泥岩地区建设拱坝的先例——广西百色市克林水电站混凝土双曲拱坝设计

2011-09-05 01:05李景才
水利规划与设计 2011年6期
关键词:拱坝轴力剪力

欧 震 李景才

(广西玉林水利电力勘测设计研究院 广西玉林 300456)

1 前言

克林水电站双曲拱坝最大坝高H=59.01m,坝底厚度T=16.35m,开挖后河谷宽度L=208.6m,河谷呈梯型,宽高比L/H =3.54,坝体厚高比T/H=0.277,设计最大拉应力1.198MPa,最 大压 应力2.795MPa。非对称结构布置。顶拱坝轴半径R=96.497m,中 心 角 ф = 119.280°,其 中 左 中 心 角63.2801°,右中心角56°。

在宽河谷上建造成较薄的混凝土双曲拱坝,按一般常规,河谷宽高比L/H=3.54>3,宜建造厚高比T/H>0.35的重力拱坝,而通过精心设计,局部设置体积较小的传力墩结构,成功地在砂岩夹泥岩、泥岩夹砂岩及砂泥岩互层,构造裂缝较发育,层理间存在有较多的泥化夹层,这样复杂的地质条件下,建成了厚高比T/H仅为0.277的较薄拱坝。与重力拱坝相比节省工程投资约600万元,节省20%;与重力坝相比节省工程投资约1000万元,节省38%。取得了显著的工程效益。填补了广西区内泥岩建造拱坝的空白,在国内也属少见。

由于本项目地质情况较复杂,业主先后请了浙江大学、湖南省水电设计院、广东省水电设计院、昆明水电设计院、吉林省水电设计院、广西电力设计院、广西水利厅等有关专家到现场进行技术考察咨询指导,设计过程中得到中科院拱坝设计研究专家朱伯芳的弟子杨波教授的指导。

大坝工程于2004年9月破土动工,于2006年6月22日开始下闸蓄水发电,至今已正常运行5年多时间。

2 基本概况

克林水电站坝址位于革命老区广西百色市西林县那劳乡那劳村那伏屯,坝址以上集雨面积654km2,距西林县城58km,座落在珠江水系右江支流的克林河,距克林河口20.5km。克林水电站是以发电为主的引水式水电站,由双曲拱坝、引水隧洞和厂房三大建筑物组成。电站装机总容量3×7=21MW;在640m高程左岸通过3510m长、洞径2.8m的引水隧洞和595m压力钢管,将水引至那维驮娘江边与那维电站扩建合二为一的克林厂房发电。

流域属亚热带温湿气候区,气候温和湿润,雨量充沛。多年平均降雨量1070.7mm,最大年降雨量1337.5mm,最小年降雨量766.2mm;多年平均气温19.1℃,极端最高气温39.3℃,极端最低气温-3.1℃;全年以北风为主,风向西、西南,年平均风速3m/s,多年平均最大风速14m/s。

克林水电站拦河坝为混凝土双曲拱坝,坝顶轴线长277.39m,其中位于中段的溢流坝段长40m,最大坝高59.01m。水库设计水库正常蓄水位666.00m,设计洪水位670.02m,校核洪水位670.69m,死水位647.00m;水库总库容1365万m3,调节库容774万m3,死库容319万m3,为不完全年调节水库;大坝最大下泄流量831m3/s,单宽流量20.8m3/s。多年平均发电量8503万kW!h。送电电压等级为110kV,供电至广西区电网。

克林水电站枢纽工程等级属Ⅲ等,大坝按3级永久建筑物,按50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核;隧洞、厂房、变电站、厂区防洪堤按4级建筑物,30年一遇设计,100年一遇校核。

工程总投资为14438.29万元。单位千瓦投资6875元/kW,单位千瓦时投资1.698元/kW·h。其中大坝部分投资2997.14万元,单位千瓦大坝部分投资1427元/kW,单位千瓦时大坝部分投资0.352元/kW!h。 大 坝 主 要 工 程 量: 挖 土41138m3,挖石46146m3,填土1256m3,浆砌石4222m3,混凝土64719m3。

3 混凝土双曲拱坝技术设计

3.1 坝基及坝肩地质条件

坝址区主要为褶皱构造,褶皱轴线大致与河谷平行。河床坝中心处为一向斜核部,左岸670m高程以上为一背斜;右岸650m高程处为一背斜,680m高程处为一向斜。左岸舒缓,右岸较紧密。坝区没有断层发育,但岩石节理发育,尤其是风化节理,岩体较破碎。

坝区断层不发育,仅在右岸平硐PD2中,发现的顺层F1断层 (L12),破碎带和泥化宽2~3m,倾角82°,可局部挖除处理。

节理裂隙。节理主要有4组:①55°/SE、NW∠35°~80°;②35°/NW∠70°;③85°/NW∠35~40°;④325°/NE、SW∠5~35°。其中最发育的是第②组,它与①多属厚层砂岩层内近垂直或斜交岩层的陡倾裂隙。③和④组多属层间 (缓倾角)裂隙构造。河流流向SE为115°,坝区内主要的①、②组裂隙,走向基本垂直河流流向,倾向上游,倾角70°,对坝基抗滑无不良影响。

层间剪切带。由于坝区地层为砂岩夹泥,岩层挤压强烈,褶皱发育,为适应岩体的总体变形,多沿岩层中的软层发生层间剪切作用以补偿不同构造部位的岩层的加长与缩短,增厚与减薄。现场实地观察和在大比例尺施工地质素描时,发现泥岩部位遭受不同程度的剪切错动,厚度一般0.5~5cm不等。在强~弱风化岩体内,大部已泥化,其抗剪强度f=0.2~0.25,C=0~0.01MPa。在微 ~ 新鲜岩体内性状稍好,其抗剪强度f=0.25~0.3,C=0.01~0.03MPa。

两岸岩体为弱风化砂岩夹泥岩,岩体较破碎,泥岩强度低,且顺层泥化夹层发育,变形模量低,泥化夹层抗剪强度很低,两岸拱坝主应力方向与岩层面大角度相交,两岸均为顺向坡,岩层倾角较陡,顺层发育的与其它节理组合,对坝肩抗滑稳定不利。但由于两岸山体雄厚,坝线以下200m范围左、右岸均无临空冲沟构造,有利于坝肩稳定,这是本工程设计拱坝的关键有利条件。

鉴于节理裂隙较发育,存在有软化、泥化夹层,因此,进行基础帷幕及固结灌浆,以增强岩体整体性及减少沿裂隙渗漏的可能。

3.2 拱坝布置及拱坝结构设计

3.2.1 基岩及坝体混凝土材料参数

表1 基岩及坝体混凝土材料参数

3.2.2 拱坝各个高程拱圈的几何参数

表2 拱坝几何参数表

3.2.3 坝体分缝设计

(1)横缝。为防止坝体开裂,需设置横缝。横缝距离为20m左右,采用宽缝结构,缝宽取0.8m,近上游面设置多边形混凝土塞。待坝体完全冷却后再用密实的混凝土填满宽缝。

(2)水平缝。由于施工需要,坝体必须分层浇筑,每层高度约为1.2m,水平缝接合面需进行净缝工作。可用压力水喷射,冲净混凝土表面,并保持一定的表面湿度,随即浇筑上层的混凝土。如果已十分干硬,用压力水无法冲掉表面浮浆,则需进行凿毛,然后再冲洗。

(3)纵缝。因坝体较薄,不设纵缝。

3.2.4 拱坝应力应变等内力计算

拱坝应力分析采用中国水利水电科学院(朱伯芳)多拱梁法应力计算软件,计算成果如下:

(1)拱坝径向位移。

表3 拱坝在不同工况下各层高程最大径向位移(cm)

(2)拱坝最大主应力。

表4 拱坝不同工况上下游面最大主应力

(3)拱坝拱端轴向推力、剪力、竖向力及拱端合力角。拱端轴向推力和剪力正负号规定:拱端岩体所受的轴向力指向拱端岩体内为正,指向拱端岩体外为负;所受的剪力指向下游侧为正,指向上游侧为负;所受的竖向力铅直向下为正,铅直向上为负。

表5 拱端处单位高度范围内轴向力(单位:100t/m)

拱端合力角是指拱端轴力和剪力和的合力与X轴(横河向)的夹角,合力角愈小,合力方向愈指向山里,稳定性能愈好,中心角仅反映了拱端轴向推力的方向,而合力角还增加了拱端径向剪力的影响。

表6 不同高程拱端处单位高度范围内剪力(单位:100t/m)

表7 不同高程拱端处单位高度范围内竖向力(单位:1000t/m)

表8 拱端合力角(°)

(4)应力计算成果分析。坝体混凝土强度等级采用C20。计算结果表明,上述计算最大压应力2.795MPa,小于混凝土容许压应力σ压=20/4=5.0MPa(即混凝土极限抗压强度除以安全系数k=4);最大拉应力为1.198MPa,小于混凝土拱坝设计规范(SL282—2003)规定的容许拉应力1.2MPa,并且小于SL/T191—96《水工混凝土结构设计规范》所列的C20混凝土抗拉强度标准值1.5MPa。应力条件满足规范要求。

3.2.5 拱座设计

根据应力计算成果,拱座最大压应力为279.5t/m2。由于坝肩夹有部分三叠系泥岩,根据地质报告,弱风化泥岩承载力为2.5MPa,设计采用允许应力取[σa]=2.0MPa,压应力大于基础允许应力,因此,在泥岩部位,需考虑扩大拱座以减少压应力。

底层拱厚与半径比值 T/R =14.9/38.19=0.39,顶层T/R =4/85.68=0.05,据此查相关资料得相应拱圈曲率改正系数分别为μ下=1.14、μ下=1.02,统一取μ下=1.14计算。

拱座厚度Td按下式计算:

式中:Ha、Ma为各层拱圈的拱端轴力和弯矩。

根据计算成果,自632.79m高程以上的泥岩部位拱座上、下游扩宽△T值为拱圈厚度T的0.09~0.15倍,为方便实际施工,统一按上、下游各加厚0.2T设计,即拱座厚为拱圈厚的1.40倍。加厚办法顺基坑上、下游开挖斜度,在弱风化岩层用30°角扩散至拱座宽度满足要求1.4T为止。泥岩与砂岩之间的拱座厚按顺接过度,过渡角按45°布置。632.79m以下的拱圈厚度已满足要求(△T为负值),不必加大拱座。

3.2.6 坝肩抗滑稳定计算

(1)坝肩稳定计算方法。

拱坝建于弱风化岩层之上。河谷呈梯型,根据实际地形地质条件,设计按非对称结构切取坝肩抗滑岩块采用分层稳定法进行抗滑稳定计算。

分层考虑,河床620.14m高程以上共分七层,每层按侧斜滑面、底平面切取抗滑稳定岩体,岩体顶面按自由岩体处理,抗滑岩体平面尺寸切取按岩层走向线、底层高程相应强风化岩面等高线形成的三角体量取,分别计算每层岩体的抗滑稳定。侧滑面取实际岩层的层面,岩性有砂岩、泥岩、泥化夹层、裂隙破碎带等,分别取其力学指标进行计算。底部水平滑动面按分层层面切取,岩性及力学指标按实际坝肩岩层构造取值。

(2)坝肩稳定复核计算成果。

根据计算成果,左坝肩627.785~635.428m高程为最危险层,其抗滑稳定安全系数KI仅为3.7,设计单位在这一层假设其滑动面滑出点至坝脚距离分别为60,50,40,35,30,25,20,15m,分别计算其相应的抗滑稳定安全系数KI,寻求最危险滑动面,该滑动面穿过各岩层,取其f′=0.52、C′=34t/m2。计算得最危险滑动面为滑动面滑出点至坝脚距离25~30m,抗滑稳定安全系数KI最小值,校核水位+温升工况为3.8;正常水位+温降工况最小为3.6。详见表10。

表9 克林拱坝坝肩抗滑稳定计算成果汇总表

表10 克林拱坝左坝肩最危险层(627.785~635.428m)稳定计算成果表

(3)坝肩岩体抗滑稳定评价。

左坝肩。正常荷载坝肩抗滑稳定安全系数分层计算平均值为10.4,最小值为3.6;整体滑动计算平均值为14.0,最小值为5.8;特殊荷载时分层计算平均值为7.2,最小值为3.6;整体滑动计算平均值为6.8,最小值为4.7;均大于规范规定值正常荷 载[K]=3,特殊荷载[K]=2.5。

右坝肩。正常荷载坝肩抗滑稳定安全系数分层计算平均值为19.8,最小值为7.2;整体滑动计算平均值为33.3,最小值为10.3;特殊荷载时分层计算平均值为17.5,最小值为6.5;整体滑动计算平均值为20.4,最小值为8.7;均大于规范规定值正常 荷载[K]=3,特殊荷载[K]=2.5。

结论。左、右坝肩抗滑稳定安全系数K值均满足规范要求。

3.2.7 拱坝传力墩稳定复核

由于坝基开挖揭露坝肩上部地质条件较差,弱风化带埋藏较深,因此左坝肩在656.0m以上,右坝肩在647.0m以上增设传力墩。

墩体基本受力数据。根据应力计算结果整理,传力墩体受力如下表。

左坝肩传力墩656.0m正常荷载轴力407.5t/m,剪力51.7t/m;校核荷载轴力971.6t/m,剪力为负值取零计。662.0m正常荷载轴力179.4t/m,剪力8.3t/m;校核荷载轴力905.2t/m,剪力为负值取零计。666.0m~671.51m正常荷载轴力由25.5t/m直线渐变为零,校核荷载轴力由851.4t/m直线渐变为零。将各段轴力、剪力平均值乘以受力高度即得轴力值P4、P5;剪力 Q4、Q5。

右坝肩传力墩647.0m正常荷载轴力685.9t/m,剪 力 218.2t/m;校 核 荷 载 轴 力 1023.0t/m,剪 力117.1t/m。656.0m 正常荷载轴力448.0t/m,剪力50.5t/m;校核荷载轴力1027.8t/m,剪力11.2t/m。662.0m正常荷载轴力218.4t/m,剪力2.9t/m;校核荷载轴力855.4t/m,剪力为负值取零计。666.0~671.51m正常荷载轴力由50.2t/m直线渐变为零,校核荷载轴力由660.8t/m直线渐变为零。剪力为负值取零计。将各段轴力、剪力平均值乘以受力高度即得墩体轴力值P1、P2、P3;剪力Q1、Q2、Q3。

表11 拱端单位高度范围内轴向力(单位:t/m)

表12 拱端单位高度范围内剪力(单位:t/m)

计算成果。

①墩背地基承载力。克林拱坝地质资料表明,弱风化泥岩承载力为250t/m2,砂岩承载力为600t/m2。左岸656m以上,右岸647m以上,岩体多为砂、泥岩互层,并有泥化夹层存在,其风化程度界线不甚明了。部份岩体处于弱、强风化之间。考虑将地基变形影响减小到最低程度,控制地基压力不超过泥岩允许承载力的40%。

上述计算表明,左岸传力墩,墩背单位面积受力最大值为83.04t/m2;右岸传力墩,墩背单位面积受力最大值为75.6t/m2;均小于100t/m2。因此,传力墩轴向受力是稳定安全的。

②墩体剪力(顺河)方向的抗滑稳定。根据传力墩的实际受力状况,分别按轴力、剪力两个方向计算墩体稳定。选取正常+温降、校核+温升最不利荷载组合作剪切(顺河)方向稳定复核。

考虑拱端轴力、墩背山体受力、上游水推力、扬压力、墩体重量、剪力等,按剪切公式计算不同高程墩体抗滑稳定。计算表明,墩体剪力(顺河)方向的抗滑定安全系数K,左岸传力墩最小为4.36;右岸传力墩最小为1.96。均大于规范值 [K]=1.05,满足稳定要求。

3.2.8 基础处理

坝基防渗采取帷幕灌浆,坝肩裂隙较发育部位采取固结灌浆、挖除等工程措施处理。

灌浆采用2~3m厚混凝土压重,待混凝土强度达到设计强度的70%以上时开始钻灌,帷幕灌浆按3个序孔逐渐加密的原则进行施工,固结灌浆按2个序孔逐渐加密的原则进行,自上而下分段钻灌。

3.2.9 评价结论及建议

(1)拱坝最大拉应力为1.198MPa,小于混凝土拱坝设计规范(SL282—2003)规定的容许拉应力1.2MPa;最大压应力为2.795MPa,小于 C20混凝土容许压应力σ压=20/4=5.0MPa(即极限抗压强度除以安全系数k=4);满足规范要求。

(2)坝肩抗滑稳定系数K满足规范要求。

(3)传力墩剪力(顺河)方向的抗滑稳定安全系数K最小值,左岸传力墩为4.36;右岸传力墩为1.96。均大于规范值[K]=1.05,满足规范稳定要求。

(4)克林拱坝左坝肩边坡稳定安全系数Kc=1.10,右坝肩边坡稳定安全系数Kc=1.11,略小于规范要求值1.15,考虑到高边坡护坡加固处理工程浩大,技术难度及工程造价均较高。边坡表土层即便在开挖区产生局部滑坡,不至于危及大坝安全,及时清理即可。

滑过之后的坡度会自然趋缓,有利于边坡稳定。适时种植草皮护面的处理方法是可行的。

3.3 泄洪建筑物及消能防冲工程设计

3.3.1 工程地质条件

泄洪消能区,河床狭窄,两岸边坡高陡,河床为向斜轴部,自然坡角与岩层倾角基本一致,岩性主要为砂岩夹泥岩,岩体较破碎,允许抗冲流速较低,若冲坑过深,两岸边坡不采取有效的加固措施,极易造成两岸边坡失稳,从而减少两岸拱座岩体的厚度,对拱坝稳定不利。

3.3.2 设计标准

消能防冲工程设计洪水标准为30年一遇洪水。

3.3.3 工程布置

本工程消能采用挑流消能。泄洪建筑物有溢流堰、冲沙孔等。

溢流坝布置在拱坝中部主河道位置,堰顶高程666m,进口净宽40m,堰剖面为 WES实用堰,无闸门控制,采用挑流消能,挑坎高程660.26m。

冲沙孔布置在溢流坝左孔,采用潜孔式进口,孔径2.0m,孔底高程624m,冲沙孔轴线与坝轴线相垂直,出溢流坝后转弯30°拐向主河道。

3.3.4 体型设计

溢流堰选用WES堰型。设计水头取Hd=3.74m,堰面曲线:

上游入口曲面半径R1=0.5 Hd=1.87(m)b1=0.175 Hd=0.654(m)

R2=0.2Hd=0.748(m)b2=0.276Hd=1.032(m)

R3=0.04 Hd=0.150(m)b3=0.282 Hd=1.054(m)

反弧半径:R=0.5a1

综合考虑挑臂长度及挑坎高度等因素,取R=3.532m。

根据水工模型试验,挑射角选择=9°,挑坎高程为660.26m。此外,在距堰顶3.4m处在堰面上布设一排三角形分流墩,墩前端高0.9m,末端高3.795m,墩顶面仰角6.48°,墩长2.4m,墩尾宽度2.0m,沿堰面共布置10个整墩、6个半墩。

3.3.5 下游消能防冲工程

拱坝消能计算。拱坝挑流消能计算采用理正岩土计算软件的消能计算程序。

(1)功能:根据鼻坎处作用水头、下游水位、水深、挑角等,可计算挑流初速、鼻端水深、反弧段半径、挑流射程及冲刷坑深度等。

(2)公式。

①最大冲坑水垫厚度tk= Kq0.5H0.5

②最大冲坑深度

T=tk-ht

③计算水舌抛距

计算表明,当不设二道坝时,校核流量相应的T/L大 于0.25 ,设 置 二 道 坝 后,下 游 水 深 为9.01m,T/L=,满足要求。根据本工程消能防冲区的地质条件以及水工模型试验成果,在拱坝下游136m设带戽式消力池的混凝土二道坝。

工程布置。二道坝坝顶高程按校核洪水位情况计算,根据水工模型试验成果,上游校核洪水位为633.72m,超高计算得0.71m,因此挡水坝坝顶高程确定为634.43m,坝顶宽5.7m,最大坝高20.43m,上游坡1∶0,,下游坡1∶0.70。起坡点高程628.63m。

二道坝溢流坝采用 WES曲线剖面,堰顶高程628.63m,堰面曲线下接∶0.77的直线段,坝下设短池戽式消力池。

在溢流堰面上设一排三角形分流墩。

二道坝坝体混凝土采用C15埋石混凝土,溢流堰面面层混凝土采用C25混凝土,消力池及边墙采用C25混凝土。

二道坝消能计算。消能计算基础参数按水工模型试验成果取值:堰顶高程:628.63m;下游底部高程619.00m;单 宽 流 量:2.69m3/s(500 年 一 遇 洪水);消力池首端宽度32m;消力池未端宽度32m;流速系数0.95。

为了减小池长及池深等,水工模型试验增加了三角形分流墩。根据水工模型试验成果,取池深1m,坎高1.2m,池长12.6m。设计最终采用水工模型试验成果,消力池底板厚取1.2m。不再设置护坦。

拱坝下游护坦及护岸工程设计。根据原二道坝未形成情况下工程发电的工期要求,拱坝坝脚以下20m段设厚0.8m的钢筋混凝土护坦。

4 监测仪器安装埋设与观测

至2007年4月8日,克林双曲拱坝安全监测系统已埋设完成所有内部监测仪器埋设共计应变计组18组共75支,温度计6支,无应力计8支,测缝计14支。已埋设完成的各仪器根据设计要求及相关施工规范定期观测。

4.1 拱坝工程安全监测设计

4.1.1 变形监测

变形监测包括坝体水平位移(切向和径向位移)、坝体沉降及坝肩变形,两坝肩推力墩位移是变形监测的重点。

(1)拱坝表面位移:坝顶设5个水平、竖向位移观测标点,两岸坡共设9个工作基点、校核基点,使用TCA2003全站仪和DNA03电子水准仪进行人工观测。

(2)坝基位移:左、右岸推力墩各设倒垂线1条,钻孔40m×2=80m,钻至基岩以下15m,用Φ168mm的钢管护壁。在坝顶安装垂线坐标仪和倒垂装置观测墩座水平位移。

(3)接缝变化:坝体接缝共4条,每条缝在651.38m和630m层各设3支测缝计(共24支)。宽缝上游端的左、右侧只埋单侧,下游端两均埋设测缝计,测缝计埋设安装后以电缆引至附近的集线箱。

4.1.2 应力应变监测

大坝应力应变监测包括应力应变、坝体温度等项目。

(1)大坝应力应变

① 在621m高程截面布设6组4向应变计组,电缆向上引至630m高程的观测室。

②630m高程截面布4组5向应变计组、2组4向应变计组,在每组应变计组的旁边各。所有电缆引至该截面下游侧的3个观测室,接入集线箱。在同高程坝外设工作便桥以便观测。

③651.83m高程截面布1组5向应变计组、9组4向应变计组,在最右侧的两组应变计组旁边各装1个无应力计。该截面设3个观测室和工作便桥。观测电缆引入观测室内的集线箱。

4向应变计组的4支应变计组成的平面平行于坝面,5向应变计组其中4支组成的平面平行坝面,第5支垂直于坝面。

应变计共93支,无应力计8支。

(2)大坝温度监测

在拱冠中心621m、630m和651.83m高程处的坝体中间各埋1支温度计监测坝体内部混凝土温度变化。

在拱冠中心621m、630m和651.83m高程处距坝体上游面5~10cm处各埋1支温度计测量坝体表面温度,在蓄水后作为库水温度计。

温度计电缆随应变计组电缆一起引入观测室。

应变计、测缝计均具有测温功能,可进行平面及剖面的温度分布观测。

4.1.3 环境量监测

在坝上游安装水尺人工观测库水位;在坝首附近管理房处设自记雨量计、气温计观测降雨量和气温。

4.2 监测资料整理与成果评价

4.2.1 拱坝监测资料整理与评价

克林双曲拱坝于2006年6月22日开始下闸蓄水,同月24日蓄满并溢过坝顶中部647.00高程坝面,大坝蓄水前所有已埋设观测仪器观测电缆引至630.00高程下游面观测室进行观测。

(1)拱坝接缝监测。克林拱坝工程蓄水前,1号缝总体呈张开状态,上游侧张开总量1.21mm,下游左侧张开总量为0.22mm,下游右侧张开总量为0.84mm。2号缝总体呈张开状态,上游仪器埋设点张开总量为2.0mm,下游左侧张开总量为1.01mm,下游右侧张开总量为0.58mm。3号缝上游仪器埋设点呈张开状态,累计张开量0.94mm,下游左侧张开总量为0.35mm,下游右侧则呈闭合状态,闭合总量为0.24mm。

蓄水后各施工缝均明显呈闭合状态,最大闭合量出现在3号缝上游侧,总闭合量达到0.6mm,其余各缝仪器埋设点的闭合量在0.24~0.49mm间,且于2006年6月24日至今,各施工缝呈闭合状态后逐渐趋于闭合稳定状态。

蓄水后埋设的651.38高程面上游侧的测缝计,从埋设后至今呈张开状态,张开量在0.08~0.49mm间,持续张开趋势不明显。

(2)拱坝混凝土应力应变监测。大坝621.00高程所埋设的应变计组未布置相应的无应力计做为分析参考,仅从单根应变计的监测数据无法分析混凝土蓄水前后应力应变变形情况。

630.00 高程拱坝右侧应变计组蓄水前随着大坝主体工程的不断浇筑上升,竖直方向应变计呈受压变形状态趋势,水平平行坝轴方向呈受拉状态趋势,受拉程度较小,水平垂直坝轴线方向无明显受拉或受压变形,其它方向均呈受压变形趋势。拱坝左侧应变计组竖直方向呈受压变形状态,且压变形量有继续增大趋势,水平平行坝轴方向呈受拉变形状态,水平垂直坝轴方向呈自由变形状态,无明显受拉或受压变形。

蓄水后各组应变计组各方向应变计均比蓄水前有明显变化,总体分析:竖直方向的应变计压应变变化明显,由其体现在拱坝的左右两侧,应变监测值均比蓄水前增大约40个压应变,拱冠上游处增大30个压应变,下游增大12个压应变。水平方向由原来的拉变形状态转变成了受压变形状态,其它方向应变计均有不同程度增大的压应变变形。蓄水后因水位变化不大,除受到大坝混凝土不断浇筑上升的影响外,各位置应变计组监测数据均无异常。

651.38 高程面所有仪器均为蓄水后所埋设,除拱冠上下游2组应变计配有无应变计外,其它均为单组应变计组。从拱冠应变计组埋设后至今的观测数据进行分析,竖直方向的应变计呈受压变形状态,水平方向有较小的受拉变形,其余方向应变计呈受压变形状态。

五向应变计组中,第1支为铅直方向,第2支为坝轴线水平垂直方向,第3支为坝轴线方向,第4支为45°角方向,第5支应变计方向为135°角方向。

四向应变计组中,第1支为铅直方向,第2支为坝轴线方向,第3支为45°角方向,第4支应变计方向为135°角方向。

(3)温度监测。克林双曲拱坝在混凝土浇筑初期内部温度曾达到最高温度37.2℃,冬季曾见到最低温度11.3℃。坝体混凝土温度总体呈下降趋势,至2007年11月初,630m高程混凝土温度为21.5℃,621m 高程混凝土温度为22.5℃,651..38m高程混凝土温度为29.5℃。库水温度计温度紧随大气温度变化。

4.2.2 工程监测资料整理与安全性态评价

从已埋设完成的各种监测仪器的观测数据分析结果可知:

(1)克林水电站工程拱坝蓄水后各施工宽缝呈闭合变形状态,符合混凝土拱坝宽缝变化一般规律。

(2)630.00高程面拱坝两侧压应变变化明显增大,各方向应变计呈受压变形状态,拱冠处应变计组呈受压变形状态,符合混凝土拱坝坝体应变一般规律。

(3)坝体内部混凝土温度最高曾见到37.2℃,最低曾见到11.3℃,总体呈下降趋势,与库水温度变化有逐渐接近趋势;至2007年11月初,630m高程混凝土温度为21.5℃,621m高程混凝土温度为22.5℃,651.38m 高程混凝土温度为29.5℃。符合混凝土拱坝温度变化一般规律。

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