天生橋一級(jí)水電站大壩安全監(jiān)測

變形監(jiān)測 3.1.1內(nèi)部變形監(jiān)測

(l)觀測點(diǎn)布置大壩布置有3個(gè)觀測斷面，0+630斷面為河床中部最大斷面，右岸0十438斷面在1/2壩高處，左岸0十918斷面位于地形突變部位。在觀測斷面的665、692、725、758m高程，共布置有沉降測點(diǎn)50個(gè)，水平位移測點(diǎn)31個(gè)。

(2)觀測儀器壩體內(nèi)部垂直位移觀測采用水管式沉降儀，水平位移觀測采用引張線式水平位移計(jì)。天生橋大壩安裝的垂直、水平位移計(jì)管線最大長度達(dá)350m，堪稱世界第一。

3.1.2面板撓度監(jiān)測

面板撓度觀測通常采用埋設(shè)測斜儀導(dǎo)管的方法，用活動(dòng)式測斜儀觀測導(dǎo)管的撓度變形。大壩面板坡長305m，如采用活動(dòng)式測斜儀則存在以下問題:測繩太長可能產(chǎn)生測頭下放困難;采用測頭下放的輔助牽引裝置，又耽心輔助牽引裝置一旦發(fā)生故障，很難檢修;觀測耗費(fèi)時(shí)間很長，也難以實(shí)現(xiàn)觀測的自動(dòng)化等。承建單位的巴西專家，根據(jù)辛戈壩的經(jīng)驗(yàn)，建議采用電平器進(jìn)行面板撓度觀測，經(jīng)參建各方認(rèn)真研究，這一建議得到了采納。電平器是一種固定式測斜儀，觀測精度高，根據(jù)電平器觀測的測點(diǎn)傾角變化可計(jì)算面板的撓度曲線。天生橋大壩3個(gè)觀測斷面的面板上游共布置64個(gè)電平器來觀測面板撓度變形。

3.1.3接縫監(jiān)測

(1)周邊縫沿周邊縫布置有12組三向測縫計(jì)，觀測縫面開度、沉降和切向位移相對(duì)變化。

(2)垂直縫在面板垂直伸縮縫的張性縫區(qū)、張性縫和壓性縫過渡區(qū)，跨縫布置單向測縫計(jì)24支，用來觀測縫面開合變化。

(3)面板脫空觀測大壩一期面板澆筑后，檢查發(fā)現(xiàn)面板頂部與墊層料間有大面積脫空，決定在二期面板布置2組二向測縫計(jì)，觀測面板和墊層料接觸縫面的法向和切向變形;在三期面板布置7組觀測面板脫空變形的二向測縫計(jì)。

3.1.4表面變形監(jiān)測

在壩體上、下游壩面和壩頂，共布置視準(zhǔn)線8條，其中布置在一、二期面板頂部的視準(zhǔn)線為施工期臨時(shí)測線，水平位移觀測采用視準(zhǔn)線法，垂直位移用水準(zhǔn)儀觀測。

滲流監(jiān)測 3.2.1滲流壓力監(jiān)測

(1)壩體滲流壓力在距趾板"X"線下游3m的墊層料區(qū)基礎(chǔ)面，布置有坑埋式滲壓計(jì)13支，用來觀測周邊縫后壩體的滲壓。

(2)壩基滲流壓力在趾板灌漿帷幕前后，布置有鉆孔式滲壓計(jì)21支，觀測壩基滲壓，了解帷幕阻滲效果。

(3)繞壩滲流水位在左、右岸壩肩，共布置16個(gè)鉆孔測壓管觀測繞壩滲流水位。

3.2.2滲流量監(jiān)測

大壩下游布置了1個(gè)滲流匯集系統(tǒng)。在下游壩腳設(shè)置1道截水墻，攔截壩體滲水，使?jié)B流匯集，通過布置在右岸的引渠流向下游，在引渠設(shè)置量水堰觀測壩體滲流。在右岸壩肩排水系統(tǒng)的2個(gè)洞口布置了觀測壩肩滲流量的量水堰。

壓力、應(yīng)力和溫度監(jiān)測 3.3.1壓力監(jiān)測

大壩0十630斷面4個(gè)不同高程的面板與墊層料接觸面，布置有觀測接觸土壓力的土壓力計(jì);在壩體過渡料中部和壩軸線處，布置有觀測平面應(yīng)力變化的土壓力計(jì)。大壩共布置土壓力計(jì)28支。

3.3.2混凝土面板應(yīng)力和溫度監(jiān)測

大壩面板布置了應(yīng)力應(yīng)變觀測剖面6個(gè)，溫度觀測剖面4個(gè)，有應(yīng)變計(jì)84支、無應(yīng)力計(jì)15支、鋼筋計(jì)55支、溫度計(jì)27支，共計(jì)181支儀器，用來觀測面板的應(yīng)力、應(yīng)變和溫度變化。

3.4地震反應(yīng)監(jiān)測

大壩設(shè)置了遙測微震臺(tái)網(wǎng)，記錄壩區(qū)和庫區(qū)地震情況;在壩體和基巖布置強(qiáng)震儀監(jiān)測壩體的地震反應(yīng)。

放空隧洞位于右岸1號(hào)沖溝的下游側(cè)，全長1062.17m，進(jìn)口高程為660m，具有施工期參與后期導(dǎo)流、水庫蓄水期向下游電站供水、運(yùn)行期放空水庫檢修大壩面板等功能。距放空隧洞進(jìn)口339.17m處設(shè)事故閘門并，并高131m，內(nèi)徑11.4m，內(nèi)設(shè)6.8m×9m的事故平板鏈輪閘門;距進(jìn)口560.67m處為工作閘門室，內(nèi)設(shè)6.4m×7.5m的工作弧形閘門;工作閘門室之前為圓形有壓隧洞，長557.67m。內(nèi)徑9.6m;其后為方圓形無壓隧洞，長489.5m，寬8m，高11m;洞后接長約162m的出口明渠及挑流鼻坎。

事故閘門井以交通便橋與右壩頭相接;工作閘門室以交通通風(fēng)洞與場內(nèi)公路相連。交通通風(fēng)洞布置在放空洞的左側(cè)，為雙層結(jié)構(gòu)，上層交通，下層通風(fēng)。

(1)水庫調(diào)度原則

①天生橋一級(jí)水電站水庫是一個(gè)不完全多年調(diào)節(jié)水庫，汛期在確保大壩安全并兼顧下游設(shè)施的防洪安全下，充分發(fā)揮電站的發(fā)電效益。

②天生橋一級(jí)水電站主汛期水庫應(yīng)控制在汛限水位773.1m高程運(yùn)行(龍灘電站投運(yùn)后為776.4m高程)，后汛期9月10日后可蓄水位780m高程運(yùn)行。

③為避免給下游造成人為災(zāi)害，水庫下泄流量不應(yīng)超過本次洪水的入庫洪峰流量。

④一級(jí)電站溢洪道泄洪時(shí)下泄流量應(yīng)大于起挑流量(1600m3/s)的原則啟閉閘門以減弱對(duì)溢洪道挑流鼻坎右側(cè)護(hù)坦的沖刷。同時(shí)嚴(yán)禁閘門大幅度啟閉以避免一級(jí)庫水位出現(xiàn)大起大落現(xiàn)象，以保證建筑物及水庫邊坡的安全、穩(wěn)定。

按照上述原則，電廠成功解決了下泄洪水對(duì)下游二級(jí)電站構(gòu)成的安全威脅，泄中、小洪水時(shí)對(duì)溢洪道挑流鼻坎下部及出口右岸護(hù)坦的沖刷等問題，通過分階段合理實(shí)施水庫調(diào)度，成功解決了水庫防洪與蓄水的矛盾，充分發(fā)揮了龍頭水庫削峰效應(yīng)，從而保證了電站自身及下游安全，取得了水庫連續(xù)兩年蓄至正常水位780m高程的好成績。

(2)防汛工作安排

每年汛前，電廠均要成立以廠長為首的防汛領(lǐng)導(dǎo)小組，全面負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)全廠的防汛度汛工作，防汛領(lǐng)導(dǎo)小組下設(shè)防汛辦公室，防汛辦公室主任由主管生產(chǎn)的領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任，成員若干名，每年3月份編制上報(bào)《天生橋一級(jí)水電站年度水庫調(diào)度運(yùn)用計(jì)劃及防汛搶險(xiǎn)措施》，以確定年度水情預(yù)報(bào)，水庫用水計(jì)劃，安全措施，搶險(xiǎn)預(yù)案存在問題處理，全年來水趨勢(shì)預(yù)報(bào)等。

每年3月進(jìn)行第一次防汛安全大檢查，主要內(nèi)容:水工建筑物運(yùn)行情況;沖溝，邊坡，排水洞淤積情況;觀測設(shè)施完好情況;防汛閘門運(yùn)轉(zhuǎn)情況，電源是否可靠，閘門全行程啟閉試驗(yàn);水庫調(diào)度方案及上級(jí)相關(guān)防汛文件等，并對(duì)以上檢查存在的問題提出整改意見，限期在5月31日前全部完成。

汛中(5月~10月)不定期進(jìn)行多次全面檢查或?qū)ｍ?xiàng)檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)安排處理。

每年7月提交本年度"水庫蓄水方案";每年11月總結(jié)防汛工作經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)，找出存在的問題，在下一年度工作中加以改進(jìn)。

(3)幾年來的防汛工作

天生橋一級(jí)電站從2000年10月、2001年10月水庫蓄水至正常蓄水位780.0m運(yùn)行，2002年由于流域在8月20日后未來水，水庫蓄水至776.96m。從這幾年的防汛工作來看，從汛前準(zhǔn)備、水庫洪水預(yù)報(bào)、洪水調(diào)度、防汛設(shè)施的運(yùn)行、水工建筑物的安全監(jiān)測、維護(hù)消缺等每一步工作都按時(shí)完成，確保了防汛工作順利開展，在保證水庫蓄水的情況下，都實(shí)現(xiàn)了安全渡汛。

(4)依靠科技進(jìn)步，不斷提高防汛設(shè)施的技術(shù)水平。

為提高電站的防汛安全管理水平，電廠始終采用先進(jìn)技術(shù)，先后興建人工電臺(tái)報(bào)汛系統(tǒng)以及由超短波、InmarSat-C衛(wèi)星、VSAT等混合組網(wǎng)的水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)，并與河海大學(xué)，云南省氣象局合作研制開發(fā)天生橋洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)、洪水調(diào)度系統(tǒng)、中長期水文預(yù)報(bào)系統(tǒng)，充分利用現(xiàn)有的水情系統(tǒng)遙測大量信息，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)水情預(yù)報(bào)作業(yè)，大大延長了洪水的預(yù)見期和提高了洪水預(yù)報(bào)精度，水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的暢通率，可用度均大于95%，洪水預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率均大于90%。(見表1)，從而為爭取防汛工作主動(dòng)權(quán)和確保電站安全度汛創(chuàng)造了良好的條件。

表1

年份項(xiàng)目1999年2000年2001年2002年

暢通率(%)96.0995.0096.8594.18

可用度(%)98.1391.9093.3498.23

洪水平均預(yù)報(bào)精度(%)92.0095.0090.6091.35

最大洪峰預(yù)報(bào)精度(%)98.3097.4096.7099.90

天生橋一級(jí)水電站自1998年底發(fā)電運(yùn)行以來，實(shí)現(xiàn)了累計(jì)發(fā)電量近200億kW.h的較好經(jīng)濟(jì)效益，為云、貴、兩廣四省(區(qū))的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步起到了積極的促進(jìn)作用。經(jīng)過幾年的生產(chǎn)運(yùn)行檢驗(yàn)，電站的運(yùn)行與管理取得了較寶貴的經(jīng)驗(yàn)，通過對(duì)大壩出現(xiàn)的缺陷處理，使電站主要建筑物的運(yùn)行狀態(tài)得到改善，安全得到了保證，但是面對(duì)混凝土面板堆石壩新技術(shù)、新特點(diǎn)，電廠在今后的工作中，仍需不斷總結(jié)，認(rèn)真探索，為混凝土面板堆石壩的運(yùn)行與管理積累經(jīng)驗(yàn)。