青塔水库浆砌石拱坝三维观测资料整理与整理

青塔水库浆砌石拱坝三维观测资料整理与整理

1水库监测内容青塔水库水库为单曲拱桥，最大水库高度61.6m，是三级建筑，库高727.6m，库宽7.5m。溢流段长50m，库高721.6m，全长157m。水库自1970年7月动工兴建,1977年9月竣工。观测的主要内容有:坝基扬压力、竖向位移、水平位移。坝基扬压力和竖向位移观测资料自工程建成后的第11年(1988年)开始有记载;水平位移观测自工程建成后的第12年(1989年)有记载;水库淤积观测记录较早,水库建成后的第4年(1981年)开始观测。但由于该工程缺乏原始观测资料,只能对现有的资料进行初步的整理分析。2位移观察2.1观测点的配置2.1.1溢流坝左右岸高高程水流墙内的内流墙模型现有水平位观测点2个,布置在坝顶727.6m高程,溢流坝左右岸导流墙靠上游端各设一个,左岸为测点1,右岸为测点2。坝两岸山坡上各设有一个基点。2.1.2垂直位移观测点坝顶设有7个竖向位移点,其中1#、2#位于左岸非溢流坝段,3#、4#位于右岸非溢流坝段,5#、6#、7#位于溢流坝段。2.2观测设备和观测方法水平位移的观测仪器为南京产大坝视准仪,采用视准线法和小角度法进行控制观测;竖向位移观测仪器为WIDNA精密水准仪,采用水准观测。2.3观测数据的分类与初步分析2.3.1温度对坝体位移的影响大坝水平位移观测是指顺水流方向的位移观测,向下游位移为正值,向上游位移为负值。现有的2个水平位移标点自1979年12月开始观测。现有资料最大水平位移量为-6.9mm,发生在1990年3月15日,相应库水位715.13m,分析是受温度影响的结果。寒冷季节,浆砌石拱坝坝体下游面温度低,上游面淹没在水中,相对温度高,下游面收缩较上游面大,上游面坝体膨胀而产生向上游方向的相对位移。最小位移量为-0.3mm,发生在1996年8月31日,相应库水位为721.65m属于较高水位情况,水平水压力大,但水平位移出现了负值,位移随水位变化规律不明显。分析认为,这时正是气温适中的季节,坝体上、下游面温差小,处于相对的静止状态,位移值较小。参照华北水利水电学院主编的《水库工程检查观测》一书中的分析方法,以观测时间为横坐标,位移量为纵坐标绘制的水平位移过程线图,基本反映了水平位移受季节影响的变化过程,即寒冷月份的观测值为负值,温度高的月份观测值为正值。2.3.2竖向位移的变化大坝竖向位移观测自1979年开始,现有观测资料是1988年6月重新安设测点后的观测资料,以1988年作为观测基点年,规定向下为正,向上为负。从全部的观测数据看,95%的竖向位移量为负值,而且7～9月的观测值比较大。最大值为-5mm,发生在1996年8月30日;最小值为零,发生在1989年2月28日。1～3月的观测值为正值或者负数值很小。设置测点的时间为6月份,气温适中,竖向位移的变化特点是7～9月气温高时坝体膨胀增高;1～3月气温低时坝体收缩降低,坝体随气温热胀冷缩而变化。该坝竖向位移另一个变化规律是靠近大坝中间的标点位移量大,这正好符合竖向位移的一般规律,即与大坝的高度成正比。通过竖向位移观测记录统计,可以直观的反映以上的变化规律。3水库周边压力观测3.1坝基布设测压管全部破坏在青塔水库原设计中,坝基布置有直径100mm测压管38根,但由于施工管理不善,坝基布设的测压管全部遭破坏。2003年水库坝体灌浆后,重新补打测压管8孔,竖向坝轴线分4个断面布置,每个断面2孔为一组,非溢流坝段左岸2组(桩号0+048,0+016)右岸2组(桩号0+104,0+126)。3.2第一部分测量压管观测数据的初步分析3.2.1大坝的扬压力青塔水库坝基扬压力观测自1988年开始至2007年,现有观测资料,没有下游水深记录。渗压系数、扬压力无法进行准确计算,给分析计算带来了困难。为了对大坝的扬压力有个初步了解,在分析计算中,近似假设下游水位与坝脚处测压管水位相等(计算断面下游侧测压管距坝脚3m),并由此计算浮托力和渗透压力,然后用实测资料计算出的渗压系数、扬压力与设计计算值进行比较,从而确定评价大坝运用的正常情况。在分析计算中,设计情况的渗压系数由《混凝土重力坝设计规范》SDJ21—78所规定的数值选取。扬压力为渗透压力和浮托力之和。不同情况断面的分析计算结果见表1、表2、表3。3.2.2坝基防渗性能通过对两个观测断面的分析计算,实测扬压力系数在0.04～0.317之间,均小于设计值0.5,说明该水库大坝