糯扎渡水電站樞紐區(qū)邊坡監(jiān)測(cè)成果分析

劉 偉，鄒 青

(中國電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，云南 昆明 650051)

糯扎渡水電站是瀾滄江中下游河段梯級(jí)規(guī)劃“二庫八級(jí)”中第五級(jí)，樞紐位于云南省普洱市翠云區(qū)和瀾滄縣境內(nèi)，左岸為翠云區(qū)，右岸為瀾滄縣。壩型為心墻堆石壩，壩頂高程821.5 m，最大壩高261.5 m，正常蓄水位812 m，水庫總庫容237.03×108m3，為不完全多年調(diào)節(jié)水庫；總裝機(jī)容量為5 850 MW，保證出力2 406 MW，多年平均發(fā)電量239×108kW·h，年利用小時(shí)數(shù)4 088 h。

糯扎渡水電站工程主要建筑物有：礫質(zhì)土心墻堆石壩、左岸開敞式溢洪道、左岸泄洪洞、右岸泄洪洞、左岸引水發(fā)電系統(tǒng)及5條(左岸3條、右岸2條)導(dǎo)流隧洞。壩址區(qū)河道順直，河谷呈“V”字型，兩岸沖溝發(fā)育，壩址巖性主要為中細(xì)粒花崗巖，花崗斑巖、角礫巖、砂巖和泥巖等多種巖性分布。

邊坡安全問題由于受其復(fù)雜的地質(zhì)條件影響，一直是巖土工程關(guān)注的焦點(diǎn)問題[1]，在進(jìn)行邊坡設(shè)計(jì)時(shí)往往需要考慮邊坡地質(zhì)條件、滲流條件等復(fù)雜因素對(duì)其穩(wěn)定性的影響[2]，大壩安全監(jiān)測(cè)與邊坡變形穩(wěn)定設(shè)計(jì)密切相關(guān)，本文基于正在開展的300 m級(jí)面板堆石壩邊坡穩(wěn)定問題，對(duì)邊坡安全關(guān)鍵監(jiān)測(cè)技術(shù)及新設(shè)備開展研究工作。

1 樞紐區(qū)安全監(jiān)測(cè)

邊坡變形觀測(cè)的意義在于提供邊坡的穩(wěn)定狀況、位移和變形的規(guī)律等，為滑坡預(yù)報(bào)提供依據(jù)[3-4]，本次在糯扎渡水電站樞紐區(qū)邊坡采用表面變形監(jiān)測(cè)和深部變形監(jiān)測(cè)的方式進(jìn)行邊坡變形觀測(cè)，除變形監(jiān)測(cè)外，為了更加全面監(jiān)測(cè)邊坡巖土真實(shí)力學(xué)效應(yīng)、檢驗(yàn)設(shè)計(jì)施工的可靠性和處治后邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)[5]，還對(duì)邊坡進(jìn)行了支護(hù)效應(yīng)監(jiān)測(cè)和地下水位監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)儀器[6]主要采用表面變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)、測(cè)斜儀和測(cè)斜孔、多點(diǎn)位移計(jì)、錨索測(cè)力計(jì)、水位孔和滲壓計(jì)等監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

以電站進(jìn)水口邊坡為典型，監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置方案如下：布置表面變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)10個(gè)，目前仍在觀測(cè)的有4個(gè)點(diǎn)；深部變形監(jiān)測(cè)主要采用多點(diǎn)位移計(jì)和測(cè)斜孔，共布置多點(diǎn)位移計(jì)4套、測(cè)斜孔2個(gè)。代表性監(jiān)測(cè)剖面如圖1所示。

圖1 進(jìn)水口邊坡代表性監(jiān)測(cè)剖面布置圖

2 監(jiān)測(cè)結(jié)果討論

對(duì)整個(gè)樞紐區(qū)邊坡工程進(jìn)行了安全監(jiān)測(cè)，下面取溢洪道消力塘740 m監(jiān)測(cè)結(jié)果為典型，對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析。

消力塘740 m邊坡所處工程地質(zhì)條件較好，該位置區(qū)域原始地形總體傾向?yàn)憸娼庸?，左?cè)部分與挑流鼻坎段以及下游沖刷區(qū)的邊坡構(gòu)成一整體，最大開挖坡高約235 m，位于糯扎溝至下游5號(hào)溝之間，向上下游邊坡高度逐漸降低，順河谷方向長度最大達(dá)700余m。

2.1 表面變形監(jiān)測(cè)

糯扎渡水電站消力塘邊坡共布置表面變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)55個(gè)，其中典型表面變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移～時(shí)間過程線如圖2所示。從表面變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)成果來看，水平合位移的方向主要是順坡向，水平合位移最大值為72.9 mm，水平合位移當(dāng)前測(cè)值在4.1～51.6 mm之間；垂直位移最大值為46.2 mm，垂直位移當(dāng)前測(cè)值在-81.8～7.8 mm之間?？傮w來看該邊坡表面變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平位移量值增幅較小，垂直位移量值增幅相對(duì)較大，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)分析，主要由于更換測(cè)站所致，目前各測(cè)點(diǎn)的水平合位移已基本趨于平穩(wěn)，垂直位移呈波動(dòng)變化，總體來看邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

圖2 典型表面變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移～時(shí)間過程線圖

2.2 深部變形監(jiān)測(cè)

深部變形監(jiān)測(cè)主要采用多點(diǎn)位移計(jì)和測(cè)斜孔。共布置多點(diǎn)位移計(jì)13套，典型多點(diǎn)位移計(jì)位移～時(shí)間過程線如圖3所示。從多點(diǎn)位移計(jì)的監(jiān)測(cè)成果來看，目前YHP1-M-02多點(diǎn)位移計(jì)的各深度位移較大，目前孔口累計(jì)位移已達(dá)到14.68 mm，主要原因是受前期消力塘開挖爆破的影響，目前位移曲線已經(jīng)趨于收斂。其余多點(diǎn)位移計(jì)當(dāng)前各深度位移在-0.55～6.46 mm以內(nèi)，位移速率基本為零，表明邊坡深部變形較小，邊坡深部變形處于穩(wěn)定狀態(tài)。

圖3 典型多點(diǎn)位移計(jì)位移～時(shí)間過程線圖

測(cè)斜孔共布置7個(gè)，典型測(cè)斜孔位移沿孔深分布曲線如圖4所示。測(cè)斜孔順坡向當(dāng)前孔口累計(jì)位移在-11.77～8.19 mm之間，從測(cè)斜孔的監(jiān)測(cè)成果來看，目前該邊坡的7個(gè)測(cè)斜孔的孔口累計(jì)位移量值較小(在8.19 mm以內(nèi))，且沿孔深方向的位移也較小(在3.0 mm以內(nèi))，表明邊坡深部沒有出現(xiàn)明顯的滑移面，深部變形保持穩(wěn)定。

圖4 典型測(cè)斜孔位移沿孔深分布曲線圖

2.3 支護(hù)效應(yīng)監(jiān)測(cè)

該邊坡共布置63臺(tái)1 000 kN級(jí)的錨索測(cè)力計(jì)，典型錨索測(cè)力計(jì)荷載～時(shí)間過程曲線如圖5所示。從錨索測(cè)力計(jì)的監(jiān)測(cè)成果來看，監(jiān)測(cè)錨索目前荷載占鎖定荷載比率為69.0%～108.0%，占設(shè)計(jì)荷載比率為75.0%～113.0%，各錨索測(cè)力計(jì)經(jīng)過初期的預(yù)應(yīng)力損失和隨后的預(yù)應(yīng)力調(diào)整波動(dòng)變化階段后，目前荷載基本趨于平穩(wěn)。各錨索測(cè)力計(jì)的穩(wěn)定荷載基本與設(shè)計(jì)噸位一致，表明該邊坡的工作錨索設(shè)計(jì)深度、噸位等設(shè)計(jì)參數(shù)合理，對(duì)邊坡達(dá)到了預(yù)期錨固效果。

圖5 典型錨索測(cè)力計(jì)荷載～時(shí)間過程線圖

2.4 地下水位監(jiān)測(cè)

地下水位監(jiān)測(cè)采用水位孔。該邊坡共布置了5個(gè)水位孔，水位孔內(nèi)水深隨時(shí)間過程曲線如圖6所示，由圖6可以看出，大部份水位孔在安裝初期水位變化較大，其后緩慢下降直至無水狀態(tài)，目前各水位孔內(nèi)水深較小，基本在3 m以內(nèi)波動(dòng)，主要受降雨的影響，地下水對(duì)邊坡影響較小。

圖6 典型水位孔內(nèi)水深～時(shí)間過程曲線圖

3 結(jié) 語

溢洪道消力塘740 m以上邊坡監(jiān)測(cè)成果表明：消力塘邊坡局部表層雖有一定蠕動(dòng)變形，但變化幅度均較小，邊坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。其主要依據(jù)在于：

1)表面變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)當(dāng)前水平合位移在4.1～51.6 mm之間，垂直位移當(dāng)前測(cè)值在-81.8～7.8 mm，目前各測(cè)點(diǎn)測(cè)值總體穩(wěn)定，少數(shù)測(cè)點(diǎn)有一定蠕動(dòng)變形。

2)目前多點(diǎn)位移計(jì)位移曲線已經(jīng)趨于收斂，邊坡深部處于穩(wěn)定狀態(tài)；測(cè)斜孔的順坡向當(dāng)前孔口累計(jì)位移在-11.77～-8.01 mm之間，沿孔深方向的位移均較小(在3.0 mm以內(nèi))，沒有明顯的滑移面，深部變形保持穩(wěn)定。

3)監(jiān)測(cè)錨索目前荷載占鎖定荷載比率為69.0%～108.0%，占設(shè)計(jì)荷載比率為75.0%～113.0%，各錨索測(cè)力計(jì)經(jīng)過初期的預(yù)應(yīng)力損失和隨后的預(yù)應(yīng)力調(diào)整波動(dòng)變化階段后，目前荷載基本趨于平穩(wěn)。

4)地下水位主要受降雨的影響，目前各水位孔均處于無水狀態(tài)，說明該邊坡排水效果較好。

消力塘邊坡自2006年開挖，2008年完成，運(yùn)行至2013年，穩(wěn)定性良好，經(jīng)受了降雨、地震等不良荷載影響，未出現(xiàn)任何工程隱患及破壞現(xiàn)象，實(shí)踐證明分析結(jié)論與設(shè)計(jì)方案合理可靠。