旁多水利樞紐變形監(jiān)測項目布置及監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

，，

(1.中國水利水電科學(xué)研究院，北京 100048；2.北京中水科工程總公司，北京 100048)

1 概 述

旁多水利樞紐工程地處西藏自治區(qū)林周縣旁多鄉(xiāng)下游1.50km，位于長江流域拉薩河中游。由碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩、泄洪洞及泄洪兼導(dǎo)流洞、發(fā)電引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房和灌溉輸水洞等組成。大壩為瀝青混凝土心墻砂礫石或堆石壩，壩頂高程4100.00m，壩頂寬12m，最大壩高72.30m，壩頂長1052m，高程4076.00m以上壩殼料采用堆石，其他部位料采用砂礫石；泄洪洞為表孔無壓隧洞，全長778.90m，最大泄量1644m3/s；泄洪兼導(dǎo)流洞為深孔有壓隧洞，最大泄量1237m3/s，全長756.80m；發(fā)電引水洞為有壓隧洞，采用一洞四機(jī)的引水方式，最大引用流量350.60m3/s，引水系統(tǒng)全長444.70m；電站總裝機(jī)160MW。灌溉面積65.28萬畝，水庫總庫容12.3億m3。旁多水利樞紐工程是一座以灌溉、發(fā)電為主，兼顧防洪和供水的Ⅰ等大(1)型工程。

該工程安全監(jiān)測主要包括變形監(jiān)測、滲流監(jiān)測、應(yīng)力應(yīng)變計溫度監(jiān)測，以及環(huán)境量監(jiān)測和強(qiáng)震監(jiān)測等。變形監(jiān)測是最為直觀的監(jiān)測項目，本文重點(diǎn)對其進(jìn)行分析。

2 監(jiān)測項目及系統(tǒng)布置

2.1 壩體內(nèi)部變形監(jiān)測

壩體內(nèi)部水平向位移監(jiān)測儀器有土體位移計、測斜孔。壩體內(nèi)部垂直位移監(jiān)測儀器有弦式沉降儀、電磁式沉降孔。

2.2 位錯監(jiān)測

混凝土防滲墻與瀝青心墻結(jié)合部位錯，及堆石料與瀝青心墻間的位錯監(jiān)測儀器有位錯計。

2.3 壩體表面變形監(jiān)測

壩體表面水平向位移采用高精度GPS監(jiān)測，壩體表面垂直位移采用水準(zhǔn)點(diǎn)監(jiān)測。

2.4 引水發(fā)電系統(tǒng)變形監(jiān)測

引水發(fā)電系統(tǒng)隧洞圍巖不同深度位移采用多點(diǎn)位移計監(jiān)測，圍巖與襯砌的開合度變形采用測縫計監(jiān)測。

2.5 泄洪兼導(dǎo)流洞變形監(jiān)測

泄洪兼導(dǎo)流洞圍巖與襯砌混凝土的開合度變形采用測縫計監(jiān)測。

2.6 邊坡變形監(jiān)測

廠房后邊坡、廠房與泄洪洞兼導(dǎo)流洞邊坡結(jié)合部、泄洪洞兼導(dǎo)流洞出口邊坡、泄洪洞出口邊坡巖體深層位移采用多點(diǎn)位移計和測斜孔監(jiān)測，表面變形采用GPS測點(diǎn)和水準(zhǔn)測點(diǎn)監(jiān)測。變形監(jiān)測儀器布設(shè)位置及數(shù)量見表1。

表1 變形監(jiān)測儀器名稱、埋設(shè)位置及數(shù)量

3 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

3.1 壩體內(nèi)部變形監(jiān)測

3.1.1 水平位移

壩縱0+522.00斷面4052.00m高程，5點(diǎn)式土體位移計各測點(diǎn)自2012年4月28日取得觀測初值，運(yùn)行以來各測點(diǎn)累計變化在0.44～7.23mm。埋設(shè)至蓄水前各測點(diǎn)位移緩慢增長，蓄水運(yùn)行后各測點(diǎn)位移逐步趨穩(wěn)?？傮w趨勢：離心墻越遠(yuǎn)，位移越大。最下游ES2-2-01測點(diǎn)位移量最大，在2015年以后逐漸趨于穩(wěn)定(見圖1)。

圖1 壩縱0+522.00監(jiān)測斷面4052.00m高程土體位移計測值過程線

壩縱0+522.00斷面4076.00m高程，3點(diǎn)式土體位移計于2013年8月2日取得觀測初值，當(dāng)前累計位移在1.48～1.87mm。隨著時間推移，壩縱0+522.00斷面4076.00m高程土體向瀝青心墻下游位移量逐漸增大，2016年后逐漸趨于穩(wěn)定(見圖2)。

圖2 壩縱0+522.00監(jiān)測斷面4076.00m高程土體位移計測值過程線

壩縱0+522.00監(jiān)測斷面共布設(shè)6個測斜孔，由于受施工干擾及測管埋設(shè)接長影響，測次較少，部分測孔未埋設(shè)到位，無法進(jìn)行正常觀測，IN2-6測孔于2013年6月8日測取初值，測孔孔口相對累計位移量為16.40mm，蓄水期向水流方向水平位移6.46mm(見圖3)。

圖3 壩縱0+522.00斷面4052.00m高程測斜孔IN2-6測值分布

3.1.2 垂直位移

壩縱0+331.00斷面4052.00m高程，埋設(shè)1套5點(diǎn)式弦式沉降儀。2012年8月24日取得觀測初值，截至2016年7月30日，各測點(diǎn)累計沉降變化在344.18～370.25mm，各測點(diǎn)沉降逐漸趨穩(wěn)(見圖4)。

圖4 壩縱0+331.00監(jiān)測斷面4052.00m高程弦式沉降儀測值過程線

壩縱0+331.00斷面4076.00m高程，埋設(shè)的1套3點(diǎn)式弦式沉降儀于2013年7月19日取得觀測初值，截至2016年7月30日，各測點(diǎn)累計沉降變化在48.05～54.60mm，各測點(diǎn)測值處于緩慢增長的過程中(見圖5)。

圖5 壩縱0+331.00監(jiān)測斷面4076.00m高程弦式沉降儀測值過程線

3.1.3 沉降磁環(huán)

壩縱0+331.00斷面布設(shè)6個沉降觀測孔，沉降孔(管)以壩基礎(chǔ)為界面，以下按10m間距、以上按2m間距布置沉降磁環(huán)(見表2)。

表2 壩縱0+331.00斷面監(jiān)測沉降磁環(huán)監(jiān)測壩體沉降觀測成果

注以假定可測孔最深點(diǎn)為不動點(diǎn)計算；除測孔IN2-2～I(xiàn)N2-4暫未測試至孔口外，其他各測點(diǎn)為全孔測試。

3.1.4 位錯計

持續(xù)監(jiān)測瀝青心墻與填筑體之間位錯，截至2016年7月30日，下游側(cè)位錯計位錯值累計變化在-7.60～-0.35mm，變化量較小且趨于穩(wěn)定(見圖6)。

圖6 0+331.00監(jiān)測斷面瀝青心墻下游側(cè)與砂礫石壩體位錯計位錯值過程線

3.2 表面變形監(jiān)測

大壩壩體表面變形監(jiān)測采用GPS測點(diǎn)進(jìn)行，分別在壩頂(4100.00m高程)、4076.00m高程馬道和4052.00m高程馬道布置測點(diǎn)，每個高程設(shè)8個測點(diǎn)。大壩GPS監(jiān)測系統(tǒng)于2013年11月初建成，監(jiān)測結(jié)果顯示水平位移呈現(xiàn)壩中部位移(向下游)較大、壩體兩端位移較小的特征。位于壩體中部4052.00m高程馬道的BT22測點(diǎn)水平位移約100mm，7076.00m高程馬道的BT14測點(diǎn)水平位移約120mm。位于左壩端4076.00m高程馬道的BT10測點(diǎn)水平位移約40mm。垂直位移同樣呈現(xiàn)出中部較大，兩端較小的特征，并且高程越高垂直位移(沉降)越大，位于壩體中部4052.00m高程馬道的BT22測點(diǎn)垂直位移約200mm，7076.00m高程馬道的BT14測點(diǎn)垂直位移約240mm。位于左壩端4076.00m高程馬道的BT10測點(diǎn)垂直位移約65mm。壩體水平位移同庫水位有較大的相關(guān)性，水平位移隨著庫水位的升降而變化。在庫水位穩(wěn)定的條件下，水平位移已經(jīng)逐漸穩(wěn)定，并有逐漸減小的趨勢。隨著壩體填筑材料固結(jié)的完成，壩體垂直位移增長逐步趨緩收斂，基本達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)(見圖7～圖9)。

圖7 BT10測點(diǎn)水平位移、垂直位移和庫水位相關(guān)過程線

圖8 BT14測點(diǎn)水平位移、垂直位移和庫水位相關(guān)過程線

圖9 BT22測點(diǎn)水平位移、垂直位移和庫水位相關(guān)過程線

4 結(jié) 語

旁多水利樞紐在施工期至工程運(yùn)行3年來，大壩土體位移計相對瀝青心墻累計水平位移在-2.24～16.56mm，測斜孔相對孔底順?biāo)鞣较蚶塾嬜兾辉?2.62～18.39mm，大壩順?biāo)鞣较蛩轿灰圃?0～120mm。大壩沉降磁環(huán)相對測斜孔孔底累計沉降在92.70～433.67mm，水準(zhǔn)監(jiān)測沉降變化在38.90～278.20mm。

變形監(jiān)測項目按照規(guī)范要求及時獲取了基準(zhǔn)值，盡可能地取得了長時間持續(xù)的安全監(jiān)測資料。及時獲得填筑施工期、蓄水期各階段加載過程的變形監(jiān)測資料，為控制施工過程中的沉降、滲透影響，及時提供了準(zhǔn)確的技術(shù)支撐，使大壩填筑采取了合理的施工措施，對于分析評價大壩建筑物及其基礎(chǔ)處理初期的工作性態(tài)，發(fā)揮了極其重要的作用。

[1] SL 551—2012土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，2012.

[2] 國家電力監(jiān)管委員會大壩安全監(jiān)察中心.巖土工程安全監(jiān)測手冊[M].3版.北京：中國水利水電出版社，2013.