缅甸道耶坎面板堆石坝蓄水期安全状况分析.pdf

第46卷第24期人民长江Vo1．46．No．242015年12月YangtzeRiverDec．，2015文章编号：1001—4179(2015)24—0094—03缅甸道耶坎面板堆石坝蓄水期安全状况分析季凡，武方洁，肖桃仙(长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北武汉430010)摘要：面板堆石坝是现阶段国内外运用较多的实用坝型，其大坝蓄水初期是对工程的重大考验。对缅甸道耶坎面板堆石坝蓄水初期的监测资料进行了整理分析，重点对关系到大坝安全运行的堆石体变形、面板挠度变形、面板周边缝变形和大坝渗流4个重要监测物理量蓄水前后的关键数据进行对比，总结了道耶坎面板堆石坝蓄水初期的变形规律。为工程首次蓄水期安全运行提供了科学依据。关键词：变形监测；渗流；监测资料分析；面板堆石坝中图法分类号：TV698文献标志码：ADOI：10．16232／j．cnki．1001—4179．2015．24．022(2)在最大坝高断面分3个高程布设水平垂直位1工程概况移计，3层水平垂直位移计的高程自上而下分别为缅甸道耶坎水电站(Thaukyegat(2))位于缅甸锡110．50，85．50m和62．50m，共计15个测点，监测坝唐(Sittaung)河流域，工程以发电为主，兼有灌溉及其体内部的分层变形情况。他综合效益。水库总库容4．426亿m，电站装机容量(3)在混凝土面板部位布置3个应力应变监测断为120MW。工程属于Ⅱ等大(二)型工程，枢纽布置面，布置有13组两向应变计、13组钢筋计和6支无应主要由大坝、副坝、溢洪道、引水发电系统以及导流设力计。施等组成。大坝布置于河谷的主河床，为混凝土面板(4)沿面板周边布设了8组三向测缝计，在板问堆石坝，坝顶高程133m，河床趾板基础高程42m，最缝上布置19支单向测缝计。大坝高91m，坝顶长度381．0m。面板顶高程129m，(5)在最大坝高断面布设7支渗压计，在下游坝坝顶上游面布置防浪墙，防浪墙顶高程134．2m，墙高后设置1座量水堰，用来监测坝体和坝基的渗流量。5．2m。工程于2009年1月开工，2012年10月正式3监测资料分析成果下闸蓄水。道耶坎水电站于2011年3月开始大坝填筑，20122安全监测仪器布置年2月完成大坝主体填筑施工，同年3月开始混凝土为了解大坝在施工期、蓄水期和运行期的工作状面板浇筑，2012年9月工程基本完工，进行下闸蓄水态，根据面板堆石坝的特点，安全监测以大坝变形和渗检查和验收。2012年10月11Ft，道耶坎二级水电站流监测为重点。监测内容包含坝体表面变形、坝体分正式下闸蓄水。大坝蓄水初期，库水位快速上升，是对层位移、坝基渗流、坝体渗流、面板混凝土应力应变、钢大坝的重大考验，及时对观测资料进行分析，解读大坝筋应力和周边缝变形等。主要监测设施布置如下。的工作性态，可为大坝的安全运行提供科学的依据。(1)在坝顶和下游坝面3条马道处布置有4条视本文主要对2012年10月～12月库水位快速上升期，准线，监测堆石体表面变形情况。大坝的变形、混凝土面板变形和渗流资料进行整理分收稿日期：2015—1】一07作者简介：季凡，女，高级工程师，主要从事水工建筑物安全监测方面的工作。E—mail：ji~n9213@163．tom 第24期季凡，等：缅甸道耶坎面板堆石坝蓄水期安全状况分析95析和总结。部坝高1／2区域(偏坝轴线上游附近)，最大沉降值为3．1堆石体沉降变形917mm，约为总坝高的0．98％。3．1．1蓄水前坝体沉降分布大坝施工初期至蓄水前坝体累积沉降分布见图1和图2。实测施工期坝体累积最大沉降量分布在主河槽中部坝高1／2—2／3区域(坝轴线附近)，最大沉降值为790mm，约为总坝高的0．85％。图5蓄水期坝轴线纵断面沉降分布(2012年l1月28日J3．1．3蓄水过程坝体沉降增量分布从大坝2012年10月1113下闸蓄水开始，至11月30日坝前蓄水位为114．07m止，50d时段内坝体沉降增量值分布见图6和图7。蓄水期(水位上升期)坝体最大沉降增量发生在图1蓄水前最大坝高断面坝体沉降分布(单位：mm。下同)主河槽中部坝高1／4—1／2区域(偏坝轴线上游附近)，其中坝体中部85．5m高程最大沉降增量为242mm，约为总坝高的0．26％，为蓄水后该高程已知最大沉降值的26％；坝体下部62．5m高程最大沉降增量为271mm，约为总坝高的0．29％，为蓄水后该高程已知最大沉降值的38％。图2蓄水前坝轴线纵断面沉降分布3．1．2蓄水初期坝体沉降分布大坝于2012年10月11日开始下闸蓄水，至11月3013坝前蓄(库)水位为114．07m，坝前水柱高度约68m，50d内坝前水位平均每天涨幅约1．36m。实测2012年11月28日最大坝高断面沉降分布、沉降等图6蓄水前后最大坝高断面坝体沉降增量值分布值线及坝轴线纵断面累积沉降量分布见图3—5。图7蓄水前后坝体轴线纵断面沉降增量值分布图3蓄水期最大坝高断面坝体沉降分布3．2面板挠度(2012年11月28日)3．2．1蓄水前情况蓄水前实测最大坝高断面面板挠度分布见图8。图4蓄水期最大坝高断面坝体沉降等值线(2012年l1月28日)实测蓄水期坝体累积最大沉降量分布在主河槽中图8最大坝高断面面板挠度分布(蓄水前) 96人民长江2015丘施工期(蓄水前)中下部由于受到堆石体受反向降错动，最大错动变形值为40．8mm，发生在右侧坝基压力影响向上游鼓出，最大鼓出值约19mm；1／2坝高陡坡处。主河槽平段为面板上抬错动，最大错动值为以上面板朝向下游挠曲变形，变形最大值约19mm，面59．2mm，发生在主河槽左侧。板变形转折点约在90—94rn高程区间。3．4大坝渗流3．2．2蓄水后情况3．4．1坝基渗压蓄水初期大坝中上部面板在较高的水头压力作用大坝于2012年10月11日开始下闸蓄水，至11下向下游变形，最大变形值为121mm。中下部面板月30日坝前蓄(库)水位为114．07m，坝前水柱高度基本上被水压力推回至原坝坡位置附近，面板向上游约68m，50d内坝前水位平均每天涨幅约1．36m。从累积变形仅为几个毫米，基本呈直线状态，在水压力作资料反映，道耶坎面板堆石坝坝基防渗帷幕施工质量用下面板整体朝向下游方向变形，面板变形转折点约较好，目前实测的帷幕防渗折减系数优于0．4，帷幕在在88—92m高程区间。蓄水期防渗效果较好，挡水作用明显。3．2．3蓄水前后变化量3．4．2大坝渗漏从大坝2012年1O月11日下闸蓄水开始，至11大坝于2012年10月11日下闸蓄水后，随着水位月30日坝前蓄水位为114．07m止，50d时段内面板的上涨，大坝下游围堰附近河槽处出现涌水现象，涌水整体向下游变形值分布见图9，面板中上部变形最大量从初期8L／s发展到12．5L／s(11月30日)。值102mm，面板中下部最大变形值13mm。4结果讨论(1)道耶坎大坝内部变形基本符合一般面板堆石坝的变形规律，蓄水期实测坝体最大综合沉降量约为1126mm，为坝高的1．2％，沉降量偏大，但仍在设计允许范围内。这与工期短、施工速度快、分层碾压不到位、坝料级配和填筑密实程度等有关，但其沉降的图9最大坝商断面面板挠度分布(蓄水前后变化量)90％已在施工期完成。3．3面板周边缝(2)面板挠度在施工期和蓄水期的变形符合面板实测蓄水期大坝周边缝除04号测点为压合缝外，的一般受力规律，混凝土面板挠曲变形不大。其余均为张开缝。70113高程以上的周边缝张开度较(3)大部分面板周边缝变形较小，在正常范围以小，70m高程以下的周边缝张开度较大，最大张开度内，局部位置变形较大，位于右侧坝基陡坡处，这与陡发生在右侧坝基陡坡处，张开度为22．5mm。见图坡处受力大、施工质量及进度有关。但从过程线来看，10蓄水后其变形值增量很小，并逐渐趋于稳定。(4)蓄水后大坝渗漏量达12．5L／s，与国内外相关面板堆石坝渗漏监测成果相比较，属于中等水平。后期需要加强观测，随时掌握渗漏动态，发现问题及时研究处理。5结语为缝张合度，Y为顺坡向剪切，z面板法向错动本文对影响面板堆石坝安全运行的4个关键物理图10面板周边缝实测变形值量在蓄水前后的工作性态展开了对比分析。分析表周边缝顺坡向剪切变形。70m高程以上的周边明，道耶坎面板堆石坝在蓄水初期基本正常运行，同时缝顺坡向剪切变形较小，70m高程以下的周边缝顺坡也反映出部分因施工进程和施工质量控制不到位造成向剪切变形较大，最大剪切变形发生在左侧坝基陡坡堆石体总体沉降变形较大的问题，后期大坝渗漏是否处，剪切变形值为51mm。增大，还需进一步观测。面板周边缝法向错动。总体来说，70m高程以上(编辑：郑毅)的面板周边缝法向错动变形较小，70m高程以下的面(下转第100页板周边缝法向错动变形较大。两岸斜坡段均为面板沉 100人民长江(1)改造后的真空破坏阀的各部分均采用了防松如果得不到及时补偿，就会引起反水锺；如果反水锺力动措施，因此，在改造后的运行过程中，没有发现任何作用于转轮叶片的下部，那么严重时就会引起机组在螺栓、螺母松动脱落现象。停机过程中的抬机。真空破坏阀作为该类机组不可或(2)真空破坏阀在往复动作的过程中，减小了机缺的重要部件，用以破坏紧急停机过程中水轮机转轮械撞击和机械振动对各部件造成的损伤。室的真空。深溪沟水电站1～4号水轮发电机组自被(3)采用了锥形刚性密封结构，从而保证了阀轴改造为锥形密封、缓闭式和浮球二次密封结构的真空与阀门的同轴性，使整体密封性能可靠，投运后没有出破坏阀以后，其结构更加合理，所用的材质更加优良，现漏水现象。而且自改造后的投运以来，已安全运行了近2a左右。(4)作为二次密封结构以及支撑架结构的优化改实践证明，对结构进行了优化改造的真空破坏阀，使维进，浮球结构可以进一步提高设备运行的可靠性。护更加方便可行，且运行安全可靠。参考文献：5结语[1]姚新旺，博湖东泵站真空破坏阀改造设备选型[J]．水利科技与经深溪沟水电站安装的立轴转桨式水轮发电机组在济，2015，20(2)：1—2．[2]蔡伟．气缓冲式真空破坏阀在葛洲坝电站中的应用[N]．科技创运行中停机，尤其是紧急停机或事故停机中，往往导致新导报，2011，28．导叶紧急关闭，从而破坏了水流的连贯性，以致在水轮(编辑：赵秋云)机转轮室及尾水管内产生严重真空。在这种情况下，Optimizationofvacuumbreakervalveofhydro—-generatorunitinShenxigouHydropowerStationLIUDingwei，ZHAOBin，CAIYinhui，WEIShijin(MaintenanceandInstallationCo．，Ltd．，ChinaGuodianDaduRiverHydropowerDevelopmentCo．，Ltd．，Leshan614900，Chi—na)Abstract：Thevacuumbreakervalveisanimportantdevicetoavoiddamagetohydro—generatorunitcausedbyvacuumwaterhammerintheshutdownprocessoftheunit．Thecausesoftheproblemsincludingthevalveplatedeformation，valvebodyjam—mingandwaterleakageoftheoriginal中35Osuctiontypevacuumbreakervalveofthehydro—generatorunitinShenxigouHydro—powerStationareexploredanddiscussed．Accordingtotheseproblems，anewvacuumbreakervalvewithbufferingaction，conesealingandsecondaryfloatballsealingstructureispresented，andthefiniteelementanalysisfortheoptimizationofthefloatballbracketsareexplainedindetail．Theoperationeffectsoftheimprovedvalvearealsointroduced．Keywords：vacuumbreakervalve；sealingstructure；floatballsealing；optimizationofbrackets；ShenxigouHydropowerSta—tion(上接第96页)AbriefanalysisforsafetysituationofThaukyegatCFRDinMyanmarinimpoundingperiodJIFan，WUFangjie，XIAOTaoxian(ChangfiangInstituteofSurvey，Planning，Des喀nandResearch，Wuhan430010，China)Abstract：CFRDisapopularandpracticaldamtypeathomeandabroad，anditsimpoundmentisimportantforthedamssafety．WesortoutthemonitoringdataininitialimpoundingperiodofThaukyegatCFRDMyanmar，andsomekeydatapriorto，，oraftertheimpoundingiscomparedandanalyzed，thatincludesthedeformationofrockfillmaterial，deflectiondeformationofsurfaceslab，deformationofperipheraljointaswellasthedamseepagecondition．Bytheanalysis，wesummarizetheCFRDde—formationlawintheinitialimpoundingperiodtoprovidescientificsupportforthesafeoperationofthedam．Keywords：deformationmonitoring；seepage；monitoringdataanalysis；CFRD