蓄水前藏木水電站施工期溫度分析評價

鐘 聲,張 燕

(中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610072)

蓄水前藏木水電站施工期溫度分析評價

鐘 聲,張 燕

(中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610072)

對藏木大壩監(jiān)測壩段溫度計觀測資料進(jìn)行處理與分析，對于了解大壩施工期溫度場、檢驗(yàn)大壩溫控計算成果、反饋分析大壩溫度參數(shù)具有一定的指導(dǎo)意義。本文結(jié)合導(dǎo)流底孔下閘蓄水前的溫度計監(jiān)測資料對壩體溫度進(jìn)行了時、空分析。綜合分析認(rèn)為藏木大壩溫度場尚處于未穩(wěn)定狀態(tài)。

藏木大壩；開合度；安全監(jiān)測

0 前 言

藏木水電站系雅魯藏布江干流中游桑日～加查峽谷段規(guī)劃5級電站的第4級電站，上游銜接街需水電站，下游為加查水電站，電站位于西藏自治區(qū)山南地區(qū)加查縣城上游17 km，雅魯藏布江中游桑日～加查峽谷段出口處，處于西藏中部電網(wǎng)負(fù)荷中心位置。藏木水電站開發(fā)任務(wù)為發(fā)電，無航運(yùn)、漂木、防洪、灌溉等綜合利用要求。壩址控制集水面積157 668 km2，占雅魯藏布江我國境內(nèi)全流域面積240 480 km2的65.6%，壩址處多年平均流量1 010 m3/s。電站采用左側(cè)河床布置6孔溢流壩，右側(cè)河床布置壩后式地面廠房的壩式開發(fā)方式。電站總裝機(jī)容量510 MW，水庫正常蓄水位3 310.00 m，校核洪水位3 310.61 m，設(shè)計洪水位3 310.00 m，死水位3 305.00 m，電站具有日調(diào)節(jié)能力。

本工程于2014年10月下旬開始下閘蓄水，然后開始導(dǎo)流底孔封堵與改建，10月底工程具備第一臺機(jī)組發(fā)電條件。2015年5月底孔封堵完成，2016年2月底全部機(jī)組投產(chǎn)。

根據(jù)2013～2014年的氣溫觀測資料，壩址區(qū)最高月平均氣溫19.22 ℃(2014年6月)，最低月平均氣溫5.35 ℃(2013年1月)，通過氣溫觀測成果可知，壩址區(qū)每年6～8月氣溫稍高，1～3月、12月氣溫較低。

樞紐區(qū)位于雄瑪溝與白溝之間約1.4 km長的河段上，河道順直，河流流向S40°E?？菟谒鎸?00～150 m，水深一般4～6 m，河水位高程約3 249 m，正常蓄水位3 310 m高程對應(yīng)谷寬320～360 m。樞紐區(qū)兩岸山體雄厚，河谷深切呈“V”字型，谷坡陡峻，兩岸大多基巖裸露，河邊分布少量漫灘，下游坡腳及局部斜坡地帶分布少量崩坡積塊碎石土，階地不發(fā)育。樞紐區(qū)發(fā)育四條沖溝，右岸有熊瑪溝及白溝，左岸有白助溝及下游一號。

通過溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)了解蓄水前藏木大壩施工期典型溫度場對于蓄水期與運(yùn)行期大壩溫度場具有對比分析的重要意義，同時還能初步評價大壩澆筑質(zhì)量，檢驗(yàn)大壩溫控計算成果，反饋分析大壩溫度計算參數(shù)是否合適。本文主要對藏木大壩蓄水前溫度監(jiān)測資料進(jìn)行時、空分析，對蓄水前大壩施工期溫度場進(jìn)行總結(jié)分析。

1 測點(diǎn)布置

為監(jiān)測壩體溫度場的變化情況，在5號溢流壩段、9號底孔壩段、12號廠房擋水壩段壩體內(nèi)埋設(shè)光柵溫度計。溫度計按網(wǎng)格狀布置，靠近上下游壩面稍密，溫度計布置同時考慮滲壓計及應(yīng)變計等儀器溫度傳感器的測溫功能，壩體內(nèi)共布173支光柵溫度計。

2 大壩設(shè)計溫度允許值(見表1)

大壩穩(wěn)定計算溫度場為：壩體3 295 m高程以上為9 ℃，壩體3 295 m高程以下為10℃。

3 典型溫度計監(jiān)測成果分析

本次壩體光柵溫度計分析收集數(shù)據(jù)截止日期為2014年10月10日。

表1 大壩混凝土允許最高溫度 ℃

注：L為澆筑塊長邊尺寸；基礎(chǔ)約束區(qū)長間歇老混凝土上澆新混凝土，以及大壩孔口約束區(qū)混凝土， 按基礎(chǔ)強(qiáng)約束區(qū)考慮。

3.1 空間分布

截至2014年10月10日，5號壩段基礎(chǔ)約束區(qū)監(jiān)測成果約在14～17 ℃之間，自由區(qū)監(jiān)測成果約在11～16 ℃之間；9號壩段基礎(chǔ)約束區(qū)監(jiān)測成果約在15～17 ℃之間，自由區(qū)監(jiān)測成果約在11～16 ℃之間；12號壩段基礎(chǔ)約束區(qū)監(jiān)測成果約在15～17 ℃之間，自由區(qū)監(jiān)測成果約在10～16 ℃之間。

監(jiān)測成果顯示，截至2014年10月10日，壩體內(nèi)部溫度整體較低，在20 ℃范圍內(nèi)，當(dāng)前混凝土高高程溫度較低，高程溫度稍低，溫差約1～4 ℃。低高程混凝土溫度較高，呈現(xiàn)出越靠近壩基溫度越高的規(guī)律。2014年10月，壩址區(qū)溫度約11 ℃，通過空間分布成果可以看出，壩體靠外側(cè)溫度仍略大于氣溫，溫差約1～3 ℃。從當(dāng)前溫度場可以看出，施工期溫度逐漸趨于平穩(wěn)，較大壩穩(wěn)定溫度場9～10 ℃(壩體3 295 m高程以上為9 ℃，壩體3 295 m高程以下為10 ℃)仍有一定的溫差，故大壩目前的溫度場仍是一個不穩(wěn)定的溫度場(見圖1～3)。

圖1 5號壩截止日期壩體溫度等值線 圖2 9號壩段截止日期壩體溫度等值線

圖3 12號壩段截止日期壩體溫度等值線

3.2 時間分析

由于數(shù)據(jù)較為龐大，對3個監(jiān)測壩段強(qiáng)、弱約束區(qū)及自由區(qū)典型監(jiān)測成果過程線進(jìn)行分析。從時間過程曲線總結(jié)其變化規(guī)律。監(jiān)測成果見圖4～6。

根據(jù)3個溫度監(jiān)測壩段強(qiáng)約束區(qū)典型監(jiān)測成果可知，大壩混凝土經(jīng)歷初期的溫升后，經(jīng)過物理通水冷卻，溫度呈下降趨勢，期間趨勢有所停滯甚至出現(xiàn)波動狀況，但總體仍處于緩慢降溫階段，溫度歷時曲線峰值總體小于設(shè)計允許值，截止日期(2014年10月10日)測值靠近，在14～17 ℃間，5號壩段與9號壩段規(guī)律接近，近期溫度略有回彈，12號壩段溫度近期有回彈趨勢，但不明顯。

3.3 小 結(jié)

圖4 5號壩段3 228 m高程光柵溫度計監(jiān)測成果過程線(強(qiáng)約束區(qū))

圖5 5號壩段3 237 m高程光柵溫度計監(jiān)測成果過程線(弱約束區(qū))

圖6 5號壩段3 269 m高程光柵溫度計監(jiān)測成果過程線(自由區(qū))

通過典型監(jiān)測成果過程線分析，強(qiáng)、弱約束區(qū)及自由區(qū)基本規(guī)律類似，溫度歷史曲線峰值基本小于設(shè)計允許值。由于初期澆筑混凝土水化熱效應(yīng)，溫度開始攀升，隨后達(dá)到一定峰值后，在物理通水冷卻及自身散熱等作用下，總體處于緩慢降溫階段，當(dāng)前溫度呈現(xiàn)出強(qiáng)約束區(qū)大于弱約束區(qū)大于自由區(qū)的規(guī)律。

4 結(jié) 論

綜合上述分析可知，從溫度變化過程線可以看出，大壩混凝土處于緩慢自然降溫階段，近期略有回升，溫度歷時曲線峰值總體小于設(shè)計允許值。5號、9號壩段壩體混凝土溫度規(guī)律類似，經(jīng)歷初期的溫升，隨后通水冷卻，緩慢降溫，近期溫度又略有回升，需要進(jìn)一步關(guān)注。12號壩段目前總體處于緩慢降溫階段。當(dāng)前5號、9號、12號壩段壩體溫度為11～17.44 ℃，最大值17.44 ℃，位于5號壩段3 238 m高程，樁號(壩)0+101.00、0+062.00的TSB5-3測點(diǎn)處。歷時過程測值總體小于設(shè)計允許最高溫度(強(qiáng)約束區(qū)≤26 ℃，弱約束區(qū)≤28 ℃，自由區(qū)≤30℃)，較大壩穩(wěn)定溫度9～10℃(壩體3 295 m高程以上為9 ℃，壩體3 295 m高程以下為10 ℃)仍有一定的溫差，故大壩目前的溫度場仍是一個不穩(wěn)定的溫度場。

[1] DL/T5178-2003.混凝土壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].2003.

[2] 吳中如,沈長松,阮煥祥.水工建筑物安全監(jiān)控理論及其應(yīng)用[M].南京:河海大學(xué)出版社,1990(8).

2016-08-23

鐘聲(1983-)，男，陜西安康人，碩士，工程師，從事水電站監(jiān)測工作。

TV315;TV642

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1003-9805(2017)02-0108-03