黄河公伯峡水电站大坝进水口坝段位移性态分析20101217)

黄河公伯峡水电站大坝进水口坝段位移性态分析20101217)

文章编号：（此篇论文发表在:四川理工学报2011年第1期）黄河公伯峡水电站大坝进水口坝段位移性态分析王全胜王雪梅2（1.中国水电四局技工学校，古海W宁810007；2.黄河电力测试科技工程冇限公司，冇海两宁810016）摘要:公伯峽水电站进水口坝段基础（1961.00m高程）上下游相对垂直位移偏大，并有趋势性：坝段整体持续向下游位移，且有趋势性增长。这些问題是否会影响到进水口坝段的安全运行，是工程上十分关注的问题，也是水电站大坝安全运行重点关注的问题。为了准确的掌握进水口坝段的运行状态，在对监测系统进行了评价的基础上，经过对公伯峡水电站进水口项段变形观測资料以及对公伯峽地区气候、气象资料的分析，初步得出结论：水库蓄水的前3年，是进水口坝段基础（1961.00m高程）上下游相对垂直位移和顺流向水平位移趋势性增大较快的时段：也是进水口坝段垂直位移和水平位移年变化量值较大的时段。2006年以后上述位移的年变化量逐年递减，但是此位移的趋势性依然存在。文献标识码：A关键词：公伯峡、进水口坝段、位移性态、分析中图分类号：引言在对公伯峡水电站大坝观测资料分析中发现电站进水U坝段存在：坝段基础（1961.00.il高程）廊道所测上下游相对垂直位移偏大，并冇趋势性;坝段整体持续向下游位移，且冇趋势性增长，均以5s机进水口坝段最为明显；5s机进水口坝段测压管水位相对商于进水口其它坝段等问题。为此，对进水U1坝段位移性态作了进一步的分析，以期对其安全性冇一个全面的丫解和评价。分析范围足：进水门坝段桩兮010+000.00〜0+069.00m、引左0+000.00〜引左0+094.00m，对应进水口坝段，下游至压力钢管下弯段仲缩缝处，1概况公伯峡水电站位于荇海省循化、化隆两县交界的黄河干流上，足黄河上游龙羊峡至靑铜峡段规划的第叫座人型梯级水电站。屯站总装机容量为1500MW，水库正常蓄水位2005.00m，相应库容6.20hm3,具有日调节性能。电站以发电为主，兼有防洪、灌溉、供水等综合功能。木工程枢纽主要由大坝、引水发电系统和泄水建筑物三大部分组成。枢纽布罝格局为：河床式钢筋混凝土面板堆石坝，右岸引水发电系统，左右岸池洪洞及左岸溢洪道、两岸灌溉取水口，电站进水口为混凝土熏力坝式进水口，坝顶长94.00m，坝顶高程2010.00m，坝高52.00m〜58.00m，分为5个坝段。压力钢管道为敷设在岩石基础上的钢衬钢筋混凝十外包筲，钢筲内径8.00m，外包混凝土厚度1.50m,压力钢管采用一机一管布置型式。电站厂房位于大坝下游坡脚右岸岸边，为地面式厂房，主厂房内布置5台单机容景300MW水轮发电机组。2003年11月电站进水门坝段混凝十浇筑完成。1.1电站环境量简况水电站自2004年8月下闸蓄水以来，库水位n引言在对公伯峡水电站大坝观测资料分析中发现电站进水U坝段存在：坝段基础（1961.00.il高程）廊道所测上下游相对垂直位移偏大，并冇趋势性;坝段整体持续向下游位移，且冇趋势性增长，均以5s机进水口坝段最为明显；5s机进水口坝段测压管水位相对商于进水口其它坝段等问题。为此，对进水U1坝段位移性态作了进一步的分析，以期对其安全性冇一个全面的丫解和评价。分析范围足：进水门坝段桩兮010+000.00〜0+069.00m、引左0+000.00〜引左0+094.00m，对应进水口坝段，下游至压力钢管下弯段仲缩缝处，1概况公伯峡水电站位于荇海省循化、化隆两县交界的黄河干流上，足黄河上游龙羊峡至靑铜峡段规划的第叫座人型梯级水电站。屯站总装机容量为1500MW，水库正常蓄水位2005.00m，相应库容6.20hm3,具有日调节性能。电站以发电为主，兼有防洪、灌溉、供水等综合功能。木工程枢纽主要由大坝、引水发电系统和泄水建筑物三大部分组成。枢纽布罝格局为：河床式钢筋混凝土面板堆石坝，右岸引水发电系统，左右岸池洪洞及左岸溢洪道、两岸灌溉取水口，电站进水口为混凝土熏力坝式进水口，坝顶长94.00m，坝顶高程2010.00m，坝高52.00m〜58.00m，分为5个坝段。压力钢管道为敷设在岩石基础上的钢衬钢筋混凝十外包筲，钢筲内径8.00m，外包混凝土厚度1.50m,压力钢管采用一机一管布置型式。电站厂房位于大坝下游坡脚右岸岸边，为地面式厂房，主厂房内布置5台单机容景300MW水轮发电机组。2003年11月电站进水门坝段混凝十浇筑完成。1.1电站环境量简况水电站自2004年8月下闸蓄水以来，库水位n基本在2000.00m以上运行，2006年下半年后基本在2004.00m附近运行，接近正常蓄水位2005.00m。多年运行平均水位为2002.40m。见图山丁公伯峡气温资料屮断，环境最因素屮的资料选川进水门坝段钢筋计R-35（仪器埋设位置:进水口坝段r机压力钢管顶部，距压力钢宵外包混凝土表而约25.00cm）的温度资料，替代气温资料。见图2。I卿时fflj（季/年〉图1公伯峡水屯站水位过e线1删IS96=0£省兹±20注：2004年8月8日水库开始蓄水，当月23円水位超过1998m髙程，图中略去了之前的水位测值O23Su箱n时间<季/年）围2公伯峡水电站气ffl过e线J_—R3511t-t1.2电站进水口结构布置简况电站进水U为混凝上蚕力式挡水建筑物，轴线NW300°5'13.2"，与大坝轴线夹角16°5'13.2〃。进水门分为5个坝段，由右至左依次力I2〜5s机坝段。其中2a〜5s机坝段宽度均为18.0m，I2机坝段最大宽度27.Om（其中包拈另在坝段右侧带存5.OmX10.Om泥凝上结构体与右岸连接段）。1S〜5DL进水门顺水流方向长度分别为69.Om、64.0m、59.0m、54.Om及50.0m。进水口底髙程1975.00m<,为了提高进水口坝段的抗滑稳定，在坝段前沿设置了齿墙。r机进水u上游齿墙基础高程为1952.00m,琐段基础面高程为1955.00m，25机进水门上游齿墙基础高程为1955.00m,坝段基础时髙程为1958.00m，3s〜5'机进水口上游齿墙基础高程为1958.00m，坝段基础而高程为1961.00m。2进水口5#机坝段位移监測资料分析进水门5'机坝段断而主要项目：位移监测体系、钢筋应力监测、浞凝土应力监测、温度监测、混凝土接缝变形监测、渗流监测等。见图3.1、3.2。2.1坝体位移特征分析2.1.1坝体垂直位移分析垂直位移约定：“+”农示测点下沉；农示测点上抬。呈值均以醐计。囝3.1进水口坝段观和仪器布H图图3.2进水U坝段观測仪番布置图电站进水门段垂直位移采用儿何水池法和静力水准法两种方法监测、几何水准点布S在电站进水口段坝顶（10个测点）和进水口基础廊道内（17个测点，含右岸髙趾墙3个测点）。分别是LD-J-01〜10（坝顶水准点）、LD-JS-01〜17（基础廊道水准点）。基础廊道内静力水准测点布罝于儿何水准测点旁。见图4。囝4进水口基础鹰道水准双湘布HS经过对观测资料的分析可以看出：进水门坝段坝顶垂直位移（测点位于坝顶下浙侧）呈明敁的年周期变化，高温季节坝体沉降n量较小，低温季节坝体沉降量较人，并存在下沉的趋势性。见图5。基础廊道垂直位移测值表现出上游侧相对下游侧抬升的趋势，2006年之后此趋势性渐缓。见阌6及表1。需耍说明的是，基础廊道内沉降变化S受到2007年底及2008年初极低气温的影响，上述趋势性的部分量值是受极低气温影响引起的。20042C06200620075WW2009时间<年.《)8165432I042€3sxi£(1)通过对各坝段之间相对不均匀沉降的分析得出，f机坝段相对2s机坝段，3=机坝段相对4s机坝段之间存在不M程度的不均匀沉降。见图6。表1:进水U坝段基础廊道垂n位移呈表k下游飢啪道对应点与LD-JS01[JJJS02.DJS0■分JSO.DJS-0?.DJS0(总沉降租＜ain)-1.24-2.28-2.69-2.41-3.33-3.33til对LD-JS-01沉降W(仙1)0.00-1.01-1.45-1.20-2.09-2.09kf游沏庇逝对应点号Ll>-JS-07LD-JS-12.D-JS-I1JWS-1(J)-JS-0<-I>-JS-0^总沉降射(am)如0.530.28♦0.82H.67+2.70+3.36til对LD-JS-01沉降W

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