水电站大坝变形监测与预报

张宁

摘 要：水电站大坝表面变形监测属于大坝工程安全监测中一部分。文章以猴子岩水电站为例，以9～10月为时间段，介绍了大坝变形监测的周期确定、点位布设等技术设计，并分析了选用仪器及设计路线的精度，通过成果资料的整理和分析，掌握了大坝的沉降动态，并对监测结果进行了阐述，提出了合理的建议。

关键词：面板堆石坝；变形测量；安全监测

中图分类号：TV698.11 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）18-0146-02

1 工程概况

猴子岩水电站位于四川省甘孜藏族自治州康定县境内，坝址距上游丹巴县城约47 km，距下游泸定县城约89 km，距成都市约402 km，对外交通条件较好。本工程等级为一等，电站采用坝式开发，枢纽建筑物主要由拦河坝、两岸泄洪及放空建筑物、右岸首部式地下引水发电系统等组成。水库正常蓄水位1 842.00 m，相应库容6.62亿m3，总库容7.06亿m3，死水位1802.00 m，调节库容3.87亿m3，具有季调节性能。电站装机容量1 700 MW（4×425 MW），拦河坝为混凝土面板堆石坝，最大坝高223.50 m。

2 变形监测方案设计

2.1 上、下游围堰监测

①本监测依据《上下游围堰监测布置图》，在上游围堰布设6个监测点，分别为TPWY-1～TPWY-6，监测点于上游围堰堰顶。监测点采用墩标的方式进行埋设，水平位移工作基点采用右岸的III07，以极坐标法进行观测，按照《国家三角测量规范》二等边角观测精度执行。垂直位移工作基点采用右岸的LSWY-1，观测按照《国家一、二等水准测量规范》中二等精度执行。

②在下游围堰布设4个监测点，TPWY-7～TPWY-10监测点于下游围堰堰顶，监测点采用墩标的方式进行埋设，水平位移工作基点采用左岸的XIII12，以极坐标法进行观测，按照《国家三角测量规范》二等边角观测精度执行。垂直位移工作基点采用右岸的LSWY-2，观测按照《国家一、二等水准测量规范》中二等精度执行。

2.2 面板堆石坝监测

目前面板堆石坝混凝土与垫层料接触面和建基面安装了9支土压力计，混凝土与垫层料接触面铅直向土压力在0.01～0.05 MPa之间，月变化在0.01～0.05 MPa之间，建基面铅直向土压力在0.05～0.07 MPa之间，月变化在0.01～0.04 MPa之间，建基面上下游水平向土压力在0.02～0.05 MPa之间，月变化均为0.01 MPa。

2.3 导流洞洞身部分监测

①由于大坝基坑开挖，导致原进导流洞上半段洞身段支洞的道路被挖断，人员无法进入，目前仅能0+025断面的监测仪器有观测数据（电缆引入进口边坡观测房内）。

②导流洞洞身下半段。1#导流洞洞身下段围岩当前位移在-1.64～14.29 mm之间，月变化-0.14～0.14 mm，同期年变化在-0.14～0.27 mm之间；2#导流洞洞身下段围岩当前位移在-0.28～1.93 mm之间，月变化在-0.41～0.13 mm之间，同期年变化在-0.28～0.56 mm之间。本月位移变化较小，位移过程线变化平稳，无异常突变点，表明围岩处于稳定状态。2.4深孔泄洪洞深孔泄洪洞目前有压段及工作闸室安装了4套多点位移计、3套锚杆应力计。截止到10月18日，有压段多点位移计累计位移在0.07～2.02 mm之间，月变化在-0.04～0.24 mm之间，最大位移速率0.01 mm/天。工作闸室围岩多点位移计累积位移在-0.02～5.70 mm之间，月变化在-0.32～4.22 mm之间，最大位移发生在上游边墙1 815.50 m高程，本月位移速率为0.12 mm/d，这与闸室施工有关。有压段围岩锚杆应力计累计应力在7.06～55.93 MPa之间，月变化在-3.19～13.48 MPa之间。

2.4 边坡工程监测

2.4.1 左岸坝肩边坡

左岸坝肩边坡多点位移计本月累计位移在-0.97～5.84 mm之间，月变化在-0.25～0.22 mm之间，同期年变化在-0.38～0.52 mm之间，过程线变化平稳，无异常突变点，表明左岸坝肩边坡目前处于稳定状态。

2.4.2 右岸坝肩边坡

右岸坝肩边坡本月当前深层累积位移在-0.20～5.47 mm之间，月变化在-0.26～0.38 mm之间，同期年变化在-0.27～3.44 mm之间，月变化较小，过程线变化平稳，无异常突变点，表明右岸坝肩边坡目前处于稳定状态。

2.5 深孔泄洪洞出口边坡

2.5.1 内观监测

9台2000 kN的锚索测力计当前预应力在1 880.04～2 202.97 kN之间，月变化在-1.52～7.61 kN之间，锁定后应力变化率在-10.37～-2.62%之间。最大变化率-10.37%发生在深孔0+656.50断面1 791 m高程锚索测力计PRXC-3，本月应力变化2.12 kN。

2.5.2 外观监测

按照《深孔泄洪洞出口边坡监测布置图》布设7个监测点，TPXC-1、TPXC-3（深孔0+671.5断面）、TPXC-6（深孔0+701.5断面）布设于边坡顶部被动防护网下方，TPXC-2、TPXC-5（深孔0+701.5断面）布设于边坡1745.00高程马道上，在1 790.00高程马道上布置TPXC-4（深孔0+671.5断面）、TPXC-7（深孔0+701.5断面）两个监测点。工作基点采用右岸的TNXC-1和TNXC-2，分别后视左岸XIII12，采用极坐方法观测，取平均值做为最终值。各监测点均无明显变化。

2.6 泥洛堆积体监测

按照《尼洛堆积体I期监测布置图》的要求布设12个边坡监测点，点位均匀分布四个高程面上，分别为1 800 m、1 900 m 、2 000 m、2 100 m，每个高程面上分别布设3个监测点。其中，TPNL-1（2 100 m）、TPNL-2（2 000 m）、TPNL-3（1 900 m）、TPNL-4（1 800 m）位于1#断面上；TPNL-5（2 100 m）、TPNL-6（2 000 m）、TPNL-7（1 900 m）、TPNL-8（1 800 m）位于2#断面上；TPNL-9（2 100 m）、TPNL-10（2 000 m）、TPNL-11（1 900 m）、TPNL-12（1 800 m）位于3#断面上。10月我部对尼洛堆积体边坡进行5次观测，从本月监测成果值看出各监测点均无明显变化。

2.7 角坝堆积体监测

按照《角坝堆积体I期监测布置图》的要求布设10个边坡监测点。其中TPJB-1（1 855 m）、TPJB-2（18 300 m）、TPJB-3（1 805 m）、TPJB-4（1 765 m）布设于1#断面上，TPJB-7（1 855 m）、TPJB-8（1 805 m）、TPJB-9（1 785 m）、TPJB-10（1 765 m）从当月监测成果值看出各监测点均无明显变化。

本文工程中涉及到的各种仪器较多，包括多点位移计、衬砌混凝土与围岩接缝测缝计、横梁式沉降仪、洞身段围岩渗压计、锚杆应力计、多点位移计等。需要相关工作人员能够熟练操作、记录、分析相关数据。

3 数据处理

通过实地的数据测算后，将数据进行认真校核后进行计算。最终得出大坝整体变形相对较小，都在合理范围之内。通过对在建的猴子岩水电站大坝监测可以看出，大坝处于安全运行状态之中。但是随着工程的进展，地面或者大坝外形等部位会发生相应的变形，这就需要监测工作者，加强监测工作，获得相关数据分析信息，及时为后期的施工或者补救提供科学的数据。

4 结 语

任何建筑体都会存在绝对下沉，同时，在工程建设和使用过程中变形的现象一直存在。因此，变形速率的大小对于建筑体尤其是电站大坝来说尤为重要，变形均衡且缓慢的安全范围是正常情况。通过对猴子岩水电站大坝变形监测及对监测数据的分析来看，数据真实、可靠，该项目的监测设施布置较合理。提前预测出了大坝变形的轨迹，后期的电站的平稳运行和安全生产提供了强有力的保障。

参考文献：

[1] GBJ138-1990，水位观测标准[S].