烏東德水電站上游圍堰應變及滲壓監(jiān)測分析

孫傳勝

（貴州省水利投資（集團）有限責任公司，貴州 貴陽 550081）

烏東德水電站上游圍堰為混凝土心墻土石圍堰，其防滲墻混凝土應變及滲流滲壓對圍堰工程質(zhì)量有較大影響。本文通過在混凝土防滲墻上布設應變計、防滲帷幕后布設滲壓計以及測壓管的方法對烏東德水電站上游圍堰的應變及滲壓進行監(jiān)測結(jié)果分析。

1 上游圍堰概況

上游圍堰為心墻土石圍堰，圍堰防滲采用混凝土防滲墻上接復合土工膜斜墻，堰頂高程為873.0 m，最大堰高67.0 m，堰頂寬度10.0 m。堰基防滲采用塑性混凝土防滲墻，混凝土防滲墻最大深度90.5 m，厚度1.2 m。該部位河床覆蓋層下伏基巖為（薄～極薄）層大理巖化白云巖，屬微巖溶化巖組；巖層近橫河向多陡傾下游，走向與圍堰軸線呈小角度相交。巖石多為灰白色，呈微風化狀。斷層裂隙總體上不發(fā)育，局部因揉皺等作用破碎。

2 監(jiān)測儀器埋設安裝

上游圍堰分3個主監(jiān)測斷面（1-1、2-2、3-3），3個監(jiān)測斷面共布置7支滲壓計、6孔測壓管、16支單向應變計及3支無應力計。滲壓計（P1～P6）布置于防滲墻下游側(cè)基巖面，采用鉆孔方式埋設，P7安裝于防滲墻帷幕灌漿檢查孔內(nèi)，滲壓計主要用于堰基滲壓監(jiān)測；測壓管（BV1～6）布置于圍堰軸線下游側(cè)，以監(jiān)測堰體內(nèi)的滲水情況；應變計（S1～16）及無應力計（N1～3）布置在2-2監(jiān)測斷面防滲墻內(nèi)不同高程位置，隨防滲墻二期SF27槽孔土建施工安裝，用于監(jiān)測防滲墻混凝土應變情況，監(jiān)測設施詳細布置見圖1。

圖1 烏東德水電站上游圍堰監(jiān)測布置圖

3 監(jiān)測成果及分析

3.1 防滲墻應變計監(jiān)測

上游圍堰防滲墻中部27#槽段（K0+134.7）內(nèi)布置了16支單向應變計及3支無應力計，用于監(jiān)測圍堰防滲墻體的應力應變情況，監(jiān)測儀器于2015年6月5日至6月6日安裝完成，正式投入監(jiān)測工作。

（1）防滲墻溫度

混凝土澆筑完成后由于水化熱作用導致防滲墻溫度上升，其中測點S11（EL.770）最高溫度達47.7℃，溫度升幅為23.5℃；防滲墻上部及底部溫度較高，中部溫度較低。防滲墻混凝土溫度及應變垂直分布見圖2。

圖2 上游圍堰防滲墻溫度及應變垂直分布圖

（2）防滲墻混凝土應變監(jiān)測

上游防滲墻墻厚1.2 m，澆筑材料為塑性混凝土，混凝土澆注在前期成型的防滲墻槽孔內(nèi)。防滲墻混凝土內(nèi)埋設小型弦式應變計的目的是監(jiān)測混凝土垂向應變。根據(jù)應變計應變、溫度變化過程線（初始值取得時間為埋設后24h）分析。

混凝土在澆筑之后，水化熱使溫度迅速上升，應變計及無應力計應變主要受溫度影響，應變計應變量與溫度呈負相關，隨著混凝土溫度趨于穩(wěn)定，應變計測值逐漸趨于收斂。

2016年4月～7月，施工平臺上覆蓋土工膜，填筑石渣料，受石渣重壓，防滲墻應變計呈現(xiàn)壓應變增大，說明防滲墻混凝土具有低抗壓力學特征。隨著主圍堰施工完成，應變計應變均已收斂，應變計微應變在-666.57με～-38.30με之間。以EL781高程應變計S09、S10為例，其應力計應變、溫度時序過程線見圖3。

圖3 S09、S10應變計溫度及應變時序過程線圖

3.2 滲流滲壓監(jiān)測

上游圍堰分3個滲流滲壓監(jiān)測斷面，防滲墻后共布置7支滲壓計、主堰體后共布置6孔測壓管（測壓管采用電測水位計人工測讀）用于圍堰滲流滲壓監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果以2-2斷面為例。

3.2.1 滲壓計監(jiān)測

1-1斷面、3-3斷面4支滲壓計于2016年3月完成安裝，安裝后滲壓計滲壓水位與大壩基坑水位一致，2016年3月至9月基坑下挖及基坑抽水，滲壓水位隨著基坑水位的下降逐漸下降。

埋設在河床中部高程742.0 m、729.9 m（防滲帷幕軸線后2.5 m）及高程729.9 m（防滲帷幕軸線中心線）的3支滲壓計（P3、P4、P7），安裝后至 2017 年 4 月 P4、P7滲壓水位顯示，P4、P7滲壓水位與上導水位變化一致，結(jié)合防滲墻下地質(zhì)資料分析，該部位存在局部裂隙滲水，2017年5月對該部位進行了二次鉆孔補灌，期間P3、P4、P7滲壓水位出現(xiàn)無規(guī)律上升及下降，主要受防滲墻鉆孔灌漿影響。灌漿后監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，P3、P4、P7滲壓水位與上導水位仍有一定的相關性。上游圍堰滲壓計滲壓水位監(jiān)測時序過程線見圖4。

圖4 上游圍堰滲壓計滲壓水位監(jiān)測時序過程線圖

3.2.2 測壓管監(jiān)測

上游圍堰分3個監(jiān)測斷面共布置6支測壓管，于2016年12月完成全部測壓管安裝工作。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示上游圍堰測壓管滲壓水位在767.35 m～786.43 m之間，其中BV1、BV6為干孔。近兩年的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，測壓管安裝后滲壓水位一直比較穩(wěn)定，主要受降雨影響出現(xiàn)短時間內(nèi)較小幅度的變化。上游圍堰測壓管滲壓水位監(jiān)測時序過程線見圖5。

圖5 上游圍堰測壓管滲壓水位監(jiān)測時序過程線圖

4 結(jié)論

（1）烏東德水電站上游圍堰滲流滲壓、應力應變儀器隨主體工程進度及時埋設到位，滿足圍堰監(jiān)測需要，為下游大壩基坑安全施工提供了有力保障。

（2）上游圍堰防滲墻應變計的變化過程驗證了混凝土防滲墻具有低抗壓力學特征，水化熱過程符合現(xiàn)場條件。施加蓋重之前，應變主要與溫度有關；施加蓋重之后，應變主要受蓋重影響。目前應變計應變均顯示壓應變，防滲墻處于穩(wěn)定狀態(tài)。

（3）上游圍堰1-1、3-3斷面滲壓計監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，前期滲壓水位主要受大壩基坑水位影響，后期滲壓水位穩(wěn)定。上游圍堰防滲墻中部滲壓計監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，中部滲壓計滲壓水位與上導水位有一定相關性，結(jié)合防滲墻下地質(zhì)資料、堰后測壓管監(jiān)測數(shù)據(jù)及圍堰巡視檢查情況分析，上游圍堰中部防滲墻下存在局部巖隙滲水，上下游形成滲流通道，上游圍堰防滲墻及堰體整體防滲效果良好。