山口水电站碾压混凝土坝段坝体温度监测资料分析.pdf

第 8卷0 2 2 0 1 0年 7月 南水 北调与 水利科技 S o u t h - t o - N o r t h Wa t e r Tr a n s f e r s a n d Wa t e r S c i e n c e& Te c h n o l o g y Vo 1 8 S u p p J u 1 2 0 1 0 山口水 电站碾压混凝土坝段坝体温度监测资料分析 王晓栋 ( 新疆伊犁河流域开发建设管理局， 乌鲁木齐 8 3 0 0 0 0 ) 摘要： 山口大坝是黏土心墙堆石坝与碾压混凝土重力坝的混合坝型， 碾压混凝土重力坝在新疆的运用很少， 此资料 对同类型的工程有很好的参考价值。温度监测是碾压混凝土重力坝最重要的监测之一， 为工程的施工及今后的运 行管理提供了宝贵的参考资料。该工程 2 0 0 9 年 1 月 6日正式下闸蓄水， 通过对蓄水后的监测数据分析表明， 该坝 运行性态 良好 。 关键词： 碾压混凝土重力坝； 数据分析； 温度监测； 初期蓄水 中图分类号： T V5 4 7 5 文献标识码： B 文章编号： 1 6 7 2 1 6 8 3 ( 2 O 1 O ) 0 0 2 0 1 4 0 0 3 Da t a Ana Ly s i s o n Te mp e r a t u r e M o ni t o r i ng o f RCC Da m i n S ha n ko u Hy d r o po we r St at i o n W ANG Xi a o - d o n g ( Xi n j i a n g De v e l o p me n t a n d C o n s t r u c t i o n Ad mi n i s t r a t i o n f o r Y i l i Ri v e r B a s i n ， U r u m c h i 8 3 0 0 0 0 ， Ch i n a ) Ab s t r a c t ：Th e S h a n k o u d a m i s a c o mb i n a t i o n o f c l a y c o r e wa l l r o c k fil l d a m a n d RCC g r a v i t y d a m， RCC gr a v i t y d a m i s s e l d o m s e e n n o wa d a y s i n Xi n j i a n g T h e d a t a c o u l d p r o v i d e i mp o r t a n t r e f e r e n c e f o r t h e o t h e r s i mi l a r p r o j e c t s T e mp e r a t u r e mo n i t o r i s o n e o f t h e mo s t i mp o r t a n t mo n i t o r s o f R C C d a m， i t c o u l d o f f e r v a l u a b l e r e f e r e n c e f o r t h e c o n s t r u c t i o n a n d t h e o p e r a t i o n ma n a g e me n t o f t h e p r o j e c t Th e p r o j e c t h a s b e g u n t o s t o r e wa t e r s i nc e J u n e 1 s t ， 2 0 0 9 Th e r e s u l t o f t h e t e mp e r a t u r e mo n i t o r i n g d a t a a n a l ys i s s h o ws t ha t t he d a m r u n s we l 1 Ke y wo r d sRCC g r a v i t y d a m ； d a t a a n a l ys i s ； t e mp e r a t u r e mo n i t or i n g； o r ig i na l s t o r a g e 山口水电站是某河干流梯级开发的最末一级。工程规模 属大( 2 ) 型， 工程等别为 I I 等。坝址区地震基本烈度为 8 。 ， 大 坝按基本烈度提高至 9 。 设 防。大坝左岸桩号 0 +0 0 0 0 0 0 +4 9 6 O 0 ， 为碾压 混凝土 重力坝 ； 桩 号 0 +4 9 6 O +5 5 6 ， 为 碾压混凝土重力坝与黏土心墙坝结合段； 桩号坝 O +5 5 6 O O 坝 O +9 6 3 1 0 ， 为黏土心墙 坝。 1 安全监测概 况 1 1 温度监 测 项 目 温度监测项 目包括： 库水温监测、 坝体温度监测、 坝基边 界及基 岩温度监测 。 1 2 安全监 测 项 目布 置 选用 6 号 、 l O 号 、 1 9号坝段 为观测 断面， 测点基 本上 以网 格状布置。为测得坝体的温度场， 上游侧坝内温度计布置较 密， 其中距上游坝面 5 0 i n r n的温度计用来测量水库水温。在 水位变化频繁的部位， 适当加密。坝体内温度计布置 ， 按规范 最小间距 8 m布置。在埋设其它内部仪器的位置不再设温度 计， 要求其它内部仪器都能兼测温度。在 6号坝段， 设置 1 7 支温度计； 1 0 号坝段设置了 2 6只温度计； 1 9号坝段设置 1 9 支温度计。其中库水温度计 7 支 ， 用于测量库水温度。 2 监测资料初步分析 2 1 泄洪底孔 坝段 ( O + 1 0 5 0断面) 在 8 6 7 9 m高程( 基础面高程) 沿基础面从上游到下游布 置了5 支温度计， K 1 、 T 0 1 、 T 0 2 、 T 0 3 、 T 0 4 ( 其中K 1为测缝计) 。 仪器埋设时的混凝土温度为 2 22 5， 仪器安装埋 设后温度迅速上升， 3 d后最高温度达到最高值 3 4， 之后温 度开始下降。但是， 随着上层混凝土的继续浇筑， 温度又有所 上升 。2 0 0 6年 1 1月初 以后 ， 温 度一 直逐 步 下降 ， 由于在 坝 基， 温度年变幅较小， 2 0 0 9年温度年变幅小于 1。目前， 各 测点温度在 1 1 51 3 1之间。 在 8 7 3 0 m高程( 廊道顶部高程) ， 从上游到下游布置了 5支温度计 TO 5 、 T 0 6 、 T0 7 、 T 0 8 、 T0 9 。 T 0 5 、 T0 6 、 T0 7温度计 ， 安装 埋设时的混凝土温度为 1 5l 7。T 0 8 、 T 0 9 温度计， 安装埋设时的混凝土温度 为 2 32 4； 仪器安装埋设 3 d后， 温度达到( 相对) 最高 收稿 日期 ： 2 0 1 0 0 4 1 6 修 回日期 ： 2 0 1 0 0 5 1 3 作者简介 ： 王晓栋 ( 1 9 8 2 一 ) ， 女， 甘肃人 ， 助理工程 师， 从事大坝施工运行管理和安全监测工作 。 1 4 0 立 嚣 疆 强 r *l * 毽 畦 | l 王晓栋 山口水电站碾压混凝土坝段坝体温度监测资料分析 值 2 9左右， 然后温度开始下降， 8 d后随着上层混凝土的浇 筑温度又开始上升， 2 6 d后最高温度达到3 4 6。温度年变 幅逐渐减小， 2 0 0 7 年为 6 51 O 6。 C， 2 0 0 8年为 5 7 7 3。2 0 0 9 年为 4 76 1。 2 0 0 6 年 1 1 月下旬， 在 8 8 5 0 r n高程 ( 底孔顶部高程) 安 装埋设了 3 支 温度计 ， S 2 8 1 、 T1 0 、 Tl l ( S 2 8 1 为应变计兼测 温度) 。 由于安装埋设底孔顶板上侧， 受气温影响温度年变幅较 大。仪器安装时的混凝土温度为 3左右， 仪器安装埋设 3 d 后温度达到最高值 2 1左右， 随着气温的降低， 温度开始大幅 下降， 2 0 d 后温度下降到 0 5左右。随着上层混凝土的浇筑 和加强保温措施， 温度又开始上升， 3 0 d后温度又上升到 1 8 0左右。之后 ， 混凝土温度随着气 温 的升降而变 化。温 度年变幅逐年减小， 目前 ， 温度分别为 6 2、 6 2、 4 9。 2 0 0 7 年 5 月 中旬 ， 在 8 9 0 0 IT I 高程安装埋设 了 5 支 温度 计， K8 、 TI 2 、 T I 3 、 T1 4 、 K9 ( K8 、 K9为测缝计兼测温度) ， K8 、 K9分别安装埋设在上游面和下游面。 安装埋设后， 最高温度为 3 0 5。2 0 0 8年 1月底和 2 月初， 安装在上游面的 K8和下游面的 K9温度出现了负温 ( 一1 5、 一4 1) ， 2 0 0 8年最高温度为 2 0 9， 1 2月底各 测点温度分别为 6 3、 1 4 4、 1 6 0、 8 7、 2 8。 C， 2 0 0 9 年最高温度为 1 9 2， 1 2 月底各测点温度分别为 5 1。 C、 1 0 9 、 1 3 1 、 8 3 、 3 0 。 2 0 0 7年 1 1 月中旬， 在 8坝段 8 9 2 7 m高程， 安装了 5支 坝面温度计 TS 1 、 T S 2 、 T S 3 、 TS 4和 T S 5 ， 距坝后坡的距离分 别是： 1 1 5 c m、 6 5 c m、 3 5 c m、 1 5 c m和 1 c m。这时坝体喷了聚 胺脂保温 。 2 0 0 8 年 1月份最低气温达到一2 1 7时， 坝面温度 ( T S 5 ) 为 3 1。2 0 0 8年 7 月底， 最高气温达到 3 8 0时， 坝面温度( T S S ) 为 2 3 0， 2 0 0 9年 1 月最低气温为一I I 5， 坝面温度( Ts 5 ) 为 6 7。2 0 1 0年 1 月初最低气温为一1 8 8 ， 坝面温度( ) 为 5 2。从而说 明， 聚氨酯保温效果 良好 。 2 0 0 7年 1 1 月中旬， 在 8 坝段安装的 4支温度计 ( 仓面为 土石料保 温) ， TL 3 3 、 TL 3 4 、 T 6安 装在仓 面 中间， TL 3 5安 装在仓面中间偏上游 1 E n处 ， 4支温 度计距 混凝 土顶 面的距 离分别是： T L 3 3 为 2 7 m、 T L 3 4为 1 5 m、 TL 3 5和 TL 3 6为 0 3 m。2 0 0 8年 1 月份最低气温达到一2 1 7时， 各测点的 温度为 ： T L 3 3为 1 4 9、 TL 3 4为 1 2 1、 T L 3 6为 9 4、 T I j5为 8 9， 从而说明， 仓面为土石料保温越冬效果良好。 2 0 0 9 年 7 月到目前， 温度变幅较小， 最大温度变幅为 1 2。 T L 3 3 、 TL 3 4两支新增温度计， 安装埋设 9 d后， 温度开始 下降。由于继续浇筑混凝土从 2 0 0 8年 3月下旬到目前 ， 一直 在缓慢上升， 目前的温度( 即最高温度) 为 2 3 5、 2 5 1。 TL 3 5 、 TL 3 6 两支新增温度计， 由于距临时仓面较近， 安装埋 设 2 d 后温度开始下降， 上层混凝土继续浇筑温度又有所回 升。从 2 0 0 8年 4月下旬到 目前， 一直在缓慢上升， 目前的温 度( 即最高温度) 为 2 6 2、 2 5 6。 为了监测混凝土坝面喷涂聚氨酯的保温效果， 2 0 0 7年 1 1 月初和 1 2月初分别在 1 1坝段和 1 6 坝段的下游坝坡混凝土 表面( 聚胺脂保温) 各安装了 1 支温度计 TL 1 7 和 TL 1 8 。 监测数据表明， 随着气温的下降， 2 0 0 8年 1月份最低气 温达到一2 1 7时， TL 1 7 、 TL 1 8最低温度为 3 3和 4 5 。2 0 0 8 年 7 月底， 最高气温达到 3 8 0时， TL 1 7测点的 温度为 2 0 9。2 0 0 9年 1 月最低气温时 T L 1 7 、 T L 1 8最低 温度为 3 8和 4 4。2 0 1 0 年 1 月最低气温一1 8 8时， T L 1 7 、 TL 1 8 最低温度为 5 8和 6 1。从最低和最高气 温时坝表面测点温度看， 聚氨酯坝面保温效果良好。 2 2非溢流 坝段 ( 0 +1 5 8 0断 面) 在 8 6 6 2 F F I 高程( 基础面高程) ， 沿基础面从上游到下游 布置了 5支 温度计 T1 8 、 T1 9 、 T 2 0 、 T2 1 、 T 2 2 ， 见 图 1 。在 8 7 4 0 IT I 高程安装埋设了 3 支坝体温度计 T 2 3 、 T2 4 、 T 2 5 。在 8 8 5 0 m高程安装埋设了 3 支坝体温度计 T2 6 、 T 2 7 、 T2 8和 5 支坝面温度计TS 1 至 T S 5 。在 8 9 8 0 m高程安装埋设了3支 坝体温度计 T 2 9 、 T 3 0和 1 支坝面温度计 T S 6 。在 9 1 0 0 r r l 高程安装埋设 1 支坝体温度计 T3 1 。 在基础面中间， 安装埋设 了一 组 ( 4支) 基岩温度计， Tr 1 ( 1 0 m) 、 Tr 2 ( 7 5 m) 、 Tr 3 ( 5 m) 、 Tr 4 ( 2 5 m) 。 赠 图 1 TI 8 至 T 2 2温度过程线 从图 1过程线看出， 安装埋设在基础面的温度计 T1 8 、 T 1 9 、 T2 0 、 T 2 1 、 T2 2 ， 安装后温度上升， 但 由于垫层混凝土浇 筑较薄， 且上层混凝土浇筑间隔时间较长， 所以最高温度只达 到最高值 2 3。2 0 0 7年 7 月初以后各测点温度逐渐下降。 2 0 0 8 年 1 2 月底， 温度分另 为： 1 3 1、 1 5 6、 1 7 1、 1 4 9、 1 2 3， 中心温度与上游温差 3 5。2 0 0 9年 1 2 月底， 温度 分别为： 1 2 4、 1 3 9、 1 4 7、 1 3 7， 中心温度与上游 温差 1 3 。 2 0 0 7 年 4月下旬 ， 在基 础面 ( 8 6 6 2 m) 安装埋 设 了 1 组 基岩温度计 Tr l 、 T r 2 、 T r 3 、 T r 4 ， 分别距基础面 1 0 m、 7 5 iT I 、 5 0 r l l 和 2 5 r ll ， 见 图 2 。安装 埋设 后各测 点温度 逐渐上 升 ， 2 0 0 8年 7月份到 2 0 0 9年底 ， 基岩温度缓慢下降。2 0 0 8 年底 ， Tr l 、 Tr 2 、 T r 3 、 T r 4的温度分别为： 1 3 9、 1 4 1、 1 4 8 和 1 5 4。2 0 0 9年底， Tr l 、 Tr 2 、 Tr 3 、 T r 4的温度分别 为： 1 3 5、 1 3 6 、 1 4 0和 1 4 4。 一 一 赠 图 2 T r l 、 Tr 2 、 T r 3 、 Tr 4基岩温度过程 2 0 0 7 年 8月中旬， 在 8 7 4 0 1 T I 高程安装埋设了4支温度 1 41 巍 螽鬣函毽茜 ； 鼬馥 E 虢濑 磷 鲁 4 每 第 8卷 O 2南水北调 与水利科技 2 0 1 0年 7月 计： S 5 4 1 、 T 2 3 、 T 2 4 、 T 2 5 ， ( S 5 4 1 为应变计兼测温度) ， 安装 后温度迅速上升， 最高温度达到 3 O。2 0 0 7年 9月底 以后 各测点温度逐渐下降。2 0 0 8年 1 2月底， 温度分别为： 1 4 8 、 1 8 3、 1 8 9、 1 7 2。2 0 0 9年 1 2月底， 温度分别为： 1 1 6、 1 5 3、 1 5 7、 1 4 7 。2 0 0 7年 9月 中旬 ， 在 8 7 9 1 m和 8 8 0 6 m高程， 分别安装埋设了TL 3 1 、 TL 3 2 。 2 0 0 7 年 1 O中旬在 8 8 5 0 m高程安装埋设了温度计 T 2 6 、 T2 7 、 T 2 8 ， 由于是 1 O月中旬 ， 入仓温度较低， 安装后温度迅速 从 1 1 1上升到 2 O 2， 最高温度达到 2 3 3。2 0 0 8年 l 2月底 ， 温度分别为 ： l 6 2、 2 1 5、 l 6 7。2 0 0 9年 1 2 月底 ， 温度分别 为 ： 6 0、 1 7 0。 2 0 0 8 年 5底 ， 在 8 9 8 0 m 高程 安装 埋设 了 3支 温 度计 T2 9 、 T 3 0 、 TS 6 ， 安 装后 温度 迅 速 上 升 ， 最 高 温 度 达 到 3 3 0 。2 0 0 8 年 1 2 月底， 温度分别为： 2 5 3、 1 9 5、 1 3 1。 2 0 0 9 年 1 2 月底， 温度分别为： 1 3 7、 l 3 8、 8 6。 在非溢流坝段上游面 8 7 4 0 9 1 0 0 r f l 高程， 每隔6 m安 装了 1 支水库温度计 T w1 T w2 T w3 T w4 Tw5 Tw6 T w7 ， 共 7 支。目前温度分别为： 8 7、 8 0、 2 5。 C、 2 9、 4 5 、 6 4 、 8 3 。 2 0 0 9 年 1 2 月底非溢流坝段最高温度 3 7 0。 2 3发 电引水坝段 ( O +3 2 2 0断面) 在 8 7 2 0 m高程( 基础面高程) ， 沿基础面从上游到下游 安装埋设了4支温度计 T 3 2 、 T 3 3 、 T 3 4 、 T 3 5 ， 用以监测混凝土 坝底部的边界温度。在 8 7 4 0 m高程( 廊道底板高程) ， 从上 游到下游安装埋设了 5支温度计 T 3 6 、 T 3 7 、 T3 8 、 T3 9 、 T4 0 ， 用于监测混凝土坝内部温度。在发电引水坝段底板中部， 钻 孔安装埋设一组( 4支) 基岩温度计 Tr 5 ( 2 5 m) 、 T r 6 ( 5 m) 、 Tr 7 ( 7 5 m) 、 Tr 8 ( 1 0 m) 。 另外， 在 1 9坝段、 2 0坝段、 2 1坝段的 8 7 5 3 m 高程， 8 7 7 6 m高程 ， 8 7 9 0 m高程， 8 8 2 6 m高程， 9 0 4 0 r n高程， 9 0 8 5 m高程， 9 0 9 5 m高程的不同位置都分别增加安装埋 设了多只温度计。 安装埋设在基础面的 5支温度计 K2 7 、 T3 2 、 T 3 3 、 T3 4 、 T 3 5 ， 由于底板浇筑顺序是： 先下游再浇上游， 最后浇中部， 所 以， 4支温度计的安装埋设时间不同。其温度变化， 基本是安 装埋设后 2 3 d温度上升到最高值。然后， 都逐渐下降到 57。气温回升后， 上层继续浇筑混凝土， 测点温度又 逐步上升。2 0 0 7 年 7 月份以后除安装在坝坡后 的T3 5温度 有较大外变化， 其余测点的温度均有小幅上升。2 0 0 8年 1 2 月底， 各测点的温度为 ： 1 6 5、 1 8 9、 1 8 4、 1 5 6、 1 5 8。2 0 0 9年 1 2月底， 各测点 的温度为： 1 4 7、 1 6 5 、 1 6 2 、 1 3 4 、 1 2 2 。 基岩温度计 Tr 5 、 T r 6 、 T r 7 、 Tr 8 ， 分别深入基岩 2 5 m、 5 0 m、 7 5 m、 和 1 0 m。安装埋设后 ， T r 6 、 Tr 7 、 T r 8测值变化 不大， 深入基岩 2 5 m处的T r 5 受环境温度影响， 最大温度变 幅为 1 5。2 0 0 7年 7月份以后， 各测点温度均有小幅上升。 2 0 0 8 年 1 2月 底 ， 各测点 温度 为 ： 1 6 5 C、 1 5 4、 1 4 6、 1 3 6。2 0 0 9年 1 2月底 ， 各测点 温度为 ： 1 4 9、 1 4 5、 1 4 3 、 1 3 7 。 在 1 9 坝段 8 7 7 6 m 高程 ， 坝轴线上游 9 7 m和下游 9 m 处， 安装 了 L 2 2 、 TL 2 3 ； 在 8 7 9 0 m高程， 坝轴线上游 9 7 m 和下游 9 IT I 处安装了 L 2 4 、 T L 2 5 。以上仪器安装埋设 6 d左 右达到最高温度 3 4 8。随后， 温度一直逐渐下降。2 0 0 8 年 1 2月底， 各测点温度分别为： 2 1 4、 1 7 7。C、 2 1 2、 1 7 8。2 0 0 9 年 1 2 月底， 各测点温度分别为： 1 6 6、 1 5 5、 1 6 3 、 1 5 5 。 在 2 0坝段 的 8 8 2 6 m高程， 坝轴线上游 9 m处安装了 T L 2 8 ， 坝轴线下游 9处安装了 T L 2 9 、 T L 3 0 ( 偏右 1 5 m) 。以 上仪器安装埋设后 ， 4 5 d左右达到最高温度 3 3 9。随后， 温度一直逐渐下降。2 0 0 8年 1 2月底， 各测点温度分别为： 2 1 2、 1 7 5、 1 7 7。2 0 0 9 年 1 2月底， 各测点温度分别 为 ： 1 5 8、 1 5 0、 1 5 0。 在 9 0 4 0 m高程， 距下游坡 4 7 m处， 2 2坝段安装埋设的 T L 3 7 和 2 3 坝段安装埋设 的 T I 8 ， 2 0 0 8 年 4 月初安装埋设后 ， 7 月中旬才出现最高温度 2 5 6。2 0 0 8年 1 2月底， 温度为 2 3 4、 2 O 3。2 0 0 9年 1 2 月底， 温度为 1 4 4、 1 3 1。 在 2 4坝段坝 轴线处 ， 9 0 8 5 m 高程 安装 的 T L 4 1和 9 0 9 5 m高程处安装的TI A2 ， 6 d 左右达到最高温度 3 5 0。 2 0 0 8年 1 2月底， 温度为 2 3 5、 2 1 5。2 0 0 9 年 1 2月底， 温度为 1 6 5 、 1 5 9。 3 结论 碾压混凝土坝的温度监测在施工中， 为施工提供了十分 重要的参考数据。从监测数据我们可以看出底孔坝段混凝土 内部最高温度 3 5 2， 其他测点都在 3 3 8以下。非溢流 坝段混凝土内部最高温度 3 7 0， 其他测点都在 3 3 3以 下。发电引水坝段混凝土内部最高温度 3 5 0， 其他测点都 在 3 4 0以下 。 2 0 0 7 年冬季降温 ， 山口工地最低气温达到一2 1 7， 各 测点的温度都有不同程度的下降。距坝后坡混凝土内 1 m处 的温度测点( 没有保温措施) 的最低温度达到一4 1； 3 个坝 后坡表面温度测点( 有聚胺脂保温的部位) 的最低温度为 3 14 5。2 0 0 9年 1月最低气温， 3个坝后坡表面温 度测点的最低温度为 3 86 7。2 0 1 0年 1月最低气温 一 1 8 8时， TL 1 7 、 TL 1 8最低温度为 5 8和 6 1。说 明聚胺脂保温效果良好， 大坝运行性态良好。