溪洛渡水电站拱坝施工期坝基变形监测分析

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第39卷第8期2013年8月水力发电溪洛渡水电玷拱坝狍工期坝基变形监测分析胡长浩，周扬，兰溶，关容章(溪洛渡水力发电厂，云南永善657300)摘要：为了解溪洛渡水电站拱坝坝基在施工期、蓄水初期及运行期不同阶段的变形情况和工作状态，确保大坝安全，同时为给工程建设及运行期管理提供科学依据，对坝基垂直位移和水平位移进行了监测，并对监测资料进行了初步分析。监测结果表明拱坝坝基沉降变形比较均匀，变化规律正常。关键词：拱坝；坝基变形；施工期；溪洛渡水电站AnalysisonDeformationMonitoringDataofArchDamFoundationofXiluoduHydropowerStationduringConstructionPeriodHUChanghao，ZHOUYang，LANRong，GUANRongzhang(XiluoduHydropowerPlan4Yongshan657300，Yunnan,China)Abstract：InordertounderstandthedeformationandstatueofarchdamfoundationinXiluoduHydropowerStationduringconstruction,initialwaterstorageandoperationperiods,theverticalandhorizontaldisplacementsofdamfoundationaremonitoredandthemonitoringdataarepreliminarilyanalyzedtokeepdamsafetyandprovidescientificbasisforprojectmanagementduringconstructionandoperationperiods．Theanalysesshowthatthesettlementofdamfoundationisuniformandthevariationcomplieswithnormalrules．KeyWords：archdam；damfoundationdeformation；constructionperiod；XiluoduHydropowerStation中图分类号：TV698．11(274)文献标识码：A文章编号：O559—9342(20l3)08-0019-041工程概况2坝基变形监测设施溪洛渡水电站位于四川I省雷波县和云南省永善溪洛渡拱坝是坝高仅次于锦屏一级和小湾的特县接壤的金沙江峡谷河段，其大坝为混凝土抛物线高拱坝，在外部荷载及坝体自重作用下，坝基的安双曲拱坝．坝顶高程610．00ITI，建基面最低高程全稳定至关重要。为了解溪洛渡拱坝坝基在施工期、324．50nl，最大坝高285．501TI，顶拱中心线弧长蓄水初期及运行期不同阶段的变形情况和工作状态，681．511TI。坝顶拱冠厚14．00In，坝底拱冠厚60．00确保大坝安全，同时为给工程建设及运行期管理提1TI，拱坝厚高比0．216．上游最大倒悬度为0．141。供科学依据，设计了较全面的安全监测项目。坝基坝顶自左向右分为31个坝段，12～19号坝段为河床垂直位移以精密水准观测为主．辅以多点位移计、坝段。坝址区基岩由二叠系上统峨眉山玄武岩组成，基岩测缝计进行监测；坝基水平位移，结合拱坝的共分14个岩流层．坝区无断层分布，基岩坚硬完结构特点采用倒垂线进行监测，坝基变形监测具体整，主要结构面为层间、层内错动带。设计情况见表1。大坝主体混凝土于2009年3月27日开始施工。(1)基岩测缝计。基岩测缝计套筒下端安装有截至2013年1月，大坝最高浇筑至610．0113高程，最低浇筑至572．0in高程．坝体接缝灌浆至539．0in收稿日期：2013—05—28高程，l～31号坝段坝基固结灌浆全部完成，527in作者简介：胡长浩(1986～)，男，湖北公安人，工程师，从事高程以下帷幕灌浆基本完成。水电站水工建筑检修维护及安全监测工作．WaterPowerVo1．39No．8田 小／J仅Ul0o?-j长51TI的锚筋．采用在建基面钻孔的方式植入基岩，基面位于坝体混凝土与坝基浅表层岩体结合部位，锚筋外设套管隔离。基岩测缝计大多埋设于坝基的其变形主要受灌浆施工、坝体白重以及施工期拱坝上游侧、中部、下游侧3个部位。倒悬引起的重心偏移影响。基岩测缝计的相关监测(2)多点位移计。根据坝址区工程地质条件，成果见表2、图1。坝基多点位移计大多数采用垂直钻孔安装，观测深600560度范围49．0～81．5ITI，各测点锚固深度兼顾了层间错i28440橱动带及层内薄弱区。(3)水准测点。水准测点利用廊道内预留的安囊280装孔进行埋标。精密水准观测采用附和水准线路，26每层廊道设置2个工作基点，分别位于左右岸坝肩H,Jf,J灌浆平硐底部，即坝肩岩体深处。每月将各_T作基图1典型坝段基岩测缝计开合度、浇筑高程过程线点与高边坡水准网联测检验，每年将各工作基点与总体来看．坝基固结灌浆完成后，基岩测缝计坝区垂直位移基准网进行联测校核，确保水准观测均表现为受压．拱坝倒悬未造成下游坝趾基岩测缝成果的精度及可靠性。计出现明显张开。测值一般规律为：①基岩测缝计(4)倒垂孑L。溪洛渡拱坝坝基布置了8个倒垂埋设初期，受上覆混凝土自重的影响，表现为受压孑L，深度在66～135m之间，其布置具有如下特点：且变形速率较大；②固结灌浆期间，由于水泥浆液沿拱坝中心线基本对称；河床部位15号坝段为重点对岩隙的充填鼓胀作用，河床坝段基岩测缝计均监测坝段，布置倒垂组IP15-1、IP15—2，可相互校压缩状态转为张开；⑧固结灌浆完成后，随着拱坝核，其中IP15-2孔深达135m。浇筑高度的增加，基岩测缝计呈明显的压缩趋势，上游基坑进水后，基岩测缝计开合度过程线逐步趋3监测成果分析于收敛．表明拱坝“拱效应”的发挥对坝体白重荷3．1拱坝建基面变形载起到了一定的“分载”作用，建基面缩变形速溪洛渡拱坝分别在3～29号坝段建基面埋设了率明显减小；④建基面上、下游侧基岩测缝计对应50支基岩测缝计，用以监测拱坝建基面的变形。建的固结灌浆完成后至今，即灌后开合度变化量有一表2基岩测缝计部分监测成果统计注：张开为“+”，压缩为“一”。 第39卷第8期胡长浩，等：溪洛渡水电站拱坝施工期坝基变形监测分析定的差异，具体表现为上游侧的灌后压缩变形大于监测坝基的沉降变形。从理论上分析，坝基沉降变下游，与拱坝倒悬的客观规律符合较好；河床坝段形主要受坝体自重荷载影响，由于各坝段坝体浇筑灌后压缩变形大于岸坡坝段，主要是由于各坝段坝高度、坝基变形模量及地质条件不同，坝基的沉降体高度不同，坝体自重存在差异所致。变形在量值上存在差异。坝基的不均匀沉降以及可3．2坝基岩体变形能导致的坝体裂缝、横缝开裂风险是拱坝施工期关为了解坝基岩体变形情况．在拱坝4—6、9、注的重点。10、12、14～16、18、21、22、29号坝段坝基部位分区钻孑L埋设多点位移计21套。拱坝施工期，坝基岩体A区B区C区D区E区作为拱坝自重的主要承载体，其变形主要与拱坝浇_-0．97—0．13L12I6．24E皇筑高度及坝基地质情况有关。图2为典型坝段(16‘号坝段)多点位移计监测成果(上抬为“+”，压缩-．1为“一”)。根据监测成果，坝基岩体变形具有如下特．1．1点：．1一孔l_If高程3335m)—75m(商程3260m)图3典型坝段坝基岩体各区段变形量统计——105m(高程3230m)——285mf商程3050m)一34mf高稗2995m1⋯⋯浇筑高程典型坝段沉降测点的沉降变形曲线见图4。由：要图4可见：坝基沉降变形量随大坝浇筑高度的增加4垣而增长，沉降变形过程线与大坝浇筑高度过程线具拣瑟嚣有很好的一致性；自重分量对坝基沉降变形的影响最为明显；时效分量量值较小，在浇筑的早期发展‘2{较快，并随时问的推移趋于收敛；水压分量量值不时间大且为负值，说明坝上游水压对坝基沉降的作用效图2典型坝段M516—1位移量、浇筑高程过程线应表现为“减小”，随着库水位的上升，水压分量量(1)多点位移计埋设固结灌浆期间(2009年11值逞增大趋势变化，符合一般规律。月)，受固结灌浆的影响，仪器埋设后各测点表现为30O上抬变形。固结灌浆结束后，在坝体自重的作用下，g24O要孔口部位测点呈现明显的压缩变形．基岩深部测点I80删枢逝120螺压缩变形相对较小。2012年11月16日，导流洞完蜉60煺0成下闸后上游基坑进水．随着库水位的上涨，拱坝2O12的“拱效应”开始发挥，孔口测点变形趋于收敛。时间总体上，坝基岩体变形规律与基岩测缝计反映的拱a沉降量坝建基面变形规律基本一致。(2)坝基岩体不同深度的压缩变形量与该部位地质情况比较吻合，压缩变形较大的部位多分布有：Ⅲ、Ⅲ类岩体或是层间错动带。根据多点位移计I510—2011．2011．2011．2012—2012．2012．2Ol2．2013．各测点锚头埋设高程，将典型坝段基岩划分为A、一28040707．1610—2402．0105．1108191】一2703．07B、C、D、E5个区段．经过分段计算，位于建基面时间b变形分量以下10．5～28．5m范围的C区段压缩变形最明显．压缩变形量达13．90rnm(见图3)．根据物探钻孔录图4典型坝段坝基沉降量与变形分■曲线像资料，该段岩体以次块状～镶嵌结构为主，共发育不同坝段395．25m高程沉降量分布见图5。从有5条层内错动带，并伴有缓倾角裂隙，岩体完整图5可以看出，坝基最大沉降变形量为26．86mm．性较差，因此在坝体浇筑上升后出现明显压缩。D位于拱冠15号坝段，沉降变形量总体上要大于二区段含C2层间错动带，随坝体浇筑上升，该层压滩、小湾、锦屏一级等同类型工程，分析认为．可缩量也有小幅增加能是与溪洛渡拱坝坝基变形模量相对较小以及精密3．3坝基沉降变形水准观测初始值取得较早有关；但坝基沉降变形分溪洛渡拱坝在基础廊道(347．25m高程)和交布较为均匀，相邻坝段未见大的差异沉降，受坝高通廊道(395．25m高程)布置了60个水准测点用以差异的影响，河床坝段沉降变形大于岸坡坝段．受 ／J＼JJ仅吧zUl月注：拱坝径向指向上游为“+”．拱坝切向指向左岸为“+”。拱坝倒悬的影响，坝基上游侧沉降变形大于下游，1450O4302012年9月完成的大坝4671TI高程以下裂缝普查，0410皇未发现因坝基沉降引起的坝体裂缝及横缝开裂，坝-0390-1370*基沉降变形规律性良好，拱坝坝基整体工作状态．135O233O正常．4I且j蠹1萎图615号坝段倒垂线径向位移、上游水位过程线规律正常。28l517J92123254结语J!J!段—2Oll-O324—2Oll—U7一l3一一2Ul2-O1一l0—20l2-O7-16—2U13·Ul·l2溪洛渡拱坝坝基已进行了近4年的施丁期监测图5不问坝段395．25m高程沉降量分布工作，取得了大量的实测资料，为及时了解拱坝坝3．4坝基水平位移基的工作性态和指导施T发挥了重要的作用。目前拱坝坝基8条倒垂于2013年1月全部安装完成坝基沉降变形比较均匀．变化规律正常。随着溪洛并取得基准值，虽然观测时间序列尚短，但规律性渡工程蓄水的进行，库水位上升后坝体荷载将重新较好。倒垂线安装期间经历了水垫塘进水、导流洞调整分配，坝基的变形情况有待进一步加强监测和下闸、导流底孔下闸几个关键节点，上游水位上涨深入分析研究。了近50m。参考文献：倒垂线监测成果见表3。导流洞下闸后，随着[1]顾冲时，吴中如，等．大坝与坝基安全监控理论和方法及其应坝前水位的上涨，大多数测点径向位移指向下游，用[M]．南京：河海大学出版社，2006．最大位移量为1．89mm，位于15号坝段：测点切向[2]董泽荣，赵华，黄仕俊．小湾水电站坝基岩体全过程变形监测位移量值均比较小，位移趋势不明显。此结果对拱成果分析[J]．水力发电，2009，35(9)：53—56．坝的稳定有利，表明左右岸拱座及坝基变形比较均『3]李勇泉，贺明武．三峡右岸地下电站施工期安全研[J]水力发匀．对称性好。电，2009，35(12)：59—60．15号坝段倒垂线径向位移、上游水位过程线见(责任编辑焦雪梅)图6。从图6可以看出，倒垂径向位移与上游水位的相关性明显，该组倒垂线于2012年6月28日水垫塘进水之前取得首次测值．水垫塘进水后，坝后水位上升46m，测点径向位移向上游变化约1．5mm，2012年】1月底，导流洞下闸完成后，倒垂测点转向下游位移，测点径向位移量随上游水位的上涨而增大。这表明，倒垂线精度及灵敏度较高，监测成果可信，同时，坝基水平位移量值较小，变化