溪洛渡特高拱坝初期蓄水期监测反馈分析.pdf

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1、水电站设计第30卷第2期DHPS2014年6月溪洛渡特高拱坝初期蓄水期监测反馈分析张冲一，尹华安(1．中国水电顾问集团成都勘测设计研究院有限公司，四川成都6100722．国家能源水电工程技术研发中心混凝土坝分中心，四川成都610072)摘要：基于溪洛渡拱坝初期蓄水阶段各类原型监测成果，利用数值反馈分析方法，通过整合集成综合分析、数值模型反馈分析以及定性、定量数值判断，建立了一整套特高拱坝监测反馈分析方法，完成了对溪洛渡初期蓄水期大坝安全状态评估，并预测了后期蓄水大坝的受力变形特性。文章首先系统梳理分析大坝监测成果并进行归纳总结，初步评价了大坝的运行状态，建立若干监测反

2、馈分析目标；其次，运用数值仿真实验，通过反演正分析使数值分析成果逼近原型监测成果，进而分析大坝受力变形特性的机理；最后，利用数值模型对大坝后期蓄水过程及运行状态进行预测评估。分析表明：建设期大坝根据浇筑形象面貌及封拱灌浆面貌分阶段完成自重时空受力变形状态分布，符合大坝常规变形特征；初期蓄水期拱坝整体向下游和两岸山体方向变形，河床坝段径向位移大于岸坡坝段，对称性较好；坝基受力变形稳定，坝肩推力在坝基内扩散明显，符合力学规律，处于可控状态；后期蓄水预测受力变形规律良好。综合分析认为，溪洛渡拱坝蓄水过程安全可靠。关键词：特高拱坝；监测反馈；数值仿真；安全评价中图分类号：TV

3、698．1文献标志码：A文章编号：1003—9805(2014)02—0007—06大坝高285．5m，坝顶高程610m，居世界特高拱坝之1概述列。坝身有10个导流底孔、7个泄洪表孔、8个深孔，坝身开孔较多，大坝结构较为复杂。拱坝以结构轻巧、线条光滑、体形优美、自适应坝址河谷呈对称的窄“u”型，河道顺直，岸坡陡能力强和超载安全系数大而著称。在坝址和坝高相峻，基岩裸露，河床覆盖层较浅，坝址区两岸谷肩及同的条件下，拱坝体积仅为重力坝的1／2～1／5。坝河床出露基岩均为二迭系上统峨眉山玄武岩，主要越高，拱坝的优势也就越明显¨J。我国是目前世由12个玄武岩岩流层组成，总厚度4

4、90～520m，岩界上修建特高拱坝最多的国家，如建成的二滩(坝层以4。～6。倾角缓倾下游偏左岸。建基岩体风化高240m)、小湾(坝高295．5m)、拉西瓦(坝高卸荷较弱，区内断层不发育，典型的构造主要表现为251m)、在建的溪洛渡(坝高285．5m)、锦屏I级(坝岩流层层间和层内的构造错动带和节理裂隙系统。高305m)、拟建的白鹤滩(坝高279m)、乌东德(坝坝址区具备修建300m级高混凝土拱坝的地形地质高277m)等。然而我国大量特高拱坝工程均处于条件。试运行期、建设期和规划期，缺乏足够监测资料实际溪洛渡拱坝坝身主要监测内容包括：坝体变位论证特高拱坝的受力变形特性。

5、溪洛渡拱坝是我国监测、坝基变位监测、渗流渗压监测、坝体横缝监测、装机规模最大的特高拱坝工程，目前已经进入初期坝基接缝监测、温度观测、坝体应力应变观测、拱端蓄水阶段，由于前期对监测工作的重视，获得了大量压应力、上下游水位、气温、降雨环境量观测等，本文监测成果资料，从而可以有效地开展监测反馈分析，根据监测反馈分析的需要，主要以坝体坝基变位监综合论证大坝的实际安全状态，预测后期蓄水过程测进行反馈及预警分析，包括5、10、15、22、27坝段中大坝的变形状况，指导实际蓄水过程，同时为其他的垂线系统、347．00m高程、395．00m高程、470．00m特高拱坝监测运行提供参考

6、。高程、527．00m高程、563m高程廊道水准监测系统、溪洛渡水电站位于四川和云南交界的金沙江溪坝后桥观测墩标及坝基多点位移计等。各仪器的布洛渡峡谷河段挡，水建筑物采用混凝土双曲拱坝，最设位置如图1所示。收稿日期：2Ol3—12—12作者简介：张冲(1978一)，男，江苏海门人，博士后，从事水工结构设计、分析和研究工作。7本文主要围绕溪洛渡特高拱坝初期蓄水阶段的当，如图2所示。变形受力特征展开讨论和分析。首先，基于原型监测成果，运用测值过程线图、空间分布图、特征值统计等分析归纳大坝的变形特征，建立若干监测反馈目标。其次建立有限元数值模型，通过监测反演分析，探索当前状

7、态大坝及基础材料力学参数和空间展布，对数值仿真模型进行修正。再次，利用修正模图2坝体470m高程廊道垂直位移分布示意型，通过现场实测数据与数值试验成果的综合对比，综合评判当前变形受力状态，并对将来蓄水运行过大坝水平位移是反映拱坝受力特征最有效的标程作出预测分析和安全评价，以期为蓄水决策提供志，通常而言，可以分为三个阶段：技术支撑(1)大坝浇筑期，在自重作用下，由于倒悬作用，大坝整体往上游变形，大坝径向位移呈对称分2蓄水监测及反馈目标设定布，指向上游，陡坡坝段往河谷方向变形，边坝段切向位移大于中间坝段，且基本反对称；大坝各高程廊道沉降变位监测系统是投入