蓄水前藏木水電站施工期溫度分析評價

鐘 聲,張 燕

(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610072)

蓄水前藏木水電站施工期溫度分析評價

鐘 聲,張 燕

(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610072)

對藏木大壩監(jiān)測壩段溫度計觀測資料進(jìn)行處理與分析，對于了解大壩施工期溫度場、檢驗大壩溫控計算成果、反饋分析大壩溫度參數(shù)具有一定的指導(dǎo)意義。本文結(jié)合導(dǎo)流底孔下閘蓄水前的溫度計監(jiān)測資料對壩體溫度進(jìn)行了時、空分析。綜合分析認(rèn)為藏木大壩溫度場尚處于未穩(wěn)定狀態(tài)。

藏木大壩；開合度；安全監(jiān)測

0 前 言

藏木水電站系雅魯藏布江干流中游桑日～加查峽谷段規(guī)劃5級電站的第4級電站，上游銜接街需水電站，下游為加查水電站，電站位于西藏自治區(qū)山南地區(qū)加查縣城上游17 km，雅魯藏布江中游桑日～加查峽谷段出口處，處于西藏中部電網(wǎng)負(fù)荷中心位置。藏木水電站開發(fā)任務(wù)為發(fā)電，無航運、漂木、防洪、灌溉等綜合利用要求。壩址控制集水面積157 668 km2，占雅魯藏布江我國境內(nèi)全流域面積240 480 km2的65.6%，壩址處多年平均流量1 010 m3/s。電站采用左側(cè)河床布置6孔溢流壩，右側(cè)河床布置壩后式地面廠房的壩式開發(fā)方式。電站總裝機容量510 MW，水庫正常蓄水位3 310.00 m，校核洪水位3 310.61 m，設(shè)計洪水位3 310.00 m，死水位3 305.00 m，電站具有日調(diào)節(jié)能力。

本工程于2014年10月下旬開始下閘蓄水，然后開始導(dǎo)流底孔封堵與改建，10月底工程具備第一臺機組發(fā)電條件。2015年5月底孔封堵完成，2016年2月底全部機組投產(chǎn)。

根據(jù)2013～2014年的氣溫觀測資料，壩址區(qū)最高月平均氣溫19.22 ℃(2014年6月)，最低月平均氣溫5.35 ℃(2013年1月)，通過氣溫觀測成果可知，壩址區(qū)每年6～8月氣溫稍高，1～3月、12月氣溫較低。

樞紐區(qū)位于雄瑪溝與白溝之間約1.4 km長的河段上，河道順直，河流流向S40°E。枯水期水面寬100～150 m，水深一般4～6 m，河水位高程約3 249 m，正常蓄水位3 310 m高程對應(yīng)谷寬320～360 m。樞紐區(qū)兩岸山體雄厚，河谷深切呈“V”字型，谷坡陡峻，兩岸大多基巖裸露，河邊分布少量漫灘，下游坡腳及局部斜坡地帶分布少量崩坡積塊碎石土，階地不發(fā)育。樞紐區(qū)發(fā)育四條沖溝，右岸有熊瑪溝及白溝，左岸有白助溝及下游一號。

通過溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)了解蓄水前藏木大壩施工期典型溫度場對于蓄水期與運行期大壩溫度場具有對比分析的重要意義，同時還能初步評價大壩澆筑質(zhì)量，檢驗大壩溫控計算成果，反饋分析大壩溫度計算參數(shù)是否合適。本文主要對藏木大壩蓄水前溫度監(jiān)測資料進(jìn)行時、空分析，對蓄水前大壩施工期溫度場進(jìn)行總結(jié)分析。

1 測點布置

為監(jiān)測壩體溫度場的變化情況，在5號溢流壩段、9號底孔壩段、12號廠房擋水壩段壩體內(nèi)埋設(shè)光柵溫度計。溫度計按網(wǎng)格狀布置，靠近上下游壩面稍密，溫度計布置同時考慮滲壓計及應(yīng)變計等儀器溫度傳感器的測溫功能，壩體內(nèi)共布173支光柵溫度計。

2 大壩設(shè)計溫度允許值(見表1)

大壩穩(wěn)定計算溫度場為：壩體3 295 m高程以上為9 ℃，壩體3 295 m高程以下為10℃。

3 典型溫度計監(jiān)測成果分析

本次壩體光柵溫度計分析收集數(shù)據(jù)截止日期為2014年10月10日。

表1 大壩混凝土允許最高溫度 ℃

注：L為澆筑塊長邊尺寸；基礎(chǔ)約束區(qū)長間歇老混凝土上澆新混凝土，以及大壩孔口約束區(qū)混凝土， 按基礎(chǔ)強約束區(qū)考慮。

3.1 空間分布

截至2014年10月10日，5號壩段基礎(chǔ)約束區(qū)監(jiān)測成果約在14～17 ℃之間，自由區(qū)監(jiān)測成果約在11～16 ℃之間；9號壩段基礎(chǔ)約束區(qū)監(jiān)測成果約在15～17 ℃之間，自由區(qū)監(jiān)測成果約在11～16 ℃之間；12號壩段基礎(chǔ)約束區(qū)監(jiān)測成果約在15～17 ℃之間，自由區(qū)監(jiān)測成果約在10～16 ℃之間。

監(jiān)測成果顯示，截至2014年10月10日，壩體內(nèi)部溫度整體較低，在20 ℃范圍內(nèi)，當(dāng)前混凝土高高程溫度較低，高程溫度稍低，溫差約1～4 ℃。低高程混凝土溫度較高，呈現(xiàn)出越靠近壩基溫度越高的規(guī)律。2014年10月，壩址區(qū)溫度約11 ℃，通過空間分布成果可以看出，壩體靠外側(cè)溫度仍略大于氣溫，溫差約1～3 ℃。從當(dāng)前溫度場可以看出，施工期溫度逐漸趨于平穩(wěn)，較大壩穩(wěn)定溫度場9～10 ℃(壩體3 295 m高程以上為9 ℃，壩體3 295 m高程以下為10 ℃)仍有一定的溫差，故大壩目前的溫度場仍是一個不穩(wěn)定的溫度場(見圖1～3)。

圖1 5號壩截止日期壩體溫度等值線 圖2 9號壩段截止日期壩體溫度等值線

圖3 12號壩段截止日期壩體溫度等值線

3.2 時間分析

由于數(shù)據(jù)較為龐大，對3個監(jiān)測壩段強、弱約束區(qū)及自由區(qū)典型監(jiān)測成果過程線進(jìn)行分析。從時間過程曲線總結(jié)其變化規(guī)律。監(jiān)測成果見圖4～6。

根據(jù)3個溫度監(jiān)測壩段強約束區(qū)典型監(jiān)測成果可知，大壩混凝土經(jīng)歷初期的溫升后，經(jīng)過物理通水冷卻，溫度呈下降趨勢，期間趨勢有所停滯甚至出現(xiàn)波動狀況，但總體仍處于緩慢降溫階段，溫度歷時曲線峰值總體小于設(shè)計允許值，截止日期(2014年10月10日)測值靠近，在14～17 ℃間，5號壩段與9號壩段規(guī)律接近，近期溫度略有回彈，12號壩段溫度近期有回彈趨勢，但不明顯。

3.3 小 結(jié)

圖4 5號壩段3 228 m高程光柵溫度計監(jiān)測成果過程線(強約束區(qū))

圖5 5號壩段3 237 m高程光柵溫度計監(jiān)測成果過程線(弱約束區(qū))

圖6 5號壩段3 269 m高程光柵溫度計監(jiān)測成果過程線(自由區(qū))

通過典型監(jiān)測成果過程線分析，強、弱約束區(qū)及自由區(qū)基本規(guī)律類似，溫度歷史曲線峰值基本小于設(shè)計允許值。由于初期澆筑混凝土水化熱效應(yīng)，溫度開始攀升，隨后達(dá)到一定峰值后，在物理通水冷卻及自身散熱等作用下，總體處于緩慢降溫階段，當(dāng)前溫度呈現(xiàn)出強約束區(qū)大于弱約束區(qū)大于自由區(qū)的規(guī)律。

4 結(jié) 論

綜合上述分析可知，從溫度變化過程線可以看出，大壩混凝土處于緩慢自然降溫階段，近期略有回升，溫度歷時曲線峰值總體小于設(shè)計允許值。5號、9號壩段壩體混凝土溫度規(guī)律類似，經(jīng)歷初期的溫升，隨后通水冷卻，緩慢降溫，近期溫度又略有回升，需要進(jìn)一步關(guān)注。12號壩段目前總體處于緩慢降溫階段。當(dāng)前5號、9號、12號壩段壩體溫度為11～17.44 ℃，最大值17.44 ℃，位于5號壩段3 238 m高程，樁號(壩)0+101.00、0+062.00的TSB5-3測點處。歷時過程測值總體小于設(shè)計允許最高溫度(強約束區(qū)≤26 ℃，弱約束區(qū)≤28 ℃，自由區(qū)≤30℃)，較大壩穩(wěn)定溫度9～10℃(壩體3 295 m高程以上為9 ℃，壩體3 295 m高程以下為10 ℃)仍有一定的溫差，故大壩目前的溫度場仍是一個不穩(wěn)定的溫度場。

[1] DL/T5178-2003.混凝土壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].2003.

[2] 吳中如,沈長松,阮煥祥.水工建筑物安全監(jiān)控理論及其應(yīng)用[M].南京:河海大學(xué)出版社,1990(8).

2016-08-23

鐘聲(1983-)，男，陜西安康人，碩士，工程師，從事水電站監(jiān)測工作。

TV315;TV642

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1003-9805(2017)02-0108-03