桃源水电站大坝坝基扬压力监测资料分析

2019-08-06

中国水能及电气化 2019年7期

(1.中国水电工程顾问集团有限公司，北京 100101;2.中国水电顾问集团桃源开发有限公司，湖南常德 415700；3.中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南长沙 410014)

1 工程概况

桃源水电站工程地处湖南沅水干流下游，位于湖南省常德市桃源县漳江镇，是沅水干流14个梯级的最末一级，坝址控制流域面积86700km2。设计防洪标准为50年一遇，校核防洪标准为500年一遇，水库正常蓄水位39.50m(黄海高程系，下同)，设计洪水位45.18m，校核洪水位48.98m。

桃源水电站工程主要由闸坝、船闸、电站厂房及土石坝等组成。枢纽主要建筑物总平面布置从左至右依次为：左岸接头土石坝段、左河槽14孔泄洪闸、双洲土石坝段1、船闸、双洲土石坝段2、电站厂房、右河槽11孔泄洪闸、右岸接头土石坝段，坝顶总长1315m。水库正常蓄水位时相应库容1.28亿m3。河床式水电站设计总装机容量180MW，安装9台单机容量20MW的灯泡贯流式水轮发电机组，设计多年平均发电量7.93亿kW·h。桃源水电站是一座以发电为主，兼顾航运、旅游等综合利用的Ⅱ等大(2)型工程。

桃源水电站属于典型的河槽径流式水电站，水库无调节性能，水库调度原则来多少泄多少。水库主要调度方式为：当入库流量小于3699m3/s(即9台机组满发电流量，下同)时，通过水轮发电机组下泄；当入库流量大于3699m3/s小于8800m3/s(即机组停机流量，下同)时，除9台机组发电流量外，多余的水量通过左河槽泄洪闸下泄；当入库流量大于8800m3/s时，25孔泄洪闸全开敞泄，电站枢纽恢复天然行洪状态。

2010年11月，桃源水电站枢纽工程开始建设。2014年4月，电站枢纽主体工程完工投入使用。2018年10月，桃源水电站通过了枢纽工程专项验收。

2 混凝土闸坝与厂房坝段布置

桃源水电站工程坝址河床由双洲岛分隔成左右两部分。

左槽中部布置14孔泄洪闸，堰顶高程26.00m，孔口净宽20m，坝顶总长度326.60m，最大坝高30.20m。闸坝两侧与土石副坝衔接，采用半插入式刺墙塑性黏土包裹防渗。

右槽中部布置11孔泄洪闸，堰顶高程26.00m，孔口净宽20m，坝顶总长度254.50m，最大坝高30.20m。闸坝左侧布置发电厂房，与副安装间坝段无缝衔接，右侧与土石副坝衔接，采用半插入式刺墙塑性黏土包裹防渗。厂房坝段靠近双洲岛布置，坝段总长度217.70m，最大坝高45.70m。厂房坝段右侧与闸坝无缝衔接，左侧接主安装间。

3 扬压力监测布置概况

为监测桃源水电站混凝土重力坝坝基扬压力变化情况，沿坝轴线方向在闸坝和厂房每个坝段布置一套扬压力测压管，形成一条纵向扬压力监测带。左槽闸坝共布置测压管14根，右槽闸坝及厂房坝段共布置测压管22根。

测压管布设在各坝段防渗帷幕下游侧闸墩中心线处，管中均安装一支压力传感器，实现自动化监测。测压管在混凝土闸坝坝顶钻孔埋设，观测电缆由地下电缆沟引至相应观测站。

4 主要监测成果分析

4.1 扬压力过程线及特征值

4.1.1 左槽闸坝

将左槽闸坝各坝段扬压力测值绘制成过程线(见图1～图2)，并统计数据特征值。从过程线及特征值统计可以看出：左槽闸坝坝基扬压力整体表现为随上游水位变化而变化，各坝段变化规律一致，一般较为平稳，仅在2014年7月洪水、2016年3月库水位降低时，有较为明显变化。

各坝段扬压水位最大值在31.17～40.91m之间，最小值在15.03～28.85m之间，平均值在24.45～37.64m之间。

4.1.2 右槽闸坝及厂房坝段

将右槽闸坝及厂房坝段各坝段扬压力测值绘制成过程线(见图3～图5)，并统计数据特征值。从过程线及特征值统计可以看出：右槽闸坝及厂房坝段整体坝基扬压力表现为随上游水位变化而变化，各坝段变化规律一致，均较为平稳。

坝基扬压力观测于2014年12月12日接入大坝自动化系统，之前为人工采集读数。接入自动化系统之后UPb-11(11号坝段)实测扬压数据已远大于上游水位，明显不是坝基扬压力的正常反映，可判断该测压管数据已失真。除去前述分析中数据失真的UPb-11，各坝段扬压水位最大值在33.78～39.99m之间，最小值在15.01～28.21m之间，平均值在26.64～37.70m之间。