槐树关水库大坝稳定性评价.pdf
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1、 农业与技术 农业工程槐树关水库大坝稳定性评价高雅彬杨赟王春霞焦林可李生彬(兰州博文科技学院 甘肃 兰州 临夏回族自治州水利科学研究院 甘肃 临夏 兰州交通大学环境与市政工程学院 甘肃 兰州)摘 要:槐树关水库大坝已运行近 年 为了解大坝运行情况 分析大坝变形监测资料 评估大坝安全性是非常必要的 本文对槐树关水库大坝 年坝体变形监测数据进行分析以评估大坝的稳定性 同时将大坝变形监测数据与库水位进行 相关性分析 探究大坝变形规律 为大坝的长期安全稳定运行提供参考关键词:变形监测 水库水位 相关性分析 稳定性评价中图分类号:文献标识码:/收稿日期:作者简介:高雅彬()女 硕士 副教授 研究方向:可
2、持续发展 环境保护 废弃物的再生利用等 通讯作者焦林可()女 硕士在读 研究方向:水污染控制 槐树关水库概况槐树关水库位于甘肃省临夏州境内 枢纽区主要建筑物包括混凝土面板堆石坝、左岸溢洪道、右岸输水洞等 槐树关水库大坝工程属四级小()型工程 其主要永久性建筑物包括大坝、溢洪道、输水泄洪洞等 属于 级建筑物 主要建筑物按 年一遇洪水设计 年一遇洪水校核 其他次要及临时性建筑物均属于 级 水库正常蓄水位 兴利库容 设计洪水位 (年一遇)校核洪水位 (年一遇)总库容 万 死水位 死库容 万 调节库容 万 设计供水能力为 万 槐树关水库担负下游 万人口的饮水功能自 以来 除坝体渗流量观测资料较为全面严
3、重缺乏其他安全监测数据 年 该坝被某水利科学院评价为“二类坝”属于在一定控制运行条件下才能安全运行的大坝 本文通过对大坝的表面和内部变形监测数据与库水位进行分析以评估大坝的稳定性 项目监测点布置 坝体表面位移监测点大坝表面变形监测主要分为横向和纵向 部分利用全站仪、可动觇标、固定觇标等设备 通过三角网和水平线 种方法进行水平位移监测 在竖向位移的监测中 采用水准法 使用高精度的水平仪进行测量依据 土石坝安全监测技术规范()的要求 并考虑到该项目的具体情况 拟在大坝防浪墙与面板连接处及大坝下游坡面布置 排 个固定位移标点 按 的顺序设置固定位移点 每一个节点都能监控到横向和纵向的位移 依据枢纽区
4、的观测坐标分布 在坝体左、右 个边坡上分别设置了 个观测基点 其中 是 个水平位移工作基点 是 个校核基点 如图 所示 监测点位置信息如表 所示表 大坝表面变形监测点布置信息位置防浪墙与面板连接处大坝下游坡面监测点位坝横 坝纵 高程 农业工程 农业与技术 图 表面位移测点安装位置图 坝体内部变形监测点根据大坝历史检测资料 在大坝的主监测断面(坝横 )的 高程布置 套水平和垂直位移监测系统 分别为 个测点 水平位移监测采用引张线水平位移计 仪器编号为 为坝横 坝 纵 为 坝 横 坝纵 为坝横 坝纵 为坝横 坝纵 高程均为垂直位移监测采用水管式沉降仪 仪器编号为 为坝横 坝纵 为坝横 坝纵 为坝横
5、 坝纵 为坝横 坝纵 测点布置如图 所示图 内部位移测点安装位置图 监测结果分析 坝体表面变形监测分析根据历史监测资料得知 水平位移值为正表示向下游向左岸变形 反之向上游向右岸 垂直位移为正表示大坝下沉 反之代表上升 变形监测的目标是通过获得监测数据 并对监测数据展开分析 从而找出变形产生的原因 帮助人们认识并分析导致变形的因素和规律 并对其进行有效的预防、控制、处理 最终达到保证观测对象安全的目的 坝体表面水平位移坝体表面水平位移自 年 月 日开始监测其中 的表面水平位移利用水平位移工作基点 和 高程(系)的平均值减去 校核基点的高程得到 的水平位移利用水平位移工作基点 的高程减去校核基点
6、的高程得到 的水平位移利用水平位移工作基点 的高程减去校核基点 的高程得到 监测结果显示 坝体表面水平位移观测值均在 表明坝体水平位移在时效因素的影响下 坝体的不同部位出现缓慢变形且趋于稳定 因为坝体水平位移受沉降影响 这也表明坝体沉降均匀稳定 符合面板堆石坝一般沉降规律 大坝水平位移随时间和空间的分布情况如图、图 所示图 坝体表面水平位移时间分布由图 可知 坝顶监测点 的水平位移为均正值 表明坝顶各监测点水平位移向下游变形 这是由于受蓄水引起的时效变形的影响 而大坝下游坡面的监测点水平位移均为负值 即下游坡面各监测点均向上游变形 这表明在坝低处可能由于粘土产生的干缩 水平位移表现出向上游变形
7、的趋势 大坝水平 农业与技术 农业工程位移水平增长 没有突增的趋势 表明大坝随着时间发生缓慢的变形 但总体在可控范围之内 由图 可知 监测点 监测点位于下游坡面高程最低水平位移值的绝对值最小 表明大坝水平位移沿下游方向 变形逐渐减小 同时反映了土石坝的一般变形规律 即测点高程越高 坝体填筑高度越大 由运行期间水平荷载引起的位移越大图 坝体表面水平位移空间分布 坝体表面沉降本次坝体垂直监测自 年 月 日开始监测通过监测点第 次测量的高程减去第 次测量的高程得到沉降量 结果为正值表示沉降 反之代表上升 年 月 日得到 组沉降量 本次沉降量加上一次的累计沉降量得到本次监测的累计沉降量 正值代表沉降
8、反之代表上升 年 月 日得到第 组累计沉降量 近来观测值经过计算得到的累计沉降量随时间和空间分布情况如图、图 所示图 坝体表面沉降时间分布由图 可知 测量过程与水位关系不明显 过程线整体呈上升趋势 说明水库基础纵向位移随时间仍有增加的趋势 但增值逐渐变小 大坝趋于稳定 由图 可知 空间分布上表面沉降以河床区间观测点为主 如、沉降量比两岸坝肩附近的观测点大 在同一高度的各观测点中 下沉量最大的位于坝体中心轴线观测点 如、点呈现在同一高程各测点当中沉降量最大的位于坝中轴线的测点 水库蓄水初期 坝体沉降速度较快 随后进入稳定期 坝体沉降速度减慢图 坝体表面沉降量空间分布沉降作为堆石坝观测变形的重要指
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