积石峡水电站混凝土面板堆石坝周边缝变形监测简析

张燕霞

（青海黄河水电公司大坝管理中心，青海省西宁市 810016）

积石峡水电站混凝土面板堆石坝周边缝变形监测简析

张燕霞

（青海黄河水电公司大坝管理中心，青海省西宁市 810016）

面板堆石坝周边缝变形的大小，直接关系到该种坝型大坝的安全运行。积石峡水电站混凝土面板堆石坝周边缝的变形监测是积石峡水电站变形监测的重要监测项目之一。为了掌握该电站混凝土面板堆石坝周边缝的变形监测，本文对周边缝的变形监测数据进行了简要分析并评价了混凝土面板堆石坝周边缝的运行状态。

积石峡水电站；混凝土面板堆石坝周边缝；变形监测

0 工程概况

积石峡水电站位于青海省循化县境内积石峡峡谷出口处，是黄河上游干流“龙青段梯级规划” 25座水电站的第11座水电站，是继龙羊峡、拉西瓦、李家峡和公伯峡等大型水电站之后的第5个大型水电站。该电站主要任务为发电，水库为日调节水库，正常蓄水位1856m，最大坝高103m，总库容2.94亿m3，最大发电水头73m，总装机容量1020MW，多年平均发电量33.63亿kWh。积石峡水电站工程规模为二等大（2）型，大坝为1级建筑物，泄水建筑物、发电引水建筑物及发电厂房均为2级建筑物。混凝土面板作为面板堆石坝的主要防渗体，对该类型大坝的安全和正常运行起着关键作用，而面板周边缝变形又是混凝土面板坝变形最敏感的部位；周边缝变形的大小，直接关系到大坝的安全运行。混凝土面板堆石坝周边缝的变形监测是积石峡水电站变形监测的重要监测项目之一。

积石峡水电站工程混凝土面板施工时段为2010年3月15日～5月14日；上游铺盖施工期为2010年7～8月；2010年10月14日下闸蓄水，2012年12月25日～2013年4月初为电站二期蓄水期。

1 周边缝监测仪器及布置状况

为了及时掌握积石峡混凝土面板堆石坝周边缝变形情况以保证大坝的安全运行，积石峡水电站在周边缝张拉位移、剪切位移、沉降位移较大处和趾板凸出部位处布置了三向测缝计。总体分布在进水口上侧周边缝、进水口右侧周边缝、河床左侧周边缝、河床水平段周边缝、右岸缓坡段周边缝和右岸陡坡段周边缝，共计15支三向测缝计来监测积石峡周边缝的变形情况（具体分布情况见图1，周边缝各测点详细参数见表1）。

2 周边缝各测点位移变化分析

2.1 进水口上侧周边缝（1837～1840m）

图1 积石峡混凝土面板堆石坝周边缝测点分布图

表1 积石峡周边缝三向测缝计参数表

进水口上侧周边缝共埋设三支三向测缝计；其中埋管处坝体左侧周边缝埋设J31三向测缝计；上游水平周边缝埋设J32和J33两支三向测缝计。从长期监测资料分析，埋管处坝体左侧周边缝J31和上游水平周边缝J32三向测缝计两测点测值变化较平稳，基本无明显变形；上游水平周边缝与进水口右侧交接处J33测点错动和沉降位移方向位移量总体呈年度周期性变化且逐年增大，截至2014年4月，该测点所在的7号面板相对趾板发生张开、向河床方向错动和上抬的位移变化（面板堆石坝周边缝三向测缝计J33测点位移量过程线详见图2）。

2.2 进水口右侧周边缝（1810～1820m）

进水口右侧周边缝共埋设J34和J35两支三向测缝计。截至2014年4月，J34和J35两测点均发生面板相对趾板间的接缝张开、向下游方向错动和上抬的位移变化；从长期监测资料分析，上述两测点主要的变形发生在下闸蓄水后的15天内且在此期间两测点的变化规律总体一致，J35测点的变化量级总体小于J34。由此可初步判断进水口部位与8号相交处的面板在下闸蓄水期间相对其左岸进水口趾板发生了向下游方向的变形，蓄水后期至今两测点总体呈年度周期性变化（面板堆石坝周边缝三向测缝计J34测点位移量过程线详见图3）。

2.3 河床左侧周边缝（1761～1810m）

河床侧周边缝共埋设J36、J37和J38三支三向测缝计。截至2014年4月，J36～J38测点在河床左侧从上到下，周边缝从张开逐步至压缩，三支测点均向河床方向发生错动，错动量较大的发生在1784.88m高程的J37测点和1761.70m高程的J38测点；J36测点所在的9号面板相对趾板发生下沉，J37测点所在的14与15号交接处所在的面板相对趾板上抬，J38测点所在的18号面板相对趾板发生上抬。从长期监测资料分析，上述三测点主要的变形发生在下闸蓄水后的10月18～25日之间，之后除2012年7月自动化安装期间J38测点测值有突跳形成台阶外，其余时段三测点位移变化总体平稳（面板堆石坝周边缝三向测缝计J36测点位移量过程线详见图4）。

2.4 河床水平段周边缝（1761.70m）

河床水平段周边缝埋设J39三向测缝计。从长期监测资料分析，河床水平段周边缝变形主要发生在2010年7～8月上游铺盖施工期和2010下闸蓄水后的10天内，之后位移变化总体平稳。截至2014年4月，J39测点所在的21号面板相对趾板发生张开、向左岸方向错动和下沉的位移变化。

图2 面板堆石坝周边缝三向测缝计J33测点位移量过程线

图3 面板堆石坝周边缝三向测缝计J34测点位移量过程线

图4 面板堆石坝周边缝三向测缝计J36测点位移量过程线

图5 面板堆石坝周边缝三向测缝计J311测点位移量过程线

2.5 右岸缓坡段周边缝（1762～1798m）

右岸缓坡段周边缝共埋设J310、J311、J312和J313四支三向测缝计。从长期监测资料分析，位于河床右侧1762.13m高程的J310测点前期主要变形发生在2010年7～8月上游铺盖施工期和2010年下闸蓄水后10天内，之后该仪器总体稳定运行至2012年12月12日。2012年12月（自动化改造）该仪器X、Y和Z方向位移量突变形成台阶，之后位移量小幅波动运行至2013年11月；2013年12月起至今该测点X和Z方向位移量逐渐接近突跳前位移量；截至2014年4月，J310测点所在的22号面板相对趾板发生张开、向河床方向错动和下沉的位移变化。

从长序列位移量过程线图分析，位于缓坡段1773.88m高程的J311测点其主要变形量发生在下闸蓄水前的2010年8月1～3日之间，其中在上游铺盖施工首日变形最为明显，之后至目前该测点位移平稳运行。截至2014年4月，J311测点所在的25号面板相对趾板发生张开、向河床方向错动和下沉的位移变化（面板堆石坝周边缝三向测缝计J311测点位移量过程线详见图5）。

位于缓坡段1784.75m高程的J312测点其主要变形量发生在2010年7～8月上游铺盖施工期和下闸蓄水后的2010年10月18～30日之间，上游铺盖施工后该测点所在的28号面板相对趾板发生张开3.1mm左右、向河床方向错动3.8mm左右、下沉1.3mm左右；蓄水稳定在1841.m左右后该测点张开及沉降变形较为明显，面板相对趾板张开至7.5mm左右和下沉至8.7mm左右；之后总体平稳运行至2012年7月24日，7月27日X和Z方向位移量突变形成台阶，8月初该仪器坏停测。位于缓坡段1797.36m高程的J313测点安装运行至今各方向变形量均较小。截至2014年4月，J313测点所在的31号面板相对趾板发生张开、向下游趾板方向错动和上抬的位移变化。

2.6 右岸陡坡段周边缝（1820～1840m）

右岸陡坡段周边缝共埋设J314和J315两支三向测缝计。

图6 面板堆石坝周边缝三向测缝计J314测点位移量过程线

从长序列位移量过程线图分析，位于陡坡段1820.00m高程的J314测点在下闸蓄水后的2010年10月23日起33号面板相对趾板张开1.2mm左右、错动量在0.3mm左右、下沉1.5mm左右；之后至2011年4月上旬该测点开合度与沉降量逐渐增大；4月中旬至10月下旬该测点开合度快速减小，由之前的张开逐步至压缩；之后该测点测值稳定至今。截至2014年4月，J314测点所在的33号面板相对趾板发生压缩、向下游趾板方向错动和下沉的位移变化（面板堆石坝周边缝三向测缝计J314测点位移量过程线详见图6）。

从长序列位移量过程线图分析，位于陡坡段1840.00m高程的J315测点在2010年10月下闸蓄水稳定后，面板相对趾板张开0.4mm左右、错动量0.3mm左右、下沉0.1mm左右；2011年4月初开始，开合度逐步减小，5月下旬接缝由张开转为压缩；2011年7月中旬接缝向上游错动量逐步减小，7月底接缝开始向下游逐步错动。截至2014年4月，J315测点所在的34号面板相对趾板发生压缩、向下游趾板方向错动和下沉的位移变化。

3 结束语

（1）周边缝在下闸蓄水后总体表现为张开状。周边缝变形最大的发生在右岸缓坡段部位的J3

11测点，从监测成果分析该测点主要变形受上游铺盖施工较为明显，铺盖施工后位移变化总体平稳；截至目前该测点开合度、剪切和沉降变形量分别为20.43mm、-3.84mm和-16.36mm；该测点张开度量值虽然较大，但在设计标准内[积石峡周边缝变形设计标准,张开：23mm（X3～X9）段和16mm（X0～X3）段，进水口上部及左岸部位；剪切：24mm；沉陷：65mm]。除J311测点外，其余周边缝各测点各方向变形值在9mm以下，均小于设计标准。

（2）截至2014年4月，进水口与左岸面板部位周边缝总体表现为张开和上抬状；河床水平段和右岸缓坡段周边缝各测点（J312除外）总体表现为面板相对趾板张开、向河床趾板方向错动且下沉状；右岸陡坡段周围边缝两测点总体表现为面板相对趾板压缩、向下游趾板方向错动和下沉状（2011年4～10月出现的压缩变形，初步分析认为可能与右岸山体变形及右岸补充灌浆有关，目前该部位测点测值总体变化较平稳）。

（3）积石峡水电站是混凝土面板堆石坝坝体，面板作为堆石坝的主要防渗体，对大坝的安全和正常运行起着关键作用；而面板周边缝变形又是混凝土面板坝变形最敏感的部位；周边缝变形的大小，直接关系到大坝的安全运行。整体来看，积石峡各部位的周边缝变形主要发生在2010年7～8月下闸蓄水前上游铺盖施工期和2010年10月14日下闸蓄水后的15天内；2012年12月～2013年4月初二期蓄水期间周边缝各测点测值总体表现较平稳，目前各测值变化均较平稳。

[1] 许小东，燕乔，吴长彬.水布垭面板堆石坝周边缝渗流监测新技术.人民长江，2010，41（14）：87-89.

张燕霞（1974—），女，水工仪器观测技师及助理工程师，主要从事大坝安全监测方面的工作。E-mail:zyx_lyx@163.com

Deformation Monitoring of Peripheral Joint of Concrete Face Rockfill Dam of Jishixia Hydropower Station

ZHANG Yanxia
（Qinghai hydro the Yellow River dam management center,Xining 810016,China）

Concrete face rockfill dam of peripheral joint deformation, is directly related to the safe operation of the dam type of dam. Jishixia concrete faced rockfill dam deformation monitoring of peripheral joints is one of the important monitoring of deformation monitoring of Jishixia Hydropower station. In order to grasp the deformation monitoring of surrounding concrete face rockfill dam slit the power plant,this paper on the deformation monitoring data of peripheral joints is briefly analyzed and evaluated the running state of peripheral joints.

Jishixia Hydropower Station; concrete face rockfill dam slit periphery; deformation monitoring