水利工程論文-拉托維亞Plavinas水電站沉降的補(bǔ)救措施.doc

水利工程論文-拉托維亞Plavinas水電站沉降的補(bǔ)救措施摘要：拉托維亞Plavinas電站是Daugava梯級(jí)系統(tǒng)的一部分，補(bǔ)救項(xiàng)目設(shè)計(jì)了它的8號(hào)施工縫瀝青水封。本文敘述了整治的必要性及提出的解決方案。關(guān)鍵詞：拉托維亞Plavinas水電站沉降補(bǔ)救Plavinas電站位于Daugava河上是Daugava梯級(jí)開(kāi)發(fā)的主要電站。電站建于1961年到1966年間，如圖1所示由兩部分組成，每部分長(zhǎng)約90m，壩座結(jié)構(gòu)位于左右兩側(cè)。每個(gè)電站廠(chǎng)房分為5個(gè)發(fā)電單元，總共10個(gè)單元，功率約為875MW。電站廠(chǎng)房頂高程設(shè)計(jì)為75.6，但建筑物沉降相當(dāng)大。在左壩座的左側(cè)（從水流方向看）有一個(gè)擋土墻連接土石壩。同樣，在右壩座結(jié)構(gòu)的右側(cè)有一個(gè)擋土墻連接砂質(zhì)壤土填筑而成的壩。左側(cè)擋土墻建于水力沖填土之上，右側(cè)擋土墻建于砂質(zhì)壤土上。這說(shuō)明了左側(cè)擋土墻比右側(cè)擋土墻沉降的大的原因。毗連左壩座正好在上游處有一個(gè)低標(biāo)高的擋土墻平行于水流方向，以保護(hù)渠道入口。毗連右壩座正好上游處有一個(gè)擋土結(jié)構(gòu)也平行于水流方向并保上游護(hù)坦?jié)沧⒃谠瓲畹谋兾锷希谄漤敳坑幸粋€(gè)帶混凝土罩的壤土及沙濾池。向上游14.76m電站廠(chǎng)房基礎(chǔ)板直接建于冰磧物上。在此之后，基礎(chǔ)板和冰磧物之間有一層過(guò)濾部分，這是此電站一個(gè)顯著的特點(diǎn)。也有一個(gè)下游護(hù)坦，它是建于冰磧物上的一個(gè)混凝土池的一部分。下游護(hù)坦也起溢洪道消力池的作用。有減壓孔來(lái)減小孔隙水壓力，否則會(huì)引起護(hù)坦隆起1.豎直的彈性施工縫豎直彈性施工縫由兩個(gè)剛性的塊體間斷開(kāi)的間隙組成并以瀝青水封來(lái)防止水流入。由于瀝青是一種粘稠的材料，如果不用U型的混凝土塞的話(huà)它將外流，瀝青的液體壓力將起作用而使混凝土塞得以固定。在混凝土塞和施工縫混凝土墻之間為10mm厚的含瀝青的氈板條，施工期間將它們粘于混凝土墻側(cè)面。專(zhuān)門(mén)成這些水封的瀝青由35%的瀝青及65%的水泥組成。三個(gè)豎直彈性施工縫，每個(gè)都有一個(gè)瀝青水封，橫截面面積為0.56m2，形成護(hù)坦廊道的第7號(hào)和8號(hào)接縫。此外兩個(gè)直徑為326mm的豎直鋼管進(jìn)入8號(hào)接縫。這些豎直水封對(duì)于補(bǔ)充8加熱瀝青是可能的，為此設(shè)計(jì)者將三對(duì)電極置于每個(gè)豎直瀝青水封中并且每對(duì)電極在其充填管中。然而水利工程實(shí)踐中很少這么做。最初設(shè)計(jì)的電極很不常用的原因在于存在不能控制瀝青滲漏的危險(xiǎn)。因此大壩維護(hù)處更喜歡每次只使用一個(gè)可移動(dòng)的加熱電極，并在加新瀝青時(shí)放置。瀝青置于一個(gè)所需要的基礎(chǔ)上。各個(gè)接縫的瀝青滲漏量大致與8號(hào)接縫的損失量相當(dāng)。2.水平彈性施工縫和豎直施工縫非常相似，功能基本上也一樣。每個(gè)施工縫都由兩個(gè)剛性塊體間的空隙組成并以瀝青水封來(lái)防止水流入。但水平施工縫的間隙較小，只有4cm，而豎直施工縫的間隙有16cm。水平接縫的施工如下：一條6510mm厚的V型瀝青氈置于間隙中央。一個(gè)混凝土楔塞置于它的頂部，接著把瀝青澆注到期望的高程。瀝青中有兩對(duì)加熱電極用鋼絲固定位置，水利工程實(shí)踐中從未用過(guò)這些加熱電極。在瀝青上面放置混凝土楔塞并覆蓋一層V型瀝青氈。相鄰的混凝土有一層瀝青涂層并且放置保護(hù)性的混凝土罩。接縫每個(gè)側(cè)面都采用錨.3.1通常的止水網(wǎng)格施工縫內(nèi)的彈性瀝青水封在某種程度上形成了迂回的相互聯(lián)系的管網(wǎng)。一個(gè)瀝青水封位于右側(cè)護(hù)坦和右側(cè)擋土墻（M-1-2）之間；兩個(gè)豎直瀝青水封位于右壩座結(jié)構(gòu)和右側(cè)擋土墻（M-1-2）的接頭處；在右側(cè)電站廠(chǎng)房壩座和右側(cè)擋土結(jié)構(gòu)之間的接頭處有兩個(gè)豎直的和兩個(gè)水平的瀝青水封；在左電站廠(chǎng)房塊體的連接處有上游和下游豎直瀝青水封及上下水平瀝青水封；在左側(cè)電站廠(chǎng)房壩座墻和左側(cè)較低擋土墻之間有兩個(gè)豎直瀝青水封并且在左側(cè)擋土墻和電站廠(chǎng)房左壩座之間有另外一個(gè)。如圖2所示在上游護(hù)坦和電站廠(chǎng)房基礎(chǔ)之間有兩個(gè)水平瀝青水封位于護(hù)坦廊道處。上面的一個(gè)瀝青水封承抵水庫(kù)的水壓力；較低的一個(gè)承抵孔隙水壓力。在右壩座結(jié)構(gòu)中上部的瀝青水封高程為42.9，并將兩個(gè)豎直水封連在一起，在它的上方有一個(gè)廊道位于高程43.5處。下面的水平水封高程為26.66，設(shè)計(jì)目的是為了阻止孔隙水壓力進(jìn)入右側(cè)電站廠(chǎng)房壩座的下部廊道。如果在1987年不被損壞的話(huà)下部水平水封也將把兩個(gè)豎直瀝青水封連在一起，從而也將它們當(dāng)帶有混凝土支撐的下部的水平瀝青水封鼓起時(shí)，破壞就發(fā)生了。瀝青入流使得右壩座結(jié)構(gòu)的左側(cè)豎直施工縫中的瀝青標(biāo)高突然降低，取代瀝青流入下部廊道。豎直水封的上部瀝青不如下部瀝青流得快，這可能是因?yàn)樗吵?，或是因?yàn)橐粋€(gè)小障礙造成的，在3號(hào)施工縫中大約高程38m處形成一個(gè)裂口。水流過(guò)這個(gè)裂口淹沒(méi)右壩座結(jié)構(gòu)盡管有些困難，但把水止住使其不再流入廊道是可能的。修整過(guò)程包括澆注混凝土到左側(cè)廊道使其高程升高至40，在豎直施工縫上面加入更多的瀝青并加熱，以及在最初的瀝青水封上游約83cm處放置一個(gè)新的圓桶狀的瀝青接頭。4.8號(hào)接頭的狀況8號(hào)接頭為一個(gè)水平瀝青水封。在護(hù)坦廊道做了兩次檢查，盡管似乎狀況不錯(cuò)，但有些位置還是有瀝青從接頭上部流出進(jìn)入護(hù)坦廊道。這些瀝青雖然還有些彈性但已老化。沒(méi)有水流經(jīng)此接頭的標(biāo)志。先前的止漏方式是不成功的，應(yīng)該停止，因?yàn)闊o(wú)法控制的滲漏會(huì)使豎直接縫排空，而導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。然而在以后的討論中可知一定數(shù)量的溢流是減小壓力增長(zhǎng)所必需的，并可以嫩化水封中的瀝青。對(duì)幾種方案進(jìn)行了研究。圖3所示為現(xiàn)有護(hù)坦廊道的狀況。.8號(hào)接頭的關(guān)鍵作用盡管廊道接頭處的入流能在其進(jìn)入電站廠(chǎng)房前被兩個(gè)位于廊道端部的開(kāi)口阻止，但就護(hù)坦減小電站廠(chǎng)房基礎(chǔ)下孔隙水壓力以及清除廊道接頭處小部分水平壓力而言，8號(hào)接頭的牢固性對(duì)于電站廠(chǎng)房的滑坡穩(wěn)定性是最重要的。可以設(shè)想用一種材料填充側(cè)廊道及接頭廊道來(lái)消除接頭完全破壞的風(fēng)險(xiǎn)，然而由于存在潛在的不均勻移動(dòng)，所以這種材料不能用混凝土，必須用一種彈性的如WEBAC4101的材料。如此重要的解決方案目前尚未打算采用。相反打算用一種二線(xiàn)防御，它能調(diào)節(jié)不均勻沉降。這是因?yàn)樽o(hù)坦的監(jiān)測(cè)是使用接頭廊道來(lái)完成的，因而保持這種結(jié)構(gòu)的接頭起作用是非常重要的，除非證實(shí)不在需要廊道。此外，如果將來(lái)發(fā)生非常大的不均勻沉降時(shí)，這種二線(xiàn)防御可以提供充足的時(shí)間來(lái)完成向廊道內(nèi)填充彈性材料。6.對(duì)8號(hào)接頭的建議6.1現(xiàn)狀計(jì)算今天的狀況已經(jīng)發(fā)生了一些變化。結(jié)構(gòu)已變形，并仍發(fā)生輕微移動(dòng)。值得一提的是8號(hào)接頭開(kāi)合平均年相差1mm，這意味著6個(gè)多月接頭閉合約2mm。這看上去不大，確實(shí)如果管道系統(tǒng)在1965年不受損傷的話(huà)任何由于這種移動(dòng)而產(chǎn)生的較小的壓力增長(zhǎng)都可以由該結(jié)構(gòu)進(jìn)行順利調(diào)整。然而豎直接頭