水位達(dá)到了1218.40m，大壩中間各壩段呈上升趨勢(shì)，最大累計(jì)上升為-2.81mm。目前壩體1100.00m高程檢查廊道沉降規(guī)律為兩端下沉，中間各壩段上升。最大的累積沉降量為4.54mm(10壩段)。

截至2011年12月10日，大壩上游水位都達(dá)到1213.70m，2011年12月16日對(duì)1190.00m高程壩后馬道進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在切向方向，大壩左岸端有向左岸的水平位移約5～17mm，大壩右岸端有向右岸的水平位移約-3～-16mm，表現(xiàn)為以大壩中部為界各向兩端切向位移。在徑向方向，水平變形約有2～63mm，表現(xiàn)為向下游位移，且中部壩段向下游的位移量明顯大于兩端壩段，基本呈對(duì)稱(chēng)分布。

4　結(jié)　語(yǔ)

通過(guò)對(duì)小灣大壩變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析研究，驗(yàn)證了小灣大壩的設(shè)計(jì)參數(shù)，表明小灣大壩的變形監(jiān)測(cè)方案科學(xué)、合理，監(jiān)測(cè)方法可靠。

[1]李紅連,黃丁發(fā),陳憲東.大壩變形監(jiān)測(cè)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電,2006(2):89-90,93.

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Analysis on dam deformation monitoring data

DAI Long

(XinjiangXiabandiWater-controlProjectConstructionAdministration,Kashgar844000,China)

In the paper, Xiaowan Dam is adopted as an example. Dam deformation monitoring and its data processing methods are discussed in detail. Xiaowan Dam deformation monitoring plan is studied. Deformation monitoring data is counted. The design parameters of Xiaowan Dam are verified. Study shows that arch dam deformation monitoring results are reliable, which can better reflect the influence of various factors on dam deformation.

dam; deformation monitoring; analysis

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.04.008

TV698.1

A

1673-8241(2016)04- 0030- 04