沙坝水电站碾压混凝土拱坝实测位移性态分析.pdf
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1、水利水电技术第4 6卷2 0 1 5年第 1 2期 沙坝水 电站碾压混凝土拱坝实测位移 性 态 分 析 庞先明,付科 ,杨运伟 ( 贵州省大坝安全监测 中心,贵州 贵 阳5 5 0 0 0 2 ) 摘要:本文介绍了贵州省沙坝水电站碾压混凝土双曲拱坝的 变形监测布置情况,对工程下闸蓄水运 行 以来水平位移监测资料进行整理及 多元线性回归分析 ,初步理清拱坝的整体 变形规律和运行性 态, 为今后 沙坝水电站大坝的安全运行管理提供参考。 关键词 :碾压混凝土拱坝 ;位移监测 ;变形性态分析 ;外掺氧化镁混凝土 d o i :1 0 1 3 9 2 8 j c n k i w r a h e 2 0
2、1 5 1 2 0 2 2 中图分 类号 :T V 6 9 8 1 1 ( 2 7 3 ) 文献标识码 :A 文章编号 :1 0 0 0 0 8 6 0 ( 2 0 1 5 ) 1 2 0 0 9 0 0 6 An a l ys i s o n o bs e r v e d di s pl a c e m e nt b e ha v i o r o f RCC a r c h d am f o r S ha ba Hyd r o po we r St a t i o n P ANG Xi a nmi n g, FU Ke, YANG Yu n we i ( D a m S a f e t y
3、Mo n i t o ri n g C e n t e r o f G u i z h o u P r o v i e n c e ,G u i y a n g 5 5 0 0 0 2 , G u i z h o u , C h i n a ) Ab s t r a c t :T h e a r r a n g e me n t o f t h e d e f o r ma t i o n mo n i t o r i n g o f t h e RC C d o u b l e c u r v a t u r e a r c h d a m f o r S h a b a Hy d r o
4、p o w e r S t a t i o n i n Gu i z ho u Pr o v i n c e i s de s c r i be d h e r e i n,a nd t he n t he h o r i z on t a l d i s p l a c e me nt mo n i t o rin g d a t a s i nc e t h e i mp o u n dme n t o f i t a r e p r o c e s s e d, wh i l e t h e mu l t i p l e l i n e a r r e g r e s s i o n a
5、 n a l y s i s i s ma d e o n t h e m a s we l l ;f r o m wh i c h t h e o v e r a l l d e f o r ma t i o n l a w a n d t h e u p e r a t i o n b e h a v i o r o f t h e a r c h d a m a r e p r e l i mi n a ri l y o b t a i n e d,t h u s p r o v i d e s a r e f e r e n c e f o r t h e s a f e t y o
6、p e r a t i o n ma n a g e me n t f o r t h e da m i n t he d a y s t o c o me Ke y wo r ds:RCC a r c h d a m ;d i s pl a c e me n t mo n i t o r i ng;de f o rm a t i o n b e h a v i o r a na l y s i s;Mg O a d mi x e d c o n c r e t e 1 工程概述 沙坝水电站位于贵州省务川县 ,坝址处于乌江水 系一级支流洪渡河中上游。挡水建筑物为碾压混凝土 双 曲拱坝 ,最大坝
7、高 8 4 5 0 m,坝顶宽度 6 0 0 IT I ,最 大坝底宽度 2 0 0 0 I T I ,坝顶中心线弧长 1 4 3 4 9 m,坝 体弧高 比为 1 6 5 ,厚 高 比为 0 2 3 ,拱顶 中心角 为 9 6 7 2 。 。坝体建材采用三级配 9 0 d龄期 C 1 5碾压混 凝土 ,迎水面采用二级配 9 0 d龄期 C 2 0变态混凝土 , 抗渗等级 W8 ,厚 0 5 0 i n ;下游坝面采用二级配 9 0 d 龄期厚 0 5 0 in的 C 1 5变态混凝土,内侧采用二级配 9 0 d龄期 C 2 0碾压混凝土 ,抗渗等级 W8 。实施时 为简化施工 ,减少分缝 ,
8、在混凝土 内外掺 3 的氧化 镁 。 沙坝水 电站于 2 0 0 4年 7月 1 2日正式 开工建设 , 9 0 2 0 0 6年 2月坝体混凝 土浇筑 到坝顶高程 6 2 0 0 0 in, 2 0 0 6年 1 1月 1 7日开始试蓄水 ,1 2月 8日水库一期 下闸蓄水。2 0 0 6年 1 2月 1 7日库水位达到 5 8 6 0 0 in 时,发现高程 5 8 6 0 0 in 以下坝体 中部 、右坝端等部 位有集 中漏水现象,2 0 0 7年 7月 3 1日,水库水位达 到正常蓄水 位 6 1 5 0 0 i n ,大坝仍存 在大 面积渗 漏 , 且渗漏量随库水位 的升高呈明显增大
9、。经检查 ,是大 坝混凝 土施 工质量欠 佳 、浇筑层 面结合 不 良所致 。 2 0 0 7年曾对坝体进 行过防渗处理 ,但效果 欠佳 。为 确保大坝安全运行 ,2 0 0 8年 1月 2 0 0 9年 3月重新 对坝体进行了防渗处理和固结灌浆补强 ,坝体防渗堵 漏效果 明显 。2 0 0 8年 6月至今 ,水库一直处于 6 0 0 0 0 收稿日期 :2 0 1 5 1 0 0 9 作者简介 :庞先 明( 1 9 7 4 一 ) ,男 ,高级工程师。 W a t e rRe s o u r c e s a n dHy d r o p o we r En g i n e e ri n g V
10、o l 4 6No 1 2 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 1 沙坝水 电站大坝位移监测点布置及完成情况统计 庞先明, 等沙坝水电站碾压混凝土拱坝实测位移性态分析 数量 埋设时间 监测项 目 类别 测点编号 埋设位置 个 年 一月 基准点 T Nl T N2 2 坝址上游左右岸山体 2 0 o 71 0 水平位移标点 I P1 T P 8 8 坝顶 6 2 0 O 0 m高程拱圈 2 0 0 7一l O P L l 1 桩号坝 0+ 0 2 0 0 0 0高程 6 2 0 0 0 m 2 0 0 7一l O 表面变形及 正垂线 P l 桩号坝 0+ 0 6
11、8 8 4 2高程 6 2 0 0 0 m 2 0 0 71 0 挠度监测 P 1 桩号坝 0+1 1 4 0 0 0高程 6 2 0 0 0 13 3 2 0 0 71 0 I P 1 l 桩号坝 0 4 - 0 2 0 0 0 0高程 5 9 1 7 2 m 2 0 0 7 0 2 倒垂线 I P 2 1 桩号坝 0+ 0 6 8 8 4 2高程 5 7 3 4 5 r f l 2 0 0 61 O I P 3 1 桩号坝 0+1 1 4 0 0 0高程 5 8 6 0 0 m 2 0 o 61 0 I T I 以上 高 水位 运 行状 态。运行 期 大 坝 观测 工 作 从 2 0 0
12、6年 1 1 月开始持续至今 ,收集了较完整的监测成 果资料 ,为电站安全运行提供了依据 。 2 拱坝位移监测方案 2 1 水平位移监测 根据沙 坝 水 电站 工 程 规模 、结构 特 点 及 地 质 特征和工 程实 际 情况 ,沙 坝水 电站拱 坝位 移 监 测 主要包括 坝顶 表 面水 平 位移 和 坝体 挠 度监 测 。对 于坝体水平 位 移采 用 坝顶前 方 交会 和垂线 相 结 合 的方法 。水 平位 移监 测 测 点布 置及 完 成情 况 详 如 表 1所列 。 根据文献 3 对坝体外部变形监测 的精度要求 , 结合沙坝水 电站工程现场实 际地形 条件 ,即拱 坝下 游左 、右岸坡
13、较 陡,灌木丛 生 ,河 谷狭窄 ,通视极 差 。坝址附近无水平位移监测控制 网布置条件 ,本 工程采用在坝体上游左 、右岸 山体 各设 置 1个工作 基点组成起始边 ,利用坝顶拱冠梁 处 的正 、倒垂线 组对工作基 点进 行校核 修正 。根据 工程 实际 条件 , 拱坝表 面水平位移监测仅在坝顶 布置水平位移监测 点,采用前方边角交会法,按 工程测量规范 ( G B 5 0 0 2 6 -2 0 0 7 ) 中三等三角测量精度要求 ,对坝顶位 移标点 ( 其 中 T P 为二等测点 ) 进行观 测 ,测 点布 置 如图 1所示 。 昌 图 1 坝 顶 ( 6 2 0 O 0 m) 拱圈位移监
14、测点布置 水利水电技术第4 6卷2 O l 5年第 1 2期 2 2 坝体挠度监测 垂线监测系统是一种成 熟 、可靠和直观的变形监测 方法 ,其监测成果往往是评 价坝体变形性态最重要的依 据 J 。每组 垂 线 相 交 处 设 置观测室 ,观测室以上为正 垂线 ,以下为倒垂线 。 根据沙坝电站大坝地形 地质条件 ,布置正 、倒垂线 3组 ,正倒垂 线分 别在 1 、 2 、3 观测室结合 布置 ( 见 图 2 ) 。 3 拱坝位移监测成果分析 3 1 拱坝表面变形监测成果 拱坝表面水平位移监测网于 2 0 0 7年 1 0月初完成 并开始观测 ,监测结果如图 3 、图 4和表 2所示。从 图
15、3及图 4过程线看 ,坝顶径 向位移基本在 一1 0 0 0 2 0 7 0 m m之间波动,最大径 向位移基本发生在低 温季节 ,具体表现为两拱端向拱冠呈增大趋势 ,且有 较好 的连续 性。2 0 1 2年 3月 2 4 日,库 水位 6 0 9 9 0 m,气温 1 7,实测最 大径 向位移 量为 2 0 7 0 m m ( T P ) 。从表 2看 ,水库蓄水运行 以来坝顶径 向位移 量常年变 幅基本 稳定在 1 5 o 02 3 6 0 mm之 间,表 明坝顶表面变形基本稳定。如表 3所列可见 ,沙坝电 站拱坝径 向变形高度比与省 内同类工程基本一致 ,表 明坝顶径 向位移量级正常。
16、实测坝顶切向位移基本稳定在 一1 7 5 5 7 m m, 总体表现为向右岸位移 ,各测点向右岸位移最大值大 重 0 0 n 寸 8 ! + 0 量 0 。 饔 = 野 0 吉 0 + 0 0 野 野 P L , 6 2 0 0 0 |一 | 观 察 室 P L 3 室 = =llr ii i厶 | = lIr 口 | 2 观 察 室 IP, P 2 诱 导 缝 I P 、 、 一 w 5 3 5 0 0 v 51 0 0 0 口 5 1 4 0 0 口5 l 2 0 0 图2 正、倒垂监测布置( 高程单位:m) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 庞先明, 等沙坝
17、水电站碾压混凝土拱坝实测位移性态分析 6 2 0 O O 61 0 O O 6 0 00 0 芒5 9 0 0 0 世 5 8 0 O O 5 7 00 O 广 r 、 k f 、 1 r 竹t 州 一 腓 一 f 一 r lhj j V 。 f 厂 一 f f 、 l j【。 : q l v 一 库 水 位 一 气 温 3 O p 2 0 1 0 0 2 0 0 7 I 2 - 0 4 2 0 0 9 0 2 0 6 2 01 0 - 0 4 1 3 2 0 1 1 0 6 1 8 2 0 1 2 - 0 8 2 1 2 0 1 3 1 0 - 2 6 2 0 1 4 - 1 2 - 3 1
18、 4 0 O O 3 0 O O 2 0 O O 1 OO 0 O 1 O O O 2 0 O O 时间 年- 月一 日 图 3 库水位 、气温 一时间过程线 r T P 3 T P5 一 TP 6 阪 小 。 一 厂 V V 一 一 V 2 0 0 7 1 2 0 4 2 0 0 9 一 O 2 0 6 2 01 0 0 4 1 3 2 0 1 1 0 6 1 8 2 0 1 2 0 8 2 1 2 01 3 1 0 2 6 2 0 I 4 1 2 3 1 时间 年一 月一 日 图 4坝顶径 向位移 一时间过程线 表 2坝顶最大径向位移量及特征参数统计 测点 特征值及参数 2 0 0 8 仨
19、 2 0 0 9 焦 2 0 1 0 年 2 0 1 1 正 2 0 1 2在 2 0 1 3 正 2 0 1 4焦 最大变幅 最大径向位移值 mm 4 4 0 0 1 O 3 9 0 1 9 0 3 O 0 O 8 O 一O 5 0 1 5 7 0 T P 1 库水位 m 5 7 3 0 0 6 0 5 3 O 6 0 7 2 0 6 l 3 1 O 6 1 3 1 O 6 l 1 O 9 6 0 9 5 5 气温 2 2 2 5 2 4 1 3 9 1 8 1 2 最大径向位移值 mm 5 5 O 6 0 0 1 2 8 0 5 2 O 1 O 6 O 7 7 O 8 7 O l 7 2
20、O T P 2 库水位 m 5 7 3 o o 6 o 5 3 O 6 0 7 2 O 6 l 2 0 0 6 1 3 1 O 6 1 1 O 9 6 1 4 7 0 气温 C 2 2 2 5 2 4 8 9 l 8 2 4 最大径向位移值 mm 7 3 0 6 7 0 1 3 6 0 5 8 0 1 2 7 0 7 5 0 6 8 O 2 3 6 O ri p 3 库水位 m 6 0 2 5 0 6 0 5 3 O 6 0 7 2 O 6 1 4 7 0 6 0 9 9 0 6 0 8 5 O 6 l O 2 0 气温 2 1 2 5 2 4 2 9 1 7 I 8 1 4 最大径向位 移值
21、 mm 3 5 O 1 3 0 3 1 O 1 o o 5 5 0 2 1 O 1 8 0 1 8 7 O T P 5 库水位 m 6 0 2 0 H 0 6 0 5 3 0 6 0 7 2 0 6 0 7 5 5 6 1 3 1 O 6 0 7 o o 6 0 6 3 6 气温 1 8 2 5 2 4 1 2 9 1 4 1 O 最大径向位移值 mm 1 3 5 0 1 1 5 O l 8 2 O 1 9 2 O 2 0 7 O 1 8 7 0 1 9 1 0 2 2 【 x ) T P 6 库水位 m 6 1 5 2 0 6 0 5 O 0 6 0 4 0 0 6 0 2 0 o 6 0
22、9 9 0 6 0 7 0 0 6 0 3 8 5 气温 0 c 2 9 1 6 2 9 2 2 1 7 1 4 9 最大径向位移值 mm 6 2 0 2 8 0 6 4 0 8 5 0 4 3 O 6 7 0 3 8 O 1 5 0 O T P 7 库水位 m 5 7 3 0 o 6 0 5 3 0 6 0 7 2 0 6 0 2 o o 6 o 7 0 o 6 0 4 3 4 6 0 3 8 5 气温 2 2 2 5 2 4 2 2 1 2 2 8 9 最大径向位移值 mm 1 O 2 0 8 4 0 1 3 4 0 l 7 3 0 8 4 0 1 3 4 0 8 7 0 1 8 6 O
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