水利水電工程中大壩表面變形監(jiān)測(cè)應(yīng)用研究

李峰

摘 要 隨著我國(guó)水利水電技術(shù)的快速發(fā)展，水利水電工程的規(guī)模越來越大，工程結(jié)構(gòu)也趨于多樣化，導(dǎo)致大壩表面變形也越來越復(fù)雜。大壩變形是威脅大壩工程質(zhì)量和使用壽命的主要因素，鑒于此，本文以長(zhǎng)河大壩為研究對(duì)象，探討了大壩的表面沉降和水平位移變形特征，為后期治理提考依據(jù)。

關(guān)鍵詞 水利水電工程；工程變形；監(jiān)測(cè)與維護(hù)

水利水電工程中大壩表面變形監(jiān)測(cè)研究是防治大壩變形處理的基礎(chǔ)，也是設(shè)計(jì)大壩工程的重要依據(jù)。本文以長(zhǎng)河大壩為例，簡(jiǎn)要的講述了大壩表面變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置，對(duì)大壩的表面沉降和水平位移變形進(jìn)行了監(jiān)測(cè)研究，為后期治理提考依據(jù)。

1 大壩表面變形監(jiān)測(cè)技術(shù)要求

1.1 平面位移監(jiān)測(cè)技術(shù)要求

利用平面監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)點(diǎn)作為工作基點(diǎn)，考慮到地形和通視條件限制，布設(shè)2個(gè)平面工作基點(diǎn)，平面工作基點(diǎn)納入平面監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)按相關(guān)要求進(jìn)行聯(lián)測(cè)平差[1]。大壩外部變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)采用交會(huì)法進(jìn)行觀測(cè)，最后平差計(jì)算的位移量中誤差不超過±3mm。

1.2 沉降監(jiān)測(cè)技術(shù)要求

在上下游壩坡馬道高程、基礎(chǔ)廊道各布設(shè)一組水準(zhǔn)工作基點(diǎn)。水準(zhǔn)工作基點(diǎn)初始坐標(biāo)從水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)引測(cè)，水準(zhǔn)工作基點(diǎn)定期與水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)按一等水準(zhǔn)要求聯(lián)測(cè)一次，最后平差計(jì)算的位移量中誤差不超過±0.45mm，最后平差計(jì)算的位移量中誤差不超過±1.0mm。

2 大壩表面變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

大壩上游壩坡1615m高程共布置6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，從左岸至右岸編號(hào)依次為TP91-TP96；1645m高程共布置8個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，從左岸至右岸編號(hào)依次為TP83-TP90；1695m高程共布置11個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，從左岸至右岸編號(hào)依次為TP72-TP82。

大壩下游壩坡1510m高程共布置6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，從左岸到右岸編號(hào)依次為TP66～TP71；1545m高程共布置8個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，從左岸到右岸編號(hào)依次為TP58～TP65；1580m高程共布置9個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，從左岸到右岸編號(hào)依次為TP49～TP57；1610m高程共布置9個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，從左岸到右岸編號(hào)依次為TP40～TP48；1645m高程共布置9個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，從左岸到右岸編號(hào)依次為TP31～TP39；1672m高程共布置6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，從左岸到右岸編號(hào)依次為TP25～TP30。

3 大壩表面沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

上游壩坡最大累計(jì)沉降量為400.1mm，蓄水以來變化量為391.1mm（下沉），相鄰兩次間隔變化量為6.4mm（下沉）。下游壩坡累計(jì)最大累計(jì)沉降量為626.7mm，蓄水以來變化量為170.6mm（下沉），相鄰兩次間隔變化量為1.7mm（下沉）。壩頂最大累計(jì)沉降量為363.9mm，蓄水以來變化量為363.9mm（下沉），相鄰兩次間隔變化量為1.0mm（下沉）。

通過監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，各測(cè)點(diǎn)沉降量隨壩體填筑高程的增加，沉降量逐漸增大，整體分布呈現(xiàn)由河床中部向兩岸遞減趨勢(shì)。各層沉降速率分布為填筑初期沉降速率相對(duì)較大，后期漸緩；同一時(shí)段內(nèi)高高程沉降速率較大，低高程沉降速率較緩，符合變形規(guī)律。壩頂沉降變化受庫(kù)水位抬升有一定的影響，由于壩頂以上已無豎向荷載作用，壩頂沉降主要影響因素為水位抬升和時(shí)間效應(yīng)。下游壩坡沉降受庫(kù)水位抬升影響很小，沉降速率呈現(xiàn)減小趨勢(shì)。

4 表面水平位移監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

4.1 上下游方向

上游壩坡測(cè)點(diǎn)向下游變形，累計(jì)變形量在7.8mm～48.1mm范圍，蓄水以來變化量為46.3mm（向下游），相鄰兩次間隔變化量為-0.2mm（向上游）；下游壩坡測(cè)點(diǎn)向下游變形，累計(jì)變形量在29.8mm～221.3mm范圍，蓄水以來變化量為153.1m（向下游），相鄰兩次間隔變化量為-1.4mm（向上游）；壩頂上游堆石區(qū)大部分測(cè)點(diǎn)向下游變形，累計(jì)變形量在-3.2mm～30.2mm范圍，蓄水以來變化量30.2mm（向下游），相鄰兩次間隔變化量為-0.9mm（向上游）。壩頂心墻大部分測(cè)點(diǎn)向下游變形，累計(jì)變形量在-21.2mm～22.0mm范圍，蓄水以來變化量為22.2mm（向下游），相鄰兩次間隔變化量為-1.1mm（向上游）；壩頂下游堆石區(qū)大部分測(cè)點(diǎn)向下游變形，累計(jì)變形量在-30.0mm～23.7mm范圍，蓄水以來變化量為23.7mm（向下游），相鄰兩次間隔變化量為-0.8mm（向上游）。

4.2 左右岸方向

上游壩坡向左岸累計(jì)變形量為129.9mm，蓄水以來變化量為124.3mm（向左岸），相鄰兩次間隔變化量為-0.4mm（向右岸）；向右岸累計(jì)變形量為-138.1mm，蓄水以來變化量為-134.6mm（向右岸），相鄰兩次間隔變化量為-1.7mm（向右岸）。下游壩坡向左岸累計(jì)變形量為140.2mm，蓄水以來變化量為23.9mm（向左岸），相鄰兩次間隔變化量為-1.9m（向右岸）；向右岸累計(jì)變形量為-152.4mm，蓄水以來變化量為-25.4mm（向右岸），相鄰兩次間隔變化量為-2.0mm（向右岸）。壩頂向左岸累計(jì)變形量為124.7mm，蓄水以來變化量為123.6mm（向左岸），相鄰兩次間隔變化量為2.7mm（向左岸）；向右岸累計(jì)變形量為-137.6mm，蓄水以來變化量為-132.2mm（向右岸），相鄰兩次間隔變化量為-3.7mm（向右岸）。

從監(jiān)測(cè)結(jié)果可以得出，各測(cè)點(diǎn)位移與堆石體填筑過程緊密相關(guān)，壩體表面位移隨填筑高程增加而持續(xù)增加，變形趨勢(shì)符合一般規(guī)律；順河向位移為河床中部大、兩岸岸坡小的分布特征，左右岸位移分布左右岸位移分布表現(xiàn)為由兩岸向河床中部靠攏的趨勢(shì)，總體符合壩體表面變形一般規(guī)律。第一階段蓄水期間，上游壩坡1695m高程及壩頂均表現(xiàn)為向上游方向變形，下游壩坡除1672m高程外總體表現(xiàn)為向下游方向變形，大壩1672m高程以上總體表現(xiàn)為向上游位移趨勢(shì)；第二階段蓄水后，上游壩坡及壩頂開始向下游方向變形，下游壩坡均表現(xiàn)為向下游方向變形。上下游方向水平位移變化明顯受庫(kù)水位影響，水平位移速率與庫(kù)水位呈正相關(guān)，水平位移速率在庫(kù)水位上升期較穩(wěn)定期大。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉民.淺談水利工程中的大壩變形監(jiān)測(cè)與維護(hù)[J].科技與企業(yè)，

2013，（09）：227.