冶勒水电站沥青混凝土心墙堆石坝原型观测设计
冶勒水电站沥青混凝土心墙堆石坝原型观测设计 李 庆 华
(国家电力公司成都勘测设计研究院,四川 成都610072)
摘要：冶勒水电工程具有“坝高、基础覆盖层深厚、左右岸坝基严重不
对称”等特点。介绍了其沥青混凝土心墙堆石坝的变形、应力应变、渗流等监测项目的监测设计情况。
关键词：沥青混凝土心墙;混凝土防渗墙监测设计;冶勒水电站;堆石坝;原型观测
1 工程概述
冶勒水电站位于四川省境内大渡河中游右岸的一级支流——南桠河上游,是南桠河流域梯级开发的龙头水库。电站采用混合式开发,首部枢纽由沥青混凝土心墙堆石坝等水工建筑物组成。水库正常蓄水位2 650 m,死水位2 600 m,最大坝高125.5 m,水库总库容2.98亿 m3,调节库容2.76亿 m3,为多年调节水库。 该枢纽工程为二等工程,大坝为一级建筑物,永久性主要建筑物按二级建筑物设计,次要建筑物按三级建筑物设计,临时建筑物均按四级建筑物设计。 2 原型观测的设计原则及目的
冶勒工程坝址处于地质构造及工程水文地质情况极其复杂的环境,大坝具有“坝高、基础覆盖层深厚、左右岸坝基严重不对称”等特点,且处于强地震波及区,枢纽建筑物设防烈度8度。为了枢纽工程的安全运行,并为验证设计理论和设计方法提供科研资料,监测设计系统应满足以下原则和要求:
(1)监测系统能够及时、全面合理反映工程建筑物工作状态的真实情况; (2)根据水工建筑物的具体结构型式、布置特点及水文地质条件,针对挡水大坝、基础防渗等建筑物进行仪器的布设;
(3)监测项目和测点布置目的明确,重点突出,力求有效、可靠、合理
和>'http://lunwen.freekaoyan.com/jingjilunwen/' target='_blank' class='infotextkey'>经济;
(4)监测断面上同种监测项目采用多种监测手段,以便使观测数据相互补充和校核,从而保证观测数据的准确、可靠;
(5)所选择的监测仪器设备精确可靠、稳定耐久,并应充分考虑设置在施工方便和观测不受干扰或少受干扰的部位;
(6)工程后期阶段的监测系统将实现自动化监测,以提高工效、节省人力而且能够迅速取得监测成果,发挥安全监控作用。 3 原型观测的设计项目及内容
监测的项目主要有:大坝表面水平位移和垂直位移;坝体内部垂直位移和水平位移;沥青混凝土心墙应力应变和温度;两岸基础与坝基的缝隙变化及绕渗;混凝土防渗墙应力应变;坝体和坝基渗流;地震;库区水文、气象等。
根据工程特点,布设了一个监测纵剖面(垂直河流向)和五个监测横剖面(顺河流向)。其左岸布置两个监测剖面,桩号:坝0+120.00和坝0+153.00。河床中心部位(最大坝高位置)布置一个监测剖面,桩号:坝0+220.00。右岸布置两个监测剖面,桩号:坝0+270.00和坝0+320.00。 3.1 变形监测
变形监测包括:坝体表面变形监测、坝体内部变形监测、沥青混凝土心墙变形监测、混凝土防渗墙变形监测和垂线系统变形监测等五大部分。 3.1.1 坝体表面变形监测
(1)坝体表面水平、垂直位移监测。
在坝体表面共布置了6条视准线,14个工作基点和14个校核基点,33个标点,这些标点既作水平位移观测,又作垂直位移观测之用。采用视准线法进行观测,其中坝顶和沥青混凝土心墙顶部为2条主视准线,其余分别布置在坝体上游坝面马道、坝顶防浪墙上游侧和下游坝面马道上。每条视准线上位移标点大致间隔50 m等距布置,其中上游坝面马道布置的一条视准线作为临时观测标点,只在施工期和蓄水前进行观测。每条视准线两端的工作基点置于两岸相对稳定的位置。工作、校核基点通过控制网进行校核,坝顶上视准线两端的工作基点也可由两岸的垂线系统进行校准。
另外,沿坝体观测廊道底板全线布置了垂直位移标点,该标点间隔两个沉陷缝布置在中部,主要观测廊道在坝体内部不同位置的垂直位移变形情况; (2)控制网监测。
根据相关规范和工程要求,该工程首部枢纽建立了控制网:即一等三角网和二等水准网,控制网由8个基点组成。
坝体表面水平、垂直位移监测以及控制网的监测均采用全站仪和水准仪。但是,坝顶后期的变形监测将改造为自动化监测,并作为本工程自动化监测系统的一个组成部分。
3.1.2 坝体内部变形监测
在3个监测横剖面:坝0+120.00、坝0+220.00、坝0+320.00处,在坝体下游堆石体及过渡层内的不同高程分别布设水平垂直位移计(由引张线式水平位移计和水管式沉降仪组合而成)进行坝体内部水平、垂直位移观测,并在下游过渡层内从坝顶至坝底布置了测斜管,在测斜管外侧垂直向10 m间隔布置电磁式沉降环,采用伺服加速度计式测斜仪进行水平垂直位移的观测。另外,各组水平垂直位移计观测的工作、校核基点全部设在下游坝坡各自对应的马道上,并与视准线上所对应的位移标点重合,这样可通过视准线和控制网对坝体内部的位移观测值进行比较,计算出坝体内部各测点的实际观测值。