潘口水电站混凝土面板堆石坝坝体优化设计.pdf

第 4 3卷 第 1 6期 2 0 1 2年 8月 人 民 长 江 Ya ng t z e Ri v e r Vo 1 4 3 NO 1 6 Au g ， 201 2 文章编号 ： 1 0 0 1 4 1 7 9 ( 2 0 1 2 ) 1 6 0 0 3 1 0 5 潘 口水电站混凝土面板堆石坝坝体优化设计 张 珊 ， 管 志 保 ， 郭 卫 平 ( 1 中国水 电顾 问集 团 中南勘测设计研 究院， 湖南 长沙 4 1 0 0 1 4 ； 2 三峡大学 水利 与环境学 院， 湖北 宜 昌 4 4 3 0 0 2 ) 摘要 ： 潘 口水 电站原料场 由于料 源不足 以及 石料 质量不理 想 ， 需要进 行 变更 。介 绍 了料 源变更的理 由和新料 源的选择过 程。根 据 实际情况 ， 在 不改变原设计 剖面条件的情况下 ， 修 改 了坝体填料分 区， 并对 变更后 的大坝 混凝 土面板 堆石坝进行 了安全监测 。监测结果表 明， 枢纽工程基 本处 于稳 定状 态， 面板堆 石坝的坝体 填筑材 料 分 区 设 计 是 合 理 的 。 关 键 词 ： 坝 体 分 区 ；优 化 设 计 ；安 全 监 测 ；潘 口水 电站 中图法分 类号 ： T V 6 9 8 文献标志码 ： A 1 工程概况 潘 口水 电站 属 I等大 ( 一 ) 型工 程 ， 坝 址位 于潘 口 河 口上游 1 2 k m峡谷段 内， 河道弯 曲呈 “ s ” 型 ， 总体 上 右岸 为凸 岸 。两岸 多 为 基 岩裸 露 ， 主要 分 布 为 白云 母石 英 片岩 组 ， 岩 性 较 软 ， 强 度 较 低 ， 左 岸 坡 度 3 5 。 4 O 。 ， 右岸 坡 度 4 5 。 6 0 。 。河 床 砂 砾 石 层 厚 度 1 01 6 m， 河 床 基岩 为灰 白色 白云母石 英 片 岩 ， 弱 风化 至 微 风 化状 ， 片理 较 发育 。坝 址 区主 要有 1 0条 断 层 ， 其 中 F F 属顺 层 断 层 ， F 规 模 较 大 ， 破 碎 带 宽 度 13 m， 其余规模较小且延伸不长 。 拦河 坝 为 面 板 堆 石 坝 ， 最 大 坝 高 1 1 4 m， 坝 顶 长 2 9 2 m。坝体堆石料主要为硅质岩 ( 灰岩 ) 、 河床砂砾 石及 溢洪 道开 挖利 用料 。可 研 阶段对 混凝 土面 板堆石 坝进 行过 设计 并对 工程 量进 行 了计算 。施 工详 图设计 阶段 ， 由于料场的原 因， 在坝体坝型不变的前 提下 ， 对 坝体 剖面 分 区设计 方案 进行 了优 化设 计 。本文 着重 介 绍 面板堆 石 坝坝体 优 化 设 计 的原 因和 设 计 过 程 ， 并 给 出 了施 工 中及 完建 后 对 大坝 的安 全 监 测 评价 成 果 ， 以 期 总结 经 验 ， 也 为类 似工 程设 计提 供参 考 。 2 可研阶段大坝料源规划及坝体剖 面设计 2 1 坝体轮廓 潘 口水电站面板堆石坝坝顶 高程 3 6 2 m， 坝顶宽 度 1 0 m， 坝 顶采 用 “ u” 形 防 浪墙 ， 墙 高 5 2 m， 墙 顶 高 程 3 6 3 2 m。上 游坝坡 1 ： 1 4 ， 下 游 坝坡 设 三 级 马 道 ， 马道 高程 分 别 为 3 3 3 ， 3 0 8 ， 2 8 3 m， 马 道宽 度 分别 为 2 ， 2 ， 5 m， 马 道 间 坝 坡 坡 度 均 为 1 ： 1 4 ， 下 游 综 合 坝 坡 1 ： 1 51 - 4 。 2 2大 坝料 源规 划 共 勘查 了 4个 石料 场 ， 分 别为 黄茅 观正 片岩料 场 、 白岩寨 灰岩料 场 、 红 花湾 正 副 片 岩料 场 和 坝 址 右岸 正 副 片岩 料场 。 4个料 场 的位 置 、 储 量 、 岩 性 、 开 采 运 输 条 件 等 特 性 指标 见表 1 。 黄 茅观 石料 场运距 相对 较近 ， 开采 条件 较好 ， 质量 及储 量 均满 足要求 ， 故推 荐 为坝体 堆石 料 的主要料 源 。 黄 茅观 石料场 共 分 3个 区 ， 招标 阶段 对 3个 开采 方 案 进行 了比较 ： 方案 1 ， 开采 I、 区； 方案 2 ， 单独 开采区； 方案 3 ， 开采 I、 区。 由于 区软 弱 的绿 泥 片岩 、 千 枚岩 较发 育 ， 无 用料 与有用料互层 ， 需专题研究互层料是否可用于坝体填 筑 ， 所需 工作周 期 较长 ， 不 利 于尽 早启 动 料 场 征 地 、 无 用料 剥 离 以及 备料 开采 等一 系列 工 作 。综 合 比较 ，各 方 案搬 迁户数 相 同 ， 考虑 料源 质量 及开采 工作 面 ， 为 了 有 利于 料场 开 采 布 置 ， 保证 开 采 强 度 ， 最 终 选 定 方 案 3 ， 即开采 I、 区方 案 。实 际开采 过程 中 ， 区也进 行 了小范 围开采 。 收 稿 日期 ： 2 0 1 20 52 7 作者简介 ： 张珊 ， 女 ， 工程师 ， 主要从事 水工结构设计 工作 。Em a i l ： 1 0 0 9 0 3 2 9 6 6 q q c o m 3 2 人 民 长 江 2 0 1 2年 黄 茅观 坝 址下 游 左 3 0 0 0 0 3 0 6 8 8 8 0 块状 绿 泥 钠长 正片 岩 饱 和 抗压 强 强 风 化0 岸7 2 k m 5 8 0 0 0 岩( 正 度4 0 7 0 M P a ， 软2 6 4 岩) 化系数 0 5 2 0 7 4 ， 局部夹片 理 发 育的绿泥片 岩、 自 岩 寨 坝址左岸 6 6 0 0 0 3 0 4 5 2 0 0 0 下 寒武 统 硅 质 1 2 0 k ln 7 8 7 0 0 岩 、 灰岩 红 花 湾 坝 址 上 游右 岸5 0 k m 0 0 块 状 绿泥 钠 长 片岩 ( 正 片 岩) 灰 岩 层 分 布 有 较 大的 溶 蚀 裂 隙 强风 化 l 5 0 临 河 岸 坡 一2 5 0 坝 址 右岸 溢 洪道 右 边 2 8 0 0 0 2 5 5 0 8 0 块 状 绿 泥钠 长 正 片 岩 与副 片 岩 互 上 覆 无 用岩 岸 坡 墙右 侧4 0 0 0 0 片岩( 正片 层 结 构 层 及本 身 风 岩) 、 硅 质岩 化 层较 厚 可 沿 黄茅 观 沟 布置 开 采 工作面 ， 但 需疏 导 冲 沟 水 流 B有 5 7 t m主干公 路， 1 5 k m 简 易 公路 有 布 置 场地 有简 易 公 路 布 置 场 地 较 有 简易 公 路 紧 张 布 置场 地 紧 张 利 用 场内 施 工 道 路 初 期上 坝 需 跨 越 趾 板， 与大坝施 工 有干 扰 料场 开 采与 溢 洪 道 混 凝土 浇 筑 施 工 干 扰较 大 2 3坝体剖面设计 根据 筑 坝料 源材料 的工 程特 性 ， 针 对 坝料强 度 、 渗 透 性 、 压 缩性 、 施 工方便 性及 经济 合理性 等要 求进 行 坝 体 分 区 ， 从 上游 至下 游 依次 分为 ： 盖 重 区 ( 1 B) 、 上游 铺 盖 区 ( 1 A) 、 面板 、 垫层 区 ( 2 A) 、 特殊 垫层 区 ( 2 B ) 、 过渡 区 ( 3 A) 、 主 堆 石 区 ( 3 B) 、 下 游 堆 石 区 ( 3 C) 和 护 坡 区 ( P) ， 见 图 1 。 图 1 可行性研 究阶段坝体标 准剖面 3 料源变更与坝体分 区调整 3 1 料源变 更理 由 截 至 2 0 0 8年 1 1月 底 ， 黄茅 观 石料 场 已剥 离 约 7 0 万 m ， 岩石出露情况仍不理想 ， 覆盖层较厚 ， 无用料与 有用料 互层 结构 ， 剥 离量 大 ， 可利用 料不 足 。 I区位于黄茅观冲沟右岸岸坡 ， 三面临空， 沿北西 向展布 ， 最高处开 口线高程约 4 3 0 m， 边坡 开挖高度约 1 3 0 11 1 ， 目前 边坡 开挖 至 高程 3 8 5 m 左 右 ， 根 据 现场 开 挖情 况 ， 在高 程 3 8 5 m 以上 正 片岩 出露 宽度 31 5 i n ， 平 台岩体 为 强 风 化 下 部 ( 接 近 弱 风 化 ) ， 岩 体 较 为 破 碎， 片理发育， 强风化水平深度 81 5 m。由于岩体风 化强 烈 ， 原 设计 中 1 m 宽 的 马道 无 法 保 留 ， 沿 层 面 ( 倾 角约 6 0 。 ) 形 成 高约 5 0 m 的岩 石 光 面 ， 并 在 施 工 中 出 现局 部垮 塌现 象 。根 据开 挖 现 状 ， 需 在 后 续 开 挖 中将 马道宽度 由 1 1T I 调 整 至 2 5 m， 并 对 高 程 3 8 5 m 以 上 边坡按 1 ： 1 进 行 削坡 ， 坡 面 布设锚 杆进 行锚 固。 通 过复 核计算 ， I区可 利用料 共 约 2 7万 m ( 按 开 挖至 高程 3 0 5 m计 ) 。 、 区位 于黄 茅观沟 左岸 的 1号 冲沟 的两侧 ， 区位 于其 西侧 ， 区位 于其南 东侧 。 、 区料场 最高 处 开 口线 高程 约 4 4 0 m， 边坡 最 大 开 挖高 度 1 5 5 m( 按 开挖 至高 程 2 8 5 m 计 ) 。 区边坡 目前 已剥 离 至高 程 3 7 0 m， 在此 高程 以上 多为全 强风化 岩体 ， 片理 发 育 ， 岩体破碎 ， 边坡稳定性较差 ， 在开挖过程中已出现垮塌 现象 。 1号 冲沟有 一 条 断 层 通 过 ， 南 北 走 向 ， 倾 向北 东 ， 倾 角 6 0 。7 0 。 。断 层 两 侧 岩 性 不 一 ， 岩 层 产 状 变 化 大。P D 7平硐以北有滑体分 布， 冲沟底部为黄色黏土 夹碎块石。在 1 号 冲沟部位， 为了进一步查 明岩体风 化特性 ， 确定可利用开采量 ， 施工单位在该 区段布设 了 4个钻孔进行了补充勘探 ， 根椐勘探钻孔资料 ， 该 区段 可利用料分布高程在 3 1 2 1 3 2 7 0 6 m及 以下。在 1 号 冲 沟以东 ， 为第 四系覆盖 层及 1号 冲沟 古河 沟 ， 由风 化泥 土夹 碎块 石 、 淤 泥 质 黏 土 等组 成 ， 且厚 度 较 大 ， 现 已放弃 1号 冲沟东侧 上游 区段 的开采。1号 冲沟 以 辩 臌黻 眦 被割北模 ， 长山 =莺 帆 东观岸育的 料的 行运 - 要 距 绕 雅 龇 赃 初 下 上均 一 构 蛳 蛳腑 慨 醋瞄 第 1 6期 张 珊 ， 等 ： 潘 口水 电站混凝 土面板堆石坝坝体优化设计 3 3 西 ， 岩体 风化 深度 稍 小 ， 目前 已基本 剥 离完 毕 。 通 过 复 核 计 算 ， 、 区可 利 用 料 共 约 6 0万 m ( 按 开挖 至 高程 2 8 5 m计 ) 。 连 同 I区 ， 3个 开 采 区可 利 用 料 共 计 约 8 7万 1 1 1 。 而大 坝 填 筑 总 方 量 2 7 6 1 0万 m ， 共 填 筑 l 5 3个 月 ， 月平均填筑强度为 I 8 0 5万 m 月。其 中坝体抢筑临 时拦 洪度 汛 断 面期 间 填 筑方 量 1 4 3 8 5万 m 。 ， 月 平 均 填 筑 强度 2 7 1 4万 m 月 。 目前 料源 实 际开 挖 量 与设 计 需要 填 筑量 相 差甚远 ， 如 果没 有充 足 的料源 ， 将 会滞 后 工 期 ， 对大 坝 的拦洪 度汛 及下 闸 蓄水构 成严 重威 胁 。 黄茅 观石 料 场施 工 开 挖 揭 露 表 明 ， 该 料 场无 用 层 剥 离 量较 大 ， 同时 ， 干 湿 、 变 温 循 环 试验 正 片岩 的抗 压 强度下降率较高， 已不适宜用于坝体上游和水下部位 ， 因此立 即停 止 了对 黄 茅 观 石 料场 的开 挖 ， 并 开 始 寻 找 新 的料 源 。 3 2 料源选择 考 虑 到 白岩寨 石 料 场 运距 较 远 ， 红花 湾 石 料 场 及 坝址下游右岸石料场岩性条件 、 储 量及施工布置等不 利 因素 ， 确 定对 距 大坝 约 2 k m 的潘 口河 石 料 场 、 坝 址 上 游砂 砾 石料 场进 行补 充勘 探工作 。 经 过 方案 比较 ， 大 坝 堆 石 料 料 源最 终 采 用 潘 口河 石 料场 硅 质 岩 ( 灰 岩 )+天 然砂 砾 料 +黄 茅 观 石 料 场 及开挖利用料正片岩。除防渗铺盖、 石渣盖重 、 反滤料 之外 ， 大坝堆石体填筑需要石料 2 5 4 8万 m ( 含垫层 料 ) ， 其 中硅 质岩 ( 灰 岩 ) 1 2 6 7万 m ， 由潘 口河 石 料场 开 采 ； 片岩 5 9 2万 I l l ， 由黄 茅观 石 料场 及 溢 洪道 等部 位 开挖 利用 料提 供 ； 砂砾 石料 5 8 9万 m ， 由坝址 上游 右 岸犁 湾滩 、 红 花 湾 、 小 河 坪 ， 左 岸孙 家 嘴 、 梅溪 ， 下游 右岸七里堰及廖家湾等 7个砂砾料场共 同开采。 硅 质 岩 、 灰 岩 为分 布不稳 定 ， 硅质 岩 的饱 和抗 压 强 度为 1 1 9 5 MP a ( 平均值 ) ， 灰岩饱和抗 压强度 6 8 5 MP a ( 平 均值 ) ， 均 为坚 硬致 密岩 石 ， 同时具 有抗 风 化 能 力 强 、 压缩 性小 等优 点 ， 是 堆 石坝理 想 的填筑 石料 。砂 砾 石成 分 主要 为灰 岩 、 砂 岩 、 硅 质 岩 ， 其 比例 占 7 0 以 上 ， 其 次 为石英 及其 他正 副 片岩 ， 各 料 场石料 级 配普遍 偏 细 ， 以 5 2 0 mE、 2 0 4 0 mE两 级居 多 ， 适 于作 为混 凝土骨料 ， 天然砂含 泥量偏 高的需要加强洗 泥 ， 大 于 8 0 m E粒径含量较高的料场 的砂砾石料， 适合于作 为 坝 体 的填筑 材料 。 3 3坝体 分 区调整 筑坝料源变更之后 ， 坝体轮廓不变 ， 但分 区及各分 区填料设计作相应调整。水下部分 、 主堆石 区由砂砾 石料 、 硅质岩料填筑 ， 其 中硅质岩料形成排水通道 ， 下 游 干燥 区用 开挖 利 用 片 岩 料 、 硅 质 岩 料互 层 填 筑 。 由 此 确定 的 基 本 剖 面 从 上 游 至 下 游 依 次 分 为 盖 重 区 ( 1 B ) 、 上游 铺盖 区 ( 1 A) 、 面 板 、 垫 层 区 ( 2 A) 、 特殊垫 层 区 ( 2 B) 、 过 渡 区( 3 A)、 主堆石 2区 ( 3 B 2) 、 主堆石 1区 ( 3 B 1 ) 、 下游 堆石 区 ( 3 C ) 及 下游 护坡 ( P ) ， 见 图 2 。 区 l轴 一 下游护 坡( P ) 睦 互 ! 兰 ： 翌 笙 互垦 ： ： 主堆石区 ( 3 B 2 )! 主堆石 区( 3 B 2 ： =：j竺竺 = = =： ： ： 一 j 一 一一 一 一 一 图 2 施 工 详 图 阶段 坝 体 标 准 剖面 上游 主堆 石 区坝 料 应 具 有 较低 的压 缩 性 ， 各 区 坝 料 的透水性 从上 游至 下游 逐渐增 加 。 由于其 承担 的作 用 不 同 ， 大 坝 各 区填 筑 材 料 有 其 各 自特 点 ， 现 分 述 如 下 。 ( 1 )上游 铺 盖 区 ( 1 A) 。上 游 铺 盖 铺 设 在 趾 板 和 面板之 上 ， 为防 渗补强 区 ， 其 作用 为 当面板 局部 开裂 或 止 水 系统受 损后 ， 防渗 土料 随水 流带进 缝 中 ， 经 面板下 垫 层料 的反 滤作 用 ， 淤 堵裂 缝恢 复 防渗功 能 ， 以起 到辅 助 防渗 作用 。防 渗 铺 盖 顶 部 高 程 3 0 2 IT I ， 水 平 宽 度 3 m， 上 游坡 比为 1 ： 1 8 ， 采 用粉 砂质 黏土填 筑 。 ( 2 )盖 重 区 ( 1 B) 。盖 重 区覆 盖在 上 游铺 盖之 上 ， 采用 建 筑物 开挖料 填筑 ， 用 于保 护防 渗土料 ， 防止 防渗 土 料失 稳 ， 顶 部 高程 与 铺 盖 一 致 ， 水 平 宽 度 5 m， 上 游 坡 比为 1 ： 2 5 。 ， ( 3 )垫 层 区 ( 2 A) 与 特 殊 垫 层 区 ( 2 B) 。 垫 层 区 ( 2 A) 位 于混凝 土面 板 的底 面 ， 为混 凝土 面 板提 供 一个 平 整 、 均匀 、 可靠 的支 承 面 ， 并 把 面板 承受 的荷 载 均匀 地传递到坝体。垫层料具有低压缩性及半透水性的特 点 ， 当 面板开 裂或 接缝 止水局 部破 坏 时 ， 可 以起到 很好 的支撑 及 限制 渗漏 的作 用 ， 同时还 对 上 游 防 渗材 料 起 到 一定 的反滤 作用 。 垫 层 区( 2 A) 水 平宽 度 3 0 1 1 ， 沿 上 游坝 坡 等厚 填 筑 ， 在 底部沿 基岩 接触 面 向下游 水平扩 大 至 9 4 m宽 。 垫层 料 采用硅 质 岩 ( 灰岩 ) 轧制 料 、 河 床 细粒 砂 砾料 及 成品砂掺混而成 ， 填筑方量 1 0 2万 m 。 周边 缝下 游侧 设薄 层碾 压 的特 殊垫 层 ( 2 B ) ， 填 筑 方量 0 4万 i n 。 ， 采 用 连续 级 配 的硅 质 岩 ( 灰 岩 ) 轧 制 料 。 ( 4 )过 渡 区( 3 A) 。位 于垫 层 区与 主堆 石 区之 间 ， 从坝顶到坝基采用水平等宽填筑 ， 其宽度为 5 m。根 据各 坝料 之 间 的水 力 过 渡要 求 ， 过 渡 层 对 垫层 区材 料 起反滤保护作用 ， 同时该 区变形对面板有较大影响， 故 3 4 人 民 长 江 要求压实后具有低压缩性和高抗剪强度， 并具有 自由 排 水功 能 。过渡 区 ( 3 A) 采用 硅质岩 ( 灰 岩 ) 料 。 ( 5 )主堆石 1区( 3 B 1 ) 。主要填筑在坝体底部的 高程 2 6 6 m 以下部位 ， 及高程 2 8 2一 一 3 1 4 m的坝体 中 部 ， 采用河 床砂 砾石 填筑 ， 有较 低 的压缩 性 。 ( 6 )主 堆石 2区 ( 3 B 2 ) 。主 要填 筑 在 以下 3个 部 位 ： 在过渡层下游厚 1 0 6 2 9 6 m范围； 在高程 2 6 4 5 0 2 8 1 m的坝体中部 ； 在高程 3 1 4 m 以上的 坝 体上 部上 游侧 ， 采用 潘 口河 料 场开 采 硅质 岩 ( 灰岩 ) 料填 筑 ， 有 较 强的透水 性 。 ( 7 )下游 堆 石 区 ( 3 C) 。 主要 填 筑 在 坝 轴 线 下 游 高程 2 8 2 3 4 8 m范围内， 该 区承受水荷载较小 ， 其压 缩性 对 面板影 响甚 微 ， 该 区用 料 和碾 压 要 求 可适 当放 宽 。材 料 采 用 硅 质 岩 ( 灰 岩 ) 、 正 片 岩 开 挖 利 用 料 互 层 ， 填筑两层 正片岩 开挖利用料 后填筑一层 硅质 岩 ( 灰岩 ) 料 。 ( 8 )滤 水 坝 ( 3 E) 。 在 大 坝 坝 趾 设 置 压 脚 滤 水 坝 ， 滤水 坝顶部 高 程 2 7 6 m， 顶 宽 1 0 m， 下游 坝坡 1 ： 2 。 3 E区填料 与坝 体料 相接 面之 问设 8 0 e m 厚反 滤料 ， 反 滤料 采 用砂 石系 统加工 的级配石 料 。反滤 料颗 粒粒 径 从 上游 至 下 游 依 次 为 小 于 5 m m、 5 2 0 m m、 2 04 0 mm， 填料 厚度 依次 为 2 0 ， 3 0 e m 和 3 0 e m。 ( 9 )护坡 区( P ) 。为增强坝体抗震能力、 加强下 游坝坡 的稳定 性 、 美化 坝 面 ， 在下游 坝 面水 平宽 度 1 m 范 围内作 护坡 处理 。该 区采 用上游 各 区铺填 中剔 除 的 超径块石进行人工砌筑 ， 选用粒径大体均一 、 颜色基本 一 致 、 表 面基本 平 整 的石块 干砌 。 4 坝体安全监测初步成果分析与评价 4 1初步成果分析 为 了及时 掌握 坝体性 态变 化 ， 及时 发现异 常情 况 ， 并采 取补 救措 施 ， 防 止事 故 发 生 ， 确 保 工 程 安 全运 行 ， 需对 混凝 土 面板堆 石坝 进行 安全 监测 。监测 项 目主要 包括 ： 外部变形监测 。包括堆石体的水平位移及垂 直位移 、 面板的水平位移及垂直位移。 内部位移监 测 。包括 堆 石体 的 内部 垂 直 位 移 、 内部水 平 位 移 及 面 板 的脱空 。 接缝 位移 监测 。包 括 面板 周边 缝 、 伸 缩 缝 、 面板与防浪墙间的水平缝 。 应力应变监测。包 括混凝土面板应力应 变、 钢筋 应力、 温度应 力等。 渗流渗压监测 。包括渗漏量、 渗透压力、 绕坝渗流等 。 振动 监测 。包 括大 坝坝 顶及 基础 部 位 的强 震 监测 。 环境 量监 测 。包括 水温 、 气 温 、 降雨量 。 通过 监测 ， 发 现 大坝 坝 体 向上 游最 大 水 平 位 移量 为 4 7 1 1 mm， 向下 游水 平位 移量 为 5 3 9 1 mm， 其 中大 坝高 程 2 8 5 5 m， 桩 号坝 横 0+1 6 4 0 0 0断 面 引张 线水 平 位移 计位 移 与 时 间变 化 过 程 见 图 3 。 由 图 3可 知 ， 该工 程蓄 水后 大坝 内部绝 大多 数测 点 的累计水 平位 移 未见 明显 增大趋 势 。 _D - GS I 一 9 - -D- ( S I t O - A - D - G S1 1 1 * _D - G S1 一l 2 十D _ GS 卜 l 3 +D_ GS 卜 l 4 +D - G S卜 L 5 一D _ G S卜 1 6 | 嚣 一 薹一 嘟； 曼 。 。 呈 宝 n l l l i l l 【 0 - 一 0 0 0 0 0 0 i I I I I 1 0 - 一 _ _ - _ -_ 一 0 0 0 0 0 0 0 观测 日期 ( 年一 月一 日) 图 3 高程 2 8 5 5 m 桩 号 坝 横 0+1 6 4 0 m 断 面 水 平 位 移 变 化 过 程 线 截 至 2 0 1 1 年 1 1 月 3 0 E t ， 大坝 内部 水管 式 沉 降仪 所测 出 的 最 大 累 计 沉 降量 为 5 0 5 9 ram( 测 点 设 计 编 号 ： DY S 11 0 ) ； 最 大累计 沉降速 率为 1 0 3 m m d ( 测 点设计 编 号 ： D YS 1 1 0 ) 。然 而 ， 该 测 点 的位 置 在坝轴线上游 8 5 m位置处 ， 不应为坝体 的最大沉 降位 置 ， 属 于异 常监 测值 ， 因此 根据 专家 建议 将该 监测 值进 行剔 除处 理 。大 坝 坝 体 的最 大 累 计 沉 降 量 为 2 6 0 9 m m， 最 大累计 沉降 速率 为 0 5 3 m m d ， 高 程 2 8 5 5 m、 桩号坝横 0+1 6 4 0 0 0 m断面水管式沉降仪沉降量与 时间变化过程见 图 4， 由图可知该工程蓄水后大坝 内 部的累计沉降未见明显增大趋势 。 卜D _ _ G s 卜 9 +D 一 卜 1 O - 一D G s卜 D s 一 i 2 +- D S卜 1 3 一D _ G S1 一l 4 - 4-D 一 ( ， S 卜 l 5 一D _ G S卜 l 6 图 4 高 程 2 8 5 5 m桩 号坝 横 0+1 6 4 0 m 断 面 沉降量变化过程线 下 闸蓄水 后大 坝混 凝土 面板 间垂 直缝 多呈 张开 趋 势 ， 但最大只有 6 1 9 mm， 其中测缝计 DJ 1 7温度 、 开 合度随时间变化 过程见 图 5， 目前测缝计主要是受面 板混 凝 土温 度 和 库水 位 升 降 影 响 而 产 生 的 张 开 或 收 缩 。 1 0 8 6 要 貉 ： 啦 ： 8L 0 图 5面 板 测 缝 计 D J 1 7温 度 、 开 合 度 变 化 过 程 线 0 一 一 一 一 0 卜 一 、_【 一 0 卜 一 一 一 一 0 一 卜 0 ， 0 一 卜 0 一 一 0 I 一 0 _I 一 0 0 0 _l I f 1 日 。 。 _l 。 一 _ _( 】上 【 ( 1 年 ， l - 。 土 1 【】 期 日 。 _ 0 _ l 0 测 观 一 0 0 ： _ 【 _ 1 _【 0 _【 0 0 0l ( 】 00 0 0 竹 0 ， 0l ) 卜0 0_E 0 第 1 6期 张 珊 ， 等 ： 潘 口水 电站混凝土面板堆石坝坝体优 化设 计 3 5 大坝 面板 周边 缝 的最 大剪 切位移 值 为 1 2 9 4 mm。 位 于 大 坝 左 岸 的 3 1 5 i n高 程 处 ， 最 大 开 合 度 为 9 1 m m， 位 于大 坝左岸 的高程 3 1 5 I n处 ， 相对 沉降 ( 面板 相 对 于趾 板 沉 降 ) 最 大值 为 2 2 2 mm， 位 于 大 坝 左 岸 的 2 8 7 in 高程 处 ( 测 点 编 号 DJ 3 0 7 ) ， 周 边 缝 相 对 沉 降量较大 ， 应加强该部位 的变形及渗流监测 。测点 D J 3 0 7三 向测缝计 位 移 随时 间变化 过程 见 图 6 。 3 0 2 5 2 0 l 5 1 0 5 o 5 1 0 1 5 2 0 霜 罱 。 。 = 曷 图 6周 边 缝 三 向 测 缝 计 DJ 37位 移 变 化 过 程 线 大 坝坝 顶 临时视 准线 在 蓄水前 后 向上 游最 大 累计 水平位移增 幅为 6 8 mm， 最大累计沉降增幅为 1 8 1 m m， 总 体位 移 不大 。大 坝下 游永 久视 准线 蓄 水前 后 的 累计 水 平位 移 和累计 沉 降增 幅很 小 ， 向下 游 最 大 累 计 水平 位 移增 幅为 6 3 4 m m， 最 大 累计 沉 降增 幅 为 1 7 1 m m。 4 2监测评价 对潘 口水 电站面板 堆 石坝从 施 工期 到 蓄水后 的变 形 监测 、 渗流监 测 、 应力 应 变监 测 以及其 他方 面 的安全 监测 数据 的分 析表 明 ， 坝 体 填 筑 过 程 中受 碾 压 和填 筑 因素 的影 响 ， 大坝外 部 的位 移 值 及 内部 沉 降 值 变化 都 较快 ， 坝体 沉 降期后 各填 筑料 的沉 降量 逐渐趋 于稳 定 。 下 闸蓄水 后 ， 在 水压 力 的作用 下 ， 大坝 的外部 位移 计 内 部沉降值均无明显的变化 。面板间伸缩缝的张开和收 缩 仅 随面板 的温 度及 水位 变 化而 变化 。 安 全监 测表 明 ， 枢纽 工程 基本 处 于稳 定状 态 ， 面板 堆 石坝 的坝 体填 筑 材料 及 分 区 的优 化设 计 是 合 理 的 。 考 虑到 个别 点测 量有 异 常 ， 还 需 加 强 对 异 常部 位 变 形 及 渗流 的监 测 。 5 结 语 潘 口水 电站混 凝 土 面板 堆石 坝 ， 在 原 料 场 进行 变 更后 ， 结 合新料 场筑 坝料 源材 料 的工 程特性 ， 针对 坝料 强度 、 渗透 性 、 压 缩 性 、 施 工方 便及 经 济合理 性等要 求 ， 对 坝体 分 区进行 了优化 。施 工期 和蓄水 后 的观测 资料 证 明 ， 潘 口水 电站大 坝优 化设 计是 成功 的 。 参考 文献 ： 1 张雄 潘 1：2 水电站工程 简介 J 中南水 力发 电， 2 0 0 8 ， ( 3 ) ： 2 3 2 5 2 张雄 潘 口水电站工程 C 中国南方十 三省 ( 市，区)水电学 会联络会暨学术交流研 讨会论 文集， 阳江： S n ， 2 0 0 6 3 许 东林 ， 秦赫 潘 口水电站 面板 堆石坝挤 压边墙施 工技术 J 大 坝 与 安 全 ， 2 0 1 1 ， ( 3 )： 5 35 5 4 管志保 ， 张 雄 潘 口水 电站 _Y -程 坝型 比选 J 中 南水 力发 电， 2 0 0 7 ， ( 4 )： 1 92 2 5 占学道 ， 张雄 加 筋土挡 土墙在 潘 1：2 水 电站工程 的应用 J 湖 北 水 力发 电 ， 2 0 0 8 ， ( 5 ) ： 7 98 1 ， 9 6 ( 编 辑 ： 李 慧 ) Opt i m i z e d de s i g n o f d a m bo d y o f c o n c r e t e f a c e r o c k fil l da m o f Pa nk o u Hy dr o p o we r St a t i o n ZHANG S h a n 一，GUAN Zh i b a o ，GUO W e i p i n g ( 1 H y d r o c h i n a Z h o n g n a n E n g i n e e r i n g C o r p o r a t i o n ，C h a n g s h a 4 1 0 0 1 4， C h i n a ； 2 C o l l e g e o f H y d r a u l i c a n d E n v i r o n m e n t a l E n g i n e e r i n g，C h i n a T h r e e G o r g e Un i v e r s i t y ，Y i c h a n g 4 4 3 0 0 2，C h i n a ) Abs t r a c t：Th e ma t e r i a l f i e l d o f Pa n k o u Hy d r o p o we r St a t i o n ne e de d t o be c ha n g e d d ue t o i ns u f f i c i e n t ma t e r i a l s o u r c e s a nd p o o r qu a l i t y Th e r e a s o ns f o r t h e c h a ng e o f m a t e r i a l s o u r c e s a nd t he s e l e c t i o n o f ne w ma t e r i a l s o u r c e s a r e i n t r o d u ce d Ac c o r di n g t o t h e e ng i n ee r i n g pr a c t i c e，t he z o n i n g o f da m b o d y fil l e r wa s mo di f i e d wi t ho u t c ha n g i n g t he o r i g i n a l de s i g ne d p r o f i l e And a fte r t h e c h a n g e s t h e s a f e t y mo n i t o r i n g wa s c o n d u c t e d t o t h e c o n c r e t e f a c e r o c k f i l 1 d a mT h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e p r o j e c t i s i n s t a b l e c o n di t i o n，a n d t h e z o ni ng o f da m b o dy fil l e r i s r e a s o n a b l e Ke y wor ds： z o n i n g o f d a m b o d y；o p t i ma l d e s i g n；s a f e t y mo n i t o r i n g；Pa n ko u Hy dr op o we r S t a t i o n； 0_【 _ E 0 0_【 _ 【 _ 【 0 一 0_【 _【 _ 【 0 0 0 _ 【 _ 【 _ 【 0 0 0_I I 1 0 8 1 0 l 1 0 0 -1 0 【 卜0 【 卜l l 0 【 卜0 0 _I 1 0