汪文波,陳得鵬
(甘肅電投河西水電開發(fā)有限責(zé)任公司,甘肅 張掖 734000)
寶瓶水電站位于甘肅省肅南裕固族自治縣境內(nèi)和青海省祁連縣境內(nèi)的黑河上游,距張掖市約120 km。工程主要任務(wù)是發(fā)電,大壩為混凝土面板堆石壩,最大壩高93.5 m,壩頂高程2 528.60m,防浪墻頂高程2 529.80 m,壩頂長147 m,壩頂寬8 m。上游坡比為1:1.45,下游壩坡2 497.00m高程以上為1:1.5,2 497.00 m高程以下為1:1.4。工程設(shè)計洪水位和正常蓄水位均為2 521.00 m(P=1%),校核洪水位2 522.72 m(P=0.05%),對應(yīng)水庫總庫容2.219×107m3,為日調(diào)節(jié)水庫。電站安裝3臺混流式機(jī)組,總裝機(jī)容量123 MW。
壩體表面位移監(jiān)測縱斷面共6條,分別為壩橫0+007.00、壩橫0-001.20、壩橫0-026.25、壩橫0-050.00、壩橫0-073.00和壩橫0-094.50,每條測線分別設(shè)置10、7、5、6、5、5個測點(diǎn),共計38個測點(diǎn)。水平位移測點(diǎn)和垂直位移測點(diǎn)布置同一位置,水平位移采用全站儀按三角網(wǎng)法測量,垂直位移采用水準(zhǔn)儀按幾何水準(zhǔn)法進(jìn)行測量。
寶瓶水電站大壩表面位移觀測布置圖,如圖1所示。每條監(jiān)測橫斷面兩端分別設(shè)置工作基點(diǎn)和校核基點(diǎn),工作基點(diǎn)共12個,校核基點(diǎn)5個。垂直位移按照國家二等水準(zhǔn)施測,幾何水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在左岸壩肩。
圖1 寶瓶水電站大壩表面位移觀測布置圖
圖2~圖5為壩體表面水位移(視準(zhǔn)線)變化過程線。
圖2 壩體表面水平位移變化過程線(防浪墻前面板頂部)
圖3 壩體表面水平位移變化過程線(壩后2 517 m高程)
圖4 壩體表面水平位移變化過程線(壩后2 498 m高程)
圖5 壩體表面水平位移變化過程線(壩后2 486 m高程)
(1)壩體表面水平位移始測于2013年10月,此時較2012年2月下閘蓄水已過了20個月,因此2013年10月開始監(jiān)測的壩體表面水平位移量較壩體表面實際發(fā)生的位移量要小。
(2)壩體表面水平位移是以每條視準(zhǔn)線兩端的工作基點(diǎn)為基準(zhǔn),因此壩體表面水平位移成果是相對于視準(zhǔn)線兩岸端點(diǎn)的相對變化。
(3)相對于2013年10月,壩體表面向下游變形最大值66 mm(壩頂原河床部位的A4測點(diǎn),2018年11月26日),向上游變形最大值4.8 mm(壩后2 498 m高程A26測點(diǎn),2014年1月14日)。相對于2013年10月,壩體表面水平位移總體上是向下游變形,向下游的平均值在14.9~39.2 mm,變形量值不大。
(4)2014年壩體表面各測點(diǎn)均呈現(xiàn)出向下游的變化趨勢,2016年后壩體表面水平位移已趨于收斂。
圖6~圖11為壩體表面垂直位移變化過程線。
圖6 壩前水準(zhǔn)測點(diǎn)變化過程線成果(壩橫0+007)
圖7 壩頂垂直位移測點(diǎn)變化過程線(壩橫0-001)
圖8 壩頂水準(zhǔn)測點(diǎn)變化過程線(壩橫0-001)
圖9 壩后2 517 m高程水準(zhǔn)測點(diǎn)變化過程線(壩橫0-026.5)
圖10 壩后2 486 m高程水準(zhǔn)測點(diǎn)變化過程線(壩橫0-073)
圖11 新增防浪墻水準(zhǔn)測點(diǎn)變化過程線成果
(1)壩體表面最大沉降量及變化速率。壩體表面垂直位移自2013年10月監(jiān)測以來均出現(xiàn)不同程度的下沉,其中河床中部壩頂A13測點(diǎn)的累積沉降量最大,相對2013年10月的最大累積沉降量230.9 mm發(fā)生在2018年12月,壩頂年最大沉降速率從2015年的56.2~64.5 mm/年減小至2018年的20.3 mm/年,壩頂下沉速率已明顯減小,但壩頂沉降尚未完全收斂。
(2)壩前面板頂部垂直位移。河床中部A4測點(diǎn)的累積沉降量最大,相對2013年10月的最大累積沉降量140.2 mm發(fā)生在2018年12月,壩前面板頂部年最大沉降速率從2015年的38.8 mm/年減小至2018年的6.9 mm/年,壩前面板頂部下沉速率已明顯減小,但尚未完全收斂。
(3)新增防浪墻垂直位移。2016年12月,在壩頂上游側(cè)防浪墻底部布設(shè)水準(zhǔn)測點(diǎn)7個。自2016年12月監(jiān)測以來均出現(xiàn)不同程度的下沉,其中河床中部F4測點(diǎn)的累積沉降量最大,相對2016年12月的最大累積沉降量48.3 mm發(fā)生在2018年12月,防浪墻2018年最大沉降速率22.4 mm/年,與壩頂2018年度最大沉降速率20.3 mm/年基本一致。
(1)總體來看,壩體表面向下游變形最大值66 mm(壩頂原河床部位的A4測點(diǎn),2018年11月26日),向上游變形最大值4.8 mm(壩后2 498 m高程A26測點(diǎn),2014年1月14日)。相對于2013年10月,壩體表面水平位移總體上是向下游變形,向下游的平均值在14.9~39.2 mm,變形量值不大。2016年后壩體表面水平位移已趨于收斂。
(2)2012年2月下閘蓄水,壩體表面位移于2013年10月始測,因此測得的壩體表面水平位移量較壩體表面實際發(fā)生的位移量要小。
(1)壩壩體表面垂直位移的分布看,壩前面板頂部、防浪墻、壩頂及壩后各水準(zhǔn)測線均表現(xiàn)出壩高較大河床中部沉降大些,向左右岸沉降量均減小。由于原河床偏向左岸,左岸的壩高相對大些,相應(yīng)的左岸的沉降量也明顯大于右岸。這些分布規(guī)律均符合面板壩及本工程的特點(diǎn),也進(jìn)一步印證壩體表面垂直位移監(jiān)測成果的可靠性。
(2)從變化趨勢看,目前河床中部壩頂最大沉降速率20.3 mm/年,防浪墻最大沉降速率22.4 mm/年,壩前面板頂部最大沉降速率6.9 mm/年,各部位下沉速率雖已明顯減小,但沉降尚未完全收斂。
(3)壩前面板頂部、防浪墻、壩頂及壩后各水準(zhǔn)測線均表現(xiàn)出下沉趨勢;壩高較大河床中部沉降較大,向左右岸沉降量減?。挥捎谠哟财蜃蟀?,左岸的壩高相對大些,相應(yīng)左岸沉降量也明顯大于右岸。
(4)2011年3月,壩體填筑到壩頂高程,壩體表面垂直位移2013年10月始測,存在延測現(xiàn)象。截至2018年底,壩頂表面沉降變形最大值230.9 mm(河床中部壩頂A13測點(diǎn));壩前面板頂部表面沉降變形最大值140.2 mm(河床中部A4測點(diǎn));新增防浪墻底部表面沉降相對2016年12月最大值48.3 mm(河床中部F4測點(diǎn))。從變化趨勢看,2016年、2017年、2018年、2019年壩頂沉降速率分別為64.5 mm、26.8 mm、20.3 mm、17.4 mm,壩前面板頂部最大沉降速率分別為22.3 mm、8.3 mm、6.9 mm、5.4 mm,各部位下沉速率已明顯減小,但沉降變形尚未收斂。