积石峡水电站混凝土面板堆石坝监测设计.pdf
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1、3 8 黄 燕妮 , 陈树联 , 顾永 明, 唐鹏程 积石峡水 电站混凝土 面板堆石坝监测设计 文章编号 : 1 0 0 6 -2 6 1 0 ( 2 0 1 4 ) 0 6 O 0 3 8 0 5 积石 峡水 电站混凝 土面板堆石坝监测 设计 黄燕妮, 陈树联, 顾永明, 唐鹏程 ( 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司, 西安7 1 0 0 6 5 ) 摘要: 积石峡水电站混凝土面板堆石坝监测系统在设计中充分考虑了工程特点和地质、 地形条件, 取得了完整的 大坝竖向位移、 台阶状的复式地形基础堆石体之间相对变形等资料, 为层状岩基、 不对称基础混凝土面板堆石坝安 全监测积累了成功经验 ,
2、 具有较广泛 的推广价值 。 关键词: 面板堆石坝; 监测; 沉降管; 弯曲式埋设法 ; 多联式位移计; 压性缝 中图分类号 : T V 6 4 1 4 3 ; T V 6 9 8 1 文献标识码 : A D O I : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 6 2 6 1 0 2 0 1 4 0 6 0 1 0 Mo n i t o r i n g De s i g n o f Co n c r e t e F a c e Ro c k fil l Da m ,J l s h i x i a Hy d r o p o we r S t a t i o n HUANG Ya
3、nn i ,CHEN S hul i a n,GU Yo n gmi ng,TANG P e ng -c h e n g ( P O WE R C H I N A X i b e i E n g i n e e r i n g C o , L t d , X i a n 7 1 0 0 6 5 , C h i n a ) A b s t r a c t : I n t h e m o n i t o r i n g d e s i g n o f C F R D, J i s h i x i a H y d r o p o w e r P r o j e c t , t h e e n n e
4、 e r i n g f e a t u r e s , g e o l o g i c a l a n d t o p o g r a p h i c c o n d i t i o n s a r e c o n s i d e r e dTh e r e f o r e,da t a s u c h a s t h e c o mp l e t e v e i c a l d i s p l a c e me n t o f t h e d a m,t h e r e l a t i v e d e f o r ma t i o n b e t we e n t h e f o u n
5、d a t i o n r o c k fil l b o d i e s o n t h e c o mp o u nd t o p o g r a ph y i n s t e p a r e o b t a i n e dTh o s e a c c u mul a t e t h e e x p e rie n c e o n t h e s a f e t y mo n i t o r i ng d e s i g n o f t h e CFRD wi t h l a y e r r o c k f o u n da t i o n a n d a s y mme t r i c
6、f o u n d a t i o n I t i s w0 r t h o f wi d e l y b e i ng d e v e l o pe d Ke y w o r d s :C F R D; m o n i t o ri n g ; s e t tl e m e n t t u b e ; b e n d i n g i n s t al l a t i o n m e t h o d ; m u l t i p l e d i s p l a c e m e n t s e n s o r ; c o m p r e s s i v e j o i n t 1 工程概述 积石峡
7、水电站位于青海省循化县境内积石峡 出 口处。是黄河上游继龙羊峡、 拉西瓦、 李家峡、 公伯峡 等大型水 电站之后的第 5座大型水电站。电站总装 机容量 1 0 2 0 M W, 保证 出力 3 3 2 3 MW, 多年平均发 电量 3 3 6 3亿 k Wh 。水库正常蓄水位 1 8 5 6 m。 主要建筑物 由混凝土面板堆石坝、 左岸坝后式 引水发电厂房 、 溢洪道、 中孔泄洪洞 、 底孔排沙洞等 组成。工程规模为 等大 ( 2 ) 型 , 其 中混凝 土面板 堆石坝为 1 级建筑物。 混凝土面板堆 石坝布 置在 主河 床。最大 坝高 1 0 3 0 i n , 坝顶长度 3 2 1 9 i
8、n, 坝顶高程 1 8 6 1 0 0 in, 顶 宽 9 8 in。上游坝坡 1: 1 5 , 大坝下游综合坝坡为 1: 1 7 2 。左岸上游 电站进水 口、 引水发 电系统左侧 收稿 日期 : 2 0 1 4 0 7 0 4 作者简介 : 黄燕妮 ( 1 9 6 3 一) , 女 , 安徽省濉溪 县人 , 高级 工程师 主要从事水利水电工程安全监测设计和资料分析等工作 溢洪道右边墙设置周边缝与大坝面板连接 , 引水发电 钢管上平段及其外包混凝土位于堆石体下部。 引水钢管水平段外包混凝土顶高程 1 8 3 5 in, 其 上为大坝填筑堆石料 , 右侧河床高程在 1 7 6 5 m左 右 ,
9、 与引水钢管水平段外包混凝土顶部高程相差约 7 0 1 T I , 形成台阶状的复式地形。钢管基础与大坝基 础之问的边坡近于直立坡 , 在大坝回填前 , 采用素混 凝土 回填成不陡于 1: 0 5的边坡 。 面板堆石坝坝体材料从上游至下游依 次为 : 面 板上游面下部粉质壤土斜铺盖及其盖重 区、 混凝土 面板 、 垫层区、 特殊垫层区、 过渡 区、 反滤排水 区、 主 堆石区、 下游次堆石区及下游护坡。 工程于 2 0 1 0年 1 0月 1 4日下闸蓄水至今 , 各建 筑物运行 良好。 2 混凝土面板堆石 坝监测设计 混凝 土 面板堆 石坝 2 0 0 8年 1 0月 开始 填筑 , 2 0
10、 1 0年 1 0月 1 4日下闸蓄水 , 期间 土石 坝安 全监 测技术规范 新版本 尚未出版 , 因此监测设计 主要 西北水电 2 0 1 4年 第6期 3 9 依据 S L 6 0 9 4 土石坝安全 监测技术规 范 和 D I MT 5 1 7 8 2 0 0 3 4 混凝土坝监测技术规范 。 观测项 目主要包括 : ( 1 )巡视检查 , 包括 日常巡视检查 、 年度巡视检 查和特别巡视检查 。 ( 2 )变形监测 , 主要包括坝体表部变形 、 坝体内 部变形 、 裂缝与接缝 、 混凝土面板变形 ; ( 3 )渗流监测 , 主要包括坝体与坝基渗流压力 、 绕坝渗流 、 渗流量监测;
11、( 4 )压力 ( 应 力 ) 监测 , 主要包 括坝体 土压力 ( 应力 ) 、 接触土压力 、 混凝土面板应力应变。 2 1 变 形监测 ( 1 )坝体表面变形 混凝土面板堆石坝表面变形永久监测共布置 8 横 5纵监测断面。虽然坝长超过 3 0 0 m( 坝顶长度 3 2 1 9 m) , 考虑其 台阶状的复式地形 , 因此横断面 问距设 置比规范要求略密, 为 3 0 4 0 m, 其中坝右 0 + 0 8 6 3 6 m断面 、 坝右 0 + 1 6 8 3 6 m断面 ( 最大坝高 断面) 和坝右 0 + 2 4 8 3 6 0 m 断面为变形监测 主断 面 ; 纵断面在坝顶上游侧正
12、常蓄水位高程 以上设置 1条 , 坝顶下 游侧及 ( 最 大 坝高断 面 ) 下游 坝坡 约 1 3 、 1 2 、 2 3高程各设置 1条 , 在每纵 、 横剖面交叉 点处设置 1 个表部变形监测水平 、 竖 向位移综合测 点。为监测台阶状 的复式地形不均匀沉降对大坝表 部的影响 , 在 台阶右侧坝顶上 、 下游测线各增加 了 1 个垂直位移测点。 表面水平位移原设计横 向水平位移采用视准线 法观测 , 纵向水平位移监测采用全站仪测距 , 个别测 点纵 、 横 向水平位移利用前方交会法进行。施工过 程中根据现场情况 , 坝下游右岸设置视准线工作基 点难度较大 , 改为坝顶上游侧测线为横 向水
13、平位移 采用视准线法观测、 纵向水平位移采用全站仪测距, 其视准线工作基点在其两端延长线上 ; 坝顶下游侧 及下游坝坡水平位移均采用前方交会法进行 , 其工 作基点 4点 , 位于坝下游两岸稳定基岩处。水平位 移工作基点利用坝址区平面监测控制 网校核。 大坝表部竖 向位移监测采用精密水准法, 工作 基点共设置 2点 , 分别位于左岸下游上坝公路处和 右岸坝肩下游交通洞 内。工作基点均为基岩标 , 利 用坝址区水准监测控制 网对其进行校核。 ( 2 )堆石体内部变形 坝体内部变形 监测一般包括分层竖向位移 、 分 层水平位移 、 界面位移监测等。 1 )坝体分层竖向位移 积石峡水电站采用水管式沉
14、 降仪和电磁式沉降 仪相结合的方法进行坝体分层竖向位移监测。 在坝体变形 3个主监测断面设置水管式沉 降 仪 , 每个断面沿高程分 3层设置 , 设置高程均分别为 1 8 4 0 、 1 8 2 0和 1 8 0 0 m。各层测线在坝轴线处设置 1 测点 , 并 以此点为 中间测点 , 向上 、 下游延伸 约每 3 0 3 5 m增加 1 个测点 , 按高程从上至下分别设置 了3 、 5 、 7个测点。其 中最大坝高断 面设置了 3 、 5 、 7 个测点的水管式沉降仪各 1 套, 其余 2监测断面分 别设置了 3 、 5个测点的水管式沉降仪各 1 套 。 为 了更全面的监测到坝体的竖 向位移
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