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文档简介
大通河金沙峡水电站大坝运行总结报告青海大通河水电开发有限责任公司国家电投集团青海黄河电力技术有限责任公司二0一八年八月批准:李季核定:武志刚审核:孔庆梅张秀山校核:张秀山编写:袁梦玲
目录TOC\o"1-3"\h\u251921工程概况 金沙峡水电站大坝安全运行总结报告1工程概况1.1工程简况金沙峡水电站位于大通河下游的青海省互助土族自治县境内,地处大通河甘青交界段(河流左岸为甘肃省天祝藏族自治县,右岸为青海省互助土族自治县)。电站距西宁市约141km,该河段右岸为民门公路,交通便利。大通河流域深居西北内陆,气候受东南海洋季风的影响和蒙古高压的控制,具有冬长夏短、雨热同季、日照时间长、年降水少、蒸发量大。工程主要任务是发电,采用低坝引水式开发方案,在大通河滩子村上游修建引水枢纽抬高大通河水位,利用河道天然水面落差85m,再由有压隧洞引水至羊脖子弯发电厂房发电,采用正向泄洪冲砂,侧向引水布置。由引水枢纽、有压引水系统、发电厂房及升压站等建筑物组成,从左至右布置混凝土挡水重力坝、溢流坝、表孔溢流坝、泄洪冲沙闸、进水口、砂砾石均质挡水副坝。混凝土重力坝:采用固结灌浆,坝长21.5m,坝顶宽8m,上游面垂直,下游面坡度1:0.7,坝顶高程2169.2m,最大坝高26.5m。溢流堰:长15m,上游面垂直,下游面坡度1:1.1,最大底宽28.75m,堰顶高程2166.9m,最大坝高27.3m。外层采用C20钢筋混凝土,内层采用C15埋石混凝土填筑。表孔溢流坝:坝前分别设C20混凝土阻滑板(厚0.8m,长5m),阻滑板上布置70m长水平铺盖,C15混凝土截渗墙(厚1.2m,深7.2m)。冲沙闸:闸底板前齿槽下布置宽0.8m的防渗墙,深5m,与挡水坝的防渗墙共同形成河床全封闭垂直防渗体系;闸前布置70m长水平铺盖;冲沙闸孔数为1孔,宽度15m,长40m,闸墩厚3m,闸墩顶高程2168.2m;进水闸孔数为1孔,侧向引水,与冲沙闸的轴线呈61°夹角,闸室长25m,宽20m,闸墩厚2.0m,闸高15.6m,闸顶高程2168.2m;闸后设渐变段与引水涵管连接。砂砾石均质挡水副坝:布置于右岸台地上,为砂砾石均质坝,坝顶高程2168.4m,总长143.92m,坝顶宽5m,上下游坝坡均为1:2.0,正常蓄水位2166.9m。坝体防渗层在上游坝坡,采用复合土工膜,土工膜下层铺设30cm厚细砂砾层和30cm厚壤土铺盖,土工膜之上再铺设1m厚壤土,坝坡表面护M10浆砌石,厚30cm。坝基防渗采用电站引水涵管兼做副坝的垂直防渗墙,土工膜与涵管相连接。土坝下游用干砌石护坡,厚30cm,坝脚设排水棱体、反滤层和排水沟。1.2工程地质金沙峡水电站坝址位于摊子村上游,河道顺直,河床狭窄,河水面宽约60~65m,河谷宽约90~100m。左岸陡峻,坡度约78°,右岸为Ⅱ级阶地,Ⅱ级阶地阶面高出河水位约16.0m,阶面宽约135~145m,河谷呈不对称“U”型谷。据坝线处物探测试结果,河床覆盖层厚22~23m。坝址地层岩性从老至新为前震旦系马衔山群花岗片麻岩和冲洪积、崩坡积、坡洪积等不同成因的松散堆积物。主河床宽约80m,覆盖层为漂石卵石层,厚约20m~23m,粒径最大约80cm~100cm,一般约15cm~20cm,分选性较差,结构松散,渗透性及富水性较好,其渗透系数为20m/d~25m/d。右岸发育Ⅱ级阶地,阶面宽约140m,覆盖层为漂石卵石层,厚约29m~42m,漂石卵石层(al–plQ34)的允许承载力为0.35MPa~0.40MPa,允许渗透坡降0.125,变形模量50MPa~60MPa,开挖边坡采用1:1.25~1:1.5。两岸及河床基岩均为花岗片麻岩,岩性致密坚硬,弱风化带厚约1.5m~2.0m。左右坝肩天然边坡基本稳定。坝址处河流流向NW~SE向,河道顺直,河床狭窄,河面宽约60m~65m,河谷宽约90m~100m,呈不对称“U”型谷。坝址区出露的地质岩性主要为前震旦系马山群花岗片麻岩和第四系不同成因的松散堆积物,共有10条断层,其中右岸7条,左岸2条,右坝肩1条,4组裂隙,裂隙交错,使坝址区受到不同程度的切割,完整性受到影响。库区出露为前震旦系马衔山群花岗片麻岩,第四系地层主要为大通河Ⅰ、Ⅱ级阶地堆积以及河漫滩、冲洪积、崩坡积、坡洪积块石碎石土层。金沙峡水库为一槽形水库,为大通河流域内下切最深的河谷,各种冲沟亦垂直汇入大通河,两岸山体雄厚,无单薄分水岭存在,因此不具备产生邻谷渗漏的地形条件。库区周边基岩岩性为前震旦系马衔山群花岗片麻岩,除表层因风化作用而呈弱透水~微透水外,总体为不透水岩石。库区两岸亦无较大断裂,不存在永久渗漏通道。水库库区为一良好库盆,水库的渗漏主要发生在枢纽建筑物区,蓄水后发生在坝基、闸基底部第四系松散堆积层中的渗漏。1.3设计标准金沙峡水电站工程为低坝引水径流式电站,装机容量为70Mw,装机容量3×20MW+10MW=70MW,共三大一小四台机组。属Ⅲ等工程,主要建筑物按3级设计,次要建筑物按4级设计,临时性建筑物为5级。电站设计保证率P=85%;设计水平年为2010年。电站为低坝径流(无调节)引水式电站,其电站出力主要受天然来水控制,入库多年平均流量为64.4m3/s。电站设计引用流量116m3/s,保证出力(P=85%)为7.9MW,设计水平年2010年多年平均年发电量为2.653亿kW·h,装机年利用小时数为3790h。枢纽设计洪水P=2%,Q=1670m3/s;校核洪水P=0.2%,Q=2440m3/s。厂区设计洪水P=2%,Q=1680m3/s;校核洪水P=0.5%,Q=2150m3/s。泄水建筑物消能防冲设计的洪水标准,设计洪水P=3.33%,Q=1500m3/s。施工导流标准:p=20%,Q=870m3/s。大通河洪水主要由暴雨形成,主要集中在6~9月。金沙峡水电站的设计洪水由天堂寺、享堂站的设计洪水分析成果按流域面积双对数内插求得。电站枢纽:p=0.2%,Q=2440m3/s,p=2%,Q=1670m3/s,p=3.33%,Q=1500m3/s,电站厂房:p=0.5%,Q=2150m3/s,p=2%,Q=1680m3/s。1.4工程建设金沙峡水电站由甘肃省水利水电勘测设计研究院承担设计工作,由青海禹天监理咨询有限公司承担工程监理工作。金沙峡水电站主体工程施工标划分为八个标段:引水枢纽工程标、引水隧洞工程I标、II标、III标、高压水道及调压井工程标、发电厂房工程标、压力钢管制作安装工程标、机电设备安装工程标。金沙峡水电站2004年2月10日开工建设,2006年底蓄水发电,四台机组分别于2007年3月30日、2007年4月30日、2007年7月7日、2007年10月8日并网投产发电。金沙峡水电站各主要施工标段以及施工单位:引水枢纽标段 甘肃省水利水电工程局引水隧洞Ⅰ标段 中国水利水电第三工程局引水隧洞Ⅱ标段 福建隧道集团公司引水隧洞Ⅲ标段 四川成都道隧集团公司高压水道及调压井标段 四川明星水电有限公司发电厂房标段 甘肃省水利水电工程局机电安装工程 甘肃省水利水电工程局钢衬制安标段 中国水利水电第一工程局、第四工程局2上一次定期检查或安全鉴定意见的落实情况金沙峡水电站工程建设期间未开展蓄水和竣工安全鉴定,大坝安全首次定期检查由国家电力监管委员会大坝安全监察中心负责组织,于2013年9月完成首次定检工作。金沙峡水电站工程等别、建筑物级别、防洪标准和抗震标准满足现行规范要求;泄洪能力满足防洪设计要求;大坝抗震设计满足规范要求;混凝土闸坝抗滑稳定、坝基应力及应力比满足规范要求,覆盖层地基渗透稳定基本满足规范要求,变形和渗流正常;右岸土坝坝坡抗滑稳定、坝体渗透稳定满足规范要求,土坝右端头路基下在高水位时存在集中渗漏现象,尚不影响安全;泄水建筑物运行正常,消力池底板表面冲刷缺陷已修复;近坝库岸和工程边坡稳定;闸门及启闭机维修后,运行正常;新投入的监测系统基本满足要求。对照《水电站大坝运行安全管理规定》第二十四条,专家组评定金沙峡大坝为正常坝。针对专家组提出的意见和建议积极处理和落实,主要处理情况如下:第一条,必须处理的问题问题:土坝右坝肩靠近民门公路侧防渗体系未封闭,存在集中渗漏通道,应进行防渗处理。落实情况:根据渗漏监测数据,小三角形量水堰(WE2)自2015年9月10日以后,渗漏监测流量一直为0。2017年8月10日,金沙峡电站水库腾库,公司组织人员对土坝上游铺盖范围内进行了检查,未发现异常情况。根据金沙峡电站监测资料及现场巡视情况,目前枢纽渗漏出水集中存在于泄洪闸下游右侧挡墙,西北水利水电勘测院正在对4个补充的地下水孔进行施工,施工完成后,对孔内水样进行送检,并对地下水位进行持续观测,对坝体场进行检查,根据观测的数据进行分析,最终形成分析报告。第二条,建议处理的问题建议:增设泄冲闸弧门液压启闭机防护设施。落实情况:已采用彩钢保温板对泄冲闸弧门液压启闭机的电气控制柜和液压电动机组加盖封闭式房屋。第三条,运行中应重点关注的部位和问题(1)右岸土坝渗流保护措施不够完善,运行中曾发生上游土工膜破损的现象,破损原因至今未查明,对土坝安全运行构成威胁。运行中应加强检查,一旦渗流量加剧或渗水混浊,应放空水库进行检查处理。落实情况:2018年4月24日早,金沙峡水电站土坝上游侧出现一渗坑,渗坑直径1.5m,深度约为0.7m,电站降低水位运行,2018年6月16日至6月22日,公司组织对金沙峡水电站上游侧渗坑进行开挖、夯填处理,根据WE1量水堰渗流量数据,2018年6月21日开始,渗流量增大,公司计划于8月23日至24日之间开展水库腾库工作,并组织对坝前铺盖等重点部位进行检查。(2)本工程拦河坝位于覆盖层上,采用水平防渗措施,运行中应重点关注渗水点渗漏量和渗水的浑浊度变化,闸基渗透压力变化,土坝和绕渗孔水位变化;加强右岸台地渗漏点检查。落实情况:2013年9月份开始对坝体渗流进行观测,根据多年观测及巡回检查结果,未发现新的渗漏点。2018年8月23日至24日之间开展水库腾库工作,观测人员对WE1量水堰渗漏量数据进行加密观测,同时采集水库和量水堰内水样进行分析,右岸台地目前尚未发现渗漏点。(3)本流域洪水挟沙量较大,应重点关注消力池的冲刷问题。落实情况:2017年11月2日,中型公司组织人员对溢流坝后消力池进行了全面检查。本次主要是检查水流对消力池底板冲刷情况,检查发现:溢流堰消力池底板未发现表面混凝土冲蚀破坏的情况;溢流堰消力池护坦消力坎迎水面受水流冲刷,局部区域混凝土表面呈麻面状,无明显的零星点状坑凹;表孔溢流坝消力池底板未发现冲坑等严重冲蚀现象,消力池下游护坦表面平整、无混凝土剥落、冲刷情况。由于泄洪冲砂闸消力池内渗水量大,斜坡段上游段淤积有大量的河沙,斜坡段下游消力池内有大量淤泥,因此只对消力池斜坡段底板和左右边墙进行了检查,检查无异常。3水库运行总结3.1流域基本情况金沙峡水电站属大通河流域已规划的梯级电站之一,其上游已建或在建的电站共有15座电站,分别为纳子峡、石头峡、仙米、江源、雪龙滩、多龙滩、玉龙滩、东旭、东旭二级、寺沟口、卡索峡、学科滩、青岗峡、加定、朱岔峡水电站。流域电站分布情况详见图3-1-1。图3-1-1大通河流域电站分布示意图图3-1-1大通河流域电站分布示意图金沙峡水电站上游布置有多级梯级电站,各电站规模形式存在一定差异,其中距金沙峡水电站较近,且具有代表性的电站有青岗峡、加定和朱岔峡电站。青岗峡水电站枢纽库容约186.6万m³,距离金沙峡水电站枢纽约42km。加定水电站枢纽库容约37.6万m³,距离金沙峡水电站枢纽约35km。朱岔峡电站枢纽库容约16.8万m³,距离金沙峡水电站枢纽约12km。上述金沙峡水电站上游三座电站中,加定水电站和朱岔峡电站水库库容相对较小,汛期基本不具备调蓄错峰能力,相较青岗峡水电站186.6万m³的水库库容,在汛期可对洪峰进行适当调蓄,一定程度上可以降低汛期洪峰对金沙峡水电站库区运行的压力。由于青岗峡水电站校核洪水流量为Q=1849.9m³/s小于金沙峡水电站校核洪水流量Q=2440m³/s,因此当青岗峡水电站遇超校核洪水时不会对其下游金沙峡水电站水库运行造成太大影响。通过近几年来实际联调运行情况来看,青岗峡水电站对金沙峡水电站水库运行具有一定的积极作用,特别是进入汛期以来,青岗峡水电站采取适当的调蓄错峰措施,确实减轻了汛期洪水对金沙峡水电站水库的防洪运行压力。上游电站库容较小,汛期泄水比较频繁,本电站枢纽没有水情监测装置,对运行工作带来困难,无法及时掌握来水情况,不能及时调节负荷,对枢纽的防汛工作带来不利。3.2水情测报?水情测报系统建设情况?。金沙峡水电站水库自运行以来,主要依靠上游青石嘴水文站测报水情信息进行水库调度运行,而水情信息的报送时间为每年的6-10月份,根据大通河流域历年洪水来水情况,每年6-10月份为大通河流域汛期。3.3水库来水情况(1)降雨量2014年至2018年,尼那水电站坝址区年降雨量最大为mm,发生在年,最大日降雨量为mm,发生在年月日,各年最大日降雨量在mm~mm之间,主要发生在月~月期间。表3-3-1为尼那水电站2014年至2018年坝址区年降雨量及最大日雨量统计表。表3-3-12014年~2018年坝址区年降雨量及最大日雨量统计年份年降雨量(mm)坝址最大日降雨量备注降雨量(mm)发生时间(月-日)2013年2014年2015年2016年2017年2018年(2)径流及洪水大通河属黄河流域,是黄河的二级支流,地处青藏高原东北边缘,地理位置介于东经98°30′~103°15′,北纬36°30′~38°25′,发源于祁连山南麓达通山,托里山的水里,源头海拔高程5000m,西北东南流向,流经青海省刚察、祁连、海晏、门源、互助、乐都等县和甘肃的天祝、永登两县,最后在青海省民和县享堂镇附近汇入湟水,是湟水最大的一级支流。它西南面与湟水相邻,东面以庄浪河为界,北面与甘肃省走廊地区之黑河相连。整个流域汇水面积为15130km2,河道总长为520km,主河道平均坡降为4.52‰。大通河流域形状似一狭长条形,水系呈现羽毛状分布,流域北岸为祁连山,南岸为大通山、达板山,地势呈西北高而东南低;大通河流域在地貌上属构造剥蚀的高中山区,两侧依山伴岭,干流峡盆相间。流域径流由降水补给为主,其次为冰雪融水和地下水补给,降水量从上游至下游为600~400mm,部分山区可达700mm,是大通河河水的主要补给来源。由于受气候、森林、地形及地质等下垫面条件的影响,大通河径流年际变化不大,且较为稳定,因上游植被良好,水土流失较轻,悬移质沙量较小,水流清澈。金沙峡水电站位于大通河中游,枢纽断面以上流域汇水面积为13328km2。电站年径流成果由天堂寺径流加上天堂寺径流来确定,计算得出多年平均流量为78.8m3/s。天堂寺站与金沙峡水电站引水枢纽之间的区间汇水面积为754km2,其区间径流根据天堂寺~享堂的区间径流成果来推求。经计算天堂寺~享堂区间多年平均流量为12.9m3/s,汇水面积为2552km2,则区间径流模数为0.0050559m3/s/km2,从而求得天堂寺~电站枢纽之间多年平均流量为3.8m3/s。金沙峡水电站设计年平均流量见表3-3-2。表3-3-2金沙峡水电站设计年平均流量断面位置F(km2)均值(m3/s)CvCs/Cv不同保证率的设计值(m3/s)15%25%50%75%85%天堂寺水文站1257478.80.182.093.587.877.968.964.2电站枢纽1332882.60.182.098.092.181.772.267.3年发电用水量最大为15.57亿m3,发生在2015年,年发电用水量最小为13.53亿m3,发生在2017年。统计时段内年径流量、发电用水量和弃水量见表3.3-2。表3-3-32013年~2018年水库来水、发电用水和弃水情况年份年来水量(亿m3)年发电用水量(亿m3)年弃水量(亿m3)2013年15.102014年15.322015年15.572016年13.602017年13.53对统计时段内流域来水情况与设计多年平均年径流量进行对比分析,说明统计时段内流域来水丰枯情况。大通河流域地处深山峡谷区,洪水主要由暴雨形成,由于受东南海洋季风的影响和蒙古高压的控制,流域降水随高程的增加有明显递增特点。暴雨主要集中在6~9月,尤其在7、8月份最多,故年最大洪峰流量也多发生在此时间段内。每年4、5月份有春汛洪水,主要为融冰化雪所造成,一般较暴雨洪水洪峰小,且洪水过程涨落缓慢。金沙峡水电站的设计洪水由天堂寺、享堂站的设计洪水分析成果按流域面积双对数内插求得。各频率设计洪水成果见表3-3-4。表3-3-4金沙峡水电站坝址设计洪水成果洪水频率(P)0.1%0.5%1%2%3.33%5%10%20%洪峰流量(m3/s)2660213019001670150013601120870最高洪水位(m)2167.92166.92166.92166.92166.92166.92166.92166.92013年至2017年,入库洪峰流量最高为835m3/s,发生在2013年7月10日,最低为230m3/s,发生在2017年8月2日,重现期小于5年。2013年~2018年历年最大洪水统计见表3-3-5。金沙峡水电站上游三座电站中,加定水电站和朱岔峡电站水库库容相对较小,汛期基本不具备调蓄错峰能力,青岗峡水电站186.6万m³的水库库容,在汛期可对洪峰进行适当调蓄,一定程度上可以降低汛期洪峰对金沙峡水电站库区运行的压力。由于青岗峡水电站校核洪水流量为Q=1849.9m³/s小于金沙峡水电站校核洪水流量Q=2440m³/s,因此当青岗峡水电站遇超校核洪水时,不会对其下游金沙峡水电站水库运行造成太大影响。表3-3-52013年~2018年历年最大洪水统计年份入库洪峰流量(m3/s)出现日期(月-日)出库流量(m3/s)出现日期(月-日)相应重现期相应最高库水位(m)相应最高尾水位(m)2013年83507-1082008-22小于5年2167.62089.52014年72008-1372008-13小于5年2167.22088.982015年58007-1458007-14小于5年2167.22088.72016年57009-0857009-08小于5年2166.92088.52017年23008-0223008-02小于5年2165.72088.93.4水库运行情况(1)水库水位2013年至2018年6月期间,最高上游水位为2167.40m,发生在2014年8月26日,最低上游水位为2151.05m,发生在2016年8月25日;最高下游水位为3162.08m,发生在2014年4月10日,最低下游水位为3088.79m,发生在2016年7月26日。自蓄水以来,最高上游水位为2167.89m,发生在2011年6月27日,历年最高、最低库水位及其相应时间,下游最高、最低水位及其相应时间,见表3-4-1。表3-4-12013年~2018年上下游水位统计年度上游水位下游水位最高水位(m)发生时间(月-日)最低水位(m)发生时间(月-日)最高水位(m)发生时间(月-日)最低水位(m)发生时间(月-日)2013年2166.7009-092162.3411-032094.9502-032087.0011-132014年2167.4008-262159.9104-282162.0804-102086.7511-062015年2167.2007-302163.5008-052089.5007-082086.0705-142016年2167.0509-262151.0508-252088.7907-262087.1504-022017年2166.9403-312163.6010-312089.1008-022087.8302-132018年2166.8004-252163.0004-222097.9003-052087.6601-28(2)水库结冰大通河流域处在高寒山区,冰期较长,水库最早开始结冰在10月中旬,河面封冻时,最早封冻时间为1月上旬,一般至4月中旬开河,实测冰层厚度在30~100cm之间。自然融冰结冰间隔时间长,影响枢纽设备的运行,发电引水进水口极易被冰凌冰块堵塞。(3)水库淤积电站设计断面处无实测泥沙资料,电站悬移质年输沙量根据连城站侵蚀模数进行估算,电站枢纽断面以上汇水面积为13328km2,则多年平均悬移质年输沙量为199万t,多年平均悬移质输沙率为63.1kg/s,多年平均含沙量为0.76kg/m3。电站推移质输沙量因是山区河流,推移质沙量较大,但无实测资料,按推悬比估算。推悬比根据实地勘察和经验取为0.20,多年平均推移质输沙量为40万t,电站多年平均输沙总量为239万t。按照目前水库排沙运行方式,每年汛期至少进行两次排沙,排沙时采用泄洪冲沙闸进行排沙。但泄洪冲沙闸排沙运行次数较少,未按照设计排沙运行方式进行排沙。2012年5月,对坝前30m范围内的淤积情况进行了测量,各建筑物前淤积情况如下:溢流堰:堰前淤积情况较为明显,整体呈坡状,自左坝肩部位呈缓坡状延伸至泄洪冲沙闸前导墙处。溢流堰前淤积高程在2153.20m~2155.40m之间。溢流表孔:淤积高程在2153.20m~2151.10m之间。泄洪冲沙闸:泄洪冲沙闸前底板高程为2144.00m,低于溢流堰以及表孔溢流坝前铺盖等部位,泄冲闸前无淤积。进水闸:进水闸前设有拦沙坎。泄冲闸泄水时,闸前淤积物由泄洪冲沙闸冲走,进水口前无淤积物。右岸土坝:土坝坝前水平防渗区域内所铺筑壤土高程在2165.50m左右,坝前尚未淤积。3.5水库运行方式金沙峡电站总库容260万m3,枢纽洪水标准按50年一遇1670m3/s洪水标准设计,厂房按50年一遇1680m3/s洪水标准设计,相应水库控制水位为2166.90m,按500年一遇洪水2440m3/s校核,相应水库控制水位为2167.60m。(1)设计运行方式水库在非汛期保持正常蓄水位2166.90m运行,争取最大发电效益。在汛期发生洪水时,首先使用泄洪冲沙闸控泄,使库水位保持2166.90m运行,及时冲沙,改善电站引水条件。当发生超过溢流表孔中孔过流能力的大洪水时,按照中表孔、左表孔、右表孔的顺序先后打开表孔闸门控泄,使水库水位在设计洪水时水位为2166.90m,在校核洪水时水位为2167.90m。冬季水库可形成稳定冰盖,当进入冰冻期时,水库运行水位保持在正常蓄水位2166.90m,以利冰盖形成,在水库水位结成稳定冰盖后,可按天然来流量发电运行。融冰期库区冰盖以就地融化为主,自然消融,(2)电厂制定的运行方式当发生重现期50年标准设计洪水时,即入库流量1670m³/s,4台机组正常运行,3孔泄洪表孔、1孔泄洪冲沙闸参与泄洪,按照先开3孔表孔(分别为2#表孔、1#表孔、3#表孔)、后开泄洪冲沙闸的顺序泄洪,控制水库水位为2166.90m;当发生校核洪水(洪水重现期混凝土闸坝500年、土坝1000年)时,入库洪峰流量分别为2440m³/s、2660m³/s,各泄洪设施全部打开,总下泄流量分别为2435m³/s、2660m³/s,控制水库水位为2167.90m、2168.30m。不同洪水频率时其泄洪组合表见表3-5-1。表3-5-1金沙峡电站泄洪组合表运行情况校核洪水设计洪水洪水频率(%)0.2(500年一遇)2(50年一遇)上游库水位(m)2167.602166.90要求下泄流量(m3/s)2440.01670.0设计组合流量(m3/s)1#弧门630(全开)4582#弧门630(全开)4583#弧门630(全开)4584#冲沙闸(底孔)629(全开)200溢流坝流量400机组流量116116总下泄量2675.01690.0(3)典型洪水调度金沙峡水电站枢纽距上游东旭二级、青岗峡水电站的距离分别为42km、22km,洪峰从东旭二级水电站流至金沙峡水电站库区用时约为2.5~3.5h。洪峰未到时:接到东旭二级电站汛情通报后,金沙峡水库按照预估的洪峰到达时间提前泄洪,水库降低水位运行,通过降低水位来形成调节库容,削减洪峰。降低水位用时约为30分钟;洪峰到来时:金沙峡水库按2166.90m水位控制运行,4台机组正常运行,3孔泄洪表孔、1孔泄洪冲沙闸参与泄洪。当青石嘴水文站流量在300m3/s以内时,安排人员昼夜值班,随时观察水库水位变化情况,及时控制闸门开启度,保持库水位不超过2166.90m;当青石嘴水文站过站流量在300~700m3/s时,和上游电站一起联合调度,三孔泄洪闸同时开启泄洪,库水位控制在2167.40m以下。同时,将下泄流量视情况及时报所属地防汛主管部门;当上游电站如有溃坝危险或滕库时,要提前提闸放水;当发生险情时,及时通知电站所属地防汛主管部门、下游电站,进行防汛抢险。(4)闸门运行方式目前闸门操作以先开表孔、后开泄洪冲沙闸,对表孔要求对称开启,先2#表孔,后1#表孔、3#表孔。从泄洪冲沙闸和表孔开启程序看,泄洪设施闸门开启顺序未按设计要求运行。3.6水库诱发地震(1)工程区地震基本烈度为Ⅶ度,大坝设计烈度为7度,根据《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073-1997)的规定,设计阶段已进行了抗震计算。(2)混凝土闸坝各坝段,在地震工况下的抗滑稳定、坝基应力满足规范要求。土石坝上下游坝坡在地震工况下稳定满足规范要求。(3)覆盖层地基为漂石卵石层,无成片的粉细砂层,地基不存在地震工况下的液化问题。(4)2016年1月21日1时13分,青海海北州门源县(北纬37.68度,东经101.62度)发生ML6.4级地震,震源深度10千米,坝址区无明显震感。震后对大坝进行检查并进行加密观测,未见异常。4大坝运行维护总结4.1挡水建筑物4.1.1历次检查和主要缺陷发展情况首次定检至2018年,大坝检查包括水下检查发现的缺陷如下:(1)坝基两岸坝肩(含坝肩排水洞)、下游坝趾、坝体与岸坡交界处、基础灌浆廊道等历次检查及发现的主要缺陷,缺陷发展情况。在对水库库区检查时发现,库区内岩体坚固,岸坡稳固,库区右侧有淤泥;尾水河道内有较多山石,岸坡稳固。针对左坝肩高边坡岩体稳定问题,通过与上月图片进行对比,初步判断左坝肩高边坡岩体基本稳定,无坍塌、滑落迹象。(2)坝体混凝土坝:坝顶、上下游坝面、廊道等部位,历次检查发现的裂缝、渗漏、析钙等缺陷的发现时间,发展情况。在对溢流坝进行检查时发现,溢流坝消力池左侧挡墙水位波动区域有轻微水流冲蚀,无骨料及钢筋外漏现象;溢流坝消力池右侧挡墙水位波动区域有轻微水流冲蚀,无骨料及钢筋外漏现象;溢流坝坝面混凝土有轻微破损,局部有渗水现象;溢流堰消力池右侧挡墙水位波动区域有轻微水流冲蚀,无骨料及钢筋外漏现象。在对泄洪冲沙闸检查时发现,枢纽上游侧闸墩水位波动区域有水流冲蚀现象,有骨料外露;泄冲闸油泵室内彩钢结构完好,无漏雨漏水现象;泄冲闸控制室内彩钢结构完好,无漏雨漏水现象;枢纽弧门启闭机室墙面有墙皮脱落。在对进水闸检查时发现,进水闸混凝土建筑物在水位波动范围存在水蚀现象,无露筋现象;进水口启闭机室屋面有墙皮脱落。在对枢纽左岸检查时发现,枢纽左侧挡墙水流波动区域有水流冲蚀现象,无骨料及钢筋外漏;枢纽左侧山体岩体坚固,有碎石滚落现象。土石坝:坝顶、上游坝面、下游坝坡及坝脚、下游排水反滤系统、土坝与混凝土坝或其它建筑物接头等部位历次检查及主要缺陷的发现时间,发展情况。面板坝的面板、趾板和止水历次检查发现的主要缺陷。在对土坝检查时发现,枢纽土坝坝面随着天气转冷,由于冻胀因素开裂;金沙峡水电站土坝上游侧浆砌石局部面层砂浆开裂,部分浆砌石接缝处有杂草生长;金沙峡水电站土坝下游侧干砌石结构牢固,局部接缝处有杂草生长;土坝下游侧排水沟内无渗水,小梯形量水堰无异常;土坝下游侧靠近混凝土坝处大梯形量水堰有渗水,水质清澈,大梯形量水堰无异常。坝体、两岸有排水孔的,需统计描述排水孔的出水、析出物和淤堵情况。裂缝统计见表4.1-1。表4.1-1裂缝统计表裂缝编号建筑物结构裂缝位置
(桩号、高程)裂缝走向裂缝特征(缝长、缝宽、缝深)说明(新增裂缝、老裂缝,有无延伸,渗水、析钙情况)………………4.1.2主要维护情况上述主要缺陷的维护工作,维护的主要方法、承担单位、维护过程、验收情况、维护效果等。4.1.3目前存在的主要缺陷目前存在的主要缺陷,包括缺陷位置、规模及性状,危害程度。4.2挡水结构其它挡水结构为:输水(发电)进水口结构总结统计时段内,历次检查情况及主要缺陷的发现时间,发展情况。针对上述主要缺陷的维护工作,维护的主要方法、承担单位、施工过程、验收情况、维护效果等。目前存在的主要缺陷,包括缺陷位置、规模及性状,危害程度。4.3泄水消能建筑物4.3.1使用情况分述统计时段内,历年泄水建筑物(包括岸边式溢洪道、坝身表孔、泄水闸、坝身深孔、泄洪洞、放空设施等)泄水情况,最大下泄流量及相应频率,泄水历时。泄流流态、是否有雾化及雾化对其他建筑物的影响等情况,详细运行情况见表4.3-1。表4.3-12013年~2018年泄水建筑物泄洪运行情况统计年度项目泄水建筑物XXXXXX2013年开启次数………………最大开度(m)………………最大泄量(m3/s)………………泄洪历时(h)………………泄量(亿m3)………………2014年开启次数………………最大开度(m)………………最大泄量(m3/s)………………泄洪历时(h)………………泄量(亿m3)………………2015年开启次数………………最大开度(m)………………最大泄量(m3/s)………………泄洪历时(h)………………泄量(亿m3)………………2016年开启次数………………最大开度(m)………………最大泄量(m3/s)………………泄洪历时(h)………………泄量(亿m3)………………2017年开启次数………………最大开度(m)………………最大泄量(m3/s)………………泄洪历时(h)………………泄量(亿m3)………………2018年开启次数………………最大开度(m)………………最大泄量(m3/s)………………泄洪历时(h)………………泄量(亿m3)………………4.3.2历次检查和缺陷发展情况(1)2012年消力池检查情况2012年5月22日,中型水电公司组织工程技术人员对溢流堰后消力池进行了全面检查,发现溢流堰消力池部分区域有水流冲刷现象,溢流堰下游坡脚处有1处水流冲刷而致的冲坑;消力池末端底板表面受水流冲刷,钢筋出露;护坦消力坎迎水面受水流冲刷,混凝土表面呈零星点状坑凹,混凝土表面骨料及水泥浆局部剥离、脱落,但未露出钢筋。2012年5月24日,技术人员对表孔溢流坝后消力池进行了全面检查,发现消力池3号、4号、6号、7号、8号、11号块冲蚀情况严重。2012年5月26日,技术人员对泄洪闸消力池进行了局部检查,发现消力池斜坡段表面整体破坏严重,受高速水流冲刷现象明显;斜坡段表面所有混凝土骨料以及水泥浆整体剥离脱落,表面呈坑凹状,凹凸不平,整体剥落深度为5cm。(2)2017年消力池检查情况2017年11月2日,中型公司组织人员对溢流坝后消力池进行了全面检查,检查发现:溢流堰消力池底板未发现表面混凝土冲蚀破坏的情况。2)表孔溢流坝消力池底板未发现冲坑等严重冲蚀现象,消力池底板中10处较明显的排水孔工作良好,有明显的涌水现象,其余排水孔受消力池内水深影响,未被发现或排水孔失效,底板分块之间止水带、泡沫板等良好,未有脱落现象,右侧边墙过流表面平整,无水流冲刷破坏迹象;溢流坝消力池下游为护坦,护坦表面平整、无混凝土剥落、冲刷情况。护坦除施工期废弃遗留混凝土块以外,无其他影响过流的缺陷。护坦整体情况良好。护坦底板分块之间止水带、泡沫板等良好,未有脱落现象。(3)泄洪冲砂闸消力池2017年11月4日,中型公司组织人员对泄洪冲砂闸消力池进行了全面检查。检查发现:1)消力池斜坡段表面整体平整,无水流冲刷现象。2)消力池斜坡段下游消力坎过流面混凝土过流表面平整,无麻面等冲蚀缺陷。3)消力坎下游消力池平直段内有大量淤泥,未能进行直观检查。只采用棍棒触探的形式进行检查,检查中未发现冲坑,底板混凝土平整,未发现剥落现象。4)消力池斜坡段与左导墙结合部位混凝土、斜坡段与右导墙结合部位混凝土表面平整无麻面。5)消力池平直段、护坦左右边墙表面平整、无混凝土剥落、水流冲刷情况,整体情况良好。混凝土底板分块之间止水带、泡沫板等良好,未有脱落现象。6)泄洪冲砂闸仅在腾库时运用,,全年运行次数较少,在抽水检查过程中,由于底板淤泥较厚,未能进行全面的底板检查。(4)2018年4月20日,工作人员对引水发电隧洞进行了全面检查。本次主要是以检查洞内水流对隧洞底板、边墙及顶拱冲刷情况为主,同时以观察洞内的渗水情况为辅。检查方式主要是以目测观察为主,并用照片记录现场实际情况。检查按照从进口到出口顺序依次进行,检查情况如下:1)距洞口600m以内,洞内钢筋混凝土衬砌、钢筋喷浆衬砌基本完好、无裂缝。距离洞口600m处,隧洞底板开始出现部分因水流冲蚀等原因造成的表面冲坑及露筋等现象。从此位置开始,隧洞底板混凝土平整度较差,混凝土表面出现缺浆和许多小凹坑与麻点,形成粗糙面,出现由于冲蚀而形成的冲坑,局部有露筋现象。2)距离洞口1000m~2000m处,隧洞底板出现较大的冲坑,底板凹凸不平,两侧边墙有部分裂缝及析出物,隧洞拱部还有表面混凝土被剥离的现象,此外,隧洞顶部也出现渗、漏水情况。与此同时,局部出现底板钢筋被掀起的现象。3)距离洞口2000m至调压井处,洞内钢筋混凝土衬砌无裂缝,隧洞底板混凝土较为平整,未发现有水流冲蚀形成的冲坑,压力钢管段总体运行正常,底部未发现有气蚀斑点现象。下游坝趾、河床、冲刷坑、岸坡或防护结构淘刷、破坏情况及发展情况。冲刷缺陷统计见表4.3-2。表4.3-2冲刷缺陷统计表泄水消能建筑物冲刷缺陷位置(桩号、高程)冲刷缺陷尺寸(面积、深度)缺陷程度详细描述4.3.3主要维护情况2012年8月,受青海黄河中型水电公司的委托,金沙峡水电站原设计单位—甘肃省水利水电勘测设计研究院编制了完成了《青海大通河金沙峡水电站枢纽消力池缺陷处理方案》。2013年1月,青海黄河中型水电公司组织相关单位对该方案进行了审查。审查后的处理方案为:枢纽消力池内凿除钢筋保护层后,布设插筋,并恢复破坏的钢筋网。全部满浇30cm厚C40W6F200混凝土。侧墙和消力坎冲蚀部位采用改性环氧砂浆修补。插筋焊接于消力池原钢筋网片上,向上伸出0.2cm,插筋间距1m×1m,梅花状布置。在破坏较严重的溢流堰消力池3号、4号块,溢流坝消力池3号、4号、7号、8号块,泄冲闸消力池1号块(斜坡段)插筋加密布置,插筋间距0.5m×0.5m,梅花状布置。混凝土铺筑施工中,在原排水孔位置预埋φ40mmPVC管,延长消力池排水管,以保证混凝土铺筑完成后排水孔的有效性。混凝土分块按原消力池底板分缝设计,分缝宽度2cm,缝中夹闭孔泡沫板。下图为混凝土铺筑大样图和插筋大样图。施工过程中,由于溢流堰和溢流坝消力池内钢筋保护层厚度远远大于5cm,大部分底板保护层厚度在10cm左右。因此,中型水电公司与设计院沟通,将原设计方案进行变更。根据设计变更通知单《关于金沙峡水电站枢纽消力池缺陷处理施工中一些问题的说明》内容,结合现场实际情况,溢流坝(堰)消力池凿除5cm混凝土后未露出钢筋网的地方,不再继续向下开凿,将原设计焊接插筋变更为水泥砂浆锚筋,同时将水泥砂浆锚筋加密布置。原1m×1m梅花形布置Ø16钢筋插筋调整为0.5m×0.5m梅花形布置,Ø16水泥砂浆锚筋长0.5m,打入原消力池0.3m,外露0.2m。实际施工过程中溢流堰、溢流坝、泄冲闸消力池底板均存在保护层过大,无法焊接插筋的情况,且面积较大。溢流堰消力池1#~5#单元施工过程中仅5#单元消力池底板部分插筋与钢筋网焊接,其余1#~4#单元因保护层过大将原设计插筋变更为Ø16水泥砂浆锚筋。溢流坝消力池1#~16#单元施工过程中仅3#、4#、7#、8#、13#单元消力池底板部分插筋与钢筋网焊接,其余1#、2#、5#、6#、9#~12#、14#~16#单元因保护层过大将原设计插筋变更为Ø16水泥砂浆锚筋。泄冲闸消力池1#~6#单元施工过程中也存在保护层过大的情况,因此将原设计插筋全部变更为Ø16水泥砂浆锚筋。2013年3月,根据中型水电公司的请示,黄河公司组织三家符合资质的施工单位进行竞争性谈判,最终确定西北水利水电工程有限责任公司为中标单位。2013年4月,西北水利水电工程有限责任公司进场,开始进行金沙峡水电站消力池缺陷处理施工。2013年4月8日,西北水利水电站工程有限责任公司金沙峡施工项目部相关人员现场查勘,进行施工准备。4月17日施工单位完成枢纽动力电源接引工作,进行消力池排水施工。4月23日表孔溢流坝消力池内积水基本排完后进行混凝土凿除施工。5月2日开始溢流坝消力池混凝土浇筑施工,6月9日消力池混凝土浇筑施工全部完成。4.3.4目前存在的主要缺陷目前泄水建筑物存在的主要缺陷,包括缺陷位置、规模及性状,危害程度。5大坝安全监测设施运行总结5.1监测系统布置金沙峡水电站大坝安全监测项目包括:变形观测(视准线和几何水准)、渗流观测(量水堰、测压管、绕坝渗流)、接缝观测(三向板式测缝计)、裂缝观测(土坝裂缝)、上下游水位、温湿度、降雨量等项目。安装的监测仪器总量为61支(套、台),目前在测仪器总量为59支(套、台),测点完好率为96.72%。监测系统布置情况见表5-1-1。表5-1-1监测系统布置一览表序号监测项目测点数量(总数/在测)测点布置(位置)监测仪器和频次在测测点编号停测测点编号报废测点编号仪器完好率备注仪器型号方法频次1上下游水位2/2/电测水位计1次/天上游水位、下游水位//100%2降雨量1/1/自计式雨量计1次/天降雨量//100%3温湿度2/2/自计式温湿计1次/天湿度、温度//100%4水平位移7/7混凝土坝顶TS50全站仪视准线1次/月SL01、SL02、AL01~AL05//100%5垂直位移13/13混凝土坝、溢流坝、土坝DNA01电子水准仪几何水准1次/月DS01、LD01~LD13//100%6坝体接缝4/4混凝土坝结构缝两侧三向板式测缝计1次/月J3-01~J3-04//100%7土坝裂缝10/9土坝钢板尺平尺测量法4次/月G01~G04、G06~G10G05/90%G05钢筋头损坏8坝基测压管18/18混凝土坝、土坝测绳平尺水位计4次/月UP1、UP2、UP5~UP10、UP12~UP18、UP19~UP22、//100%9绕坝渗流2/1右岸公路右侧测绳平尺水位计4次/月OH01OH02/50%OH2测孔堵10量水堰2/2冲砂闸下游、砂砾石坝下游钢板尺梯形堰/直角三角堰4次/月WE1、WE2//100%5.2运行维护情况2013年至2018年,监测系统做了以下维护工作:(1)2016年11月22日,渗流监测量水堰新建项目开工,在对建设初期的大梯形(WE1)、小梯形(WE2)量水堰进行了拆除,WE1仍为梯形堰,WE2改造为直角三角堰。(2)水准工作基点为双金属管标(L、G),2016年4月份及以前,监测时均以铝管标为基准点进行一等水准测量;自2016年5月份开始以钢管标作为工作基点进行一等水准测量,自6月份开始用铝管标对钢管标进行温度修正。(3)2017年6月金沙峡水电站大坝安全监测单位由四局检测室更换为陕西迪博景源测绘地理信息有限公司。(4)2017年7月30日,绕坝渗流观测孔及测压管观测方法由测压管法改为响锤法测量。历年维护情况详见表5-2-1。表5-2-1监测系统维护情况一览表年份缺陷维护情况处理效果2016年量水堰改造将原有量水堰装置拆除,重新安装WE1仍为梯形堰,WE2改造为直角三角堰2017年WE1量水堰堰板前有淤泥清理堰板前淤泥能更准确地测量堰上水头5.3主要监测成果5.3.1环境量监测1、气温金沙峡大坝上次定检截止时间为2013年,自上次定检至2018年6月30日,各年最高日均气温在17.50℃~28.07℃之间,主要发生在5月~8月期间,最高日均气温为28.07℃,发生在2014年6月1日;各年最低日均气温在-12.63℃~-7.99℃之间,主要发生在11月至次年1月期间,最低日均气温为-12.63℃,发生在2014年12月16日;年平均气温在+2.93℃~+10.54℃之间。各年日均气温统计见表5-3-1,气温过程线见图5-3-1。表5-3-12013年~2018年坝址区日均气温统计年份日均最高气温对应日期日均最低气温对于日期年变幅年平均气温201320.7508-20-12.1311-2932.885.17201428.0706-01-12.6312-1640.706.66201518.4406-18-8.9901-1827.435.88201623.9708-17-7.9912-2731.9610.54201717.5005-19-8.0012-3125.502.93201822.3106-23-12.4501-0834.777.81图5-3-1库水温及大梯形量水堰WE1水温图5-3-1库水温及大梯形量水堰WE1水温过程线2、库水温与土坝渗水温度监测为及时掌握水库水温及土坝渗水水温的变化情况,2016年9月份开始对水库水温及土坝坝后大梯形WE1、小三角形WE2量水堰进行水温测量。符号规定:变化量为“+”表示温度升高,变化量为“-”表示温度降低。从历年监测资料来看,大梯形量水堰WE1水温年变幅在15.0℃~21.6℃之间,年平均温度在5.79℃~6.77℃之间,库水温的年变幅在13.3℃~17.4℃之间,年平均温度在6.30℃~7.51℃之间。小三角形量水堰WE2自2015年10月至今,仅2016年7月20日和2016年9月25日观测时有水流渗出,其余时间均为干涸。从长序列过程线看,WE1水温与库水温变化趋势一致。[库水温及WE1水温特征值详见表5-3-2,过程线见图5-3-2]表5-3-2库水温及WE1水温特征值统计表测点名称年份最大值(℃)最大值日期最小值(℃)最小值日期年变幅(℃)年平均值(℃)备注库水温201613.8009-15-1.2012-3015.006.77201718.4007-19-3.2001-2521.607.43201814.8006-27-0.4001-1015.205.79WE1水温201613.1009-12-0.8012-3013.907.19201716.3007-19-1.1001-2517.407.51201814.4006-271.1001-1013.306.30图5-3-2库水温及大梯形量水堰WE1水温图5-3-2库水温及大梯形量水堰WE1水温过程线5.3.2混凝土坝变形监测5.3.2.1水平位移坝顶水平位移采用视准线进行观测,视准线测点布置在各坝段上游侧闸墩上,每个坝段布置一个测点,共5个,编号为AL01~AL05。2个工作基点(SL01、SL02)分别布置在左右两岸的基岩上。2013年6月22日首次观测,符号规定:变化量为“+”表示测点向下游位移,“-”表示测点向上游位移。从历年监测资料来看,坝顶视准线各测点位移量年变幅在0.64mm~5.48mm之间,位移量年平均值在-1.77mm~+1.86mm之间。从长序列过程线看,位于坝体中间的AL02~AL04测点水平方向位移量呈周期性变化,表现为低温时期(11月至2月)向下游位移,高温时期(5月至8月)向上游位移,位于坝体两端的AL01、AL05测点水平位移量变化周期性变化不明显,符合土石坝变形一般规律。[视准线位移量过程线见图5-3-3]图5-3-3混凝土坝顶视准线各测点累计变化量过程线图5-3-3混凝土坝顶视准线各测点累计变化量过程线5.3.2.2垂直位移混凝土坝垂直位移观测采用几何水准观测方法。在左坝头靠近山体位置设双金属管标,作为枢纽工程垂直变形观测的工作基点(DS01)。混凝土坝段(含混凝土挡水坝段、溢流堰、溢流坝、泄洪冲砂闸、进水闸)每个坝段设置一个几何水准测点,编号分别为LD01~LD05;在坝顶下游侧闸0+036.50m溢流坝消力池左挡墙顶下游端、闸0+76.50m溢流坝消力池左挡墙顶下游端、闸0+77.50m泄冲闸左侧墩顶下游端各设置一个几何水准测点,编号分别为LD06~LD08。共布设8个几何水准测点。坝体垂直位移自2013年6月5日首次观测。工作基点为双金属管标(L、G),2016年4月份以前,监测时均以铝管标为基准点进行一等水准测量;自2016年5月份开始以钢管标作为工作基点进行一等水准测量,6月份开始用铝管标对钢管标进行温度修正。符号规定:变化量为“+”表示测点下沉,“-”表示测点抬升。从历年监测资料来看,沉降量年变幅较大的是位于溢流坝下游段的的LD06(闸纵0+037.50m,闸横0+036.00m,高程2168.20m)、LD07(闸纵0+076.50m,闸横0+036.00m,高程2168.20m)、LD08(闸纵0+078.50m,闸横0+036.00m,高程2168.20m)测点,在2.15mm~5.59mm之间,位于左岸坡脚和溢流堰上游的LD01~LD05测点沉降量年变幅在0.70mm~3.47mm之间。从长序列过程线看,各测点沉降量呈周期性变化,气温升高时各测点表现为抬升,气温降低时,各测点表现为下沉,符合混凝土坝变形一般规律。[混凝土坝水准各测点累计沉降量过程线见图5-3-4~图5-3-5]图5-3-4混凝土坝垂直位移LD01~LD05测点沉降量过程线图5-3-4混凝土坝垂直位移LD01~LD05测点沉降量过程线图5-3-5混凝土坝垂图5-3-5混凝土坝垂直位移LD06~LD08测点沉降量过程线5.3.2.3坝体接缝混凝土坝各坝段横缝表面安装三向板式测缝计,共布置4套,编号分别为J301~J304,以观测各混凝土坝段的接缝变化,自2013年6月22日首次观测。符号规定:X方向变化量为“+”,表示接缝张开,反之为“-”;Y方向变化量为“+”,表示左侧坝段相对于右侧坝段向下游为变形,反之为“-”;Z方向变化量为“+”,表示左侧坝段相对于右侧坝段下沉,反之为“-”。从历年监测资料来看,X方向位移量年变幅最大的测点是J301(挡水重力坝左副坝与溢流堰分缝),年变幅在7.21mm~8.76mm之间,其余各测点位移量年变幅在1.59mm~4.49mm之间。从长序列过程线看,各测点X方向位移量随气温呈周期性变化,在低温季节表现为张开,在高温季节闭合。Y方向位移量年变幅最大的测点是J304(进水闸坝段与泄洪冲砂闸分缝),年变幅在3.18mm~4.29mm之间,其余测点位移量年变幅在0.12mm~2.38mm之间。从长序列过程线看,J301与J304测点Y方向位移量随气温呈周期性变化,低温季节表现为左侧坝段相对于右侧坝段向下游为变形,在高温季节表现为左侧坝段相对于右侧坝段向上游为变形;J302与J303测点Y方向位移量变化较平稳。Z方向位移量年变幅最大的测点是J304,年变幅在1.23mm~1.96mm之间,其余测点位移量年变幅在0.27mm~1.87mm之间。从长序列过程线看,J302测点位移量变化较平稳;J303测点位移量呈小幅趋势性增大,J301、J304测点位移量随气温呈周期性变化,在低温季节表现为左侧块相对于右侧块抬升,高温季节左侧块相对于右侧块下沉。[测缝计各测点位移量过程线见图5-3-6~图5-3-8]图5-3-6混凝土坝测缝计J3图5-3-6混凝土坝测缝计J301~J304测点X方向位移量过程线图5-3-7混凝土坝测缝计J3图5-3-7混凝土坝测缝计J301~J304测点Y方向位移量过程线图5-3-8混凝土坝测缝计J3图5-3-8混凝土坝测缝计J301~J304测点Z方向位移量过程线5.3.2.4混凝土坝测压管观测混凝土坝各坝段坝基渗压采用测压管观测,设计布置16个测管,其中左副坝测压管3个,溢流坝坝段测压管4个,泄冲闸坝段测压管4个,进水口坝段测压管5个。实际安装13个测压管(UP3、UP4、UP11施工时未进行安装)。坝基测压管观测自2013年5月29日首次观测。符号规定:变化量为“+”表示渗压水位抬升,变化量为“-”表示渗压水位下降。从历年监测资料来看,渗压水位年变幅最大的是位于左副坝左侧的UP1测点,年变幅在3.15m~8.14m之间,其余测点渗压水位年变幅在0.24m~5.40m之间,上游水位年变幅为3.91m。从长序列过程线看:1)左副坝左侧的UP1测点测值跳动较大,变化规律与上游水位相关性不明显;2)左副坝右侧的UP2测点渗压水位变化规律与上游水位相关性较好,且与上游水位接近;3)溢流坝部位的UP5~UP7测点渗压水位呈周期性变化,表现为在夏季渗压水位较高,冬季渗压水位较低,与上游水位变化相关不明显;4)泄洪冲砂闸坝段的UP8测点渗压水位与上游水位存在一定的相关性;5)泄洪冲砂闸坝段的UP9测点渗压水位呈小幅趋势性下降,与上游水位无相关性;6)泄洪冲沙闸坝前的UP10和进水闸坝段前的UP12测点渗压水位变化规律与上游水位相关性较好;7)进水闸坝段的UP13测点渗压水位呈周期性变化,表现为在夏季渗压水位抬升,冬季渗压水位降低,与上游水位变化相关性不明显;8)进水闸坝段的UP14测点渗压水位在冬季较高,夏季较低,变化规律与上游水位无相关性;9)进水闸坝段的UP15测点渗压水位呈小幅趋势性下降;10)进水闸坝段的UP22测点渗压水位变化规律与上游水位相关性较好。[混凝土坝渗压水位过程线见图5-3-9~图5-3-21]图5-3-9左副坝左侧测压管UP1测点渗压水位过程线图5-3-9左副坝左侧测压管UP1测点渗压水位过程线图5-3-10左副坝右侧测压管UP2测点渗压水位过程线图5-3-10左副坝右侧测压管UP2测点渗压水位过程线图5-3-11溢流坝测压管UP5测点渗压水位过程线图5-3-11溢流坝测压管UP5测点渗压水位过程线图5-3-12溢流坝测压管UP6测点渗压水位过程线图5-3-12溢流坝测压管UP6测点渗压水位过程线图5-3-13溢流坝测压管UP7测点渗压水位过程线图5-3-13溢流坝测压管UP7测点渗压水位过程线图5-3-14泄洪冲沙闸测压管UP8测点渗压水位过程线图5-3-14泄洪冲沙闸测压管UP8测点渗压水位过程线图5-3-15泄洪冲沙闸测压管UP9测点渗压水位过程线图5-3-15泄洪冲沙闸测压管UP9测点渗压水位过程线图5-3-16泄洪冲沙闸测压管UP10测点渗压水位过程线图5-3-16泄洪冲沙闸测压管UP10测点渗压水位过程线图5-3-17进水闸坝段测压管UP12测点渗压水位过程线图5-3-17进水闸坝段测压管UP12测点渗压水位过程线图5-3-18进水闸坝段测压管UP13测点渗压水位过程线图5-3-18进水闸坝段测压管UP13测点渗压水位过程线图5-3-19进水闸坝段测压管UP14测点渗压水位过程线图5-3-19进水闸坝段测压管UP14测点渗压水位过程线图5-3-20进水闸坝段测压管UP15测点渗压水位过程线图5-3-20进水闸坝段测压管UP15测点渗压水位过程线图5-3-21进水闸坝段测压管UP22测点渗压水位过程线图5-3-21进水闸坝段测压管UP22测点渗压水位过程线5.3.2.5小结从混凝土坝水平位移、垂直位移、接缝和渗流观测资料看,视准线各测点水平方向位移表现为低温时期(11月至2月)向下游位移,高温时期(5月至8月)向上游位移,符合一般变化规律。水准各测点累计沉降量呈周期性变化,符合混凝土坝一般变形规律。三向测缝计各测点X方向位移量随温度呈周期性变化;混凝土坝两端的J301与J304测点Y方向位移量随温度呈周期性变化,混凝土坝中部的J302与J303测点Y方向位移量变化较平稳;J302测点Z方向位移量变化较平稳;J303测点Z方向位移量呈小幅趋势性增大,混凝土坝两端的J301、J304测点Z方向位移量随温度呈周期性变化,表现为在低温季节左侧块相对于右侧块抬升,高温季节左侧块相对于右侧块下沉。测压管UP1测测点渗压水位波动较大;UP2、UP8、UP10、UP12、UP22测点渗压水位变化规律与上游水位相关性较好;位于溢流坝部位的UP5~UP7、UP13、UP14测点渗压水位呈周期性变化;UP9、UP15测点渗压水位呈小幅趋势性下降。5.3.3砂砾石土坝监测5.3.3.1垂直位移砂砾石土坝共布置5个几何水准测点,编号分别为LD09~LD13,2013年5月31日进行首次观测。符号规定:变化量为“+”表示测点下沉,变化量为“-”表示测点抬升。从历年监测资料看,土坝水准LD09~LD012测点累计沉降量呈周期性变化,在每年12月份有明显抬升,初步判断是由冻胀所致,1月~2月变化平稳,3月后测点明显下沉,4月~11月变化较平稳;LD13测点沉降量呈小幅趋势性增大,测点表现为趋势性下沉。[土坝水准各测点沉降量过程线见图5-3-22]图5-3-22砂砾石土坝垂直位移累计沉降量过程线图5-3-22砂砾石土坝垂直位移累计沉降量过程线5.3.3.2渗流观测1、测压管砂砾石土坝下游侧共布置5个测压管,监测坝下游渗压水位,2013年5月29日进行首次观测。符号规定:变化量为“+”表示渗压水位抬升,变化量为“-”表示渗压水位下降。从历年监测资料看,靠近砂砾石坝右坝头的测压管UP21测点渗压水位最高,年平均值在2157.11m~2158.21m之间,其余测点渗压水位年均值在2149.31m~2154.81m之间。从长序列过程线看,各测点渗压水位变化规律与上游水位有较好的相关性,需加强关注UP21测点渗压水位变化情况。[土坝测压管渗压水位过程线见图5-3-23~5-3-27]图5-3-23砂砾石土坝下游侧测压管UP16测点渗压水位过程线图5-3-23砂砾石土坝下游侧测压管UP16测点渗压水位过程线图5-3-24砂砾石土坝下游侧测压管UP17测点渗压水位过程线图5-3-24砂砾石土坝下游侧测压管UP17测点渗压水位过程线图5-3-25砂砾石土坝下游侧测压管UP19测点渗压水位过程线图5-3-25砂砾石土坝下游侧测压管UP19测点渗压水位过程线图5-3-26砂砾石土坝下游侧测压管UP20测点渗压水位过程线图5-3-26砂砾石土坝下游侧测压管UP20测点渗压水位过程线图5-3-27砂砾石土坝下游侧测压管UP21测点渗压水位过程线图5-3-27砂砾石土坝下游侧测压管UP21测点渗压水位过程线2、绕坝渗流在坝址区右岸设绕坝渗流观测孔,编号为OH01和OH02,用于观测土工膜防渗坝的绕坝渗流情况,2013年5月29日进行首次观测。2017年6月份观测时,发现绕坝渗流观测孔OH02上方被附近村民堆放沙子而完全覆盖,且堆放量大,无法进行观测,目前暂未恢复。2017年7月30日,绕坝渗流观测孔观测方法改为响锤法。2017年12月绕坝渗流OH01测孔因孔口结冰无法观测。符号规定:变化量为“+”表示孔内水位抬升,变化量为“-”表示孔内水位下降。从历年监测资料看,OH01测孔孔内水位年均值在2157.03m~2157.66m之间,OH02测孔孔内水位年均值在2157.03m~2158.12m之间。从长序列过程线看,OH01、OH02测孔孔内水位变化与上游水位相关性较好,且与上游水位较接近,需关注孔内水位变化情况。[土坝绕坝渗流地下水孔孔内水位过程线见图5-3-28~图5-3-29]图5-3-28右岸砂砾石土坝坝头绕坝渗流地下水OH01测孔孔内水位过程线图5-3-28右岸砂砾石土坝坝头绕坝渗流地下水OH01测孔孔内水位过程线图5-3-29右岸砂砾石土坝坝头绕坝渗流地下水OH02测孔孔内水位过程线图5-3-29右岸砂砾石土坝坝头绕坝渗流地下水OH02测孔孔内水位过程线3、砂砾石土坝渗漏量在冲砂闸下游、砂砾石坝下游分别设置一套梯形量水堰,监测坝体渗漏量,编号分别为WE1、WE2,2013年7月12日进行首次观测。2016年11月22日,电站枢纽渗流监测量水堰新建项目开工,在建设初期对原大梯形(WE1)、小梯形(WE2)量水堰进行了拆除,直至12月12日大小量水堰改造新建项目完工,WE1仍为梯形堰,WE2改为直角三角堰。符号规定:变化量为“+”表示渗漏量增大,变化量为“-”表示渗漏量减小。从历年监测资料看,改造前WE1量水堰渗漏量年均值在66.02L/s~79.65L/s之间,改造后WE1量水堰渗漏量年均值在45.74L/s~54.38L/s之间,截至2017年6月27日,渗漏量为60.03L/s。从长序列过程线看,WE1测点渗漏量与上游水位存在一定相关性,2017年度该测点渗漏量呈趋势性增大。WE2量水堰自2015年10月起,仅2016年7月20日和2016年9月25日观测时有水流渗出,其余时间均为干涸。[量水堰渗漏量过程线见图5-3-30]图5-3-30砂砾石土坝量水堰WE1测点渗漏量过程线图5-3-30砂砾石土坝量水堰WE1测点渗漏量过程线5.3.3.3土坝裂缝监测1、土坝裂缝宽度2015年1月份开始对土坝存在的两条编号为1号、2号的裂缝宽度进行观测,2016年6月2日对土坝存在的10条裂缝进行编号,原1号和2号分别编号为G01和G02,其它编号分别是G03~G10,2016年6月13日为始测日期。土坝裂缝G05测点自2017年7月11日因钢筋头损坏无法观测。符号规定:变化量为“+”表示裂缝张开,“-”表示裂缝闭合。从历年监测资料看,各测点裂缝宽度在低温季节(12月~2月)增大,裂缝表现为张开,初步判断是因土体冻胀所致,在3月份裂缝宽度减小,裂缝表现为闭合,其余时间裂缝宽度变化较平稳。[各测点裂缝开合度特征值见表5-3-31]图5-3-31砂砾石土坝裂缝各测点开合度过程线图5-3-31砂砾石土坝裂缝各测点开合度过程线2、土坝裂缝深度2016年6月2日观测时,除2#主裂缝上的G01、G02、G06测点可测裂缝深度外,其余各测点由于温度升高及坝面砂土掉落、填埋,裂缝闭合趋势十分明显,基本不可见。从2017年观测资料看,各测点裂缝深度变幅较大,是由于观测时观测人员不同,加之坝面车辆过往,部分砂土掉落回填,并且下雨也会导致缝内砂土浸润,从而导致土坝裂缝深度测值变幅较大。5.3.3.4小结垂直位移观测中,土坝水准LD9~LD12测点在每年12月份有明显抬升,初步判断是由冻胀所致,1月~2月变化平稳,3月后测点明显下沉,4月~11月变化较平稳;LD13测点表现为趋势性下沉。测压管各测点渗压水位变化规律与上游水位有较好的相关性。绕坝渗流地下水OH01、OH02测孔孔内水位变化与上游水位相关性较好。2017年度量水堰WE1测点渗漏量呈趋势性增大。土坝裂缝各测点裂缝宽度在低温季节(12月~2月)表现为张开,在3月份裂缝表现为闭合,其余时间变化趋势较平稳。5.3.4结论5.3.4.1混凝土坝1)视准线各测点水平方向位移表现为低温时期(11月至2月)向下游位移,高温时期(5月至8月)向上游位移,符合混凝土坝变形一般规律。2)水准各测点累计沉降量呈周期性变化,符合混凝土坝变形一般规律,但LD03~LD08测点累计位移量年变幅呈逐年增大趋势,需加强关注。3)泄洪冲沙闸和溢流堰两侧的接缝位移量变化随气温变化规律较明显;溢流坝接缝位移量变化与气温的相关性较小,变化趋势较平稳。4)测压管UP1测点渗压水位波动较大,变化规律与上游水位相关性不明显;UP2、UP8、UP10、UP12、UP22测点渗压水位变化规律与上游水位相关性较好;位于溢流坝部位的UP5~UP7、UP13、UP14测点渗压水位呈周期性变化;UP9、UP15测点渗压水位呈趋势性下降。5.3.4.2砂砾石土坝1)垂直位移观测中,土坝水准LD9~LD12测点在每年12月份有明显抬升,初步判断是由冻胀所致,1月~2月变化平稳,3月后测点明显下沉,4月~11月变化较平稳;LD13测点表现为趋势性下沉。2)测压管各测孔孔内水位变化与上游水位有较好的相关性,需加强关注。3)绕坝渗流地下水OH01、OH02测孔孔内水位变化与上游水位相关性较好,且与上游水位较接近,需加强关注。4)2017年度量水堰WE1测点渗漏量呈趋势性增大,需加强关注,WE2测点2017年度无流量。5)土坝裂缝各测点裂缝宽度在低温季节(12月~2月)表现为张开,在3月份裂缝表现为闭合,其余时间变化趋势较平稳。5.3.5建议1
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