成屏一级水库除险加固工程大坝监测分析

2014-10-16吴英琴戴春华

浙江水利科技 2014年1期

叶飞,吴英琴,戴春华

(1.浙江省水利水电工程质量与安全监督管理中心,浙江杭州 310007;2.金华市金兰水库管理处,浙江金华 321061;3.浙江广川工程咨询有限公司,浙江杭州 310020)

1 工程概况

成屏一级水库位于浙江省遂昌县境内,水库加固后总库容6 094万m3,属Ⅲ等工程,是一座以防洪为主,结合发电、灌溉等综合利用的中型水库。拦河坝为混凝土面板堆石坝,副坝由自溃坝改建,溢洪道位于副坝右岸的山坳中,设有6孔10.00 m×5.00 m(宽×高)的弧形闸门。成屏一级水库大坝是浙江省第一座混凝土面板堆石坝,水库建成蓄水后,经过近20 a运行,考虑到下游遂昌县城市防洪要求,经复核计算,大坝未能满足水库防洪安全的要求;主坝防渗帷幕未按设计向两岸延伸,趾墙扬压力系数偏大,存在绕坝渗漏和渗透稳定安全隐患;面板1#～2#以及21#～22#接缝近年异常;泄洪闸弧形工作闸门主梁及支臂强度超过允许值,闸墩局部受拉区强度、人行桥主梁挠度不满足现行规范要求。大坝安全鉴定认定为“三类坝”,必需进行除险加固。

2 大坝加固设计及监测仪器布置

2.1 大坝加固设计

针对大坝安全鉴定存在的问题,设计在原主坝基础上进行加高,在原面板基础上延长加高,新浇筑面板采用C25W6F100混凝土,主坝两岸防渗帷幕延伸段灌浆,对坝趾墙基础进行灌浆,拆除重建泄洪闸及更换弧形工作闸门,主坝加固断面见图1。

2.2 监测仪器布置

拦河坝主坝在高程329.48 m与高程310.18 m处各3个测点,在高程293.68 m处的水管式沉降仪2个测点,共8个测点进行观测,均为建坝时布设,本次把水管长度延伸至下游坝坡,重建下游观测房,共3个,每个观测房内有1套观测台。主坝上游面板加高伸缩缝处理时,在新老混凝土接触面伸缩缝布置2组测缝计,左岸挡墙与面板接缝、右岸挡墙与面板接缝各布置1组测缝计,加上原位置拆除重新安装的5组共9组测缝计对接缝变形进行观测。主坝绕坝渗流通过左岸和右岸各6只测压管监测,主坝坝基渗流量通过坝后新建的量水堰进行观测,副坝在下游岸坡和左岸坝坡共布置7只渗压计,进行坝基渗流和绕坝渗流观测。

图1 主坝加固断面图

3 监测资料分析

3.1 水管式沉降仪监测资料分析

因工程保留坝体0+110.54 m断面3个高程共8个内部沉降测点,只是将用于观测的进、排水管及通气管延长至拓宽后的下游坡观测房内,利用新的观测台进行读数,其中310.18 m高程W4测点管道不通,无法观测。各高程测点沉降量过程线见图1～3,目前,所有测点沉降量已稳定,在不考虑观测房沉降量的情况下,最大沉降量为1.20 cm,为W2测点,在2010年1月至2012年10月,327.33 m高程及308.86 m高程观测房经4次测量无沉降,292.39 m高程观测房沉降量为4.0 mm。

图2 329.48 m高程测点沉降量过程线图

图2 310.18 m高程测点沉降量过程线图

图3 293.68 m高程测点沉降量过程线图

3.2 测缝计监测资料分析

图4 三向测缝计接缝变化过程线图

三向测缝计接缝变化过程线见图4,4组三向测缝计面板相对趾板沉降量与库水位的相关性较好,当库水位升高时,沉降量增加,当库水位下降时,沉降量减小,最大沉降量15.1 mm;面板与趾板沿切线方向的变形和相对开合度与库水位相关性不大,且数据变化幅度较小。双向测缝计接缝变化过程线见图5,位于左、右岸的SJ6、SJ9新老面板接缝的开合度及相对沉降均较小,这与其位置靠近坝头下覆基岩埋深浅有关;SJ7、SJ8位于坝段中部,其开合度与外界温度相关性较大,目前处于受压状态,相对沉降与库水位的相关性不大,数值较小。目前所有测缝计接缝数值较小,均在正常范围内。

图5 双向测缝计接缝变化过程线图

3.3 绕坝渗流监测资料分析

主坝左岸绕坝渗压计水位过程线见图6,位于左坝头的RC1、RC2测压管水位在大部分时间里均高于库水位,且水位变幅很小,其余4只测压管与库水位的相关性很小,表明左岸绕坝渗流的可能性较小。主坝右岸绕坝渗压计水位过程线见图7,位于右坝头的RC11、RC12测压管水位在大部分时间里也高于库水位,水位波动幅度较小,其余4只测压管与库水位的相关性很小,表明右岸绕坝渗流的可能性较小。

副坝左岸绕坝渗压计水位过程线见图8,RC1～RC4位于左坝头,各测压管水位高于库水位,主要受地下水位控制,表明绕坝渗流的可能性较小,RC5～RC7位于副坝下游坡挡墙附近,各测压管水位变幅较小,表明副坝基础防渗效果较好。