解析山口水电站大坝安全监测设计

解析山口水电站大坝安全监测设计

小水电2012年第5期(总第167期)规划设计山口水电站大坝安全监测设计邓理想周清丽(新疆水利水电勘测设计研究院新疆乌鲁木齐830000)【摘要】根据土石坝及重力坝安全监测规范的要求，介绍了混合坝监测项目及测点的布置，着重介绍了坝体变形、渗流、应力应变、温度等监测仪器的布置【关键词】混合坝安全监测布置布置7个控制点。精密水准控制网按二等精度进行1工程概况布置，共布置7个控制点。山口水电站是新疆伊犁特克斯河于流梯级开发坝顶平行坝轴线设置1条真空激光准直线，监的最末一级，主要承担发电任务，其次是反调节任测坝顶水平、垂直位移。真空激光准直线长514m，务，最大坝高49．80m，水库总库容1．21亿m3，装共28个测点，激光准直采用真空无缝钢管。机容量141MW，属大(2)型II等工程。激光准直的两端点设有倒垂线做基点，用双向电站由拦河坝、泄水建筑物和发电引水系统及垂线座标仪和光学垂线座标仪监测，采用双金属标电站厂房等主要建筑物组成。大坝为混合坝，碾压作垂直位移的基点。混凝土重力坝段位于主河床和左岸阶地，利用重力坝基基础灌浆廊道设置1条静力水准线，监测坝段布置溢流表孔、泄洪底孔、发电引水系统。左垂直位移，共7测点。坝基桩号0+155．O0m横向岸0+000．O0～0+496．O0In为碾压混凝土重力坝，廊道、桩号0+251．O0In横向廊道分别布设1条静碾压混凝土重力坝与粘土心墙坝结合段桩号为0+力水准线，共4个测点。坝基基础灌浆廊道869I13496～0+556m；右岸阶地采用粘土心墙坝，桩号高程平行坝轴线设置1条引张线，监测水平位移。坝0+556．O0～坝04-963．10m。厂房采用坝后式，2．1．2渗流及扬压力监测布置在靠近右岸阶地坝段下游的阶地上，同时利用坝基扬压力监测共设了1个纵断面和3个横断右岸阶地的有利地形将尾水渠向下游延伸，以此增面。纵断面设于基础灌浆廊道的帷幕灌浆孔与坝基加发电水头并采用了3台机布置方案。排水孔之间，共设了27根测压管。3个横断面分2大坝监测设计别设于横向观测廊道内，共设了10个测压孑L。测本着以工程安全监测为主，指导施工、验证设压管均采用钻孔埋设，当管口有压时，管口密封并计为次的目的，需对左岸及河床段的碾压混凝土重加置压力表；当管口无压时，采用电测水位仪来进力坝和右岸的粘土心墙坝分别进行监测设计。行测读。为实现自动化监测，在测压管内埋设了2．1碾压混凝土重力坝监测37支渗压计。为了解帷幕灌浆前的坝基扬压力情2．1．1变形监测况，在帷幕灌浆位置上游的坝基面上，各监测坝段平面控制网按二等精度的三角网进行布置，共设置了1支渗压计，共3支。在l0号坝段874．0m高程布设3支渗压汁，其收稿日期：2012—05—15中1支布置在二级配RCC防渗层内，以观测二级作者简介：邓理想(1978一)，男，工程师，主要从事水利工程规划设计工作。Email：21156678@qq．corn配RCC防渗层的防渗效果；1支布置在坝体排水管·37·n规戈U设计SMALLHYDROPOWER2012No5，TotalNol67之前，以观测RCC碾压分层面之问的结合情况；1874．0m高程、886．0In高程各埋设1组五向应变支布置在排水管之后，以观测坝体排水管的作用。计；19号坝段坝踵处874m高程及886m高程各设1在表孑L13号坝段867．2In高程埋设1支渗压组五向应变组；6号(底孔)坝段872．5m高程设计，874m高程埋设3支渗压计，观测层面的渗透置2组五向应变计组。每组应变计组旁各设置1支压力。无应力计。在底孔6号坝段进口闸井，873．0nl高程设置4在l3号坝段(表孔)0+027．85m、0+支渗压计；洞身段、出口闸井段873．5m高程设置4007．5m断面布嚣2个观测断面共埋设钢筋计4支、支渗压计；在进口闸井坝踵下三级配RCC混凝土2向应变计4、无廊力计4支，观测不同位置衬与垫层混凝土的分界面上设置1支渗压计。砌的变形、府力在发电l9号坝段874rn高程、888．0m高程各在6号坝段(底孔)0—008．500m、0+埋设1支渗压计；沿建基面自帷幕至尾水管埋设4007．000m、0+033。7f)f)nl断面没置3个观测断面，支渗压计，观测层面的渗透压力。共埋设钢筋计10臾、2向应变计8组、无应力计8另外，6、10、13号观测断面在坝基常态混凝支，观测不矧位援衬砌的变形、应力。士和碾压混凝土间各埋设1支渗压计，观测大坝底在19号坝段(发电)0—021．5in、0—002m断部的坝体渗流情况，同时也可了解结合面有无裂缝面布置2个观测断面共埋设钢筋计‘6支、2向应变开展。计4组、无应力汁4支，观测不同位置衬砌的变在灌浆廊道及下游排水廊道的排水沟内各分段形、应力。压力钢管管体上埋设钢板计2组监测钢没置量水堰，分段测量碾压混凝土坝的渗流量，共板应力。布置8支。量水堰采用标准三角量水堰，除用人工水位监测：在重点测断面七游设置水尺，在重测量外均采用量水堰水位计进行自动化量测。点监测坝段(10号坝段)库区内水流平稳、受风在大坝左坝肩沿渗流线方向共设置3个测点。浪和泄水影响较小的部位设置遥测水位计。其中帷幕后设1个测点，沿流线在坝体下游的山坡2．2粘土心墙坝监测上设有2个测点，以了解帷幕灌浆的效果，监测坝右岸阶地粘上心墙坝最大坝高39m，安全监测肩的渗流状况；测点采用钻孔埋设或利用原来钻设置以变形及渗流监测为主，对右岸心墙纵向开挖孔，并采用孔内埋设渗压计的方法来遥测其水位。边坡较陡处及连接段加强渗流监测。2．1．3应力应变及温度监测2．2．1变形监测选用6、10、19号坝段为观测断面，测点基本坝体表面变形监测包括竖向位移和水平位移，上以网格状布置。为测得坝体的温度场，上游侧坝在上游坝坡、坝顶及下游坝坡设置监测表面变形的内温度计布置较密，其中距上游坝面501TIln的温度监测点。计用来测量水库水温；在水位变化频繁的部位，适坝体表面布设变形标点，在坝顶及下游坝坡设当加密，坝体内温度计布置按规范最小间距8m布置水平、竖向位移标点，监测运行期的坝体变形情置；在埋设其他内部仪器的位置不再设温度计，要况。坝体共布置3条监测纵断面。坝顶在平行坝轴求其他内部仪器都能兼测温度。9号坝段设置了26线的上、下游坝肩各布置1条，下游坝坡布置1条支温度计，19号坝段设置了13支温度计，这两个监测纵断面，高程为898．00m。标点间距50ITI。断面设置在坝上游的11支温度计兼测量库水温度。内部变形监测为心墙内部的竖向位移。在选定在6号坝段，设置了l7支温度计。的坝0+586．000m、坝0+752．871n1两个监测断面在典型坝段，l0号坝段、13号(表孔)坝段一fl,墙轴线处各布置1根竖向位移管，监测坝体内部·38·n小水电2012年第5期(总第167期)规划设计的垂直变形。较高，对土坝与碾压混凝土坝结合处的渗流进行了土坝与碾压混凝土坝结合处8851TI高程、监测，在坝高855、895、905IT／分别埋设2支，共6895m高程布置2支土压力计，右坝肩与岩石接触支渗压计。右坝肩与岩石接触的断面在高程855、的断面在895m高程、905m高程各布置了2支位895m分别设置2支，共4支渗压计。右岸坝肩设移汁。置3根测压管监测绕坝渗流状况。2．2．2坝体渗流监测在坝坡脚渗流引出处设置量水堰，监测坝体渗坝0+586．000m、坝0+752．871m两个断面、流量。心墙轴线处和偏向心墙轴线下游处各布置1根测压3结语管(共4根)。粘土心墙内和混凝土板的接触处埋根据山口水电站工程布置特点及工程区地形地设渗压计监测接触面的渗流情况，每一断面分3个质条件，对大坝进行了安全监测设计。大坝采用混高程各埋设9支渗压计。坝0+586．000m断面、下凝土重力坝和粘土心墙坝结合的混合坝坝型，需对游沿基岩接触面埋设2支渗压计，对坝体渗流进行两种坝型的安全监测分别设计，内容主要包括变形监测。监测、渗流监测和应力监测等；同时还实现了工程沿纵断面在心墙后的反滤层内设置渗压计，结监测自动化，这为指导工程安全运行提供了可靠的合剖面布置问隔约70m设置1支渗压计监测纵向渗依据。流情况。一0+586．00m、0+752．87113断面坝基帷幕灌浆后分别设置渗压计2支，共4支。责任编辑吴吴由于土坝段左坝肩与碾压混凝土坝结合段水头．址—址—Sl上．址．—S—址．S．L—址—址．址．．．L—址．址．址．址—址—址．S．‘屯．SlL．址．L．址．址．址．址j．址．Sl上．S屯龇．址．S‘也．L．S屯．LL址(上接第36页)工，至今已安全运行了近8期间多次遭受台风橡胶坝进行蓄水试验充水时，坝袋内压力不得洪水的考验。通过实践证明，河道整治工程中采用超过设计内压力，蓄水高度控制在35．0m高程以橡胶坝方案具有工期短、经济合理、运行可靠、美下。蓄水试验后，橡胶坝日常管理设专门技术人化环境等特点。员，严格按以下要求运行控制：坝顶溢流时，可通白沙溪橡胶坝工程建成后，城区内形成了更大过改变袋坝高度来调节溢流水深，避免坝袋发生振的人工湖面，为居民提供了亲水环境，促进了新区动；夏季高温季节，可适当降低坝高，坝顶面短时靓丽多姿的水生态环境，提升了新区的城市品位。保持一定溢流水深，以此来降低坝袋表面温度；坍坝行洪时，坝袋需缓慢匀速坍落，避免对河道下游参考文献：造成破坏性冲刷。[1]王磊．螺栓压板式锚固堵头橡胶坝的设计与施工[J]．江苏水利，2001(04)．梅汛、台汛运行期间，应按水利管理部门的统[2]吕诚伟，楼康德．奉化湖山橡胶坝的设计简介[J]．浙一调度，根据气象和水文预报及时掌握水情，提前江水利科技，2002(5)．采取安全保护措施。坍坝泄流前应事先通知有关单[3]杨鹏伟．湍河橡胶坝锚固堵头设计与施工策略探析位和部门，并以各种有效信号对危险区域发出警告。[J]．河南水利与南水北调，2010(12)．●4结语责任编辑吴昊工程于2003年11月动工兴建，2004年6月完·39·