高海拔地區(qū)大型水利樞紐工程大壩安全評(píng)價(jià)

高海拔地區(qū)大型水利樞紐工程大壩安全評(píng)價(jià)

1.紐工程總工藝廖方防洪工程位于江西省扶河市的中后期。這是一項(xiàng)集防洪、灌溉計(jì)劃、能源利用和運(yùn)輸能力于一體的大型節(jié)水工程（c）?？偮衩?.32.108m3，電路設(shè)備3.16.5mw。廖坊水利樞紐工程于2002年10月開(kāi)始大壩主體工程施工,大壩監(jiān)測(cè)儀器的埋設(shè)與觀測(cè)工作于2003年11月開(kāi)始,為了解大壩在施工期的運(yùn)行性狀,評(píng)價(jià)大壩的安全狀況,根據(jù)每月的觀測(cè)月報(bào),筆者對(duì)大壩原型觀測(cè)項(xiàng)目在施工期2003年11月～2005年5月的觀測(cè)資料進(jìn)行了初步分析。2.觀測(cè)數(shù)據(jù)的初步分析2.1監(jiān)測(cè)結(jié)果2004年9月二期圍堰截流前的施工期,各測(cè)點(diǎn)孔隙水壓力隨時(shí)間緩慢增大,這主要是由于施工期大壩右岸基坑積水逐漸增大所致。至2004年9月19日各測(cè)點(diǎn)的孔隙水壓力測(cè)值均不大。二期圍堰藏流后,各測(cè)點(diǎn)孔隙水壓力突然迅速增大后逐漸穩(wěn)定,這是因?yàn)橐呀ê玫娜椎涂滓缌鲏味芜M(jìn)行導(dǎo)流,大壩右岸的河道水位迅速升高,致使壩基的揚(yáng)壓力迅速增大,二期截流后大壩各測(cè)點(diǎn)孔隙水壓力的變化主要受實(shí)際河道水位的影響。由于各揚(yáng)壓力測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)高程不同,為便于比較,將實(shí)測(cè)的孔隙水壓力換算成揚(yáng)壓力水位,典型時(shí)期各測(cè)點(diǎn)孔隙水壓力和揚(yáng)壓力水位測(cè)值如表1,由表可知,在2004年9月19日二期截流前,同一觀測(cè)斷面上的測(cè)點(diǎn)的揚(yáng)壓力水位基本相同,PC斷面測(cè)值在40.90m至45.13m之間,PE斷面測(cè)值在32.71m至37.41m之間,同一斷面之間揚(yáng)壓力水位的不同主要是不同部位的基巖裂隙發(fā)育不同,滲透系數(shù)不一樣所致。在2005年2月13日二期截流后,PC斷面測(cè)值在47.97m至53.53m之間,PE斷面測(cè)值在31.99m至49.98m之間,PE6測(cè)點(diǎn)的孔隙水壓力測(cè)值和同斷面的其他測(cè)點(diǎn)相比很小,原因待查,其中PE1測(cè)點(diǎn)的孔隙水壓力測(cè)值為207.60KPa,是施工期最大孔隙水壓力,PC7測(cè)點(diǎn)的孔壓水位為53.53m,是施工期最大孔壓水位。由于PC、PE斷面間各測(cè)點(diǎn)的揚(yáng)壓力水位最大相差都在5m以上,表明基巖有較好的防滲效果。2.2混凝土大壩內(nèi)部對(duì)接工程接縫變形以縫隙張開(kāi)為正,閉合為負(fù)(J2、J3、J4為橫縫測(cè)縫計(jì),J7、J8為邊坡測(cè)縫計(jì))。自2004年9月各測(cè)點(diǎn)接縫變形比較明顯,均呈張開(kāi)狀態(tài)。同一斷面中壩體上部的測(cè)點(diǎn),由于溫度變幅大于深部,縫隙變形也大于深部測(cè)點(diǎn)。符合混凝土大壩的一般變化規(guī)律,與國(guó)內(nèi)同類(lèi)工程的主要觀測(cè)結(jié)果一致。在各測(cè)點(diǎn)的接縫變形中,J4-1測(cè)點(diǎn)接縫變形于2005年1月23日達(dá)到9.83mm,是施工期接縫到目前為止最大的張開(kāi)變形。J4-3測(cè)點(diǎn)接縫變形于2004年7月24日達(dá)到-0.65mm,是施工期到目前為止最大的閉合變形。接縫的最大張開(kāi)及閉合變形均小于止水銅片的允許變形量。各測(cè)點(diǎn)在2005年2月13日的實(shí)測(cè)接縫開(kāi)合度測(cè)值如表2所示。由表可知,同一斷面的測(cè)點(diǎn)自上而下變形逐漸減小的分布特性十分明顯,其中J3-1、J3-2、J4-1、J4-2四個(gè)測(cè)點(diǎn)在施工期的接縫變形量較大。2.3基巖變形隨大壩澆筑、基巖受力的變化而增大基巖的變形以基巖向下沉降為正,上抬為負(fù)。大部分測(cè)點(diǎn)的基巖變形隨大壩的澆筑、基巖受力的增大而逐漸增大。2005年2月13日各測(cè)點(diǎn)的基巖變形測(cè)值如表3所示。各測(cè)點(diǎn)的變形總量均較小,總體而言,大壩的基巖變形狀況正常。2.4溫度對(duì)變化的影響混凝土應(yīng)變以拉應(yīng)變?yōu)檎?壓應(yīng)變?yōu)樨?fù)。其中a表示該測(cè)點(diǎn)橫向(大壩上下游水平向)應(yīng)變,b表示垂直向,c表示水平偏下游45o向,d表示水平偏下游135o向,e表示縱向(左右岸水平向)。各測(cè)點(diǎn)的總應(yīng)變受大壩澆筑及溫度變化的影響,其中受溫度的影響非常明顯。同一測(cè)點(diǎn)各個(gè)方向的總應(yīng)變過(guò)程線(xiàn)與相同位置的無(wú)應(yīng)力應(yīng)變過(guò)程線(xiàn)幾乎完全相似,且無(wú)應(yīng)力應(yīng)變值與總應(yīng)變值相差不大,這也表明施工期混凝土應(yīng)變主要受溫度變化的影響,其應(yīng)力應(yīng)變量不大。各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)最大拉、壓應(yīng)變測(cè)值如表4。觀測(cè)結(jié)果表明:大部分測(cè)點(diǎn)的無(wú)應(yīng)力應(yīng)變?yōu)閴簯?yīng)變,最大無(wú)應(yīng)力拉應(yīng)變出現(xiàn)在ND3測(cè)點(diǎn),為96.62με,最大壓應(yīng)變出現(xiàn)在ND2測(cè)點(diǎn),為-369.33με。各測(cè)點(diǎn)的無(wú)應(yīng)力應(yīng)變變化過(guò)程及總量與同一位置的總應(yīng)變量相似,無(wú)應(yīng)力應(yīng)變主要隨溫度變化而變化。壩體混凝土溫度升高,自由體積變形增大;溫度降低,自由體積變形減小。這是由于壩體混凝土具有熱脹冷縮的特性引起的。綜上所述,大壩施工期的應(yīng)變狀況正常。2.5最高水化熱溫度及最大溫升和天數(shù)各測(cè)點(diǎn)的施工期溫度測(cè)值統(tǒng)計(jì)如表5。由于各測(cè)點(diǎn)埋設(shè)高程距澆筑倉(cāng)頂面的距離的不同,其最高水化熱溫度、最大溫升和歷時(shí)不盡相同,是合理和正常的。澆筑后實(shí)測(cè)的混凝土內(nèi)溫度仍不是太高,溫度增量也不太大,最高溫度為41℃,最大溫升為25.45℃,溫度總量及增量都在混凝土可承受的范圍內(nèi)。目前各測(cè)點(diǎn)的溫度主要隨氣溫變化而變化。3.大壩設(shè)計(jì)方案通過(guò)以上對(duì)廖坊水利樞紐大壩原型觀測(cè)施工期16個(gè)月的觀測(cè)資料的分析,可以得出以下結(jié)論:(1)大壩的設(shè)計(jì)符合規(guī)范要求,整個(gè)樞