安民水电站大坝安全监测资料分析 4页

技术交流SMALLHYDROPOWER2011No2，TotalNo158安民水电站大坝安全监测资料分析郁孟龙(浙江省水利水电工程质量与安全监督管理中心浙江杭州310012)章晓桦(浙江省水利河口研究院浙江杭州310020)施立军(中交第三航务工程局有限公司宁波分公司浙江宁波315200)【摘要】安民水电站大坝为细骨料混凝土砌块石重力坝，为监测大坝的安全运行，在大坝布置了垂直位移、位移、扬压力等观测设施。根据6a的观测资料，对大坝的垂直位移、水平位移、扬压力观测资料进行了分析，评价了大坝的安全性和资料的可靠性。分析成果表明，大坝是安全的，但大坝的观测水平还有待于进一步提高。图3幅，表6个。【关键词】重力坝观测资料垂直位移水平位移扬压力和坝顶垂直位移测点组成。水准基点布置于大坝下1工程概况游1～2km处，3点组成1组，间距30～40m，能安民水电站位于浙江省松阳县境内，坝址位于互相同视，便于互相校核；起测基点布置在大坝右曹竹村上游约1．2km处，坝址以上集雨面积坝肩下游公路旁。在大坝坝顶布置了垂直位移测点45．80km2，由安民一级水电站和安民二级水电站6个，分别位于1号～6号坝块，每一坝块各有1组成，电站总装机1．66万kW，设计年发电量个测点(LD1～LD6)。4067万kW·h。工程由水库大坝、发电引水系统、2．2水平位移发电厂房、升压站、送出工程以及小流域引水系统大坝水平位移观i贝0系统布置于坝顶，由校核基组成。大坝为细骨料混凝土砌块石重力坝，坝顶高点、工作基点和坝顶水平位移测点组成。校核基程427．6m，水库大坝坝高46．6m，坝顶长162m，点、工作基点在左右坝头基岩上各布置1点，组成总库容332万m3。大坝分溢流坝段和非溢流坝段。1条视准线，大坝坝顶水平位移测点有6个，分别溢流坝段布置在主河床偏右岸侧，堰顶高程位于1号～6号坝块，每一坝块各有1个测点421．0m，上设3孔每孔净宽6m的溢流孔，采用(LD1～LD6)。挑流消能。坝体内设基础灌浆排水廊道，廊道中心2．3扬压力线距坝轴线4．25m，城门洞型，尺寸为2．5m×在大坝内布置扬压力观测孔10个，其中沿坝3．5m，总长约110m，廊道最低高程391m，左右轴线方向6个，分别位于灌浆廊道内的1号～6号岸高程414m和413Ⅱl处均设有廊道出口和坝顶道路坝段(ZS1ZS6)；垂直坝轴线方向4个，位于4相通。为了监测大坝的安全运行，大坝布置了垂直号坝段的横向观测廊道内(ZS6ZS10)。位移、水平位移、扬压力、渗流量、绕坝渗流、上游水位等观测设施，对大坝有关重要物理量进行监3大坝观测测，以确保大坝运行时的安全。工程于2003年底完工后，施工单位及大坝管2安全监测设施布置理单位对监测项目陆续进行了一定数量的观测，截2．1垂直位移至2010年12月底，各项目的监测次数(见表1)。大坝垂直位移观测系统由水准基点、起测基点表1各监测项目观测次数(截至2010年12月底)收稿日期：2011—02—15作者简介：郁孟龙(1965一)，男，副主任，高级工程师，主要从事水利水电工程质量与安全监督管理工作。Email：hzyml123@163．eom·l8·n小水电2011年第2期(总第158期)技术交流从观测次数可见，运行管理单位的观测基本满导致数据变化较大。从现有观测数据来看，垂直位足规范要求的1次／月～2次／月的要求。移的总体趋势变化是趋于稳定的，回归分析表明其时效分量变化较小。4观测资料分析根据观测数据进行分析，各测点的特征值如下4．1统计模型的建立(见表2)。一般而言，影响大坝位移的主要因素是库水位、气温和时效，因此，坝顶垂直(水平)．位移的统计模型可用下式表示：dz=dH+dT+de一一．．▲^．．—八一．—式中，dz为坝顶垂直(水平)位移；dH为坝l_105_5_1509_6_20_1^顶垂直(水平)位移水压分量；d为坝顶垂直冒(水平)位移气温分量；d。为坝顶垂直(水平)位日撙趟移时效分量。，，●1)水压分量表达式——LD6塞倒以坝前水深日表示：一LU6计算‘‘。。‘‘时效分量l3dH=∑Bi(i一日。)式中，为观测13坝前库水位；H。为始测日图1垂直位移LD6测点回归成果及时效分量坝前库水位；B为回归系数。2)气温分量表达式’表2垂直位移各测点特征值由于坝内没有埋设温度计，所以温度因子用气温代替，采用指数气温模式来进行拟合：dT=B4当日+5氇日+B6鸭日最大s．6．s4．97．4s．式中，为当日观测日气温；B4～B6为回归系数。最大7sss9-s-3)时效分量表达式均0根据时效分量的变化规律，选用以下方案进行．099—0．0790．2520．2170．354-0．3134Imin拟合：∞∞加od。=B7+82+B9。+10ln(+1)咖求曾从特征值可见，各测点的观测值变化较大，有式中，=0．01Zt，2t为从始测日起到观测日沉降也有上抬，且规律性较差，但总体平均值较止的累计天数；B7一B10为回归系数。小，说明数据的变化主要是误差所致，大坝总体沉扬压力观测点的定量分析统计模型根据扬压力降不大。的特点，采用与库水位和时效库相关的模型：2)水平位移·dv=B0+1日+2+3月。3+B4十B5+大坝水平位移采用视准线法进行观测。水平位6+7ln(+1)移观测从2003年底至2010年12月共计观测79次4．2趋向性分析(见图2)。根据观测数据，各测点的特征值如下1)垂直位移(见表3)。大坝垂直位移采用水准仪进行观测。垂直位移从过程线图和特征值数据可见，水平位移变化观测从2003年底至2010年12月共计观测82次有一定规律，一是位移方向基本向下游，符合大坝(见图1)。受水压向下游变形的规律；二是中间坝段位移值从测值可见，总体上在前期沉降变化很小，疑大，两坝肩受山体约束位移值小，符合坝体变形规似未按规范进行测量；2005年后测值误差偏大，律；三是总体位移不大，说明大坝是稳定的。·】9·n技术交流SMALLHYDROPOWER2011No2，TotalNo1583)扬压力I—LD6实测值最最平一——LD6计算倒扬压力观测从2003年底至2010年12月共计观大小均。时效分量I测140次左右。从观测值可见，扬压力水位基本稳折折折减减减系系系定，无扬压力水位突然升高等异常情况。水位波动数数数．．}＼I．I▲1．i^对扬压力有一定影响，但部分测管影响不大(见图’售3)。各测点的特征值如下(见表4)。OO00∞--1i05-5一—150066-9-27108-2-I9g硼从各扬压力观测点的扬压力折减系数可见，扬839一2压力分布规律为两岸坝段高(ZS1～ZS2，ZS5～『-’I0O0835—4●一_zs6)，中间坝段小，中问三、四坝段平均折减系数、一，●，，～“舛，，●，，●，-_．-均在0．2以下，说明坝基防渗效果较好，坝基扬压—6力正常。两岸坝段稍高可能是受山坡水的影响，由000211-8山坡水渗流至扬压力管所致。鲫图2水平位移LD6测点回归成果及时效分量450445ny00440表3水平位移各测点特征值435430425^1A^。^h．／1．O00420‘’’¨l^f＼，-I^九广、／、√1／v＼八／＼^『＼flnI7354l5I—ly-r¨VV￥VV￥y＼J盯410向下游最大位405。。～．、—6．258．8810．797．448．574．1400OOO移值(ran1)I-395向上游最大位篓。390研舷—0．79—3．191．49—4．56—0．17—2．925雕380移值(rnin)OOO375平均值3701．7794．31l5．3473．1984．3581．119365三(眦n)360355OOO最终位移值3500．411．833．532．073．340．27n(H1m)04l—105—5—1506—9—2708—2—909—6—23lO一11—5779日期OO0图3Zs5测压管水位与库水位测点过程线唧表4扬压力各测点特征值∞蚵矧∞蚴∞∞钙铊{眈寻甜m们∞如％∞踮∞船；蜊2卯铺∞印∞踮∞7O9∞02¨O^Ⅲ)长世·2O·n小水电2011年第2期(总第158期)技术交流4．3相关性分析与库水位相关，尽管扬压力水位随库水位的变化很按以上统计模型建立的表达式进行回归分析，小，但与库水位的相关性还是较高，多数测点的复回归计算采用逐步回归分析法进行，F1值取1+~／180，相关系数在0．7以上，表明库水位的变化对扬压力值取1，显著性水平a取0．o5，即置信度水平为有一定影响。从扬压力变化过程线分析，各测点的95％。各位移测点观测资料逐步回归分析结果如下扬压力变化过程平稳，未出现扬压力急剧增加的情况，说明坝基扬压力是稳定的。(见表5)，扬压力观测资料逐步回归分析结果如下应当说明的是，扬压力观测数据中，常有孔水(见表6)。位长期不变的情况，这与正常情况是不符的，很有表6扬压力观测资料逐步回归分析结果可能为孔内堵塞所致。5评价与分析1)本工程安全监测主要项目有大坝垂直位移、水平位移、扬压力、水位等，可以监测大坝主要物理量的变化，起到保障大坝安全运行的目的。2)从观测资料的统计分析来看，大坝垂直位移总体沉降不大，但观测结果误差较大，造成数据的相关性较差，但总体变形值不大，坝体是稳定的；水平位移变化有一定规律，中间坝段位移值大，两坝肩受山体约束位移值小，符合坝体变形规律，平均移值在1．119～5．347n'll／l之间，总体较小，表明大坝是安全的。1)回归分析结果表明，垂直位移测点均与时3)扬压力变化过程平稳，未出现扬压力急剧效因子相关，部分与温度因子相关，多数(除增加的情况，扬压力分布规律为两岸坝段高(ZS1LD1、LD2外)与水位因子无关。各回归方程的复～ZS2，ZS5一ZS6)，中间坝段小，中间三、四坝段相关系数多数在0．5以下，相关性较差；回归方程平均折减系数均在0．2以下，说明坝基防渗效果较的标准差s的范围为1．3932．198rain，数值偏好，坝基扬压力正常。两岸坝段稍高可能是受山坡大，说明观测测量误差较大，数据的可靠性较差。水的影响，由山坡水渗流至扬压力管所致。尽管垂直位移测值的观测结果误差较大，但从4)大坝观测水平有待进一步提高。从观测原现有数据来看，其总体变形值不大，因此可以认为始资料看有些结果存在误差大、结果反常、未认真坝体是稳定的。观测等现象，建议应加强对观测人员的培训，使观2)水平位移与水位、温度、时效有关，但两测资料能切实反映工程实际状况。岸坝段与水位无关，说明这两个坝段受山体约束的影响和受水位变化的影响较小。各回归方程的复相参考文献：关系数多数在0．5左右，回归方程的标准差Js[1]郁梦龙，郑敏生．安吉县赋石水库大坝渗流分析[J]，浙的范围为1．2941．911mill。水平位移从时效因子江水利科技，1999(1)：1-4．[2]董志宏，丁秀丽，卢波，等．官地水电站地下厂房施工期的变化规律来看，测点主要呈现周期性变化，即水围岩安全监测分析[J]，人民长江，2009，40(17)：81—83．平位移随水位、气温的周期而变化，但这些变化由[3]张忠令，王德咏．三板溪水电站坝基渗透压力监测与分于数据存在误差而并不十分明显；从时效因子的变析[J]，人民长江，2010，41(9)：104-107．化趋势来看，未出现急剧增大的情况。[4]邹红英，肖明．地下洞室围岩施工期监测资料动态分析统计分析表明，水平位移观测值结果符合一般[J]，人民长江，2008，39(13)：79—81．规律，可信度一般，总体位移值不大，分析认为大■坝是稳定的。3)扬压力回归分析结果表明扬压力水位主要责任编辑赵建达·2l·