高海拔地区大型水利枢纽工程大坝安全评价

高海拔地区大型水利枢纽工程大坝安全评价

1.纽工程总工艺廖方防洪工程位于江西省扶河市的中后期。这是一项集防洪、灌溉计划、能源利用和运输能力于一体的大型节水工程（c）。总埋面4.32.108m3，电路设备3.16.5mw。廖坊水利枢纽工程于2002年10月开始大坝主体工程施工,大坝监测仪器的埋设与观测工作于2003年11月开始,为了解大坝在施工期的运行性状,评价大坝的安全状况,根据每月的观测月报,笔者对大坝原型观测项目在施工期2003年11月～2005年5月的观测资料进行了初步分析。2.观测数据的初步分析2.1监测结果2004年9月二期围堰截流前的施工期,各测点孔隙水压力随时间缓慢增大,这主要是由于施工期大坝右岸基坑积水逐渐增大所致。至2004年9月19日各测点的孔隙水压力测值均不大。二期围堰藏流后,各测点孔隙水压力突然迅速增大后逐渐稳定,这是因为已建好的三孔低孔溢流坝段进行导流,大坝右岸的河道水位迅速升高,致使坝基的扬压力迅速增大,二期截流后大坝各测点孔隙水压力的变化主要受实际河道水位的影响。由于各扬压力测点的埋设高程不同,为便于比较,将实测的孔隙水压力换算成扬压力水位,典型时期各测点孔隙水压力和扬压力水位测值如表1,由表可知,在2004年9月19日二期截流前,同一观测断面上的测点的扬压力水位基本相同,PC断面测值在40.90m至45.13m之间,PE断面测值在32.71m至37.41m之间,同一断面之间扬压力水位的不同主要是不同部位的基岩裂隙发育不同,渗透系数不一样所致。在2005年2月13日二期截流后,PC断面测值在47.97m至53.53m之间,PE断面测值在31.99m至49.98m之间,PE6测点的孔隙水压力测值和同断面的其他测点相比很小,原因待查,其中PE1测点的孔隙水压力测值为207.60KPa,是施工期最大孔隙水压力,PC7测点的孔压水位为53.53m,是施工期最大孔压水位。由于PC、PE断面间各测点的扬压力水位最大相差都在5m以上,表明基岩有较好的防渗效果。2.2混凝土大坝内部对接工程接缝变形以缝隙张开为正,闭合为负(J2、J3、J4为横缝测缝计,J7、J8为边坡测缝计)。自2004年9月各测点接缝变形比较明显,均呈张开状态。同一断面中坝体上部的测点,由于温度变幅大于深部,缝隙变形也大于深部测点。符合混凝土大坝的一般变化规律,与国内同类工程的主要观测结果一致。在各测点的接缝变形中,J4-1测点接缝变形于2005年1月23日达到9.83mm,是施工期接缝到目前为止最大的张开变形。J4-3测点接缝变形于2004年7月24日达到-0.65mm,是施工期到目前为止最大的闭合变形。接缝的最大张开及闭合变形均小于止水铜片的允许变形量。各测点在2005年2月13日的实测接缝开合度测值如表2所示。由表可知,同一断面的测点自上而下变形逐渐减小的分布特性十分明显,其中J3-1、J3-2、J4-1、J4-2四个测点在施工期的接缝变形量较大。2.3基岩变形随大坝浇筑、基岩受力的变化而增大基岩的变形以基岩向下沉降为正,上抬为负。大部分测点的基岩变形随大坝的浇筑、基岩受力的增大而逐渐增大。2005年2月13日各测点的基岩变形测值如表3所示。各测点的变形总量均较小,总体而言,大坝的基岩变形状况正常。2.4温度对变化的影响混凝土应变以拉应变为正,压应变为负。其中a表示该测点横向(大坝上下游水平向)应变,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表示纵向(左右岸水平向)。各测点的总应变受大坝浇筑及温度变化的影响,其中受温度的影响非常明显。同一测点各个方向的总应变过程线与相同位置的无应力应变过程线几乎完全相似,且无应力应变值与总应变值相差不大,这也表明施工期混凝土应变主要受温度变化的影响,其应力应变量不大。各测点实测最大拉、压应变测值如表4。观测结果表明:大部分测点的无应力应变为压应变,最大无应力拉应变出现在ND3测点,为96.62με,最大压应变出现在ND2测点,为-369.33με。各测点的无应力应变变化过程及总量与同一位置的总应变量相似,无应力应变主要随温度变化而变化。坝体混凝土温度升高,自由体积变形增大;温度降低,自由体积变形减小。这是由于坝体混凝土具有热胀冷缩的特性引起的。综上所述,大坝施工期的应变状况正常。2.5最高水化热温度及最大温升和天数各测点的施工期温度测值统计如表5。由于各测点埋设高程距浇筑仓顶面的距离的不同,其最高水化热温度、最大温升和历时不尽相同,是合理和正常的。浇筑后实测的混凝土内温度仍不是太高,温度增量也不太大,最高温度为41℃,最大温升为25.45℃,温度总量及增量都在混凝土可承受的范围内。目前各测点的温度主要随气温变化而变化。3.大坝设计方案通过以上对廖坊水利枢纽大坝原型观测施工期16个月的观测资料的分析,可以得出以下结论:(1)大坝的设计符合规范要求,整个枢