锦屏二级水电站拦河闸坝闸墩锚固块预应力锚索张拉变形观测
2012-04-23刘明
摘要：锦屏二级水电站拦河闸坝闸墩采用单束500t锚索预应力结构形式，由于工期紧张，锚索张拉与弧形工作闸门安装同时进行施工，为了给闸门安装调整提供变形依据，锚索张拉过程中对闸墩锚固块进行了变形观测，观测方法和数据可供类似工程参考和借鉴。
关键词：锦屏二级水电站；预应力闸墩；锚索张拉；变形观测
中图分类号：[TM622] 文献标识码：A 文章编号：
1 工程概况
锦屏二级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里、盐源、冕宁三县交界处的雅砻江干流锦屏大河弯上，是雅砻江干流上的重要梯级电站。锦屏二级水电站利用雅砻江下游河段150km长大河弯的天然落差，截弯取直，获得额定水头288m。电站总装机容量4800MW，单机容量600MW。工程枢纽主要由首部拦河闸坝、引水系统、尾部地下厂房三大部分组成。
首部拦河闸坝位于雅砻江锦屏大河弯西端的猫猫滩，拦河闸坝主要由泄洪闸和两岸重力式挡水坝段组成，全长165m。其中，泄洪闸段长100m，闸室上游设长30m的铺盖，闸下设60m长的护坦，护坦末端设100m长的块石海漫进行消能防冲。泄洪闸共5孔，每孔净宽13.0m，单边闸墩宽3.5m，闸高34m。
泄洪闸闸墩采用预应力结构形式，共设主锚索150根，次锚索120根。其中主锚索设计锁定吨位5000KN、超张拉吨位5300KN、永存吨位4200KN，次锚索设计锁定吨位1500KN、超张拉吨位1600KN、永存吨位1200KN。闸墩混凝土标号为C30，闸墩锚固块混凝土标号为C40。.
2 变形观测方案
在闸室下游110m处布置一个混凝土观测墩和在闸室上游150m处布置三个混凝土观测墩，满足锚固块整体在可观测范围内，在锚固块上布置观测点，采用全站仪进行观测。
2.1 设备及人员配置
主要配置以下性能稳定、质量可靠耐用、精度符合要求的测量仪器设备，设备配置见表1：
表1
2.2 观测点的布置
观测点布置原则：可观测性、实用性
可观测性：闸坝在进行变形观测时，闸室正进行闸门安装及其它部位的混凝土浇筑等施工，观测点的布置必须不受其它施工的影响。
实用性：观测点的布置具有锚固块变形的代表性，且观测的数据能为闸门安装后的调整提供有效的变形数据作为依据。
闸墩锚索布置如下（图1～图2）：
图1 闸墩锚索布置图
图2 闸墩主锚索在锚固块的布置（A－A剖面图）
每个闸墩锚固块布置5个观测点，具体布置见图3。
图3 锚固块观测点布置图
说明：图中颜色表示采用有限元法计算的理论变形，不同颜色锚固块在闸墩预应力锚索张拉完成后不同部位的变形程度；“X-数字” 表示变形观测点的编号，其中“X”表示闸墩号，“数字”表示该闸墩锚块的观测点号。
2.3测点形式与施工
在观测点部位混凝土中用冲击电锤钻Φ25mm、深15cm的孔，在孔中埋入外径20mm、内径14mm（与棱镜杆直径一致）、长15cm的的棱镜杆不锈钢套筒，套筒与钻孔之间的间隙用水泥浓浆填筑密实。在填筑水泥浆强度达到7.5Mp后，把AL-402 SIN型观测棱镜插入不锈钢套筒中共观测使用。在棱镜附近挂上小彩旗和警示牌，防止施工人员损坏。
2.4 观测方法及顺序
观测采用方向法观测9个测回，边长测量用正倒镜各2个测回，在观测工作开始前先从温度计上读取温度（温度精确读至0.5度），再从气压计上读取气压（气压精确读至1hpa）。将读取的温度、气压输入至仪器内，然后开始观测。每次测量从左至右依次由1#闸墩至10#闸墩的顺序观测。
2.5 观测时间
锚索张拉前完成各测点的原始数据测量；为减少气温等环境因素对测量数据的影响，锚索张拉开始后，测量时段尽量安排在每天早上7：30～11：00、下午17：00～19：00进行观测。
2.6 观测数据的处理
由于每次变形观测测量数据繁多，为了减少数据处理工作量，测量数据采用《徕卡TCA机载自动监测软件》（V1.0CN）进行处理。经过处理后的变形数据反映了锚固块测点在三个方向的变形量，即闸室上、下游方向（X）、闸室内侧、外侧向(Y)和垂直竖直方向(H)的变形量，分别为△X、△Y和△H。
3 变形观测数据成果及分析
锚索张拉完成锚固块的变形数据统计如下（见表2）。
表2
从表2统计数据分析知：
（1）预应力锚索张拉完成后，闸墩锚固块整体向闸室上游、闸室内侧及竖直向下存在位移变形；
（2）闸墩锚固块不同位置点在预应力锚索张拉完成后的变形（位移）与理论变形趋势（图3）基本一致；
（3）闸墩锚固块变形量较小，锚索张拉对工作弧形闸门安装产生的影响很小。
4 结语
锦屏二级水电站拦河闸坝闸墩锚固块预应力锚索张拉变形观测是成功的，为工作弧形闸门安装调整提供了依据，达到了变形观测的目的，为同类工程提供并积累了一定经验。
作者简介：
刘明(1976.10－)，男，重庆忠县人，施工局总工，工程师，从事水利水电工程施工技术与管理工作
