糯扎渡水电站枢纽区边坡监测成果分析

刘 伟，邹 青

(中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南 昆明 650051)

糯扎渡水电站是澜沧江中下游河段梯级规划“二库八级”中第五级，枢纽位于云南省普洱市翠云区和澜沧县境内，左岸为翠云区，右岸为澜沧县。坝型为心墙堆石坝，坝顶高程821.5 m，最大坝高261.5 m，正常蓄水位812 m，水库总库容237.03×108m3，为不完全多年调节水库；总装机容量为5 850 MW，保证出力2 406 MW，多年平均发电量239×108kW·h，年利用小时数4 088 h。

糯扎渡水电站工程主要建筑物有：砾质土心墙堆石坝、左岸开敞式溢洪道、左岸泄洪洞、右岸泄洪洞、左岸引水发电系统及5条(左岸3条、右岸2条)导流隧洞。坝址区河道顺直，河谷呈“V”字型，两岸冲沟发育，坝址岩性主要为中细粒花岗岩，花岗斑岩、角砾岩、砂岩和泥岩等多种岩性分布。

边坡安全问题由于受其复杂的地质条件影响，一直是岩土工程关注的焦点问题[1]，在进行边坡设计时往往需要考虑边坡地质条件、渗流条件等复杂因素对其稳定性的影响[2]，大坝安全监测与边坡变形稳定设计密切相关，本文基于正在开展的300 m级面板堆石坝边坡稳定问题，对边坡安全关键监测技术及新设备开展研究工作。

1 枢纽区安全监测

边坡变形观测的意义在于提供边坡的稳定状况、位移和变形的规律等，为滑坡预报提供依据[3-4]，本次在糯扎渡水电站枢纽区边坡采用表面变形监测和深部变形监测的方式进行边坡变形观测，除变形监测外，为了更加全面监测边坡岩土真实力学效应、检验设计施工的可靠性和处治后边坡的稳定状态[5]，还对边坡进行了支护效应监测和地下水位监测。监测仪器[6]主要采用表面变形监测点、测斜仪和测斜孔、多点位移计、锚索测力计、水位孔和渗压计等监测仪器设备进行监测。

以电站进水口边坡为典型，监测点布置方案如下：布置表面变形监测点10个，目前仍在观测的有4个点；深部变形监测主要采用多点位移计和测斜孔，共布置多点位移计4套、测斜孔2个。代表性监测剖面如图1所示。

图1 进水口边坡代表性监测剖面布置图

2 监测结果讨论

对整个枢纽区边坡工程进行了安全监测，下面取溢洪道消力塘740 m监测结果为典型，对监测结果进行分析。

消力塘740 m边坡所处工程地质条件较好，该位置区域原始地形总体倾向澜沧江河谷，左侧部分与挑流鼻坎段以及下游冲刷区的边坡构成一整体，最大开挖坡高约235 m，位于糯扎沟至下游5号沟之间，向上下游边坡高度逐渐降低，顺河谷方向长度最大达700余m。

2.1 表面变形监测

糯扎渡水电站消力塘边坡共布置表面变形监测点55个，其中典型表面变形监测点的位移～时间过程线如图2所示。从表面变形监测点的监测成果来看，水平合位移的方向主要是顺坡向，水平合位移最大值为72.9 mm，水平合位移当前测值在4.1～51.6 mm之间；垂直位移最大值为46.2 mm，垂直位移当前测值在-81.8～7.8 mm之间。总体来看该边坡表面变形监测点的水平位移量值增幅较小，垂直位移量值增幅相对较大，结合现场分析，主要由于更换测站所致，目前各测点的水平合位移已基本趋于平稳，垂直位移呈波动变化，总体来看边坡处于稳定状态。

图2 典型表面变形监测点位移～时间过程线图

2.2 深部变形监测

深部变形监测主要采用多点位移计和测斜孔。共布置多点位移计13套，典型多点位移计位移～时间过程线如图3所示。从多点位移计的监测成果来看，目前YHP1-M-02多点位移计的各深度位移较大，目前孔口累计位移已达到14.68 mm，主要原因是受前期消力塘开挖爆破的影响，目前位移曲线已经趋于收敛。其余多点位移计当前各深度位移在-0.55～6.46 mm以内，位移速率基本为零，表明边坡深部变形较小，边坡深部变形处于稳定状态。

图3 典型多点位移计位移～时间过程线图

测斜孔共布置7个，典型测斜孔位移沿孔深分布曲线如图4所示。测斜孔顺坡向当前孔口累计位移在-11.77～8.19 mm之间，从测斜孔的监测成果来看，目前该边坡的7个测斜孔的孔口累计位移量值较小(在8.19 mm以内)，且沿孔深方向的位移也较小(在3.0 mm以内)，表明边坡深部没有出现明显的滑移面，深部变形保持稳定。

图4 典型测斜孔位移沿孔深分布曲线图

2.3 支护效应监测

该边坡共布置63台1 000 kN级的锚索测力计，典型锚索测力计荷载～时间过程曲线如图5所示。从锚索测力计的监测成果来看，监测锚索目前荷载占锁定荷载比率为69.0%～108.0%，占设计荷载比率为75.0%～113.0%，各锚索测力计经过初期的预应力损失和随后的预应力调整波动变化阶段后，目前荷载基本趋于平稳。各锚索测力计的稳定荷载基本与设计吨位一致，表明该边坡的工作锚索设计深度、吨位等设计参数合理，对边坡达到了预期锚固效果。

图5 典型锚索测力计荷载～时间过程线图

2.4 地下水位监测

地下水位监测采用水位孔。该边坡共布置了5个水位孔，水位孔内水深随时间过程曲线如图6所示，由图6可以看出，大部份水位孔在安装初期水位变化较大，其后缓慢下降直至无水状态，目前各水位孔内水深较小，基本在3 m以内波动，主要受降雨的影响，地下水对边坡影响较小。

图6 典型水位孔内水深～时间过程曲线图

3 结 语

溢洪道消力塘740 m以上边坡监测成果表明：消力塘边坡局部表层虽有一定蠕动变形，但变化幅度均较小，边坡整体处于稳定状态。其主要依据在于：

1)表面变形监测点当前水平合位移在4.1～51.6 mm之间，垂直位移当前测值在-81.8～7.8 mm，目前各测点测值总体稳定，少数测点有一定蠕动变形。

2)目前多点位移计位移曲线已经趋于收敛，边坡深部处于稳定状态；测斜孔的顺坡向当前孔口累计位移在-11.77～-8.01 mm之间，沿孔深方向的位移均较小(在3.0 mm以内)，没有明显的滑移面，深部变形保持稳定。

3)监测锚索目前荷载占锁定荷载比率为69.0%～108.0%，占设计荷载比率为75.0%～113.0%，各锚索测力计经过初期的预应力损失和随后的预应力调整波动变化阶段后，目前荷载基本趋于平稳。

4)地下水位主要受降雨的影响，目前各水位孔均处于无水状态，说明该边坡排水效果较好。

消力塘边坡自2006年开挖，2008年完成，运行至2013年，稳定性良好，经受了降雨、地震等不良荷载影响，未出现任何工程隐患及破坏现象，实践证明分析结论与设计方案合理可靠。