珊溪水库大坝变形外部监测分析

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　　摘要：本文着重介绍了珊溪水库大坝外部变形监测成果，并通过对该成果的分析研究，对珊溪水库大坝的运行状态进行了评价。
　　关键词：珊溪大坝沉降分析
　　Abstract:This paper introduced the Shanxi dam external deformation monitoring results. Through the analysis and research of the results, the status of Shanxi dam operation were evaluated.
　　Key words: Shanxi damdefornationanalysis
　　[中图分类号] TV698 [文献标识码][文章编号]
　　
　　1工程概况
　　珊溪水库位于浙江省文成县境内的飞云江干流中游河段，属多年调节水库，正常蓄水位为142.00m，总库容为18.24亿m3。2000年5月12日水库开始蓄水， 2001年12月珊溪水库竣工。
　　珊溪水库大坝为钢筋混凝土面板堆石坝，最大坝高132.50m，坝顶高程156.80m。混凝土趾板置于弱风化基岩上，基岩采用水泥灌浆固结，基础防渗采用灌浆帷幕。坝壳基础，河床部位除趾板部位及下游60m范围内开挖至基岩外，其余置于清理后的砂砾石覆盖层上，两岸置于经清理后的基岩上。坝体填筑材料主要来自溢洪道、引水系统等开挖料及天然河床砂砾石料。
　　2大坝外部变形监测布置
　　珊溪水库大坝外部变形包括垂直沉降、水平位移等监测项目。
　　大坝表面水平位移采用视准线法监测。在坝顶上下游侧和坝后坡平行坝轴线方向共布置有5条视准线，在每条视准线延长线的两侧山坡上均设置工作基点。坝顶上游侧视准线布置在坝上0+004.95m，共10个测点；坝顶下游侧视准线布置在坝下0+004.75m，共6个测点；坝后坡的三条视准线分别布置在坝下0+062.00m（高程118.70m）、坝下0+103.50m（高程93.40m）、坝下0+145.50m（高程68.40m），相应设置6个、6个、4个测点。
　　表面沉降采用三等水准法监测，除在坝顶下游侧及下游坝坡表面水平位移测点旁设置沉降点外，还在坝顶下游侧水平位移测点之间设一个沉降点，在坝顶上游侧设置3个金属沉降标点，共29点。
　　3大坝垂直沉降监测分析
　　3.1 坝顶沉降
　　珊溪水库大坝坝顶沉降测点主要布置在下游侧，共有10个测点，从2001年11月21日开始观测；上游侧有3个钢标测点，从2001年8月7日开始观测，其中钢1测点在2002年11月被破坏。典型测值过程线见附图3-1。
　　根据各测点测值和过程线综合分析，珊溪水库大坝坝顶沉降有如下特点：
　　① 大坝坝顶自2001年11月观测以来，至2008年1月底，其最大沉降为111.31mm，为坝高0.084%，发生在大坝上游侧中间部位。下游侧观测时间迟于上游侧，沉降也略小于上游侧，至2008年1月底，其最大沉降为104.07mm，出现在大坝中间部位。
　　② 大坝填筑完成后，坝体沉降比施工期沉降小的多，沉降呈缓慢下降的趋势，多数测点已趋于稳定或收敛。2005年坝顶沉降率有半数以上超过10mm/年，最大约14.5mm/年，而2007年坝顶沉降率均小于10mm/年，最大仅为9.0mm/年，低于一般堆石坝沉降稳定经验值10mm/年。
　　③以坝顶的起始观测日即2001年11月底作为基准值，作2008年1月底的分布图，见图3-2。从分布图可以看出，河床大于岸坡，并且左右坝体具有较好的对称性。
　　
　　
　　3.2下游坝坡沉降
　　下游坝坡布置3个高程沉降测线，高程分别为118m、93m、68m，从2000年8月18日开始观测，至2008年1月底，其最大沉降为173.37mm，为坝高0.13%，出现在大坝118m高程中间部位的测点，且近两年来沉降量增量不大。
　　根据各测点测值和过程线综合分析，珊溪水库大坝下游坝坡沉降有如下特点：
　　①下游坝坡各测点均呈下沉趋势，并逐渐趋于平缓或者收敛。2007年3个观测高程最大沉降率分别为6.65mm/年、4.35mm/年、1.55mm/年，均在10mm/年以下，表明沉降已基本稳定。
　　②下游坝坡沉降分布规律是：各时间段垂直位移分布规律基本一致，河床大于岸坡，并且左右坝体具有较好对称性，表明大坝沉降较为协调。典型沉降分布图可见图3-2。
　　
　　
　　③大坝填筑完成后，同一断面其变形量与测点高程呈正比，156m高程（坝顶）变形最大，位于68m高程沉降最小。
　　4顺河向水平位移
　　顺河向水平位移是垂直于大坝轴线方向的位移，包括坝顶顺河向水平位移和下游坝坡顺河向水平位移。
　　4.1坝顶
　　珊溪水库坝顶上下游侧各布置一条测线，上游侧10个测点，下游侧6个测点，从2002年1月20日开始观测至2008年1月底，上游侧测线测得向下游最大值为36.73mm，下游侧测线向下游最大值为62.46mm。坝顶实测顺河向水平位移量最大仅为62.46mm，且近年来，位移增量不大。
　　根据各测点测值和过程线综合分析，大坝坝顶顺河向水平位移有如下特点：
　　（1）坝顶上下游侧各测点均向下游位移，而且均趋于平缓，多数测点位移已基本稳定，近两年来变化规律正常。
　　（2）对照气温和水位过程线，坝顶上游侧测点与气温和库水位具有一定的相关性，典型测点测值过程线见图4-1，气温升高或水位上升，测点向下游位移，反之，向上游回弹，这是由于上游侧测点建在混凝土防浪墙上，而混凝土构件对温度变化反映较敏感。下游侧水平位移与库水位和温度相关均不是十分密切。相对而言，下游侧测点受库水和气温影响较小，仅在大坝中间略有年周期性变化。
　　（3）现以坝顶的起始观测日作为基准， 做2008年1月底的分布图（图4-2），可以看出：坝顶顺河向水平位移分布大致为河床大、两岸坡小，并且具有较好的对称性。
　　
　　
　　（4）比较坝顶的两条测线同桩号的测点位移，下游侧测点向下游位移比上游侧普遍大，表明堆石体除外部荷载作用产生变形外，还受自身流变影响。
　　
　　4.2下游坝坡
　　下游坝坡有3条测线，分别在118m、93m、68m高程，均从2000年5月16日开始观测，至2008年1月底，下游坝坡顺河向水平位移量最大为118m高程，实测值仅为100.92mm，且近两年来位移增量不大。
　　根据各测点测值和过程线综合分析，大坝下游坝坡顺河向水平位移有如下特点：各测线测点均向下游位移，并逐渐趋于稳定，较低高程测点先于较高高程测点稳定，近两年来变化规律正常；向下游的位移量与垂直位移大致成比例；大坝填筑完成后，同一断面的变形与坝高成正比；下游坝坡顺河向水平位移各时段的分布变化规律基本一致。
　　5结论和建议
　　珊溪水库大坝外部变形监测系统布置比较完备，监测仪器安装布设质量良好，测值较为精确可靠，客观真实地反映了大坝坝顶和坝坡的外部变形情况。根据大坝沉降监测数据分析和大坝实际运行情况，可得出以下结论：珊溪水库大坝坝顶和坝坡垂直和水平位移均已基本稳定，测值分布合理，规律正常，坝体外部变形在正常范围内，大坝处于安全运行状态。建议水库大坝管理单位加强仪器设备的维护保养，定期进行观测数据的采集整理和分析，确保大坝变形监测系统的正常运行和大坝安全。
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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