黄金坪水电站大坝蓄水过程监测成果分析

水力发电第42卷第3期2016年3月黄金坪水电站大坝蓄水过程监测成果分析马鹏奎，扬鹏创(1．四川二滩国际工程咨询有限责任公司，四川成都610051；2．长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北武汉430074)摘要：从大坝蓄水过程中大坝、工程边坡、泄洪建筑物等关键部位变形、应力应变、渗压渗流等方面介绍黄金坪水电站枢纽区监测仪器布设及安全监测成果。监测资料分析成果表明，大坝蓄水过程中枢纽区关键部位各类监测数据无异常变化，各建筑物运行良好。关键词：监测；分析；蓄水过程；黄金坪水电站AnalysesonDamMonitoringDataofHuangJinpingHydropowerStationinWaterStorageProcessMAPengkui，YANGPengchuang(1．SiehuanErtanInternationalEngineeringConsultingCo．，Ltd．，Chengdu610051，Siehuan，China；2．ChangjiangEngineeringSurvey，Planning，Design&ResearchCo．，Ltd．，Wuhan430074，Hubei，China)Abstract：ThelayoutofmonitoringequipmentsinprojectareaofHuangjinpingHydropowerStationandthemonitoringdatainwaterstorageprocessareintroducedfromtheaspectofdeformation，stress，strainandseepageofdam，slopeandfloodreleasingstructure．Theanalysesonmonitoringdatashowthatthereisnoabnormalchangeinkeystructuresduringtheprocessofwaterstorage．Eachstructureisingoodcondition．KeyWords：monitoring；analysis；waterstorageprocess；HuangjinpingHydropowerStation中图分类号：TV698．1271)文献标识码：A文章编号：0559—9342(2016)030044—03(3)泄洪建筑物。其主要监测范围为左岸溢洪1枢纽区监测仪器布置情况道及左岸泄洪洞洞身段。主要监测泄洪}同洞身段围黄金坪水电站安全监测系统涉及的范围主要包岩变形、支护应力及溢洪道水位、水力学监测等。括：平面及水准控制网、沥青心墙堆石坝及其基础、(4)引水发电系统建筑物。其主要监测范围为枢纽区工程边坡、泄洪建筑物、引水发电系统建筑引水隧洞、调压室、压力管道、主厂房、主变室、物、导流洞堵头等，蓄水相关监测部位如下：尾闸室、尾水洞等。主要监测项目包含上述监测部(1)沥青心墙堆石坝。其主要监测部位为沥青位围岩应力、应变及支护结构荷载监测，渗流渗压、混凝土心墙堆石坝、坝基深厚覆盖层及防渗墙、两压力管道接缝观测等。岸坝肩及坝顶高程以上开挖边坡。主要监测坝体表2蓄水过程面及内部变形、坝体廊道裂缝和接缝监测、岸坡位移、坝体土压力及接触土压力、坝体渗漏量、坝体2015年5月1日右岸导流洞关闭闸门开始蓄水，渗流压力、坝基渗流压力、绕坝渗流、强震监测等。2015年5月15日左岸泄洪洞下闸，至2015年8月(2)枢纽区工程边坡。其主要监测范围包括左19日8：00时，库水位蓄至1472．02m死水位高程。岸坝肩、右岸坝肩、电站进水口、泄洪洞进出口边蓄水过程(见图1)历时111d，水位上涨速率基本维坡。主要监测表面变形监测、受开挖卸荷影响的浅层岩体变形及支护结构荷载监测、深层岩体变形监收稿日期：2015—12-29测、工程边坡以上自然边坡表面变形监测、自然边作者简介：马鹏奎(1982一)，男，青海西宁人，工程师，硕士坡裂缝监测等。从事水电站工程建设咨询工作． 司鹏至，守：只立小j‘口八菖小任血U腆禾73"1：『持在0．5m／d，在各阶段高程水位适当停留，监测测点逐渐减小；目前最大累计沉降量为858mm单位对枢纽工程的安全性及库岸稳定性进行评价，((坝)0+191．0桩号1422．0m高程)，2015年5月动态指导工程蓄水至正常蓄水位。1日蓄水至死水位期间的沉降量为81mm；坝基累计沉降量为210．1mm((坝)0+191．0桩号1396．0m高程)，5月1日蓄水至死水位期间的沉降量为0．5mm，与大坝基础廊道底板布置的水准测点的沉降变化规律基本一致，坝基的沉降变形已逐渐趋于稳定；坝顶从蓄水开始至今(2015年5月7日至12月1日)的最大累计沉降量为154mm，在蓄水初期的沉降速率较大，水位变化稳定后，沉降速率逐渐图1黄金坪水电站泄洪洞2015年5月下闸后水位变化过程曲线减小(见图3)。3沥青心墙堆石坝监测成果分析3．1坝体水平位移2015年5月1日蓄水开始至8月19El蓄至死水位期间，坝体径向累计位移在66～584mm，其中最大位移量主要出现在(坝)0+191．0桩号1422．0lI1高程，距心墙下游侧约3．0m处，且远距心墙端测点的位移量相对较小；1458．0m高程及以上坝顶部位的测点反映出沥青混凝土心墙主要表现为向上游侧方向位移，坝顶部位向上游侧最大累计位移29．05图3《坝)0+191．0桩号垂直位移测点2015年4月一12月累计沉降量与坝前库水位变化过程曲线mm(2015年5月16Et(坝0+229．0桩号))，后期随着库水位的逐渐上升，位移方向逐渐向下游侧变3．3接缝与裂缝观测化，当库水位蓄至1472．0m高程时(2015年8月19大坝基础廊道两端与左、右岸山体接缝部位布E1)，坝顶沥青混凝土心墙向上游侧的最大累计位移置了测缝计。蓄水过程中，缝面张开趋势逐渐增大，量为5．45mm；145810m高程的水平位移量相对坝但变形速率较小；截至目前，开合度值在7．78～顶测点的变化较小，但位移方向受库水位的逐渐上25．27mm之间，廊道底板部位与山体接缝表现为压升影响较明显。总体来看，坝体径向位移与库水位缩状态，上、下游侧墙部位与山体接缝均表现为张变化紧密相关，库水位上升时，坝基向下游方向位开状态，最大累计缝面开合度为25．27mm((坝)0+移，坝顶向上游位移；后期随着库水位的逐渐上升，350．0桩号，1402．5m高程)；蓄水开始至今最大坝基向下游方向的位移逐渐增大，坝顶也逐渐向下间隔增量为5．12mm。在2014年11月22Et康定地游方向位移；库水位稳定后，坝体的位移变形逐渐震期间，大坝基础廊道底板和顶拱分别出现了一条趋于平稳(见图2)。顺坝轴线方向的贯穿性裂缝，顶拱最大缝宽约1．9mm，底板最大缝宽约3．0mm；大坝蓄水前，对上述裂缝均做了化学灌浆处理，并选择了6个监测断面安装了裂缝计。2015年5月1El蓄水至目前，66．7％的测点表现缝面呈闭合趋势，33．3％的测点表现缝面呈张开趋势，但数值均较小；缝面最大累计开度为0．07mm，最大累计闭合为0．12mm。蓄水后，廊道底板及顶拱的裂缝变化基本稳定。3．4渗流渗压及渗漏量图2(坝)0+191．0桩号水平位移测点2015年4月一10月(1)渗压监测。截至2015年12月1Lt，坝前库累计位移量与坝前库水位变化过程曲线水位为1473．50m高程，大坝下游水位为1411．203．2坝体垂直位移m高程，上、下游水位差为62．30m(坝高85．5m)；自2015年5月始测以来，坝体垂直变形以(坝)大坝基础廊道内扬压力孔测得最大扬压力为0．2800+191．0桩号为轴左右岸基本对称，由高高程测点MPa(UP一13(坝)0+030．267，1401．497m高程)，向低高程测点逐渐增大，由心墙部位向远离心墙端折合扬压水位高程为1429．497m，在蓄水过程中坝WarerPoVoL42No．3圈 基扬压力随库水位的上升变化较小。随着库水位的2．80mm；最大累计沉降量在0．80～29．90mm之逐渐稳定，坝基渗压及扬压力变化逐渐趋于稳定，间，最大增幅为1．60mm。其他边坡部位测点的累帷幕整体防渗效果较好。左、右岸帷幕灌浆平硐内计位移量相对较小，且变化也较小。边坡浅、深部的绕渗孔从蓄水开始至运行发电水位期间，绕渗水变形及荷载应力监测：泄洪、引水}同进口边坡及以位在1422．919～1453．614m高程之间，随着库水上自然边坡，主位移方向最大累计位移量为134．42位的逐渐稳定，绕坝渗流变化逐渐稳定；目前，绕mm，最大增幅为2．62mm；监测锚索的锚固力最大坝渗流水位整体呈现出低高程水位变化量大于高高累计损失率为13％，损失值为2l2．2kN，最大降幅程的变化特征，符合绕坝渗流变化的一般规律。为8．2kN。左岸坝肩边坡，主位移方向最大累计位(2)渗漏量监测。目前，大坝各层帷幕及排水移量为45．08mm，最大增幅为1．20mm；监测锚索廊道内的总渗漏量为2．6L／s。其中，左岸溢洪道基的锚固力最大累计损失率为16．36％，损失值为础廊道内的渗漏量为0．39L／s，左岸坝肩帷幕廊道455．84kN，最大增幅为7．42kN。其他边坡部位测含溢洪道基础廊道内的累计渗漏量为0．78L／s，大点的累计位移量相对较小，且变化也较小。坝基础廊道河床段的渗漏量为0．5L／s；右岸坝肩帷4结语幕廊道内的累计渗漏量为1．34L／s，其渗漏量约占总渗漏量的50％；蓄水初期的渗漏量为5．0L／s，后综合以上观测成果分析：自蓄水开始至今持续期随着相关渗漏点的灌浆堵漏等缺陷处理施工，相近7个月的蓄水期观测，现有观测成果与蓄水初期关的渗漏量逐渐减小。当前，随着库水位变化稳定相比，大坝内部及表面变形与蓄水水位变化密切相后，大坝各层帷幕及排水廊道内的渗漏量变化也逐关，变形趋势逐渐增大，但变形速率随着库前水位渐趋于稳定。的逐渐稳定而逐渐减小；渗漏量的变化随库水位的3．5混凝土防渗墙扰度变形上升逐渐增大，后期随着廊道内相关灌浆施工及缺大坝蓄水前，坝基混凝土防渗墙的径向最大累陷修补完工，当前的渗漏量变化已逐渐趋于稳定；计位移为33．91mm((坝)0+123．0桩号VE_01)，两岸边坡的岩体变形在蓄水过程中未发生异常突变切向累计位移为8．51mm；从2015年5月1日起至现象，变形趋势是逐渐增大，但变形速率与蓄水前2015年11月26日蓄水到1473．01TI高程，坝基混相比较稳定。当前的观测数据变化过程符合一般规凝土防渗墙的径向最大累计位移为115．22mm((坝)律，未发生突变、异常数据，各工程部位监测仪器0+123．0桩号VE一01)，径向位移最大增幅为81．31运行正常，工区内巡视检查未发现影响大坝安全的mm；切向累计位移为13．23mill，切向位移最大增大规模库岸变形及失稳现象。幅为4．72mm。大坝混凝土防渗墙的扰度变形受库参考文献：水位的上升变化影响较明显，后续随着库水位的逐渐稳定，变形趋势仍在逐渐增大，但变形速率已逐[1]张进平，黎利兵，卢正超．大坝安全监测研究的回顺与展望[J]．渐减小。中国水利水电科学研究院学报，2008，6(4)：317-322．[2]董泽荣，赵华，黄仕俊，等小湾水电站坝慕岩体会过程变形监3．6边坡变形及荷载应力测成果分析[J]．水力发电，2009，35(9)：53．56左岸泄洪、引水洞进口边坡、坝肩边坡由于边[3]郭文玮，汪家林，李永明．仁宗海堆石坝蓄水初期右岸绕坝渗流坡开挖高度较大，范围宽，在前期的开挖支护施工监测成果分析[J]．工程建设与设计，2011(2)：10t．104．过程中均出现了明显的变形，随着后期支护工程的[4]许东林，王超，谢卫彬．潘VI面板坝施工及蓄水初期安全监测成及时跟进，变形速率得到了控制，变形趋势逐渐趋果分析[J]．人民长江，2012，43(16)：96—99，106于稳定。蓄水过程中，相关工程边坡的变形及荷载[5]庞井龙，熊国文．梅溪水库大坝渗漏分析与安全评价[J]水力应力变化较小。变形规律与蓄水前基本一致，与蓄发电，2014，40(12)：94．96，1O0．[6]曲传勇，王炜，王新．大西沟水库大坝施工期及蓄水初期监测资水过程无明显相关性。料分析[J]．水力发电，2014，40(12)：1O1-104．从2015年05月01Et蓄水开始至2015年12月[7]杨弘，董燕君．锦屏一级大坝首次蓄水过程监测成果分析[J]．期间，边坡表面变形监测：泄洪、引水洞进口边坡大坝与安全，2015(3)：34—4O．及以上自然边坡，主位移方向最大累计位移量在[8]杨弘．溧阳抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁监测设汁与施工11．68～313．33mm之间，最大增幅为10．87mm；期监测资料分析[J]．大坝与安全，2014(5)：35—44最大累计沉降量在1．05～342．10mm之间，最大增『9]邢林生，周建波大坝蓄水初期事故分析[J]水力发电，2Ol5，41(1)：31—34，49．幅为6．90mm。左岸坝肩边坡，主位移方向最大累计位移量在一20．65～21．70mm之间，最大增幅为(责任编辑陈萍)圈。％^423