恰甫其海水利樞紐大壩安全監(jiān)測成果分析

恰甫其海水利樞紐大壩安全監(jiān)測成果分析

吉福奇海水庫是一座一級（1）工程，水庫是一座一級建筑。壩址區(qū)地震基本烈度為Ⅷ度，大壩在基本烈度基礎(chǔ)上提高1度即9度設(shè)防。該工程于2005年6月25日開始下閘蓄水。1安全監(jiān)測1.1壩體監(jiān)測方案設(shè)計(jì)根據(jù)恰甫其海水利樞紐工程的特點(diǎn)，結(jié)合設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果及監(jiān)測設(shè)計(jì)原則，安全監(jiān)測項(xiàng)目設(shè)置情況如下：(1）大壩變形監(jiān)測控制網(wǎng)。建立平面位移和垂直位移監(jiān)測控制網(wǎng)，為整個壩址區(qū)各建筑物的變形監(jiān)測提供基準(zhǔn)。(2）壩體表面變形監(jiān)測。包括豎向和水平位移監(jiān)測，在上游壩坡、壩頂及下游壩坡設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)。(3）壩體內(nèi)部變形監(jiān)測。監(jiān)測心墻內(nèi)部的沉降。(4）壩體土壓力監(jiān)測。監(jiān)測粘土心墻的土壓力，以測定是否會產(chǎn)生拱效應(yīng)。(5）壩體滲流及繞壩滲流監(jiān)測。滲流監(jiān)測是重點(diǎn)監(jiān)測項(xiàng)目，在壩體上選取3個剖面，設(shè)置滲流監(jiān)測儀器，監(jiān)測壩體的滲流；在兩壩肩及岸坡設(shè)置測壓管，監(jiān)測繞壩滲流。(6）滲流量監(jiān)測。在壩趾滲流引出處設(shè)置量水堰，監(jiān)測壩體滲流量。由于大壩心墻土料為粉質(zhì)壤土，抗沖蝕能力低，并處于強(qiáng)震區(qū)，因此，監(jiān)測重點(diǎn)為變形和滲流，兼顧應(yīng)力。該地區(qū)為高地震烈度區(qū)，設(shè)置地震監(jiān)測也是一個重要項(xiàng)目。1.2大壩滲流出逸比降計(jì)算(1）大壩滲流。正常高水位（995.000m）時大壩滲流出逸比降計(jì)算結(jié)果見表1。(2）壩體沉降?？⒐て诤托钏趬误w的最大垂直位移分別為378mm及370mm，均發(fā)生在心墻中部（1/2壩高處）。2水庫洪水分析2.10．五壩滲流體系中的4.2滲流值在0+175.00斷面基礎(chǔ)共埋設(shè)了9支滲壓計(jì)（S1～S9），在粘土心墻內(nèi)935m及965m高程分別埋設(shè)2支滲壓計(jì)（S10、S11,S12、S13）。在該斷面還布設(shè)了4個測壓管（UP1、UP2、UP3、UP4），分別位于軸上2.5m和軸下10、68、118m。該斷面監(jiān)測儀器布置及滲透水位過程線分別見圖1和圖2～4。2006年12月7日庫水位達(dá)到正常高水位995.0m。監(jiān)測成果表明：帷幕前S1的測值，隨庫水位的變化而變化。正常高水位時，S1的滲透水位比庫水位低7m，帷幕后的S2的滲透水位比庫水位低43m，帷幕折減系數(shù)為0.27，說明0+175斷面帷幕防滲效果良好。其他埋設(shè)在基礎(chǔ)面上的滲壓計(jì)的滲透水位隨庫水位的升高也都有不同程度的上升。埋設(shè)在壩殼料基礎(chǔ)面上的S5、S6、S7、S8、S9和UP3、UP4的滲透水位上升了6m左右，達(dá)到廠房后截水墻頂高程915.0m后，滲透水位就不再隨庫水位的升高而上升了。粘土心墻內(nèi)935.0m高程的S10、S11和965.0m高程的S12、S13，在蓄水初期測值都沒有變化。2005年10月底，935.0m高程上游側(cè)的S10測值開始上升，正常高水位時，滲透水位上升到967.5m。2006年8月初，935.0m高程下游側(cè)的S11滲透水位開始上升，正常高水位時，滲透水位上升到942.5m。埋設(shè)在965.0m高程上游側(cè)的S12的測值，于2006年1月20日開始上升，正常高水位時，滲透水位上升了7m。965.0m高程下游側(cè)的S13，到2007年1月初測值也開始變化，到目前為止，滲透水位上升了近1m。說明0+175斷面965.0m高程以下已形成浸潤線。監(jiān)測成果表明：在上游正常高水位時，該斷面心墻的上逸出點(diǎn)高程為933.5m左右，低于同水位設(shè)計(jì)逸出點(diǎn)高程（940.80m）。2.20．心墻內(nèi)的滲透水位下降在0+123.50斷面基礎(chǔ)共埋設(shè)了7支滲壓計(jì)（S26～S32），在粘土心墻內(nèi)940m高程及965m高程分別埋設(shè)了2支滲壓計(jì)（S33、S34,S35、S36）。監(jiān)測成果表明：0+123斷面與0+175斷面各對應(yīng)測點(diǎn)的滲透水位變化規(guī)律基本相同。帷幕前的S26，在正常高水位時，滲透水位比庫水位低6m，帷幕后的S27的滲透水位比庫水位低44m，帷幕折減系數(shù)為0.33，說明0+123斷面帷幕防滲效果較好。與0+175斷面不同的是，從2006年7月底開始，S27的滲透水位一直呈下降趨勢。埋設(shè)在基礎(chǔ)面上的S28、S29的滲透水位也都有不同程度的上升，心墻下游側(cè)的S29的滲透水位從2005年8月中旬開始變化，上游水位達(dá)到正常高水位時上升了34m，比庫水位低58m左右；埋設(shè)在壩殼料基礎(chǔ)面上的S30、S31、S32的滲透水位，上升到廠房截水墻頂高程915.0m左右后，到目前為止，滲透水位基本沒有變化。粘土心墻內(nèi)940.0m高程的S33、S34和965.0m高程的S35、S36的測值，在蓄水初期都沒有變化。2005年11月初，上游側(cè)的S33滲透水位開始上升，2006年7月中旬下游側(cè)的S34的滲透水位也開始上升，上游水位達(dá)到正常高水位時，S33的滲透水位上升到971.0m,S34的上升到946.0m。2006年1月初，埋設(shè)在965.0m高程上游側(cè)的S35測值開始上升。2006年7月底，965.0m高程下游側(cè)的S36的測值也開始上升，上游達(dá)到正常高水位時，S35的滲透水位上升了6m,S36的上升了4m。說明0+123斷面965.0m高程以下，已形成浸潤線。監(jiān)測成果表明，在上游正常高水位995.0m時，該斷面心墻的最高逸出點(diǎn)高程為938.4m左右，低于同水位設(shè)計(jì)逸出點(diǎn)高程。2.30心墻內(nèi)高水位滲透效果在0+223.00斷面基礎(chǔ)共埋設(shè)了8支滲壓計(jì)（S14～S21），粘土心墻內(nèi)945m高程及965m高程分別埋設(shè)了2支滲壓計(jì)（S22、S23,S24、S25）。監(jiān)測成果表明：在上游庫水位達(dá)到正常高水位995.0m時，帷幕前的S14滲透水位上升了38m，比庫水位低19m左右，帷幕后的S15的滲透水位上升了28m，帷幕折減系數(shù)為0.21，說明0+223斷面帷幕防滲效果良好。埋設(shè)在心墻下游側(cè)的S17的滲透水位從2006年2月中旬開始上升，當(dāng)上游庫水位達(dá)到正常高水位時,上升了15m左右；埋設(shè)在壩殼料基礎(chǔ)面上的S18、S19、S20、S21的滲透水位，達(dá)到廠房截水墻頂高程915.0m后，滲透水位基本沒有變化，到目前只有S20上升了2m左右。粘土心墻內(nèi)945.0m高程的S22、S23和965.0m高程的S24、S25的測值，在蓄水初期都沒有變化。2005年11月初，945.0m高程上游側(cè)的S22的測值開始上升，2006年6月中旬下游側(cè)S23的測值也開始上升。當(dāng)上游庫水位達(dá)到正常高水位時，S22的滲透水位上升了26m,S23的上升了3m左右。2006年1月20日，心墻內(nèi)965.0m高程上游側(cè)S24的滲透水位開始上升，2006年8月中旬下游側(cè)S25的滲透水位也開始上升。當(dāng)上游庫水位達(dá)到正常高水位時，S24上升了15m,S25上升了4m。由此說明0+223斷面、965.0m高程以下已形成浸潤線。成果表明：在上游正常高水位時，該斷面心墻的最高逸出點(diǎn)高程為931.7m左右，低于同水位設(shè)計(jì)的逸出點(diǎn)高程。2.4壩肩繞壩滲流觀測在大壩兩岸壩肩分別布置了4個測壓管（左岸UP5、UP6、UP7、UP8，右岸UP9、UP10、UP11、UP12），用以觀測壩肩繞壩滲流。從2005年6月蓄水到2006年3月底，左岸測壓管水位測值都沒有變化。到目前，只有UP6測壓管水位在每年的4～10月有所上升，初步分析是由于降雨引起的。右岸測壓管水位，在上游庫水位達(dá)到正常高水位時，分別上升了37、21、11、4m，初步分析是因?yàn)橛野稁讞l隧洞過水引起了較小的滲流。3水庫變形分析3.1心墻沉降量分析0+175斷面共埋設(shè)了4個沉降管CH1、CH2、CH3、CH4，用以監(jiān)測心墻及壩殼料的沉降。CH1位于軸上3m，用于監(jiān)測心墻沉降；CH2、CH3、CH4分別位于軸下67、117m和軸上55.5m，用于監(jiān)測壩殼料的沉降。該斷面CH1沉降豎向分布見圖5。在0+060、0+123.5、0+223、0+270斷面各埋設(shè)了1個沉降管，編號分別為CH8、CH6、CH5、CH7，均位于軸上3m，用于監(jiān)測心墻的沉降。0+060斷面～0+270斷面最大沉降量過程線見圖6。自2005年6月25日水庫蓄水以來至2007年6月末，最高庫水位達(dá)995.11m，大壩心墻沉降量變化不大，庫水位的變化對大壩心墻的沉降量影響不明顯。到2007年7月2日止，0+175、0+123、0+223、0+270、0+060斷面心墻單點(diǎn)的沉降量分別為496、450、316、174、236mm。心墻0+060～0+270斷面之間單點(diǎn)最大沉降量為496mm，為壩高的0.47%；最大累積沉降量為1084mm,為壩高的1%。與施工期相比，最大單點(diǎn)沉降量增加了74mm，最大累積沉降量增加了88mm，該增量遠(yuǎn)小于蓄水期壩體最大垂直位移設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（370mm）。蓄水2年后（至2007年6月24日），與第一年蓄水期相比（2006年7月2日～2007年6月24日），心墻0+060～0+270斷面之間最大單點(diǎn)沉降量增量為24mm，為壩高的0.02%；最大累積沉降量增量為59mm,為壩高的0.06%。蓄水2年后，與施工期相比，心墻0+060～0+270斷面之間單點(diǎn)最大沉降量增量為98mm，最大累積沉降量增量為147mm，該增量遠(yuǎn)小于蓄水期壩體的最大垂直位移設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。由于施工碾壓機(jī)械壓實(shí)功能的增強(qiáng)，心墻土體固結(jié)沉降在施工期已基本完成，蓄水2年后，壩體沉降基本穩(wěn)定。0+175與0+123斷面的傾度為0.01%～0.18%，遠(yuǎn)小于1%，說明心墻沉降比較均勻。3.2最大沉降量結(jié)果蓄水期，壩殼料沉降量變化不大，2007年6月中旬，壩殼料CH2、CH3測點(diǎn)處的最大沉降量分別為139、115mm，分別增加了18、21mm(CH4蓄水后被水淹沒）。從2005年6月25日蓄水開始至2007年6月中旬，壩殼料沉降量增加了18～21mm，為壩高的0.01%～0.02%。4結(jié)論4.1心墻防滲效果(1)0+123、0+175、0+223三個斷面的帷幕折減系數(shù)分別為：0.33、0.27和0.21，表明帷幕和心墻工作正常、防滲效果良好。(2）心墻960.0～970.0m高程以下已形成滲透壓力線，0+123、0+175、0+223三個斷面上逸出點(diǎn)高程分別為938.4、933.5、931.7m，均低于同等水位設(shè)計(jì)要求的940.8m。(3）左岸壩肩測壓管安裝高程未見繞壩滲流，右岸由于發(fā)電洞、泄洪洞過水引起了較小的滲流。4.2．壩體沉降穩(wěn)定不大，壩體最大沉降量變化趨勢不穩(wěn)定。云(1）蓄水1年后，與施工期相比，心墻單點(diǎn)最大沉降量增加了74mm，最大累積沉降量增加了88mm，該增量遠(yuǎn)小于蓄水期壩體最大垂直位移設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，說明蓄水對大壩的沉降影響不大。(2）蓄水