緬甸 DAPEIN(Ⅰ)水電站工程安全監測設計

付典龍 樊耀星

(1．江西省水利規劃設計院，江西南昌 330029; 2．九江學院，江西 九江 332005)

1 概述

DAPEIN(Ⅰ)水電站項目位于緬甸東北克欽邦(Kachin)境內緊鄰中緬邊境的DAPEIN(太平)江上。壩址以上控制集水面積6 010 km2，正常蓄水位255 m，相應容積為482×104m3。電站裝機240 MW，DAPEIN(Ⅰ)水電站主要建筑物有混凝土重力壩、取水口、引水隧洞、壓力管道及水電站廠房等。

2 安全監測設計原則

1)根據本工程規模等級、地質條件和安全運行等實際情況，以國家有關規程規范和水庫大壩安全管理條例為依據，進行安全監測系統設計。2)以保證工程安全運行，能全面反映各重點部位工作狀況為主題，采取行之有效和經濟可靠的監測方法，精心考慮觀測儀器及設備的選擇和布置，目的明確，重點突出。3)各部位、各區域的各類監測項目或儀器設備，盡量能夠具備相互配合、相互補充、相互校核的功能，確保觀測資料的完整性、準確性和可靠性。4)為了能夠體現和提高工程安全運行的管理水平，以及實現自動化監測和管理的要求，應進行大壩安全監測系統的自動化設計。

3 監測項目及監測方法

3．1 環境監測

1)上、下游水位。在壩前、壩后水流平順部位各設1套遙測水位計，在遙測水位計附近設置搪瓷水尺。采用遙測水位計進行自動化監測，利用搪瓷水尺進行人工監測。2)壩區氣溫、降雨量。在大壩右岸布置1個氣溫站和1個雨量站，采用氣溫計和自計雨量計監測壩區氣溫及降雨量。3)庫水溫度。在10號非溢流壩段上游壩面，按照上密下疏的原則布置6支溫度計，對庫水溫度進行自動化監測。

3．2 樞紐區變形監測基準網

本工程布設2個變形監測基準網，即首部樞紐區變形監測和引水發電樞紐區變形監測。每個監測基準網包括水平位移監測和垂直位移監測，以作為樞紐區邊坡、大壩和廠房表面變形監測的控制性基準網。水平位移監測基準網采用專一級專用平面控制網，為獨立坐標系統，按三角形邊角網布設。首部樞紐區變形監測基準網共設有6個基準點，引水發電樞紐區變形監測基準網共設有5個基準點。基準網采用三角形邊角網測量的方法進行監測。垂直位移監測基準網采用二等水準高程控制網，為黃海高程系統，按環形網布設。每個樞紐區變形監測基準網各設有4個基準點。基準網采用水準測量方法監測。

3．3 變形監測

1)水平位移。a．壩頂水平位移。采用視準線法監測壩頂水平位移。在壩頂下游側布置一條視準線，每個壩段布置1個測點，共12個測點(1號～12號壩段)，大壩兩端工作基點布置在兩岸巖體處，工作基點采用首部樞紐區變形監測網點進行校核。b．壩基水平位移。采用引張線法監測壩基水平位移。在6號～9號壩段壩基廊道內布置1條引張線，每個壩段布置1個測點，共4個測點，在5號和10號壩段廊道各布置1條倒垂線，作引張線為工作基點。引張線和垂線可同時進行自動化監測和人工監測，以便觀測結果的對比。2)垂直位移。采用靜力水準法監測壩體垂直位移。在壩頂上游側布置一組靜力水準觀測點，每壩段1點，共12點，在右岸布置1套雙金屬管標為監測工作基點。在5號～10號壩段廊道內布置一組靜力水準觀測點，每壩段1點，共6個測點，在5號壩段布置1套雙金屬管標為監測工作基點。靜力水準法利用自動靜力水準儀進行自動化監測。3)基巖變形。在10號和11號壩段各選1個監測斷面，在每個監測斷面上布置2套基巖變位計。

3．4 滲流監測

1)揚壓力。選擇2個監測橫斷面和一個縱斷面進行壩基揚壓力監測。監測橫斷面分別位于7號溢流壩段和10號非溢流壩段，在廊道處布置測壓管，其他部位布置滲壓計進行監測。在灌漿帷幕與排水孔之間沿壩軸線方向布置一個縱向監測斷面。在監測縱斷面共布設13根測壓管(包括監測橫斷面上兩根測壓管)。測壓管除利用滲壓計進行自動化監測外，還可采用壓力表(有壓孔)和測繩(無壓孔)進行人工監測。2)滲流量。在8號壩段集水溝兩側各布置1個量水堰分別監測左右壩段的滲流量。滲流量除人工監測外，可利用量水堰計進行自動化監測。3)繞壩滲流。在大壩兩岸沿流線方向分別布置2個監測斷面，每個監測斷面布置3個監測孔，孔深應在地下水位以下，每孔設一支滲壓計進行自動化監測。

3．5 應力、應變及溫度監測

1)壩體混凝土溫度。在10號非溢流壩段和7號溢流壩段，分別布置2支、3支溫度計，對壩體混凝土進行自動化監測。另外，在10號非溢流壩段布置3支溫度計，對下游壩面溫度進行自動化監測。2)鋼筋應力。在溢流壩右邊墩及中墩支座附近鋼筋上及牛腿鋼筋上各布置7支鋼筋計。另外，在沖砂底孔邊墩支座附近鋼筋上及牛腿上共布置13支鋼筋計。3)壩體混凝土應力應變。在10號非溢流壩段和7號溢流壩段各布置3個監測點，每個測點設1組三向應變計組和1支無應力計。

4 施工期觀測資料初步分析

因施工期部位監測儀器未安裝完成，因此，對部分觀測資料進行分析。

4．1 壩基揚壓力監測

壩基揚壓力的監測歷時過程曲線見圖1。

圖1 壩基滲透壓力—歷時曲線圖

壩基揚壓力監測結果表明:滲壓計測值變化不大，在1．60 kPa～104．247 kPa之間，3月～10月揚壓力值較大，最大值出現在7月～9月份。目前水庫尚未蓄水，河水水位變化不大，各測點數值基本能反映外河水位的高低對壩基揚壓力大小的影響，測值基本符合實際，滲壓計基本處于正常運行狀態。

4．2 大壩基巖變形

基巖的變形以拉伸(上抬)為正，壓縮(下沉)為負。

大壩基巖變形監測成果見表1。

基巖變形監測結果表明:施工初期，隨著混凝土溫度的升高，基巖變位計開合度增大，表現為受拉變形(最大量級變化出現在M1-B1測點，受拉量級最大，變形值為0．36 mm)。后期隨著內部混凝土溫度的下降，受拉變形開始減小，且隨著上部混凝土澆筑高度的增加，基巖變形呈壓縮狀態(M1-2測點受壓量級最大，變形值為－0．25 mm)。基巖變形無過大異常變形現象，基本符合地基變形的規律。

表1 大壩基巖變形監測成果特征值統計表

4．3 混凝土應變

以拉應變為正，壓應變為負。

混凝土應力應變實測值歷時過程曲線見圖2。

圖2 大壩應變計組歷時曲線

由此可知:最大拉、壓應變數據主要受壩體自重荷載影響;在監測的中、后期階段，各測點應變受混凝土溫度的影響較為明顯，即在溫降過程中壓應變隨混凝土溫度降低而增大;同一測點各方向應力應變過程線與相同部位的無應力應變過程線較為相似，且兩者差值不大，這表明施工期混凝土應變主要受溫度影響而變化。混凝土大壩施工期的應變計及無應力計工作狀態正常。

5 結語

1)緬甸DAPEIN(Ⅰ)水電站工程安全監測項目滿足現行規范要求，監測方法簡單可靠，監測系統可以全面反映建筑物的運行狀態;

2)施工期觀測資料表明，各項監測數據基本符合實際，各建筑物及監測儀器處于正常運行狀態，滿足設計要求。

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