3/2019青海水力发电
嘉陵江巨亭水电站扬压力大坝安全的影响简析
林 莉
（国家电投集团青海黄河电力技术有限责任公司 青海西宁 810016）
内容提要 2016年11月10日，嘉陵江巨亭水电站开始蓄水，蓄水以后对各监测项目进行了加密，针对监测资料对各项目测点测值变化情况进行了分析，厂房与泄洪闸渗压计与上游水位存在一定的相关性，多点变化计部分测点出现突跳，以及巡视检查发现的问题进行排查、大坝基础断层变形和渗流监测资料分析，说明重视坝区分析的必要性和可行性。
1 工程概况
巨亭水电站位于陕西省宁强县境内嘉陵江干流上，坝址位于宁强县巨亭镇上游约5km处，该电站上游有荷叶坝水电站，下游为阳平水电站。巨亭水电站为低水头河床式电站，具有日调节性能，属Ⅲ等中型工程，是以发电为主的电站。电站装机容量40MW，保证出力5.5MW，多年平均发电量1.315亿kW·h。
巨亭水电站枢纽建筑物从右至左依次布置为：右岸副坝、泄洪闸坝段、电站厂房、安装间和左岸副坝。泄洪闸、副坝、发电厂房及开关站等主要建筑物为3级建筑物，次要建筑物为4级建筑物。电站厂房布置2台单机容量16MW和1台单机容量8MW贯流式水轮发电机组，总装机40MW，机组满发引用流量256m3/s；泄洪闸布置在河床偏右侧，共5孔，孔宽13.0m，闸顶高程602m，正常蓄水位为599.0m，最大坝高43.5m，总库容3265万m3，1～4#孔采用WES实用低堰，5#孔采用平底闸。巨亭水电站安全监测仪器埋设主要布置在河床右侧泄洪闸、左侧发电厂房、开关站及临时工程等。
性能，2015年11月30日，由于嘉陵江锑泄露事件，按照要求大坝提前蓄水至585m，于2015年12月18日放空。2016年11月12日水库开始正常蓄水，至2016年11月12日上游水位为578.00m。蓄水期间由于铁路防护施工，导致上游水位多次降低。
2017年汛期共泄洪7次，其中10月10日泄洪量最大，达2800m3/s。泄洪期严格按照泄洪程序执行，确保下游河道、泄水建筑物的安全运行。2018年上游水位维持在587.31m～591.28m之间（上游水位过程线见图1）。
图1 嘉陵江巨亭水电站上游水位过程线
3 大坝运行简要分析3.1 厂房基础渗压计监测
P6-1、P6-2、P6-3为厂0+06.50m断面坝基渗压的观测点，P6-1测点位于坝基帷幕上游侧，P6-2、
收稿日期：2019-8-28
作者简介：林 莉 女 （1976-） 工程师 国家电投集团青海黄 河电力技术有限责任公司
2 水库水位变化情况
巨亭水电站为低水头河床式电站，具有日调节
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P6-3位于坝基帷幕下游侧。
厂0+06.50m断面同一高程上的渗压计水位，呈现幕后P6-2测点渗压水位大于幕前P6-1测点；幕后P6-2测点渗压水位大于库水位；幕前P6-1测点、幕后P6-3测点渗压水位基本持平且变化规律相似的特点。
P6-4、P6-5、P6-6为厂0+027.6m断面坝基渗压的观测点，P6-4测点位于坝基帷幕的上游侧，P6-5、P6-6位于坝基帷幕下游侧。
厂0+27.60m断面同一高程上的渗压计水位，呈现幕前P6-4测点渗压水位大于幕后P6-5、P6-6测点；幕前P6-4测点渗压水位大于库水位；幕后P6-5测点渗压水位与库水位基本持平的特点。
3.2 泄洪闸基础渗压计监测
P9-7、P9-8、P9-9为坝0+19.0m断面坝基渗压的观测点，P9-7测点位于坝基帷幕上游侧，P9-8、P9-9位于坝基帷幕下游侧。
坝0+19.0m断面同一高程上的渗压计水位，呈现幕前P9-7测点渗压水位大于库水位；越靠近上游的测点，其测值与库水位的相关性好于下游；位于幕后测点的渗压计水位靠近上游较高，变幅较大，渗压也越大，靠近下游则较低，变幅较小的特点。
P9-4、P9-5、P9-6为坝0+53.0m断面坝基渗压的观测点，P9-4测点位于坝基帷幕的上侧，P9-5、P9-6位于坝基防坝基帷幕下游侧。
坝0+53.0m断面同一高程上的渗压计水位，呈现幕后P9-5测点渗压水位大于库水位，幕前P9-4测点渗压水位与库水位基本持平；各测点渗压水位受库水位影响明显，相关性较好，且越靠近上游的测点，其测值与库水位的相关性好于下游；位于幕后测点的渗压计水位靠近上游较高，变幅较大，渗压也越大，靠近下游则较低，变幅较小的特点。
P9-1、P9-2、P9-3为坝0+69.0m断面坝基渗压的观测点，P9-1测点位于坝基帷幕上游侧，P9-2、P9-3位于坝基帷幕下游侧。
坝0+69.0m断面同一高程上的渗压计水位，呈现幕后P9-2、P9-3测点渗压水位大于幕前P9-1测点；各测点渗压水位受库水位影响明显，相关性较好；幕后48
两测点渗压水位量值基本接近，变化规律相似的特点。
3.3 泄洪闸和厂房测缝计和钢筋计观测
在泄洪闸3号和4号坝段接缝布置2支测缝计J4-1～J4-2，泄洪闸1号和2号坝段接缝布置2支测缝计J4-3～J4-4。厂房1#纵缝布置8支测缝计C1～C8，2#纵缝布置7支测缝计C9～C15,3#机衬砌混凝土和岩体之间布置1支测缝计J1-1。
从观测成果看，泄洪闸和厂房各测点开合度随温度呈周期性变化且逐年增大趋势。
泄洪闸0#闸墩布置5支钢筋计R0-1～R0-5，1#闸墩布置10支钢筋计R1-1～R1-10，3#闸墩布置10支钢筋计R3-1～R3-10。
从观测成果看，各断面监测点钢筋应力与往年变化规律基本一致，钢筋应力变化量值较小，随温度呈小幅周期变化。
3.4 横河向渗压水位分布规律分析
帷幕前、紧挨帷幕后第一排、帷幕后第二排各渗压计渗压水位过程线见图２～图４，图５～图７为分布图，日期分别为2017年12月16日和2018年3月16日，为处理前和处理后的对比情况。
由过程线和分布图看出：
幕前各测孔渗压水位沿坝轴线方向分布呈右岸低，左岸高的特点。P6-4测点渗压水位高于上游水位；P9-4、P9-7测点渗压水位接近上游水位；P6-1、P9-1测点渗压水位低于上游水位。
幕后第一排各测孔渗压水位沿坝轴线方向P9-5、P6-2测点渗压水位高于上游水位；P9-2、P9-8测点渗压水位低于上游水位。
幕后第二排各测孔渗压水位沿坝轴线方向各测点渗压水位均低于上游水位，P9-3测点渗压水位最高、P9-9测点渗压水位最低。
图2 帷幕后第一排各渗压计渗压水位过程线
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图3 帷幕后第二排各渗压计渗压水位过程线
图4 帷幕后第三排各渗压计渗压水位过程线
图5 帷幕后第一排各渗压计渗压水位分布图
图6 帷幕后第二排各渗压计渗压水位分布图
图7 帷幕后第三排各渗压计渗压水位分布图
4 坝顶新增扬压力观测孔监测资料分析4.1 坝顶4扬压力观测孔布设情况
2017年4月4日至17日，在左副坝段和2号闸墩幕后各布设了一个扬压力观测孔，编号分别为：1号孔（左岸）和2号孔（泄洪闸）；2018年3月4日和8日新增2个扬压孔。分别为3号孔（位于2号闸墩坝下0+5.30m）和4号孔（位于2号闸墩坝下0+19.00m）测孔参数见表1。
表1 1号和2号扬压观测孔布设参数表
单位：mm
序号测点编号埋设桩号埋设轴距
孔底埋设高程
位置
1
1号孔
厂左（左岸）厂上0+16.50+62.15568.00
左副
坝段22号孔坝右
（泄洪闸）坝下0+4.30+037.0
558.00
坝下0+5.303
3号孔
（坝基幕后坝右
约1m）0+36.30550.402号闸
墩坝下0+19.0044号孔
（堰顶中心坝右
线0+15.88）
0+36.30
550.50
备注
4.2 孔内水位监测资料分析
1号观测孔于2017年4月18日取得初始值，之后孔内水位小幅波动，2017年5月24日做了注水试验，孔内水位为5.30m，之后孔内水位持续下降，6月2日孔内水位为584.01m，与5月24日相比
变化了-5.29m。2017年6月至8月孔内水位维持在582.32～586.10m之间，过程线见图8。
图8 1号孔内水位与上游水位过程线2号孔扬压力观测孔自2017年4月14日取得初始值。截至2018年3月17日泄洪闸测孔水位为585.88m，与2017年4月14日相比变化了+6.08m，同期上游水位变化了-1.39m。2017年5月24日做了
注水试验，孔内水位为601.10m（历史最大值），之后孔内水位持续下降，6月11日与5月24日相比下降了18.57m，同期上游水位为+0.14m，过程线见图9。
图9 2号孔内水位与上游水位过程线
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2号闸墩3号孔于2018年3月8日完工，当日对该孔进行了注水试验，孔内水位为583.10m，之后孔内水位小幅下降，3月13日水位小幅回升，3月14日开始下降，至3月16日孔内水位为581.38m，与3月14日相比变化了-1.30m，同期上游水位变化了-3.17m，与上游水位变化规律基本一致。该测孔布设位置与泄洪闸渗压计P9-5（桩号：坝0+053m，高程：559.550m）测点相近，3月14日与3月8日P9-5测点渗压水位相比变化了0m，同期3号孔扬压水位变化了-0.42m，见图10、11。
图10 3号孔扬压水位与上游水位过程线
图11 3号孔扬压水位与泄洪闸渗压计P9-5渗压
水位过程线2号闸墩4号孔于2018年3月4日完工并开始观测，孔内水位为577.70m，3月7日对该孔进行了注水试验，孔内水位为578.70m，与3月4日相比变化了+1.00m。之后水位缓慢回落。该测点与上游水位相关性较小，但与下游水位变化规律一致，量值接近。该测孔布设位置与泄洪闸渗压计P9-8（桩号：坝坝0+19.384m，高程：559.735m）测点渗压水位相近，
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见图12、13.
图12 4号孔扬压水位与上游水位过程线
图13 4号孔扬压水位与泄洪闸渗压计P9-8渗压
水位过程线
5 结论
通过对监测资料初步分析，各测点后期运行平稳，泄洪闸和厂房大部分渗压计测点与上游水位相关性较好，防渗效果存在一定的问题，按照工程设计和要求，各项参数符合设计计算成果，即使扬压力较大，大坝符合标准，防渗符合相关性。由于存在坝基较大，需密切关注，发现问题，深层分析研究。
内部变形及裂缝接缝变形较小，结构应力应变
受温度变化影响较明显，基本呈年周期性变化，巨亭水电站基础变形、渗流和结构应力应变等各测点运行基本平稳，建筑物状态正常。
综合分析监测资料及巡视检查情况表明，泄洪闸和厂房均无影响水电站大坝安全稳定运行的重大问题。现场巡视未见异常，除个别测点测值突跳外，监测项目成果未发现异常。大坝变形及渗流符合相应水位、气温等条件下的变化规律，大坝整体性良好。
