混凝土面板堆石壩壩橫河向位移監測及面板縫寬設置實例

馮毅軍

咨詢西北公司南歐江七級電站監理中心 陜西 西安 710000

1 工程概述

南歐江梯級水電項目是中國電建集團在海外推進全產業鏈一體化戰略實施的第一個投資項目。南歐江七級水電站位于老撾豐沙里省境內，是南歐江“一庫七級”開發方案中的“龍頭”水庫電站。工程等別為一等大（1）型工程，最大壩高143.5m，總裝機容量210MW，水庫正常蓄水位635m，對應庫容16.94×108m3，死庫容590m，相應庫容4.49×108m3，調節庫容12.45×108m3，具有多年調節性能。

混凝土面板堆石壩布置于主河床，壩線采用直線布置。壩頂高程640.50m，河床趾板建基面高程497.00m，最大壩高143.5m。壩頂長591m，壩頂寬度12m，上游側設4.2m高防浪墻，墻頂高程641.70m。大壩上游壩面坡比為1:1.4；下游壩坡高程610.00m以上為1:1.6，以下為1:1.4。壩體從上游到下游分區依次為2A墊層料區、2B特殊墊層料區、3A過渡料區、3B主堆石料區、3C次堆石料區、3D排水體堆石料區。面板上游設1B蓋重料區和1A鋪蓋料區，下游壩坡設大塊石進行護坡。

老撾南歐江七級水電站混凝土面板分兩期施工，一期面板施工高程為EL.497.9～EL.577，二期面板施工高程為EL.577～EL.637.5，一期面板共31倉，二期面板59倉；一二期面板之間設置水平分期施工縫（縫內設置遇水膨脹橡膠止水條），面板與趾板之間設置周邊縫（縫內填充12mm厚橡膠板），壩0+353.93～壩0+149.93之間為壓性縫（12m一道）縫內填充12mm或24mm厚橡膠板，壩0+13.549～壩0+137.93，壩0+365.93～壩0+569.93為張性縫（6m或12m一道）縫內填充12mm厚橡膠板或涂刷3mm厚瀝青乳液。

2 監測目的及觀測項目

2.1 監測目的

（1）分析大壩變位情況，為后續大壩面板橫縫施工縫設置提供基礎數據；

（2）根據監測橫河向位移的區間，為后續面板施工縫縫寬設計（面板張性縫、壓性縫縫寬）提供參考。

2.2 觀測項目

（1）將土體位移計組設置于大壩壩體內。

（2）裂縫計設置于擠壓墻。

（3）按照擠壓墻位置，在相關位置設置水平監測點。

3 監測點布置及安裝情況

（1）土體位移計布置位置：在大壩左右岸岸坡EL.577m、EL.610m兩高程各設置一組。

測點布置方式：每組儀器設置5個測點，測點位于壩體內，距離岸坡間距依次為3m、8m、18m、30m、45m。

（2）裂縫計布置位置：設置時按照大壩土體特征，保證設置高程一致。

測點布置方式：主要設置在左岸（因左岸擠壓墻上裂縫較多），離岸距離需要與變形最大確定位置有一定間隔距離，使其達到測距需求。

（3）表面變形測點布置：在大壩擠壓墻EL.558m、EL.596m兩個高程設置兩條視準線。

測點布置方式：與大壩壩體內水平和垂直位移監測設施斷面一致。對于儀器設備的安裝，需要按照大壩施工技術要求確定，并且安裝完畢以后還要對安裝儀器進行調試。

4 觀測結果分析

4.1 土位移計組觀測結果分析

大壩左右岸坡577m/610m高程各安裝一套45m長的土體位移計組，左側岸坡土體位移計組距岸坡3m、8m、18m、30m、45m。

圖1 左右岸坡577m/610m高程土體位移計組示意

表1 左右岸坡土體位移計組部分觀測成果表（“+”為拉伸變形，“-”為壓縮變形）

通過數據統計分析目前各測點的橫河向位移均未收斂，仍處于緩慢增加的過程。

4.2 裂縫觀測結果分析

因大壩擠壓墻在EL.560～EL.610高程，離左岸趾板0～50m范圍內出現裂縫，因此在離趾板20m處EL.580/600高程各安裝一只測縫計。安裝前該裂縫原始寬度15mm、18mm，目前該裂縫呈閉合狀態，測值分別為-0.74mm、-0.69mm。

4.3 表面變形監測

大壩擠壓墻在2019年3月底修建2排臨時觀測墩，其中558m高程3個測點（編號：L9-TP-01～03），596m高程4個測點（編號：L7-TP-01～04），4月15日取得基準值。

監測成果表明：目前位移趨勢表現為EL.558高程測點表現為向右岸向上游位移，596高程測點表現為D0+210左側測點向右岸向上游位移，右側測點向左岸向上游位移，且EL.596高程測點的沉降量＞EL.558高程測點沉降，表現為離大壩填筑面越近擠壓墻測點沉降越大，目前沉降量最大測點為L7-TP-02（596m高程、D0+210.00），累計沉降量為230.2mm，月沉降量變化幅度為32.3mm。

數據分析表明：

（1）大壩左右岸坡EL.577高程土體位移計左岸呈拉伸變形，右岸呈壓縮變形；大壩左右岸坡EL.610，通過檢測后發現其位移形狀體現為拉伸變形。整體表現為：左岸拉伸變形＞右岸，且最大拉伸區間在離岸坡18m～30m范圍內。

（2）大壩擠壓墻測點表現為EL.596高程測點的沉降量＞EL.558高程測點沉降，

與填筑地面越近則出現的沉降差越大，并且通過觀察發現，和擠壓墻赴京的沉降數據大致相同，上游以及下游的數據值也相同。

（3）擠壓墻體現裂縫現狀，和左岸岸坡以及大壩沉降的地勢有一定聯系，在裂縫形成之后，采用檢測設備進行檢查一直表現為閉合狀態。

5 結束語

在土石壩中設置大壩橫河向位移監測是必要的，大壩擠壓墻上設置表面位移監測及裂縫的觀測可以為后續確保大壩面板施工提供基礎數據，確保工程安全，本工程根據大壩橫河向位移計監測成果，在大壩左右岸兩側往壩中依次布置張性縫，壩中壩段布置壓型縫的布局是合理的，相應部位設置壓性縫(縫寬12mm、24mm)、張性縫(3mm瀝青乳液、12mm橡膠止水板)，能較好適應大壩面板的變形。