1 工程概況
舟壩水電站位于四川省樂山市沐川縣舟壩鎮, 是馬邊河干流梯級開發的第五級電站 , 水電站距匯入岷江的河口46km,距 樂 山市 106km。 電 站裝 機容 量 102MW,水 庫 總 庫 容1.84 億 m3, 調節庫容 1.137 億 m3, 是具有不完全調節能力的“龍頭”水庫。 電站于 2003 年 12 月動工興建,2006 年 10 月首臺機組投行發電。舟壩水電站由攔河大壩、引水系統、地面廠房等主要水工建筑物組成。
攔河大壩為碾壓混凝土重力壩, 位于舟壩大橋上游約250m 處。 壩頂全長 162.50m, 壩頂高程 433.50m, 壩頂寬度28.57m,壩 底 高 程 356.00m,最 大 壩 底 寬 度 50.37m,最 大 壩 高77.50m,中部設置 5 個溢流表孔,溢流堰頂高程 413.00m,孔口凈寬 12.00m。引水系統布置在馬邊河左岸, 主要建筑物包括岸塔式取水口、兩條引水隧洞及壓力管道。
2 大壩安全監測項目
2.1 變形方面
視準線, 包括 10 個測點及兩個端點 (TP1~TP10、TB1、TB2)。 用于監測壩頂上下游方向的水平位移。
水準標點, 包括 10 個水準測點及兩個工作基點 (LD1~LD10、LB3、LB4)。 用于監測壩頂垂直位移(沉陷)。
基巖位移計,包括 3 支基巖位移計(GM1、GM2、GM3)。 用于監測三、五、六壩段壩踵部位基巖的變形。
測縫計,包括 10 支測縫計(J1~J10)。 用于監測混凝土與壩肩基巖及壩段之間接縫開度。
2.2 滲流方面
測壓管,包括 14 個測孔(UP1~UP14)。 用于監測揚壓力。
滲壓計,包括 6 支滲壓計(P1~P6)。 用于監測滲透壓力。
量水堰,包括 2 個量水堰(LSY1、LSY2)。 其中:LSY1 用于監測大壩廊道的滲流量;LSY2 用于監測大壩左岸 410 平臺的滲流量。
水位觀測,包括水尺(2 付)和水位計。用于監測壩前水位。
2.3 應力應變及溫度方面
五向應變計組, 包括無應力計和五向應變計組各 5 組(N1~N5,S1~S5)。
壓應力計,包括壓應力計 6 支(C1~C6)。
溫度計,包括 15 支溫度計(T1~T15)。全部 15 支溫度計按網格形式布置在五壩段, 在施工期用于監督和檢查混凝土施工過程的溫控措施; 運行期用于監控五壩段混凝土溫度場由不穩定溫度場到穩定溫度場的演變過程。
3 監測成果分析
3.1 水平位移
根據舟壩電站 2006~2011 年監測資料分析, 舟壩水電站大壩視準線實測水平位移的平均值在-0.28~5.69mm 之間,最大平均水平位移 5.69mm 出現在 TP7,即河床中心部位的五壩段右側;最大歷年最大水平位移變幅 14.72mm 出現在 TP6,即河床中心部位的五壩段左側; 向下游方向的最大水平位移值13.43mm 出現在 TP7,即 河床中心部位的五壩段右側;向上游方向的最大水平位移值-6.43mm 出現在 TP6, 即河床中心部位的五壩段左側; 年度間向下游方向的最大水平位移變幅值4.60mm 出 現 在 TP7,即 河 床 中 心 部位 的 五 壩 段 右 側 ;年 度 間向上游方向的最大水平位移變幅值 2.96mm 出現在 TP8,即河床中心部位的六壩段左側;由此可見,舟壩水電站大壩視準線實測水平位移控制性的壩段是五壩段,其次是四、六壩段。TP1-TP10各側點所得實側值過程線具有相近或相似的變化規律,壩前水位主要產生向下游方向的壩頂水平位移,壩前水位升高,壩體向下游的水平位移增大,壩前水位降低,壩體向下游的水平位移減小;溫度因素主要是使壩體產生向上游方向的變形,溫度升高,壩體向上游方向的水平位移增大,溫度降低,壩體向上游方向的水平位移減小;水位因素對大壩水平位移的影響沒有表現出明顯的滯后現象,溫度因素對大壩水平位移的影響滯后時間較短;從水平位移的角度看,舟壩水電站大壩溢流壩目前的變形是基本協調的。
3.2 垂直位移
舟壩水電站大壩水準標點實測垂直位移的平均值在-0.35~0.90mm 之間,最大平均垂直位移 0.90mm 出現在 LD9,即河床中心部位的六壩段右側;歷年最大垂直位移變幅 6.70mm 出現在 LD6,即河床中心部位的五壩段左側;向下沉方向的最大垂直位移值 3.40mm 出現在 LD1,即左岸一壩段中部;向上抬方向的最大垂直位移值-4.70mm 出現在 LD6, 即河床中心部位的五壩段左側; 年度間向下沉方向的最大垂直位移變幅值1.60mm 出現 在 LD1,即左岸一壩段中部 ;年度間向上抬方向的最大垂直位移變幅值 4.60mm 出現在 LD6,即河床中心部位的五壩段左側;由此可見,舟壩水電站大壩水準標點實測垂直位移控制的壩段是五壩段,其次是一、六、七壩段;控制性的測點是 LD1、LD5、LD6、LD9。LD1~LD10 各測點所得實測值過程線具有相近或相似的變化規律, 水荷載對壩體變形的貢獻主要是使壩體產生向下沉方向的變形; 水位高, 測點所在的壩體向下沉方向的變形大,水位低,測點所在的壩體向下沉方向的變形??;隨著壩前水位上升, 水壓變形分量表現為向下沉方向的位移量呈增大狀態;隨著壩前水位下降,水壓變形分量表現為向下沉方向的位移量呈減小狀態。 溫度荷載對壩體變形的貢獻主要是產生向上抬方向的變形;溫度高,測點所在的壩體向上抬方向的變形大(絕對值?。?,溫度低,測點所在的壩體向上抬。 從垂直位移的角度看,舟壩水電站大壩目前的變形是基本協調的。
3.3 在接縫狀態方面
一壩段與左壩肩巖體接縫于 2006 年 9 月 13 日之后張開,2008 年 9 月之前,J1 所在縫存在一個緩慢發展的張開過程,2008 年 9 月之后,J1 所在縫存在一個緩慢發展的閉合過程;一、二壩段橫縫于 2006 年 9 月 28 日之后張開,目前一、二壩段橫縫下部處于緊密接觸狀態,上部處于微小的張開狀態;二、三壩段橫縫于 2006 年 9 月 3 日之后張開,二、三壩段橫縫下部前期處于緊密接觸狀態,上部在 2006 年 9 月 5 日前處于微張開狀態,2006 年 9 月 5 日后測縫計 J4 所在的橫縫處于張開-微閉合的波動變化狀態; 六、 七壩段橫縫于 2006 年 8 月28 日開始觀測之后即開始張開,2007 年 2 月 24 日之后六、七壩段橫縫經歷三次張開-微閉合過程, 最大張開量沒有超過3.35mm, 目前仍保持張開狀態; 七壩段與右壩肩巖體接縫于2006 年 6 月 4 日 之 后 經 歷 多 次 跳 躍 性 張 開 后 一 直保 持 張 開的形態;五壩段下游立面與護坦上游立面接縫左側 J9 所在位置的接縫一直處于緊密接觸狀態,2007 年 3 月 27 日之后,右側 J10 所在的縫張開,呈指數型曲線狀,目前仍保持張開狀態。
基巖變形方面,舟壩水電站大壩在三、五、六壩段壩踵處布置了基巖變形計 GM1、GM2、GM3,三、五壩段壩踵基巖位移2005 年 1 月 3 日 后 幾 乎 成 水 平 線 ,變 幅 微 小 ,分 別 為 0.1mm、0.08mm; 六壩段壩踵基巖位移 2005 年 1 月 3 日后變幅較大,并且是呈向位移量增大的方向發展的形態, 目前最大變幅約0.63mm;目前三、五、六壩段壩踵處變形基本正常。
3.4 滲流和基礎揚壓力方面
三壩段滲流狀態正常, 帷幕工況正常, 實測揚壓系數在0.16~0.24 之 間 ,說 明 防 滲 帷 幕 工 作 正 常 ,滿足 設 計 和 規范 要求; 四壩段測壓管 UP8、UP9、UP10 和滲壓計 P5、P6 實測揚壓力系數小于 0.24,滿足設計和規范要求,防滲帷幕工作正常,其中 UP10 測值不穩定, 對揚壓系數的影響也是客觀存在的;考慮測壓管 UP4、UP5、UP6 和滲壓計 P3、P4 的情況下范要求,有條件時應進一步進行檢查,并根據檢查結果進行最終認定,若有需要可采取必要的措施進行處理; 縱向揚壓水位分布方面,左岸各測點實測揚壓水位變幅大,右岸各測點實測揚壓水位變幅小,中部四壩段變幅小,六壩段變幅大。
在基礎排水量方面,LSY1 實測多年平均排水量 114.88ml/Sec(0.41m3/h),最大排水量 188.05ml/Sec(0.68m3/h);舟壩 水 電站大壩及基礎排水量較小。
在壩體溫度場方面, 壩體核心部位自 2006 年 10 月的31℃, 經過約兩年半時間, 目前溫度約為 24℃, 距穩定 溫度17.3℃還 差 約 7℃,目前仍處于不穩定溫度 場工作狀態 ,預計舟壩水電站大壩還需再經過 3~6 年或更長時間整個壩體才可能達到穩定溫度場。
4 結 論
總體上看,目前舟壩水電站大壩其邊坡運行基本正常。 應該繼續加強維護和管理,加強觀測和巡視檢查工作,加強觀測資料的分析整編工作, 確保大壩及水工建筑物長期正常工作和安全運行。
參考文獻
[1]徐錦華.中小型水電的設備監造管理[J].電力出版社,2012(9).
[2] 吳中偉 , 于海豐 . 水利水電設備監理工作分析 [J]. 水利技術監督 ,2012(1).
[3]程大章.水輪機的改進工作[J].機電技術,2011(9).
[4]王國海.水輪發電機的改造[J].大電機技術,2011(9).