哈拉布拉水庫大壩壩體沉降變形分析

孫德望，趙 波

（1.新疆塔城地區哈拉布拉水庫工程建設管理局，新疆 塔城 834700；2.中國水利水電一局有限公司，吉林 長春 130022）

1 工程概況

哈拉布拉水庫位于新疆塔城地區裕民縣境內的哈拉布拉河中段，距縣城18 km。水庫為攔河水庫，水庫總庫容1 436萬m3。興利庫容1 204萬m3，可保證灌溉面積1.47萬hm2；年城鎮供水306萬m3，對哈拉布拉河洪峰流量進行攔蓄滯洪，削減下泄流量，保證下游防洪安全。

水庫工程等別為三等，主要建筑物為3級，次要建筑物為4級，臨時建筑物為5級。水庫壩型為鋼筋混凝土面板堆石壩，壩頂高程1 053.95 m，正常蓄水位1 051.6 m。

2 大壩工程建設及運行概況

水庫工程于2004年10月8日開工，2005年6月8日，水庫壩前圍堰截流。2005年7月28日開始壩體填筑，2006年4月主體填筑完成，2007年4月10日，壩下導流洞封堵。2007年10月31日水庫開始蓄水，2008年最高蓄水位1 042.96 m，相應庫容804.16萬m3。2009年最高蓄水位1 049.62 m，相應庫容1 169.4萬m3。2010年水庫最高蓄水位1 051.32 m，相應庫容1 275.37萬m3。水庫已經過完整的蓄水運行周期。

3 大壩運行觀測

2005年壩體填筑時，確定壩軸線樁號0+115m斷面為觀測斷面，分別在高程1 008 m，1 028 m設置了兩層水管式沉降計（XNSC-100型），其中1 008 m高程設置4個內部變形測點，1 028 m高程3個內部變形測點，共埋設7支沉降計測點，通過儀器自動化監測，檢測兩個高程的不同部位的壩體內部變形。在1028馬道上埋設觀測墩5個、1 008 m高程馬道上埋設觀測墩3個，2007年施工時在大壩壩頂埋設了觀測點兩排（分別在防浪墻頂和路沿石頂）15個觀測點，其中在防浪墻頂埋設一排觀測點7個，在路沿石頂埋設一排觀測點8個。以上共埋設個22通過外部變形觀測點，通過人工儀器定期測量，觀測壩體外部變形情況。

3.1 工程運行觀測

1）2005年9月至2007年12月施工期，通過自動化儀器檢測，壩體內部變形為：在0+115斷面，1 008 m高程4個檢測點中，向上游水平位移最大值66.04 mm，斷面上最大沉降量為211.1 mm。1 028 m高程3個檢測點中向上游水平位移最大值86.74 mm，斷面上最大沉降量204.9 mm。

2）2007年12月至2010年8月運行期，通過自動化儀器檢測，壩體內部變形為：在0+115斷面，1 008 m高程4個檢測點中，向上游水平位移最大值22.58 mm；1 028 m高程3個檢測點中，向上游水平位移最大值30.96 mm。

通過人工定期儀器測量（平均每月一次），大壩外部變形為：在大壩0+115斷面上，1 008 m高程馬道3個觀測墩中，位于0+112處觀測點變形最大，向下游水平位移28 mm，沉降量15 mm；1 028 m高程馬道5個觀測墩中，位于0+114處觀測點變形最大，向下游水平位移42 mm，沉降量63 mm；壩頂防浪墻7個觀測點中，位于0+116觀測點變形最大，向下游水平位移22 mm，沉降量為76 mm；壩頂路沿石8個觀測點中，0+114處觀測點變形最大，向下游水平位移22.7 mm，沉降量為89 mm。

3.2 監測資料分析

大壩沉降沉降變形主要發生在施工期，而該水庫大壩施工期壩體最大沉降量與壩高之比為0.31%，施工期變形不大。運行期大壩壩頂沉降量最大，最大值為89 mm，水平位移最大值為22.7 mm。對比其他同類堆石類型大壩，哈拉布拉水庫大壩變形，尤其是沉降值非常小，由于大壩沉降變形小，目前大壩其他監測數據表明安全運行正常。

該水庫大壩沉降小的主要原因是：大壩清基中清除了壩基全部覆蓋層，大壩直接坐落在基巖上，基礎穩定；大壩堆石體填筑時提高了碾壓標準，孔隙率降低為22%，大壩壩體壓縮變形小。施工中對以上兩項要求嚴格控制，有效地保證了質量。在大壩清基過程中，嚴格按照并不得小于要求的清基范圍開挖，開挖至基巖面后的淤泥、渣質，都經過了人工清除和水力沖洗，根據清基范圍劃分了3個單元，每個單元都經過了建設、監理、施工單位共同檢查，進行了合格認定，整個基礎清基工作通過了上級單位主持的隱蔽工程驗收。

在壩體堆石填筑過程中，控制每層填筑厚度不得超過80 cm，，要求必須灑水碾壓，碾壓變數不少于8遍。在2005年11月份至12月冬季施工中，要求停止灑水，分層碾壓遍數都超過了10遍，每個填筑層都經過了建設、監理、施工單位共同檢查，進行合格認定。經檢查大壩填筑共分為95層，最大填筑厚度0.71～0.78 m，碾壓后孔隙率檢測值在17.8%～21.8%。

由于建設過程中的施工質量控制及變更措施得力，對大壩變形產生了有利影響。目前大壩監測數據表明，大壩變形尤其是沉降值非常小，保證了水庫安全運行。