高海拔地區(qū)大型水利樞紐工程大壩安全評價

高海拔地區(qū)大型水利樞紐工程大壩安全評價

1.紐工程總工藝廖方防洪工程位于江西省扶河市的中后期。這是一項集防洪、灌溉計劃、能源利用和運輸能力于一體的大型節(jié)水工程（c）。總埋面4.32.108m3，電路設(shè)備3.16.5mw。廖坊水利樞紐工程于2002年10月開始大壩主體工程施工,大壩監(jiān)測儀器的埋設(shè)與觀測工作于2003年11月開始,為了解大壩在施工期的運行性狀,評價大壩的安全狀況,根據(jù)每月的觀測月報,筆者對大壩原型觀測項目在施工期2003年11月～2005年5月的觀測資料進行了初步分析。2.觀測數(shù)據(jù)的初步分析2.1監(jiān)測結(jié)果2004年9月二期圍堰截流前的施工期,各測點孔隙水壓力隨時間緩慢增大,這主要是由于施工期大壩右岸基坑積水逐漸增大所致。至2004年9月19日各測點的孔隙水壓力測值均不大。二期圍堰藏流后,各測點孔隙水壓力突然迅速增大后逐漸穩(wěn)定,這是因為已建好的三孔低孔溢流壩段進行導(dǎo)流,大壩右岸的河道水位迅速升高,致使壩基的揚壓力迅速增大,二期截流后大壩各測點孔隙水壓力的變化主要受實際河道水位的影響。由于各揚壓力測點的埋設(shè)高程不同,為便于比較,將實測的孔隙水壓力換算成揚壓力水位,典型時期各測點孔隙水壓力和揚壓力水位測值如表1,由表可知,在2004年9月19日二期截流前,同一觀測斷面上的測點的揚壓力水位基本相同,PC斷面測值在40.90m至45.13m之間,PE斷面測值在32.71m至37.41m之間,同一斷面之間揚壓力水位的不同主要是不同部位的基巖裂隙發(fā)育不同,滲透系數(shù)不一樣所致。在2005年2月13日二期截流后,PC斷面測值在47.97m至53.53m之間,PE斷面測值在31.99m至49.98m之間,PE6測點的孔隙水壓力測值和同斷面的其他測點相比很小,原因待查,其中PE1測點的孔隙水壓力測值為207.60KPa,是施工期最大孔隙水壓力,PC7測點的孔壓水位為53.53m,是施工期最大孔壓水位。由于PC、PE斷面間各測點的揚壓力水位最大相差都在5m以上,表明基巖有較好的防滲效果。2.2混凝土大壩內(nèi)部對接工程接縫變形以縫隙張開為正,閉合為負(fù)(J2、J3、J4為橫縫測縫計,J7、J8為邊坡測縫計)。自2004年9月各測點接縫變形比較明顯,均呈張開狀態(tài)。同一斷面中壩體上部的測點,由于溫度變幅大于深部,縫隙變形也大于深部測點。符合混凝土大壩的一般變化規(guī)律,與國內(nèi)同類工程的主要觀測結(jié)果一致。在各測點的接縫變形中,J4-1測點接縫變形于2005年1月23日達到9.83mm,是施工期接縫到目前為止最大的張開變形。J4-3測點接縫變形于2004年7月24日達到-0.65mm,是施工期到目前為止最大的閉合變形。接縫的最大張開及閉合變形均小于止水銅片的允許變形量。各測點在2005年2月13日的實測接縫開合度測值如表2所示。由表可知,同一斷面的測點自上而下變形逐漸減小的分布特性十分明顯,其中J3-1、J3-2、J4-1、J4-2四個測點在施工期的接縫變形量較大。2.3基巖變形隨大壩澆筑、基巖受力的變化而增大基巖的變形以基巖向下沉降為正,上抬為負(fù)。大部分測點的基巖變形隨大壩的澆筑、基巖受力的增大而逐漸增大。2005年2月13日各測點的基巖變形測值如表3所示。各測點的變形總量均較小,總體而言,大壩的基巖變形狀況正常。2.4溫度對變化的影響混凝土應(yīng)變以拉應(yīng)變?yōu)檎?壓應(yīng)變?yōu)樨?fù)。其中a表示該測點橫向(大壩上下游水平向)應(yīng)變,b表示垂直向,c表示水平偏下游45o向,d表示水平偏下游135o向,e表示縱向(左右岸水平向)。各測點的總應(yīng)變受大壩澆筑及溫度變化的影響,其中受溫度的影響非常明顯。同一測點各個方向的總應(yīng)變過程線與相同位置的無應(yīng)力應(yīng)變過程線幾乎完全相似,且無應(yīng)力應(yīng)變值與總應(yīng)變值相差不大,這也表明施工期混凝土應(yīng)變主要受溫度變化的影響,其應(yīng)力應(yīng)變量不大。各測點實測最大拉、壓應(yīng)變測值如表4。觀測結(jié)果表明:大部分測點的無應(yīng)力應(yīng)變?yōu)閴簯?yīng)變,最大無應(yīng)力拉應(yīng)變出現(xiàn)在ND3測點,為96.62με,最大壓應(yīng)變出現(xiàn)在ND2測點,為-369.33με。各測點的無應(yīng)力應(yīng)變變化過程及總量與同一位置的總應(yīng)變量相似,無應(yīng)力應(yīng)變主要隨溫度變化而變化。壩體混凝土溫度升高,自由體積變形增大;溫度降低,自由體積變形減小。這是由于壩體混凝土具有熱脹冷縮的特性引起的。綜上所述,大壩施工期的應(yīng)變狀況正常。2.5最高水化熱溫度及最大溫升和天數(shù)各測點的施工期溫度測值統(tǒng)計如表5。由于各測點埋設(shè)高程距澆筑倉頂面的距離的不同,其最高水化熱溫度、最大溫升和歷時不盡相同,是合理和正常的。澆筑后實測的混凝土內(nèi)溫度仍不是太高,溫度增量也不太大,最高溫度為41℃,最大溫升為25.45℃,溫度總量及增量都在混凝土可承受的范圍內(nèi)。目前各測點的溫度主要隨氣溫變化而變化。3.大壩設(shè)計方案通過以上對廖坊水利樞紐大壩原型觀測施工期16個月的觀測資料的分析,可以得出以下結(jié)論:(1)大壩的設(shè)計符合規(guī)范要求,整個樞