湖北汉江王甫洲水力发电有限责任公司 湖北老河口 441800
摘要:湖北汉江王甫洲水利枢纽泄水闸坝基扬压力观测,采用设计明确的扬压系数作为扬压力是否超限的监控指标,并对11#闸墩幕后笫一支测压管扬压过程线呈年周期变化进行分析研究,确保工程安全运用。
关键词:泄水闸 测压管 资料分析
1. 工程概述
王甫洲水利枢纽泄水闸包括进水渠、防冲板、上游左、右导墙、闸室、门库、下游左、右导墙、护坦、海漫、出水渠、左岸护坡等。位于主河床左岸滩地上,轴线长413m,共设23个泄水闸孔,23孔最大泄量22000m3/s,设计泄流量18070m3/s,泄水闸中心线偏离主河床较远,泄水闸泄洪改变了天然河势主流的流向,造成下游流态较复杂。鉴于泄水闸出水渠已按设计断面开挖到位,并对应于11#、12#、13#闸孔、顺下游左岸护岸开挖了鉴于泄水闸出水渠已按设计断面开挖到位,并对应于11#、12#、13#闸孔、顺下游左岸护岸开挖了一条50m宽、高程为78.00m的水流引导槽。
2.监测成果分析
2.1泄水闸1#闸墩基础断面测压管水位监测资料分析
泄水闸 1#闸墩基础断面测压管共 10 根,其中 G4-1、G4-2 测压管位于闸墩上游侧防渗帷幕前,其余 8 根依次布置于闸墩上游侧防渗帷幕后。各测点测压管水位测值统计见表可知:
(1)G4-1、G4-2 测压管位于1#闸墩基础帷防渗幕前,管水位受上游库水位变化的影 响,但相关性不明显,在泄水闸不泄洪弃水时;幕后第 1 根测压管 G4-3 及第 2 根测压管 G4-4 水位测值分别较上游水位 要低约5m、5.5m,计算测点处的平均渗压系数约 0.41、0.32,说明该闸基帷幕有效降低水头5米左右,防渗效果良好,但减压孔减压效果一般。其余测压管水位的渗压系数基本处于 0.09~0.19 之间,并且顺流向依次逐渐减小。
闸墩基础测压管水位测值统计表
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泄水闸 11#闸墩基础断面测压管共9根,其中 G4-11、G4-12 测压管位于闸墩上游侧防渗帷幕前,其余7根依次布置于闸墩上游侧防渗帷幕后。各测点测压管水位测值统计 见表 可知:
(1)幕前 G4-11、G4-12 测压管水位与上游库水位基本一致,作同步变化,相关性较 明显,变幅小;在泄水闸不泄洪弃水时,除幕后第 1 根测压管 G4-13 外,幕后其余各根测压管水位相差不大,较上游水位低 7m 左右,所处测点的渗压系数低于 0.05,说明防渗、减压孔减压效果较好。
(2)幕后第一支测压管 G4-13 测压管平均水位为 79.08m,水位测值呈年周期变化,基本不受上下游水位的影响,该管水位测值年变幅量基本相当在 0.5m 左右,平均渗压系数为 0.16,认为帷幕防渗效果较好。经判断 G4-13 出现年周期变化可能有如下原因:帷幕与基岩接触处产生渗漏通道,温度变化会引起帷幕与基岩接触处裂隙张开度变化, 裂缝随温度的升高(或降低),而呈现出闭合(或张开)的不同变化,因而闸基与闸体的渗 流也相应减小(或增大),从而导致测压管水位的降低与升高。
(3)防渗帷幕后测压管水位受下游水位影响较明显,当泄水闸泄洪弃水,下游水位上 升,测压管水位相应上升,反之,管水位则相应下降。
综合认为 11#闸基帷幕防渗效果和减压孔减压效果均较好。
2.2泄水闸23#闸墩基础断面测压管水位监测资料分析
泄水闸23#闸墩基础断面测压管共10根,其中G4-20、G4-21 测压管位于闸墩上游侧防渗帷幕前,其余8 根依次布置于闸墩上游侧防渗帷幕后。各测点测压管水位测值统计见表可知:
(1)23#闸墩基础幕前G4-20、G4-21 测压管水位与上游库水位一致,基本作同步变化,相关性较明显,目前变幅很小;幕后第1 根测压管G4-22的测压管水位自2016年6月修复后,其水位测值较幕前测压管水位要低约5m左右,所处测点的渗压系数约0.45,减压孔后测压管G4-23的水位测值较上游水位要低约8m左右,所处测点的渗压系数约0.04,说明该闸基帷幕防渗效果和减压效果良好;在泄水闸不泄洪弃水时,幕后其余各根测压管水位相差不大,较幕前测压管水位要低约8.0~9.0m,所处测点的渗压系数低于0.05。
(2)防渗帷幕后测压管水位受泄水闸泄洪弃水影响较明显,当泄水闸泄洪弃水,下游水位上升,测压管水位相应上升,反之,管水位则相应下降。
3.小结
(1)1#闸墩帷幕前测压管G4-1、G4-2管水位受上游库水位变化的影响,但相关性不明显,存在淤堵现象。测压管 G4-4处的平均渗压系数约0.32,说明减压孔减压效果一般。其它几支幕后测压管扬压系数均在长江委设计值范围内。
(2幕后第一支测压管 G4-13水位测值呈年周期变化,基本不受上下游水位的影响,经判断 G4-13 出现年周期变化可能有如下原因:帷幕与基岩接触处产生渗漏通道,温度变化会引起帷幕与基岩接触处裂隙张开度变化;帷幕后观测扬压力系数;均在设计允许范围内。
(3)23#闸墩帷幕前G4-20、G4-21 测压管水位与上游库水位一致,基本作同步变化,相关性较明显;其它减压孔后观测值a均在设计允许范围内。
戴青(1975-),男,技师,湖北汉江王甫洲水力发电有限责任公司,从事大坝安全监测工作。