海甸峡水电站大坝变形监测系统及监测资料分析与评价 4页

技术交流F=GBBHIJDKLK>+D’#%&!"#，$"%&’!"()*海甸峡水电站大坝变形监测系统及监测资料分析与评价李泉（甘肃电投九甸峡水电开发有限责任公司甘肃临洮!"#$##）【摘要】根据海甸峡工程变形监测布置及所得监测资料，对存在明显异常的测点（测值）进行可信度和观测精度评价，对变形监测资料的连贯性、突变性等进行分析处理，并建立回归统计分析模型，分析各影响量对坝体变形的影响；再以此为基础对坝体变形安全监测系统进行综合评价。分析表明，坝体变形符合一般规律，且无趋势性变化，大坝变形目前是稳定的。图%幅，表&个。【关键词】大坝变形监测系统评价回归分析坝顶总长"%6,，最大坝高&$,。泄洪冲沙闸采用"!工程概况孔潜孔式，闸孔尺寸为),?&,（宽?高），设计海甸峡水电站位于甘肃省临洮县西南约"):,（定型）水头!7$,。溢流坝为表孔式，共’孔，孔的洮河干流上，是洮河水能梯级开发的第’%座梯口尺寸为%#,?),（宽?高），设计（定型）水头级电站。电站枢纽及厂区位于临洮县境内，库区位!7$,。发电引水系统布置在左岸，由进水口、引水于临洮县、渭源县和康乐县境内，坝址上游距离九隧洞、调压井和高压管道&部分组成。甸峡水电站约’6:,，下游距三甲水电站约!:,。水海甸峡水电站工程于’##"年%’月%#日开工，库正常蓄水位’##’7##,，设计洪水位’##’7##,，挡水建筑物于’##6年6月"#日全部完工。’##$年校核洪水位’##&7##,，发电死水位’###7##,，坝%’月%"日水库开始初期蓄水，%%月’$日引水系顶高程’##$7##,。统具备充水条件，%’月"%日首台机组并网发电。洮河全长6!"7%:,，流域面积’$$’!:,’，坝址’##6年%月’"日与&月%$日第’台、第"台机组以上控制流域面积%))’):,’，多年平均流量相继发电，’##6年)月工程全部竣工。"%"",;<。"大坝变形监测系统布置海甸峡水电站采用混合式开发方式，主要任务是发电。电站总装机容量6#=>（"?’#=>），年发电海甸峡水电站大坝变形监测系统包括水平位移量’7!#)亿:>·3，年利用小时数&$%"3。电站属中监测及垂直位移监测等项目，其中水平位移监测包型@@@等工程，主体工程由枢纽、引水系统及发电括视准线监测及倒垂线监测，垂直位移监测为水准仪监测（见图%）。厂房"大部分组成。%）视准线监测布置挡水及泄洪建筑物由左岸截水墙、左副坝、泄大坝坝顶水平位移采用视准线进行监测。左岸洪冲沙闸、溢流坝和右岸碾压混凝土重力坝组成，工作基点AB埋设于坝纵#(#")7)#*,、坝横#C##%7"*6,、高程’##67%%*&,处；右岸工作基点收稿日期：’#%"(%%(’)AD埋设于坝纵#C’’*7!$6%,、坝横#C##%7&’’,、作者简介：李泉（%*!&(），男，助理工程师，主要从事水电站水工技术监督工作。高程’##67%%*&,处。坝顶沿坝轴线各坝段布设有+,-./：/0102345%6"789,A%EA%’共%’个测点。·%’·n小水电!4#5年第!期（总第#’&期）技术交流图!海甸峡水电站监测系统布置示意!）倒垂线监测布置设,#-#.,#!-#共#!个测点；溢流坝段（高程大坝坝体布设"#、"!和"$共$条倒垂线，以#%%*(*’+）闸墩处布设,!-!及,$-!共!个测点。观测坝顶顺河向及坝轴向的水平位移。其中，"#、!大坝变形监测系统评价"$仅在坝顶设有测点，"!在坝顶及集水井处（高程#%&’()*!+）均设有测点。$(#监测方法及仪器$）水准监测布置海甸峡水电站大坝变形监测仪器及监测频次等大坝垂直位移采用水准仪进行观测，在坝顶布资料如下所示（见表#、表!）。表!海甸峡水电站枢纽安全监测仪器序号监测仪器型号规格生产单位数量监测项目仪器状态备注#水准仪/010#!德国#垂直位移完好!经纬仪2!瑞士#水平位移完好视准线$双标仪""34!—!*44长春朝阳#垂直位移完好5垂线坐标仪""34!—!*!*长春朝阳5倒垂线完好*读数显微镜63/—,7长春朝阳#倒垂线完好人工比测&差动电阻测量仪89:—#南京林经岩!应变计、温度计、测缝计完好人工比测’便携式振弦读数仪;<—54$"大连基康!渗压计完好人工比测)活动觇标#国产#视准线完好%固定觇标#国产#视准线完好表"海甸峡水电站枢纽安全监测项目及监测频次行观测，其精度为4($++。根据规范，位移观测各序号监测项目监测方式使用仪器监测频次分布地点测点仪器精度满足要求。#水平位移人工测量经纬仪#.$次=月坝面$(!监测数据精度及工作性态!垂直位移人工测量水准仪#.$次=月坝面、闸墩通过分析海甸峡水电站大坝的变形监测测点原$双标倒垂自动双标仪#.$次=月右坝肩始测值过程线，可以得知变形观测测值的精度较左、右坝肩5普通倒垂自动坐标仪#.$次=月坝中、廊道差，但能够反映大坝变形的规律。变形监测仪器工作性态如下所示（见表$）。水平位移视准线采用经纬仪2!观测，其精度在水平位移监测中，视准线观测正常；倒垂线观测为#++；倒垂线坐标仪采用""34!—!*!*，其精度为初期数据较少，后期观测正常。垂直位移监测均4(4!++；垂直位移水准测点采用水准仪/010#!进正常。·#$·n技术交流*+,--./01232451"#!$!"#，$"%&’!"()*表!变形监测仪器工作性态则相反，坝顶产生向下游位移的较大值或向上游位分析评价移的较小值，符合变形的一般规律。比较库水位和分部工程监测名称单元工程名称仪器工作工作水平位移过程线的变化过程可以看出，库水位升高合计正常异常时，坝顶向下游位移增大；库水位降低时，坝顶向测点!"#!"水平位移视准线观测下游位移减小。水平位移的增减与库水位的升降基监测仪!#!本同步。变形监测测点$#$水平位移倒垂线观测系统监测仪$#$河床坝段处坝顶（测点’$(’)）向下游的水测点!$#!$平位移大于两岸坝段，这是由于河床部位坝体的坝垂直位移水准观测监测仪!#!高大于两岸坝段，因此河床坝段受荷载变化的影响大于岸坡坝段。所以，视准线水平位移测值正常，%&%变形监测系统评价且符合坝体变形的一般规律。本工程变形监测系统设置了水平位移及垂直位倒垂线监测顺河向水平位移变化规律表明：倒移等观测项目，测点布置合理，满足规范要求。工垂线顺河向水平位移测值受温度变化影响呈较明显程安全监测仪器设备选型符合现行规范要求和工程的周期性变化。温升时，坝顶出现向上游位移的较实际，安装埋设前施工单位进行了必要的检查，各大值或产生向下游位移的较小值；而温降时则相仪器测量精度满足要求。变形观测按设计和规范要反，坝顶产生向下游位移的较大值或向上游位移的求，取得了相对完整的观测资料，并进行了观测资较小值，符合变形的一般规律。库水位对顺河向水料整编和初步分析。视准线、倒垂线及水准线监测平位移变化也有较大影响；水位升高，坝体向下游数据表明，位移监测测值的精度不高，稳定性较变形，反之，则向上游变形。顺河向水平位移与垂差，但可以反映大坝变形的规律及工作性态；建议线测点位置有关，同一坝段的两个测点，坝基横河改进观测方法，提高人员素质，从而提高实际观测向位移小于坝顶横河向位移。精度。倒垂线监测横河向水平位移变化规律表明：横海甸峡水电站大坝变形各观测仪器工作正常，河向水平位移测值主要受温度变化的影响，呈较明变形监测系统满足规范要求，也满足大坝安全监测显的周期性变化。横河向水平位移与垂线测点位置和安全评价的需求。有关，同一坝段的两个测点，坝基横河向位移小于坝顶横河向位移。库水位对横河向水平位移的影响!大坝变形监测资料分析较小。由于倒垂线测值资料不够完整，故其过程线由于本工程测点较多，监测数据庞大，限于本连续性不好，因此倒垂线水平位移测值正常，且符文篇幅，不在此就数据本身处理过程进行论述，而合坝体变形的一般规律。是重点论述数据所反映的大坝变形规律，并选取典$&"垂直位移监测资料分析型测点建立回归统计模型，分析大坝变形影响坝顶相邻坝段测点同步性较好，出现峰谷的时因素。间基本接近，变化规律相似。扣除突变时段之后，$&!水平位移监测资料分析坝顶垂直位移沿坝轴线方向的变化总体平稳，相邻坝顶视准线水平位移变化规律表明：坝顶水平坝段之间横缝的变位较小。坝体温度较高时段，各位移主要受温度变化和上游库水位变化的影响，呈坝段坝顶下沉量较小（或上抬量较大）；而在坝体较明显的年周期变化。温升时，坝顶出现向上游位温度较低时，则各坝段坝顶下沉量较大（或上抬量移的较大值或产生向下游位移的较小值；而温降时较小）。·!$·n小水电+,*!年第+期（总第*()期）技术交流闸墩垂直位移变化规律表明：闸墩处测点垂直!"#坝体位移的统计模型及其成果分析位移的变化规律与坝顶处测点一致，其数值小于坝在完整收集大坝变形监测资料分析的基础上，顶处测得的垂直位移，这是由于闸墩处测点所在高建立大坝回归统计模型［#］，深入分析大坝变形影响程较低，符合一般规律。因素。限于本文篇幅，只着重介绍两个典型测点回因此，海甸峡水电站大坝垂直位移测值基本正归分析结果，并就所有测点回归分析体现整体规律常，变化符合一般规律。进行论述（见表!）。表!典型测点测值回归分析结果拟合复测点实测值拟合值水压分量温度分量时效分量水压（$）温度（$）时效（$）相关系数%&&"#’!"()*+,")’&-#"-+(*,"*!’**!"!*’+"!’#"**,"-,.&#"-+"#!*,+"#!*,,",,*,,",,,",,,"),由表!可知，回归模型符合大坝变形分析要求，仪器完好率较高。视准线、倒垂线及水准线监求，%&测点测值回归分析复相关系数达到,"-,，测数据表明，位移监测测值的精度不高，稳定性较测点.&复相关系数也达到,"),。由于库水位变化差，但可以反映大坝变形的规律及工作性态。较小，水压对坝顶垂直位移的影响不甚明显，因此+）由统计模型所得各测点位移拟合曲线基本回归分析结果体现出大坝变形主要受温度变化影可以反映实测位移的变化过程及规律。统计模型变响，受水压分量影响较小，且时效分量很小。量分离分析表明，由于库水位变幅较小，环境温度各测点视准线顺河向水平位移拟合曲线基本可是影响坝体水平位移的主要因素，水压分量次之，以反映实测水平位移的变化过程及规律，在某些测时效影响最小。点拟合效果并不是很好，但仍可以反映其变化规#）总体来说，海甸峡水电站大坝水平位移及律。温度和水压是影响坝体顺河向位移的主要因垂直位移测值基本正常，变化符合一般规律，且无素，水压分量次之，时效影响最小。趋势性变化，大坝变形目前是稳定的。坝顶垂直位移变化规律表明：温度是影响坝顶垂直位移的主要因素，温度分量约占总量的参考文献：(#",-$/*,,$；时效次之，时效分量约占总量的,/+)"-*$。由于库水位变化较小，水压对坝顶垂［*］012&*(’—+,,#，混凝土坝安全监测技术规范［3］4［+］甘长庚4南告水电站大坝变形监测系统的检查与评价直位移的影响很小。［5］4大坝与安全，+,,（!)）：#-6!+4［#］顾冲时，吴中如4大坝与坝基安全监控理论和方法及其!对大坝位移监测系统的评价及相关应用［7］4南京：河海大学出版社，+,,)4建议!*）大坝位移安全监测仪器设备选型符合现行责任编辑吴昊规范要求和工程实际，且各仪器测量精度满足要""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""欢迎订阅欢迎投稿欢迎刊登广告·*&·