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山口水電站大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

文檔作者：鄧?yán)硐?周清麗文檔來(lái)源：新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年11月13日
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小水電2012年第5期(總第167期) 規(guī)劃設(shè)計(jì)
山口水電站大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)
鄧?yán)硐胫芮妍?新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院新疆烏魯木齊830000)
【摘要】根據(jù)土石壩及重力壩安全監(jiān)測(cè)規(guī)范的要求，介紹了混合壩監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及測(cè)點(diǎn)的布置，著重介紹了壩體變形、滲
流、應(yīng)力應(yīng)變、溫度等監(jiān)測(cè)儀器的布置
【關(guān)鍵詞】混合壩安全監(jiān)測(cè)布置
1 工程概況
山口水電站是新疆伊犁特克斯河于流梯級(jí)開(kāi)發(fā)
的最末一級(jí)，主要承擔(dān)發(fā)電任務(wù)，其次是反調(diào)節(jié)任
務(wù)，最大壩高49．80 m，水庫(kù)總庫(kù)容1．21億m3，裝
機(jī)容量141 MW，屬大(2)型II等工程。
電站由攔河壩、泄水建筑物和發(fā)電引水系統(tǒng)及
電站廠房等主要建筑物組成。大壩為混合壩，碾壓
混凝土重力壩段位于主河床和左岸階地，利用重力
壩段布置溢流表孔、泄洪底孔、發(fā)電引水系統(tǒng)。左
岸0+000．O0～0+496．O0 In為碾壓混凝土重力壩，
碾壓混凝土重力壩與粘土心墻壩結(jié)合段樁號(hào)為0+
496～0+556 m；右岸階地采用粘土心墻壩，樁號(hào)
壩0+556．O0～壩0 4-963．10 m。廠房采用壩后式，
布置在靠近右岸階地壩段下游的階地上，同時(shí)利用
右岸階地的有利地形將尾水渠向下游延伸，以此增
加發(fā)電水頭并采用了3臺(tái)機(jī)布置方案。
2 大壩監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)
本著以工程安全監(jiān)測(cè)為主，指導(dǎo)施工、驗(yàn)證設(shè)
計(jì)為次的目的，需對(duì)左岸及河床段的碾壓混凝土重
力壩和右岸的粘土心墻壩分別進(jìn)行監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)。
2．1 碾壓混凝土重力壩監(jiān)測(cè)
2．1．1 變形監(jiān)測(cè)
平面控制網(wǎng)按二等精度的三角網(wǎng)進(jìn)行布置，共
收稿日期：2012—05—15
作者簡(jiǎn)介：鄧?yán)硐?1978一)，男，工程師，主要從事水利
工程規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。Email：21156678@qq．corn
布置7個(gè)控制點(diǎn)。精密水準(zhǔn)控制網(wǎng)按二等精度進(jìn)行
布置，共布置7個(gè)控制點(diǎn)。
壩頂平行壩軸線設(shè)置1條真空激光準(zhǔn)直線，監(jiān)
測(cè)壩頂水平、垂直位移。真空激光準(zhǔn)直線長(zhǎng)514 m，
共28個(gè)測(cè)點(diǎn)，激光準(zhǔn)直采用真空無(wú)縫鋼管。
激光準(zhǔn)直的兩端點(diǎn)設(shè)有倒垂線做基點(diǎn)，用雙向
垂線座標(biāo)儀和光學(xué)垂線座標(biāo)儀監(jiān)測(cè)，采用雙金屬標(biāo)
作垂直位移的基點(diǎn)。
壩基基礎(chǔ)灌漿廊道設(shè)置1條靜力水準(zhǔn)線，監(jiān)測(cè)
垂直位移，共7測(cè)點(diǎn)。壩基樁號(hào)0+155．O0 m橫向
廊道、樁號(hào)0+251．O0 In橫向廊道分別布設(shè)1條靜
力水準(zhǔn)線，共4個(gè)測(cè)點(diǎn)。壩基基礎(chǔ)灌漿廊道869 I13
高程平行壩軸線設(shè)置1條引張線，監(jiān)測(cè)水平位移。
2．1．2 滲流及揚(yáng)壓力監(jiān)測(cè)
壩基揚(yáng)壓力監(jiān)測(cè)共設(shè)了1個(gè)縱斷面和3個(gè)橫斷
面?？v斷面設(shè)于基礎(chǔ)灌漿廊道的帷幕灌漿孔與壩基
排水孔之間，共設(shè)了27根測(cè)壓管。3個(gè)橫斷面分
別設(shè)于橫向觀測(cè)廊道內(nèi)，共設(shè)了10個(gè)測(cè)壓孑L。測(cè)
壓管均采用鉆孔埋設(shè)，當(dāng)管口有壓時(shí)，管口密封并
加置壓力表；當(dāng)管口無(wú)壓時(shí)，采用電測(cè)水位儀來(lái)進(jìn)
行測(cè)讀。為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，在測(cè)壓管內(nèi)埋設(shè)了
37支滲壓計(jì)。為了解帷幕灌漿前的壩基揚(yáng)壓力情
況，在帷幕灌漿位置上游的壩基面上，各監(jiān)測(cè)壩段
設(shè)置了1支滲壓計(jì)，共3支。
在l0號(hào)壩段874．0 m高程布設(shè)3支滲壓汁，其
中1支布置在二級(jí)配RCC防滲層內(nèi)，以觀測(cè)二級(jí)
配RCC防滲層的防滲效果；1支布置在壩體排水管
· 37 ·
規(guī)戈U設(shè)計(jì) SMALL HYDRO POWER 2012No5，Total Nol67
之前，以觀測(cè)RCC碾壓分層面之問(wèn)的結(jié)合情況；1
支布置在排水管之后，以觀測(cè)壩體排水管的作用。
在表孑L 13號(hào)壩段867．2 In高程埋設(shè)1支滲壓
計(jì)，874 m高程埋設(shè)3支滲壓計(jì)，觀測(cè)層面的滲透
壓力。
在底孔6號(hào)壩段進(jìn)口閘井，873．0 nl高程設(shè)置4
支滲壓計(jì)；洞身段、出口閘井段873．5 m高程設(shè)置4
支滲壓計(jì)；在進(jìn)口閘井壩踵下三級(jí)配RCC混凝土
與墊層混凝土的分界面上設(shè)置1支滲壓計(jì)。
在發(fā)電l9號(hào)壩段874 rn高程、888．0 m高程各
埋設(shè)1支滲壓計(jì)；沿建基面自帷幕至尾水管埋設(shè)4
支滲壓計(jì)，觀測(cè)層面的滲透壓力。
另外，6、10、13號(hào)觀測(cè)斷面在壩基常態(tài)混凝
士和碾壓混凝土間各埋設(shè)1支滲壓計(jì)，觀測(cè)大壩底
部的壩體滲流情況，同時(shí)也可了解結(jié)合面有無(wú)裂縫
開(kāi)展。
在灌漿廊道及下游排水廊道的排水溝內(nèi)各分段
沒(méi)置量水堰，分段測(cè)量碾壓混凝土壩的滲流量，共
布置8支。量水堰采用標(biāo)準(zhǔn)三角量水堰，除用人工
測(cè)量外均采用量水堰水位計(jì)進(jìn)行自動(dòng)化量測(cè)。
在大壩左壩肩沿滲流線方向共設(shè)置3個(gè)測(cè)點(diǎn)。
其中帷幕后設(shè)1個(gè)測(cè)點(diǎn)，沿流線在壩體下游的山坡
上設(shè)有2個(gè)測(cè)點(diǎn)，以了解帷幕灌漿的效果，監(jiān)測(cè)壩
肩的滲流狀況；測(cè)點(diǎn)采用鉆孔埋設(shè)或利用原來(lái)鉆
孔，并采用孔內(nèi)埋設(shè)滲壓計(jì)的方法來(lái)遙測(cè)其水位。
2．1．3 應(yīng)力應(yīng)變及溫度監(jiān)測(cè)
選用6、10、19號(hào)壩段為觀測(cè)斷面，測(cè)點(diǎn)基本
上以網(wǎng)格狀布置。為測(cè)得壩體的溫度場(chǎng)，上游側(cè)壩
內(nèi)溫度計(jì)布置較密，其中距上游壩面50 1TIln的溫度
計(jì)用來(lái)測(cè)量水庫(kù)水溫；在水位變化頻繁的部位，適
當(dāng)加密，壩體內(nèi)溫度計(jì)布置按規(guī)范最小間距8 m布
置；在埋設(shè)其他內(nèi)部?jī)x器的位置不再設(shè)溫度計(jì)，要
求其他內(nèi)部?jī)x器都能兼測(cè)溫度。9號(hào)壩段設(shè)置了26
支溫度計(jì)，19號(hào)壩段設(shè)置了13支溫度計(jì)，這兩個(gè)
斷面設(shè)置在壩上游的1 1支溫度計(jì)兼測(cè)量庫(kù)水溫度。
在6號(hào)壩段，設(shè)置了l7支溫度計(jì)。
在典型壩段，l0號(hào)壩段、13號(hào)(表孔)壩段
· 38 ·
874．0 m高程、886．0 In高程各埋設(shè)1組五向應(yīng)變
計(jì)；19號(hào)壩段壩踵處874 m高程及886 m高程各設(shè)1
組五向應(yīng)變 組；6號(hào)(底孔)壩段872．5 m高程設(shè)
置2組五向應(yīng)變計(jì)組。每組應(yīng)變計(jì)組旁各設(shè)置1支
無(wú)應(yīng)力計(jì)。
在l3號(hào)壩段(表孔)0+027．85 m、0+
007．5 m斷面布囂2個(gè)觀測(cè)斷面共埋設(shè)鋼筋計(jì)4支、
2向應(yīng)變計(jì)4 、無(wú)廊力計(jì)4支，觀測(cè)不同位置襯
砌的變形、府力
在6號(hào)壩段(底孔)0—008．500 m、0+
007．000 m、0+033。7f)f)nl斷面沒(méi)置3個(gè)觀測(cè)斷面，
共埋設(shè)鋼筋計(jì)10臾、2向應(yīng)變計(jì)8組、無(wú)應(yīng)力計(jì)8
支，觀測(cè)不矧位援襯砌的變形、應(yīng)力。
在19號(hào)壩段(發(fā)電)0—021．5 in、0—002 m斷
面布置2個(gè)觀測(cè)斷面共埋設(shè)鋼筋計(jì)‘6支、2向應(yīng)變
計(jì)4組、無(wú)應(yīng)力汁4支，觀測(cè)不同位置襯砌的變
形、應(yīng)力。壓力鋼管管體上埋設(shè)鋼板計(jì)2組監(jiān)測(cè)鋼
板應(yīng)力。
水位監(jiān)測(cè)：在重點(diǎn)測(cè)斷面七游設(shè)置水尺，在重
點(diǎn)監(jiān)測(cè)壩段(10號(hào)壩段)庫(kù)區(qū)內(nèi)水流平穩(wěn)、受風(fēng)
浪和泄水影響較小的部位設(shè)置遙測(cè)水位計(jì)。
2．2 粘土心墻壩監(jiān)測(cè)
右岸階地粘上心墻壩最大壩高39 m，安全監(jiān)測(cè)
設(shè)置以變形及滲流監(jiān)測(cè)為主，對(duì)右岸心墻縱向開(kāi)挖
邊坡較陡處及連接段加強(qiáng)滲流監(jiān)測(cè)。
2．2．1 變形監(jiān)測(cè)
壩體表面變形監(jiān)測(cè)包括豎向位移和水平位移，
在上游壩坡、壩頂及下游壩坡設(shè)置監(jiān)測(cè)表面變形的
監(jiān)測(cè)點(diǎn)。
壩體表面布設(shè)變形標(biāo)點(diǎn)，在壩頂及下游壩坡設(shè)
置水平、豎向位移標(biāo)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)運(yùn)行期的壩體變形情
況。壩體共布置3條監(jiān)測(cè)縱斷面。壩頂在平行壩軸
線的上、下游壩肩各布置1條，下游壩坡布置1條
監(jiān)測(cè)縱斷面，高程為898．00 m。標(biāo)點(diǎn)間距50 ITI。
內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)為心墻內(nèi)部的豎向位移。在選定
的壩0+586．000 m、壩0+752．871 n1兩個(gè)監(jiān)測(cè)斷面
一fl,墻軸線處各布置1根豎向位移管，監(jiān)測(cè)壩體內(nèi)部
小水電2012年第5期(總第167期) 規(guī)劃設(shè)計(jì)
的垂直變形。
土壩與碾壓混凝土壩結(jié)合處885 1TI高程、
895 m高程布置2支土壓力計(jì)，右壩肩與巖石接觸
的斷面在895 m高程、905 m高程各布置了2支位
移汁。
2．2．2 壩體滲流監(jiān)測(cè)
壩0+586．000 m、壩0+752．871 m兩個(gè)斷面、
心墻軸線處和偏向心墻軸線下游處各布置1根測(cè)壓
管(共4根)。粘土心墻內(nèi)和混凝土板的接觸處埋
設(shè)滲壓計(jì)監(jiān)測(cè)接觸面的滲流情況，每一斷面分3個(gè)
高程各埋設(shè)9支滲壓計(jì)。壩0+586．000 m斷面、下
游沿基巖接觸面埋設(shè)2支滲壓計(jì)，對(duì)壩體滲流進(jìn)行
監(jiān)測(cè)。
沿縱斷面在心墻后的反濾層內(nèi)設(shè)置滲壓計(jì)，結(jié)
合剖面布置問(wèn)隔約70 m設(shè)置1支滲壓計(jì)監(jiān)測(cè)縱向滲
流情況。
0+586．00 m、0+752．871 13斷面壩基帷幕灌
漿后分別設(shè)置滲壓計(jì)2支，共4支。
由于土壩段左壩肩與碾壓混凝土壩結(jié)合段水頭
較高，對(duì)土壩與碾壓混凝土壩結(jié)合處的滲流進(jìn)行了
監(jiān)測(cè)，在壩高855、895、905 IT／分別埋設(shè)2支，共6
支滲壓計(jì)。右壩肩與巖石接觸的斷面在高程855、
895 m分別設(shè)置2支，共4支滲壓計(jì)。右岸壩肩設(shè)
置3根測(cè)壓管監(jiān)測(cè)繞壩滲流狀況。
在壩坡腳滲流引出處設(shè)置量水堰，監(jiān)測(cè)壩體滲
流量。
3 結(jié)語(yǔ)
根據(jù)山口水電站工程布置特點(diǎn)及工程區(qū)地形地
質(zhì)條件，對(duì)大壩進(jìn)行了安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)。大壩采用混
凝土重力壩和粘土心墻壩結(jié)合的混合壩壩型，需對(duì)
兩種壩型的安全監(jiān)測(cè)分別設(shè)計(jì)，內(nèi)容主要包括變形
監(jiān)測(cè)、滲流監(jiān)測(cè)和應(yīng)力監(jiān)測(cè)等；同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了工程
監(jiān)測(cè)自動(dòng)化，這為指導(dǎo)工程安全運(yùn)行提供了可靠的
依據(jù)。
一
責(zé)任編輯吳吳
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(上接第36頁(yè))
橡膠壩進(jìn)行蓄水試驗(yàn)充水時(shí)，壩袋內(nèi)壓力不得
超過(guò)設(shè)計(jì)內(nèi)壓力，蓄水高度控制在35．0 m高程以
下。蓄水試驗(yàn)后，橡膠壩日常管理設(shè)專門技術(shù)人
員，嚴(yán)格按以下要求運(yùn)行控制：壩頂溢流時(shí)，可通
過(guò)改變袋壩高度來(lái)調(diào)節(jié)溢流水深，避免壩袋發(fā)生振
動(dòng)；夏季高溫季節(jié)，可適當(dāng)降低壩高，壩頂面短時(shí)
保持一定溢流水深，以此來(lái)降低壩袋表面溫度；坍
壩行洪時(shí)，壩袋需緩慢勻速坍落，避免對(duì)河道下游
造成破壞性沖刷。
梅汛、臺(tái)汛運(yùn)行期間，應(yīng)按水利管理部門的統(tǒng)
一調(diào)度，根據(jù)氣象和水文預(yù)報(bào)及時(shí)掌握水情，提前
采取安全保護(hù)措施。坍壩泄流前應(yīng)事先通知有關(guān)單
位和部門，并以各種有效信號(hào)對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域發(fā)出警告。
4 結(jié)語(yǔ)
工程于2003年11月動(dòng)工興建，2004年6月完
工，至今已安全運(yùn)行了近8 期間多次遭受臺(tái)風(fēng)
洪水的考驗(yàn)。通過(guò)實(shí)踐證明，河道整治工程中采用
橡膠壩方案具有工期短、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行可靠、美
化環(huán)境等特點(diǎn)。
白沙溪橡膠壩工程建成后，城區(qū)內(nèi)形成了更大
的人工湖面，為居民提供了親水環(huán)境，促進(jìn)了新區(qū)
靚麗多姿的水生態(tài)環(huán)境，提升了新區(qū)的城市品位。
參考文獻(xiàn)：
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●
責(zé)任編輯吳昊
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