二滩水电站大坝变形监测文档格式.docx

1、 二滩水电站1 前言1996年底，对正在施工中的二滩大坝进行临时性大地测量监测网（以下简称“临监网”）的设计和施工，1997年34月，对临监网的水平位移和垂直位移的基准网和监测网进行两个小测次的观测，取得了首次基准值。工程概况二滩水电站位于四川省西南部的雅砻江下游，坝址距雅砻江与金沙江的交汇口33Km，距攀枝花市区46Km，系雅砻江梯级开发的第一个水电站。 二滩水电站以发电为主。水库正常蓄水位1200m，发电最低运行水位1155 m，总库容58亿立方米，调节库容33.7亿 立方米，属季调节水库。电站装机容量3300MW（6台55MW的混流式水轮发电机组），多年平均发电量170亿Kwh,保证出力

2、1000MW，年利用小时5162h。二滩水电站是川渝电网的骨干电源点，发电量占四川电网的1/3，占川渝电网的1/4，在川渝电网中起着举足轻重的作用。 电站担负川渝电网调频、调峰和事故备用任务，为电网的安全、可靠运行做出了巨大贡献。主要建筑二滩水电站创造和打破了世界纪录协会多项世界之最、中国之最。电站的主要建筑物包括：高240m，坝顶弧长775m的溢流式双曲拱坝，该坝坝高在同类坝型中居亚洲第一，世界第三；二滩水电站地下厂房、主变室、尾水调压室组成的地下洞室群为亚洲之最。. 由地下厂房、主变压器室、尾水调压室组成的地下洞室群为亚洲之最；4. 堪称世界第一洞的左右岸两个大断面导流洞，高23米，宽17

3、.5米，两洞分别长为1089米和1167米；5. 1997年创下了水电站年浇筑混凝土226万立方米的全国记录；双曲拱坝年浇筑混凝土155. 2万立方米的世界记录。6. 1998年创下我国水电安装年度投产两台机组110万千瓦的全国最高记录，1999年实现安装投产四台机组220万千瓦，再创我国年投产最高记录；7.双曲拱坝坝身泄洪量为世界之最，16500立方米/秒；泄洪洞水流流速为世界之最，45米/秒；8. 机组涡壳水压实验达到3.46兆帕，为中国之最。文化愿景：雅砻江流域水能资源开发与流域社会、经济和环境协调发展，造就一个山川秀美、经济繁荣、社会文明的雅砻江河谷。使命：开发雅砻江流域水能资源。宗旨

4、：有效的提供清洁绿色能源，促进社会经济和谐发展。地质构造坝址处河谷狭窄，枯水时水面宽80100m，两岸山高300400m，左岸谷坡2545，右岸谷坡 二滩水电站30。基岩由二迭系玄武岩和后期侵入的正长岩以及因侵入活动而形成的蚀变玄武岩等组成，岩体坚硬完整。河床覆盖层厚度一般为2028m。坝址区仅有小的断层和破碎带，多半以中高角度与河床垂直或斜交，且延伸短小，连贯性差。库区不存在永久性渗漏问题。距坝址8083km的大坪子，有一处近3亿立方米的大滑坡体，但处于稳定状态。坝址地区基本地震烈度为7度。设计烈度为8度。坝址以上流域面积11.64万平方公里，约占雅砻江整个流域面积的90%。坝址处多年平均流

5、量1670立方米/秒，年径流量527亿立方米，实测最大流量11100立方米/秒，发生在1965年8月10日；调查历史最大流量16500立方米/秒，发生在1863年。正常蓄水位1200m，相应库容58亿立方米；死水位1155m，相应库容24.3亿立方米；调节库容33.7亿立方米，属季调节水库。大坝按千年一遇洪水设计，洪水流量20600立方米/秒；相应库水位1200m，5000年一遇洪水校核，流量23900立方米/秒，相应水位1203.5m，库容61.8亿立方米，可能最大洪水流量30000立方米/秒。坝址处多年平均输沙量2720万t，多年平均含沙量0.52kg/立方米，实测最大含沙量9.58kg/

6、立方米。水库面积101平方公里，水库淹没耕地1656公顷，迁移人口26823人。2 临监网的布置布网的总原则：首先，要将监测点布设在坝体之对分析位移变化规律有代表性的部位，并满足混凝土大坝安全监测规范（以下简称“监测规范”）对位移基准值取得的要求和精度指标；其次，要兼顾临监网与大坝长期监测网（简称为“永久网”）间变形量的衔接与数据转换，并且还只能按施工期的现有条件作业。摘要：二滩水电站自1998 年5 月1 日首次下闸蓄水至今已8 年有余，大坝也经历了多次加卸载循环历程。它的建成和成功运行无论在设计、施工上都有许多突破，使用了许多新技术与新工艺，与国内规范不符合之处也较多。依据不同时期的要求，

7、先后多次跟踪开展了拱坝监测分析与反分析和有关工作，通过对水荷载、温度荷载、大坝混凝土、地基等参数的分析反分析，采用仿真的数值分析模型，重点进行了位移、应力和渗流渗压的全过程监控分析，建立了施加于坝体各作用量与效应量的数学关系，提出了各阶段合理可靠的参考预报值，为大坝工作状态安全评价提供了坚实的依据。本文就各阶段拱坝安全监测分析与反分析的重点内容和成果进行简要介绍，以期为今后建设更多更好的高拱坝提供借鉴和参考。二滩水电站；拱坝；安全监测；二滩水电站简述二滩水电站系以发电为主的雅砻江梯级开发的第一个水电站，亦是目前我国已完建的最大水电站，它位于四川省攀枝花市，下游距市区46km。水库正常蓄水位为1

8、200m，坝址控制流域面积11.64 km2，水库最大回水长度145km，发电最低运行水位1155m，总库容58 亿m3，有效库容33.7 亿m3。电站装机容量3300MW，多年平均发电量170 亿kWh，年利用小时5162h，属季调节水库。电站地震基本烈度7 度，设防烈度为8 度。二滩工程具有河谷狭窄、水头高、流量大的特点，枢纽主要建筑物由高混凝土双曲拱坝，左岸地下厂房，坝上表孔、中孔和坝下水垫塘、二道坝以及右岸2 条泄洪洞等组成。其中混凝土双曲拱坝最大坝高240m，为我国已建成的第一高坝，居世界双曲拱坝高度第三位。拱冠顶部宽度11.0m，拱冠底部宽度55.74m，坝顶弧长744.69m，坝

9、体混凝土量为409 万m3。二滩水电站于1987 年9 月至1991 年8 月开始工程筹建，1991 年9 月14 日发布开工令，1993 年11 月26 日提前14 天实现截流。主体工程从1993 年12 月开始施工，1998 年5 月1日正式下闸蓄水，同年8 月份第一台机组正式并网发电，1999 年12 月2 日全部机组投产。电站的建成和成功运行，标志着我国水电建设已进入国际先进行列。2 拱坝监测系统概述二滩拱坝安全监测系统具有较高的自动化程度，遵循以安全监测为主，仪器数量合理布设、一种仪器多用途、重点部位多种监测方法、监测内容相互检查校核的原则。大坝安全监测以变形、渗流渗压和温度为重点，

10、同时结合工程的特点，进行特殊项目观测。二滩拱坝安全监测系统共计布置28 种仪器设备，测点及仪器总数共计1176，拱坝主要监测仪器布置示意图，参见图1。其中：变形监测包括：坝体和坝基水平位移、坝顶弦长、下游抗力体谷幅、坝体和坝基垂直位移、坝体和坝基倾斜、坝体水平转角、坝体和坝基接缝；以及坝体应力应变等。渗流渗压监测包括：坝基渗压、坝体和抗力体渗流量、绕坝渗流、水质分析等。温度监测包括：坝体温度、坝面温度、坝基温度、气温、库水温等。特殊观测包括：坝基软弱岩带变位、闸墩结构应力、闸墩和孔口钢筋应力、坝体强震、大坝和泄洪洞水力学、闸门动力学以及导流洞堵头等。3 拱坝监测分析与反分析历程及方法3.1 主

11、要分析历程二滩水电站自1998 年5 月1 日首次下闸蓄水至今已8 年有余，大坝也经历了多次加卸载循环历程，如图2。因此，依据不同时期的要求，先后跟踪开展了拱坝的监测分析与反分析以及有关工作。第一次监测分析与反分析是从首次蓄水开始，至同年10 月底汛期结束。电站首次蓄水时，大坝11751190m 高程灌区尚未封拱灌浆，11901205m 高程坝体也尚未完建。并且在此期间，大坝经历了历史上罕见的、最大入库流量达10200m3/s 的大洪水，超出坝体已灌浆高程7.11m。分析成果也为二滩电站的安全蓄水和首次度汛，提供了坚实的监控参考作用。第二次监测分析与反分析从1999 年8 月至2000 年2

12、月，分析数据至1999 年10 月。其间大坝最后一条横缝于1999 年3 月19 日灌浆完成，标志着拱坝已完全完建。本阶段各种监测的数据量有较多增加，并且经历了一年多高水位的运行考验。分析成果为二滩工程竣工安全验收鉴定提供了必要的技术论证基础。第三次监测分析与反分析从2001 年2 月至2002 年5 月，分析数据至2001 年10 月，本阶段大坝已经历了3 年的初期运行，库水位完成了四次升降的加、卸载循环，地基变形的时效作用和卸载过程的残余变形得到了较充分反映，也形成了较为稳定的渗流场和温度场，有条件对大坝的安全性态作出较为全面的评价。依据较丰富的监测数据，拱坝监测分析与反分析进一步验证了部

13、分重要设计成果，拟定的主要参考监控标准为大坝的安全运行和工作状态的安全评价提供了坚实的依据，起到了积极的指导作用。2006 年二滩大坝进行首次定期检查，因此从2005 年11 月至2006 年7 月开展了第四次大坝监测分析与反分析，监测数据自1998 年至2006 年3 月。本阶段对大坝运行近8 年来的工作性态作出了较全面的分析和评价。2.1 水平位移监测网的布置2.1.1 基准网的布置水平位移基准网由6个点组成（见图1）。各点编号为06、09、07、04、06和11。除11为新建点外，其余皆是利用施工测量控制网的旧点观测墩。06、09、07、04为施工测量控制网的二等网点，始建于1988年；

14、06为1994年建造的三等网点。这些点大都建于地质条件较好的基岩上，点位高程较高而又靠近坝区，且经10年左右时间，点位已稳定。06、09同时也是设计的永久性监测网的工作基点C6和C11，04也与永久网的C10点重合。临时网基准网的起算坐标与起始方位就是利用06、09的施工测量控制网成果。这样将永久性测点纳入临监网一并考虑，便于今后临监网与永久网的资料分析和数据转换。基准网由一个大地四边形和两个单三角形组成。为了提高基准网的图形强度，将单三角形用一测线联系。对基准网多余观测分量和点位精度进行预期估算，得出观测值最小的多余观测分量为031，最弱点的点位中误差为1.62mm。从估算的各观测值多余观测

15、分量来看，虽然本网因受地形条件限制，图形条件显得单薄，但由于采用边角同测，多余观测数较多，仍具有较强的抵御粗差能力，而且点位精度优于监测规范的要求。1997年5月，二滩水电开发公司组织安全监测专家组对二滩大坝的监测工作进行了审查，除充分肯定临监网的网形布置、施测方法和精度外，提出再在06、09的下游离坝更远的地方，选择地质条件较好的原施工测量控制网中08、11组成大地四边形，对06、09进行校核，即形成校核网。2.1.2 水平位移监测网的布置根据监测工作的需要，在坝后抗力体及坝体下游面上布置一个由9个点组成、边角同测的水平位移监测网，点的编号为06、11、AN1、AN2、AN3、AN4、C20、C21、C22。其中，06、11为工作基点，AN1、AN2、AN3、AN4位于左右坝肩EL1040m和EL1080m附近的抗力体上；C20、C21、C22设于大坝下游面EL1