廖貴能 王順波 吳光耀 陳維東 周健

（華能瀾滄江水電股份有限公司小灣水電廠 云南省大理州 675702）

小灣拱壩運(yùn)行初期誘導(dǎo)縫監(jiān)測成果分析

廖貴能 王順波 吳光耀 陳維東 周健

（華能瀾滄江水電股份有限公司小灣水電廠 云南省大理州 675702）

小灣電站壩高庫大，在高水位運(yùn)行情況下壩踵存有一定范圍的拉應(yīng)力區(qū)，存在開裂的可能。為了改善壩踵應(yīng)力分布，防止帷幕被拉裂，確保大壩安全，在壩踵人為設(shè)置結(jié)構(gòu)縫以釋放壩踵梁向的高拉應(yīng)力，是解決高拱壩壩踵開裂問題的一種途徑。本文介紹了小灣拱壩誘導(dǎo)縫結(jié)構(gòu)和監(jiān)測儀器布置情況，根據(jù)安全監(jiān)測實(shí)測成果，分析了小灣拱壩運(yùn)行初期誘導(dǎo)縫的開合度、滲流和應(yīng)力變化情況，并對變化情況做了原因分析和總結(jié)，為國內(nèi)類似工程提供借鑒和參考。

小灣電站；誘導(dǎo)縫；滲透壓力；開合度

小灣水電站位于云南省西部南澗縣與鳳慶縣交界的瀾滄江中游河段，在干流河段與支流黑惠江交匯處下游1.5km處，系瀾滄江中下游河段規(guī)劃八個梯級中的第二級，是瀾滄江中下游河段的龍頭水庫。小灣工程由混凝土雙曲拱壩、壩后水墊塘及二道壩、左岸泄洪洞及右岸地下引水發(fā)電系統(tǒng)等組成?；炷岭p曲拱壩最大壩高294.5m，正常蓄水位1240m，總庫容150億m3，工程于2008年12月16日導(dǎo)流洞下閘開始蓄水。

1 小灣工程誘導(dǎo)縫簡介

1.1 結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)縫的設(shè)置

小灣大壩誘導(dǎo)縫設(shè)置在17#～28#壩段，最低高程位于22#、23#壩段，高程為957.5m，距建基面950.5m高程7.0m，縫深10m，縫末端設(shè)有1.5m×2.0m的近似橢圓形廊道，其作用一方面是消除縫端應(yīng)力集中，另一方面是誘導(dǎo)縫的檢查和處理通道。

誘導(dǎo)縫上游設(shè)三道止水，其中兩道銅止水、一道橡膠止水，誘導(dǎo)縫止水與拱壩橫縫三道止水成十字交叉連接成完整的封閉止水系統(tǒng)；每個壩段誘導(dǎo)縫左右側(cè)和下游檢查廊道前也設(shè)有兩道止水。

1.2 小灣誘導(dǎo)縫監(jiān)測設(shè)計(jì)布置

根據(jù)誘導(dǎo)縫的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，布置縫面滲壓、縫開合度和沿縫面剪切錯動變形、壩體誘導(dǎo)縫處局部應(yīng)力分布和誘導(dǎo)縫面在施工期和蓄水后的縫面應(yīng)力變化等監(jiān)測項(xiàng)目，對誘導(dǎo)縫工作性態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。

在17#～28#壩段誘導(dǎo)縫的上游止水片前后各布置1支滲壓計(jì)，在誘導(dǎo)縫壩段結(jié)束的16#、29#壩段橫縫旁各布置1支滲壓計(jì)，共計(jì)26支滲壓計(jì)，監(jiān)測縫面滲壓情況。在17#、22#、23#、28#壩段縫面上游止水片后各布置2支雙向測縫計(jì)，在18#～21#、24#～27#壩段縫面上游止水片后各布置1支單向測縫計(jì)，監(jiān)測誘導(dǎo)縫的開合度和縫面沿徑向剪切錯動變形。在17#、22#、23#、28#壩段縫面每組雙向測縫計(jì)旁對應(yīng)布置壓應(yīng)力計(jì)，監(jiān)測誘導(dǎo)縫在施工期和蓄水后的縫面應(yīng)力變化過程，結(jié)合測縫計(jì)、滲壓計(jì)的監(jiān)測資料，監(jiān)測誘導(dǎo)縫在施工期和蓄水后的縫面應(yīng)力變化過程，綜合分析誘導(dǎo)縫的工作性態(tài)。

2 縫面滲壓監(jiān)測

2.1 止水前滲壓

截至2014年10月31日1239.19m水位下，16#～29#誘導(dǎo)縫壩段上游壩面止水前滲壓計(jì)中，18#、20#、21#、27# 壩段儀器沒有讀數(shù)，27#～29#壩段基本處于無水狀態(tài)外，其余均處于有水狀態(tài)，其中16#、24#止水前滲壓計(jì)滲透壓力投入觀測以來基本處于無水壓狀態(tài)，但分別在2010年9月9日1196.65m水位及2010年10月19日1210.15m水位下滲透壓力突然增加，約4d后變化趨勢相對平穩(wěn)，并逐漸減小，目前折減系數(shù)分別為0.17、0.20，其他止水前滲壓計(jì)折減系數(shù)介于0.93～0.97，并隨壩前水位呈正相關(guān)性變化。2012～2014年1240m相同水位下，各壩段止水前滲壓計(jì)折減系數(shù)基本相同。

2.2 止水后滲壓

2014年10月31日1239.19m水位下17#、20#、24#壩段P-02止水后滲壓計(jì)儀器沒有讀數(shù)，18#、26#壩段的滲透壓力隨壩前水位呈正相關(guān)性變化，當(dāng)前折減系數(shù)分別為0.11、0.10，其余壩段止水后滲壓計(jì)基本處于無水壓狀態(tài)。目前隨水位降低，滲透壓力測值減小，折減系數(shù)降低。2012～2014年1240m相同水位下，各壩段止水后滲壓計(jì)折減系數(shù)變化不大。

3 滲流量監(jiān)測

自2012年7月13日（庫水位1215.83m）后，誘導(dǎo)縫檢查廊道滲漏總量與庫水位總體相關(guān)性較好，截止2014年10月29日（庫水位1239.37m）滲流量為427.29mL/s，2012～2014年1240m相同水位下滲漏量分別為641.98mL/s、381.90mL/s、379.08mL/s。

4 縫面開合度監(jiān)測

4.1 縫面垂直開合度

目前誘導(dǎo)縫頂面與底面鉛直向隨著水位抬升，有相對擠壓變形減小趨勢或向張開變形發(fā)展趨勢，水位下降則反之；2012～2014年1240m相同水位下測縫計(jì)開合度分別介于：-0.58～0.85mm、-0.59～1.18mm，-0.54～1.21mm，測值變化不大，截止2014年10月31日1239.19m水位下，測縫計(jì)測值介于-0.54～1.19mm，導(dǎo)流底孔下閘后變化量介于-0.14～1.03mm之間。

4.2 水平徑向開合度

誘導(dǎo)縫徑向剪切變形隨著水位抬升，總體表現(xiàn)為頂面相對底面向下游錯動趨勢，但變化量很小，2012～2014年1240m相同水位下測縫計(jì)開合度分別介于：-0.98～0.43mm、-1.03～0.44mm，-1.08～0.44mm，測值變化很小，截止2014年10月31日1239.19m水位測值介于-1.08～0.45mm之間，導(dǎo)流底孔下閘蓄水以來變化量介于-0.37～0.06mm之間。

5 縫面接觸壓應(yīng)力監(jiān)測

誘導(dǎo)縫壓應(yīng)力與水位相關(guān)性較好，水位上升壓應(yīng)力呈減小趨勢，水位下降壓應(yīng)力呈增加趨勢（除17#壩段A17Y-C-01壓應(yīng)力計(jì)以外）。2012～2014年1240m相同水位下誘導(dǎo)縫應(yīng)力分別介于：-1.41～-9.07MPa、-1.30～-9.32MPa、-1.29～-8.97MPa，測值變化不大。截止 2014年 10月 31日1239.19m水位誘導(dǎo)縫壓應(yīng)力介于-1.31～-9.01MPa，其壓應(yīng)力及增量最大值均位于22#壩段誘導(dǎo)縫。

17#壩段A17Y-C-01在導(dǎo)流底孔下閘蓄水前，隨大壩混凝土壓重增加測值基本不變，估計(jì)是壓應(yīng)力計(jì)與混凝土接觸面存在脫空現(xiàn)象；導(dǎo)流洞底孔下閘蓄水后，壓應(yīng)力隨水位上升呈增加趨勢，隨水位下降呈減小趨勢，結(jié)合縫面滲壓情況，應(yīng)是受水壓因素影響。

6 結(jié)論

綜上所述，誘導(dǎo)縫頂面與底面鉛直向隨著水位抬升，有相對擠壓變形減小趨勢或向張開變形發(fā)展趨勢，水位下降則反之；徑向剪切變形隨著水位抬升，總體表現(xiàn)為頂面相對底面向下游錯動趨勢，但變化量很小。正常蓄水位下誘導(dǎo)縫縫面開合度測值變化很小。結(jié)合目前誘導(dǎo)縫檢查廊道巡視檢查情況，測縫計(jì)、滲壓計(jì)監(jiān)測成果和誘導(dǎo)縫滲水量等綜合來看，誘導(dǎo)縫設(shè)計(jì)布置合理，目前的工作性狀基本正常。

[1]陳秋華.碾壓混凝土拱壩成縫新技術(shù)[J].水力發(fā)電，2002（1）：23～26.

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1004-7344（2016）23-0137-01

2016-7-23

廖貴能（1988-），男，云南楚雄人，助理工程師，本科，從事水電站水工建筑物運(yùn)行維護(hù)、大壩安全監(jiān)測技術(shù)管理工作。