柘溪水电站大坝

柘溪水电站大坝安全监测信息报送监控测点及监控值国家电力监管委员会大坝安全监察中心二〇一〇年九月审查：郑子祥校核：林芝编写：周建波国家电力监管委员会大坝安全监察中心二〇一〇年九月目录1 工程概况 (1)2 监测系统简况 (2)2.1 大坝水平位移 (2)2.2 大坝垂直位移 (3)2.3 坝体伸缩缝、裂缝 (3)2.4 大坝渗流 (3)2.5 应力应变及温度 (4)2.6 环境量 (5)3 大坝安全第二次定期检查结论和意见 (5)3.1 结论 (5)3.2 建议 (5)4 数据上报情况 (6)5 重点监控部位的确定 (6)6 监控测点及监控指标的确定 (6)6.1 大坝变形 (6)6.2 大坝渗漏 (8)6.3 环境量 (9)7 遗留问题处理 (11)8 参考资料 (13)9 附图 (15)柘溪水电站大坝安全监测信息报送监控测点及监控值1 工程概况柘溪水电站位于湖南省安化县境内的资水中游，是一座以发电为主，兼有防洪、航运等综合效益的大型水电工程。

坝址控制流域面积22640km2，水库总库容35.7亿m3，为不完全年调节水库，电站装机容量477.5MW。

电站枢纽由拦河大坝、引水系统、发电厂房、开关站及过坝航运滑道等建筑物组成。

大坝为混凝土单支墩大头与宽缝重力坝，坝顶全长330m，拦河坝最大坝高104m，坝顶高程174.00m，顶宽15m，大坝由长146m的溢流段与左右岸非溢流段组成。

溢流段由8个段宽16m的单支墩大头坝和2个段宽为9m的宽缝重力坝组成，设有9孔尺寸为12m×9m的泄洪孔，采用差动式鼻坎挑流消能，单支墩大头坝为梯形断面，大头水平剖面呈钻石型。

左岸非溢流段由5个段宽为15m的宽缝重力坝和一个19m宽的重力坝段组成。

右岸非溢流坝段由6个段宽为15m的进水口和一个15m宽的电梯井坝段组成。

枢纽布置如附图1-1~附图1-3所示。

水库正常蓄水位为169.00m，设计、校核洪水位分别为172.49m和174.67m。

正常尾水位96.80m。

坝址位于大溶塘峡谷口，为“V”型河谷。

地势狭窄，河流自南至北，正常水位标高为95m，水面宽100m，水深15～18m，局部深近30m，深水河槽偏于右侧。

坝区两岸山体雄厚，山峰对峙，山岭高出河面120m至300m以上。

一般山坡坡度为45°左右，局部地段达60°，均呈直线变化，边坡稳定。

大坝基础岩石为轻微变质的前震旦纪板溪群砂岩与变质页岩，岩性坚硬，透水性微弱。

岩层走向与河流大致垂直，倾向下游，倾角60°～65°，对防渗及抗滑稳定均有利。

坝区主要存在F5、F37、F7等断层或层间错动。

未发现大的地质问题。

坝基按设计要求进行开挖，基本达到微风化、新鲜岩石。

坝基断层规模小，破碎带不宽，一般进行开挖处理。

对纵贯5#支墩基础的F5-1和位于左重1#至5#支墩坝坝趾应力集中部位的F19，沿断层线开挖深2～3m的梯形槽作置换混凝土处理，并加强水泥固结灌浆和坝前防渗处理。

此外，对大坝坝基在混凝土浇筑前作了全断面的固结灌浆，基础坡度大于45°的地段进行接触灌浆。

处理后的基础工程地质条件，能满足水工建筑物基础要求。

柘溪水电站由长沙勘测设计院设计，湖南省柘溪水力发电工程局施工。

工程于1958年7月开工，1961年2月水库开始蓄水，1962年1月首台机组投产发电，1975年5月6台机组全部投产，1977年5月过坝滑道投运，工程全部竣工。

大坝蓄水以来已投入运行近50年，曾出现多次异常或险情。

在施工期间迎水面出现了较多的表面裂缝，各坝段最长的裂缝均发生在支墩中心线附近，蓄水前进行过凿槽喷浆处理。

因处理不彻底，蓄水后裂缝不断扩展。

1969年6月至1977年1#、2#支墩相继出现劈头裂缝及坝体漏水等险情，曾采取前堵后排及预应力锚固和混凝土三角塞等加固措施，但未能根本解决问题，裂缝继续发展。

1977年提出了用混凝土回填空腔的加固方案。

在实施过程中，1983年2月2#支墩出现漏水突增的险情，严重威胁大坝安全，迫使水库降低水位运行，并加快加固工程的进度。

1985年加固完成后，经历了1996年7月特大洪水的考验，大坝运行基本正常。

为进一步有效利用水力资源，提高水量利用率，增加发电量。

柘溪水电厂于2005年2月开工进行扩机。

该工程主要由右岸进水口、引水洞、地面式厂房、尾水洞等组成。

2008年7月9日扩容机组全部完成并网发电。

2 监测系统简况2.1 大坝水平位移大坝水平位移监测由坝顶视准线、垂线系统和坝顶引张线组成。

2.2.1 坝顶视准线坝顶视准线基准点设在两岸坚硬的岩石上，测点布设在坝顶下游栏杆外专用的牛腿上共17个测点。

采用WiLD T3经纬仪和专制的固定和活动觇标施测。

1968年5月开始监测，每月监测1次，编号为A4~A20。

其中A19、A20两测点因滑道的房子遮住视线而停测。

2.2.2 坝顶引张线坝顶设有2条引张线，一条在左重4#坝段～三角坝段，全长266.46m，共有17个测点，测线布设在坝顶下游侧人行道上，距坝轴线约14m，由左重4#坝段的倒垂线（IP1）和三角坝段的垂线组（PL1、IP2）校核该引张线两端点的位移；另一条设在三角坝段～1#进水口坝段，引张线全长59.92m，共有3个测点，由三角坝段的垂线组（PL1、IP2）和设在1#进水口坝段的倒垂线（IP3）校核该引张线两端点的位移。

坝顶引张于2002年1月开始人工监测，2002年底纳入自动化监测系统。

由于引张线自动化系统设计有缺陷，排水不畅导致引张线经常被水淹没，且与垂线系统衔接不良，测值突变较大，2003年已停测。

2.2.3 垂线系统.采用光学坐标仪监测。

该垂线自1967年4月起施测，每月监测1次。

1999年6月15日因大坝监测系统更新改造,再次定基准值。

由于该垂线自动化系统测值不稳定，现已停测。

人工监测正常进行。

2002年底监测自动化系统二期工程增设了倒垂线2条，正倒垂线1组，采用CCD 式传感器进行监测。

倒垂线IP1位于左重4#坝段，垂线组PL1、IP2位于三角坝段，倒垂线IP3位于1#进水口坝段。

由于该垂线自动化系统测值不稳定，现已停测。

2.2 大坝垂直位移坝顶垂直位移采用几何水准法，按国家一等水准（早期为二等水准）施测，监测仪器采用Ni005A（或Ni007A）型精密水准仪和铟钢水准尺。

基准点设在右坝头基岩上，左岸无基点。

从1#进水口至左重3#坝段，每坝段上下游各设一点，共40个测点。

1968年1月正式施测。

2.3 坝体伸缩缝、裂缝原先在基础灌浆廊道和142m高程廊道各坝段间的横缝上，共设置了18组板式三向测缝标点。

大坝加固后，又在114.5m高程廊道2#支墩裂缝露头处设置了测缝标点，用游标卡尺量测。

由于监测精度低，不久即停测。

目前，这些标点均已锈蚀报废。

1997年自动化改造时，在1#支墩的114.5m高程廊道内安装了1支Geokon4420测缝计。

2.4 大坝渗流2.4.1 坝基扬压力为了解坝基扬压力情况，检验灌浆帷幕防渗效果，沿坝轴线方向的灌浆廊道内布置一排纵向扬压力测孔，自5#进水口至左重1#坝段灌浆廊道内靠下游侧设有19个扬压力监测孔，倾向下游30°，一般深入基岩1～2m，孔径70～84mm。

自1968年开始用压力表直接监测，1997年接入自动化监测系统，目前在测的有14孔，编号为5号进0-36、右导墙12号、1号墩11号、2号墩10号、3号墩9号、4号墩8号、5号墩7号、5号墩0+74、6号墩6号、6号墩5号、7号墩4号、7号墩3号、8号墩2号、8号墩1号。

横向扬压力测孔主要布置在1#、2#、5#支墩坝段、电梯井和左重1#坝段。

1#、2#、5#支墩坝段各布置4孔，电梯井和左重1#坝段各布置7孔，共26孔。

原设计的横向扬压力测压管于施工期已被堵死，不能使用，现监测的扬压力实为坝体扬压力，1997年接入自动化监测系统，目前在测的有19孔，编号为电梯2、电梯3、电梯5、电梯7、墩1_1~墩1_3、墩2_1、墩2_2、墩2_4、墩5_1~墩5_4、左重1_2~左重1_5、左重1_7。

1982年至1983年，大坝空腔回填混凝土期间，在空腔内增设98m高程廊道，并在其内布置了横向扬压力监测孔，除2#空腔设4个测孔外，其余7个空腔各设1个孔，共11个测孔。

1997年接入自动化监测系统，同时采用电测水位计进行人工比测。

宽缝水位原采用常规水尺人工直接测读。

经自动化改造，在4#支墩右壁设一支Geokon4500s水位计，进行宽缝水位的自动化监测，同时保留人工监测手段，以便对比、率定。

在3#机尾水管基础上设有5个测孔以监测厂房基础扬压力，采用压力表直接读数。

1#～5#引水道外各设有1～3个测孔，共12孔，采用压力表直接读数。

扬压力人工监测频率一般每5天测1次，高水位时加密监测。

2.4.2 坝体和坝基渗漏量最初在基础灌浆廊道设置4个排水孔监测2#支墩的坝基渗漏量。

自1975年开始进行全坝基渗、排水量监测，在灌浆廊道下游侧设置排水孔85个，采用容积法监测，监测频次为1次/旬。

大坝加固处理时，为了加强对坝体裂缝的监测和排除渗水以降低缝面的渗水压力，在左右导墙和1#～8#支墩坝身共设置278个排水孔，采用容积法监测，每5天监测1次。

2.4.3 绕坝渗流、后山坡排水洞、引水洞漏水量为了监测坝肩渗漏和引水隧洞的运行情况，在两岸坝肩岸坡设有10个地下水位孔，自1967年7月陆续施测，每旬监测1次。

由于左岸过坝滑道施工的影响，左岸2个监测孔已废弃。

右岸尚有7个孔在测，各测孔深度在30～67m之间，每10天监测1次。

厂房后山坡设置了排水洞，洞内共设12排水孔，每10天监测1次。

为监视大坝坝肩岩石的渗漏以及隧洞的运行情况，在1#、2#、3#引水隧洞布置了漏水量监测孔3个，同时监测洞内水温，每10天监测1次。

2.5 应力应变及温度大坝最初埋设的应力应变及温度监测仪器，至1983年已全部损坏而停测。

1982年至1983年大坝空腔加固时，在加固体内部埋设了内观仪器，包括应变计、温度计、应力计、测缝计、渗压计等共237支，目前实际监测的有220支。

2.6 环境量在1991年前，用设在右岸拦污栅上和设在下游尾水平台挡墙上的常规水尺，进行人工监测；1991年后，在上游3#进水口采用磁电式9622型遥测水位仪监测坝前水位，在上游改造工程的新进水口采用细井式水位仪监测坝上水位，在下游尾水平台挡墙上安装压阻式水位计的遥测站进行自动监测，接入水文水情自动化测报系统，每5分钟记录1次，如高程变化超过3cm也记录1次。

人工监测每天1次，用以校核自动化监测数据。

为了解水库水温变化规律及其对建筑物的影响，1961年开始，在大坝3#支墩前20～100m处设一条测温垂线，在水深0.2m、1m、5m、10m直至库底等处设置测点，使用7151-2B型半导体深水温度计进行水温监测，每月监测1次。