滩坑水电站大坝安全变形监测

浅析滩坑水电站大坝安全变形监测

摘要：变形监测就是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续观测、对变形体变形性态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作。大坝变形是坝体和基础状态的综合反映。也是衡量大坝运行时结构是否正常、安全、可靠的重要标志。因此，变形监测一直被列为大坝的主要观测项目，特别受到运行管理单位的重视。

关键词：滩坑水电站；大坝安全；变形监测

中图分类号：[tm622]文献标识码：a文章编号：

引言

建筑物的下沉，除绝对下沉外，变形的速率也十分重要。对一般建筑物而言，只要变形缓慢且均匀，大多数都可以承受较大的变形而不致破坏。通过对滩坑水电站大坝变形监测及对监测数据的分析可以看出，大坝的监测设施布置较合理，所获得的监测数据真实、可靠，大坝的位移量在规定的限度内，并由此掌握了大坝的变形动态，提前预测大坝变形的轨迹，为电站的安全生产提供可靠的保障。

1.工程概况

滩坑水电站位于浙江省青田县境内的瓯江支流小溪中游河段，是瓯江流域水电梯级开发规划中的一座重要骨干电站。滩坑水电站担负浙江省电力系统调峰、调频、调相及事故备用任务，同时兼顾防洪，并具有其他综合利用效益。滩坑水库具有多年调节性能，电站装机容量3×200mw+4mw，保证出力84.1mw，年发电量9.6亿kwh，

年利用小时1606h。滩坑坝址以上河长187km，控制流域面积

3330km2，占小溪流域面积的93.1%。水库校核洪水位169.15m，总库容41.90亿m3；正常蓄水位160.00m，相应库容35.20亿m3；防洪高水位161.50m，台汛限制水位156.50m，防洪库容3.50亿m3；死水位120.00m，调节库容21.26亿m3。滩坑水电站工程枢纽由拦河坝、溢洪道、泄洪洞、引水系统、发电厂房、升压开关站等组成。

2.变形监测方案设计

2.1表面变形监测

表面变形监测主要从两方面展开工作，一是进行大坝水平位移监测，另一是进行大坝沉降监测。水平位移监测采用坐标法，在设置有强制对中装置的观测墩上架设徕卡tca2003全站仪，照准各监测点，测定各监测点的变形情况。沉降监测是采用水准观测和三角高程相结合方式，坝顶沉降使用dna03数字水准仪进行测量，坝前及坝后不便于使用水准测量的监测点则用三角高程方式测定监测点

的高程变化，来确定大坝的沉降情况。在监测过程中，一旦发现监测点水平位移量变化较大、监测点沉降量较大或沉降量明显不均匀时，应及时报告，根据需要采取必要的防范措施。在沉降监测中，为了保证监测精度，正确反映大坝的沉降情况，按照二等精密水准测量的技术要求施测。

2.2内部仪器监测

在大坝面板受力较大或应力集中处布置了4个断面（1-1、2-2、3-3、4-4）进行应力应变及温度观测，在其断面不同高程共布置了

钢筋计42支、钢筋计附近布设相应的三向应变计组5套、二向应变计组19套。在（2-2）断面布置了9支温度计观测库水温度；在其挤压受力大的高程（162.2、166.86）布置了10支混凝土压应力计、10支测缝计。

大坝面板布置了3个断面（1-1、2-2、3-3）采用固定式测斜仪进行面板挠度观测。1-1断面布置13支，2-2断面布置18支，3-3断面布置11支仪器，共计42支仪器。

在大坝面板高程（15.13、60.57、122.83、159.11）布置了4条接缝观测线，采用单向测缝计进行面板接缝观测，共48支仪器。在面板与趾板的周边缝处布置了12组三向测缝计进行观测。在大坝内部布置了3个断面（坝0+310、坝0+417、坝0+515）。在其不同高程布置了水管式沉降仪、水平位移计各9套，共60个测点、电位器式沉降仪5套、土压力计13支、渗压计7支进行监测。2.3监测使用仪器的选择

2.3.1表面变形监测

为保证测量成果准确、可靠，满足规范规定的精度要求，变形监测采用tca2003全站仪、dna03数字水准仪，为了针对大坝变形监测的应用，使用了徕卡外业机载多测回软件和大地控制、变形监测网及变形监测自动控制后处理科傻软件。在作业前，对仪器的相关项目进行了检验与校正，使监测仪器的各项指标符合国家及规范要求。

2.3.2 内部仪器监测

应力、应变、温度及基岩变位观测采用直读式接收仪表sq-5数字式电桥进行观测；面板挠度采用电解液式测斜仪及配套仪表进行观测；坝基垂直位移及面板接缝采用电位器式位移计及配套仪表进行观测；渗流压力、测孔孔内水位及趾板边坡深层位移采用振弦式位移计进行观测。使用直读式接收仪表进行观测时，每次观测应对仪表进行准确度检验。如需更换仪表时，应先检验是否有互换性。直读式接收仪表应定期（如每季）进行准确度检验，其率定应每二年送厂家检定一次。

2.4监测方案

大坝表面变形监测采用tca2003全站仪极坐标法加edm三角高程组成的三维坐标法进行。为了削弱照准误差，每一方向采用“双照准法”观测，即照准目标两次测读两次。工作基点、监测点均采用固定的观测墩并安装强制对中装置，测量示意图如图1。

坝顶沉降则采用水准测量，从靠近大坝的固定水准点开始，采用二等精密水准法（一测回往返观测）依次对坝顶各监测点进行观测。

2.4.1 控制起算点

工作基点都处于稳固的基岩面上，建立时间较长，相对大坝上变形点变量极小，可认为是稳定不变的。利用tk10、tk11测量大坝坝顶、坝前砼面板顶部及防浪墙监测点水平、垂直位移，利用tk06、tk09测量坝后各监测点水平、垂直位移。坝顶沉降观测则使用大坝附近的固定水准点进行测量和控制。

2.4.2 限差规定

(1)水平方向两次照准目标读数差限差为4″；半测回归零差限差为6″；一测回内2c互差限差为12″；同一方向各测回各测得的垂直角，互差不得大于5″。

(2) 边长半测回中各次读数差限差为1mm；一时段内测回差（未经气象改正）限差为4mm。

(3) 垂直角两次照准目标读数差限差为3″；一测回各方向指标差互差限差为8″；同一方向各测回各测得的垂直角，互差不得大于5″；两次量取仪器高或目标高互差限差为0.4mm。

(4)各限差超限的成果，均须补测或重测。

2.4.3仪器高和棱镜高的测定

仪器高可以直接用钢尺量至毫米，量测2次，二次量取应分别量测观测墩底座水准点附近的底座面及其对角侧底座面至仪器中心高程面的垂直距离，读至0.1mm。因每次采用专用固定棱镜，棱镜高不用量取（棱镜高约95mm），建议每个测点采用固定编号的专用棱镜组。

2.4.4气温、气压的读取

仪器在测量过程中读取仪器站和棱镜站气温、气压。

3.重视大坝安全监测

大坝安全监测工作主要包括巡视检查、环境量监测（水文、气象等）、变形监测、渗流监测、应力应变及温度监测等五大类。大坝安全监测人员取得监测数据的同时，最重要的是监测资料的分析，能够判别监测数据的异常情况，使大坝监测指标处于受控范围内。