新疆吉音水利樞紐工程面板壩高趾墻施工期監測成果反饋

【摘要】本文通過對新疆吉音水利樞紐工程混凝土面板壩高趾墻施工期監測數據進行資料整編，對高趾墻滲流、應力應變、水平變形進行分析，認為高趾墻目前工作性態穩定。

【關鍵詞】混凝土面板壩；高趾墻；監測成果；整編分析

1、工程概況

新疆吉音水利樞紐工程混凝土面板壩最大壩高125m，壩頂長489m。壩址區為大范圍20～30m厚風積粉土覆蓋，僅現代河床兩岸及近壩庫岸有基巖裸露，庫區內第四系地層分布極為廣泛；現代河床靠右岸，寬度74m，為一深切河槽。

針對現代河床深切的問題，大壩設計從防滲角度考慮在現代河床74m寬度范圍內布置混凝土高趾墻，高趾墻底板與固結灌漿混凝土連接。高趾墻下游的壩體土壓力將會影響高趾墻的結構穩定，因此高趾墻的防滲效果至關大壩的防滲與穩定，是該大壩安全監測的重要項目之一。

2、監測成果分析

趾板樁號0+370～0+444處為高趾墻防滲段，本文取高趾墻典型監測斷面做分析，典型監測斷面詳見圖1。

2.1高趾墻滲流監測成果

趾0+404斷面高址墻后底板與基礎結合處埋設1支滲壓計P6-7，高趾墻后基礎面上埋設1支滲壓計P6-5，高趾墻后2408m高程處埋設1支滲壓計P6-6，趾板與面板結合處埋設1支滲壓計P6-4，共計4支滲壓計。

表2中監測數據顯示，該斷面滲壓計P6-4、P6-6均未監測到滲壓水位。高趾墻與基礎結合處P6-7（距高趾墻上游邊墻12.1m）于2014年11月25日監測到滲壓水位，并不斷增加，至2015年7月11日后（2015年7月10日高趾墻灌漿結束），滲壓水位變化相對穩定，數據顯示，2015年8月2日，滲壓計P6-7處滲壓水位達到最大值2397.20m；位于高趾墻后基礎面上滲壓計P6-5安裝初始就有較小的滲壓水，受基巖裂隙水影響其滲壓水位不斷增加，2015年7月11日后，滲壓水位變化相對穩定；2016年4月，大壩面板開始澆筑，受面板砼養護水影響，滲壓計P6-7及P6-5滲壓水位均有不同程度的升高，截至2016年7月12日，P6-5、P6-7滲壓水位分別為2395.29m、2397.02m。滲壓計滲流過程線見圖2。

P6-4、P6-6均未監測到滲壓水位，說明高趾墻頂的連接板、趾板的止水措施效果好。高趾墻灌漿結束后滲壓水位變化相對穩定，受面板砼養護水影響，滲壓計P6-7及P6-5滲壓水位均有不同程度的升高，說明基巖裂隙依然存在滲水情況。

2.2高趾墻應力應變監測成果

2.2.1鋼筋應力監測

高趾墻選擇趾0+404m斷面安裝鋼筋計，用以監測高趾墻鋼筋受力情況；具體布置如下：2419.1m高程處R16、2409.1m高程處R17、2399.1m高程處R18、2391.5m高程處R19。

表3監測資料顯示，趾板各位置鋼筋計所受應力值與溫度變化呈負相關性，溫度上升，拉應力減小，溫度下降，拉應力增大，符合一般規律；從量值上來看，中間部位相對與底部及上部壓應力略大；截至2017年7月12日，各高程鋼筋計均受壓應力狀態，壓應力在46.79～61.52MPa之間。鋼筋計R16應力過程線見圖3。

2.2.2砼應變監測

高趾墻選擇趾0+404m斷面，在2391.5m、2399.1m、2409.1m及2419.1m處各安裝1組兩向應變計組及無應力計組，用以監測高趾墻混凝土內部應力應變情況；具體布置如下：2419.1m高程處S16-1及S16-1-N、2409.1m高程處S16-2及S16-2-N、2399.1m高程處S16-3及S16-3-N、2391.5m高程處S16-4及S16-4-N。

（1）混凝土自生體積變形

通過計算無應力計的自生體積變形，截至2016年7月12日，2391.5m、2419.1m高程處混凝土自生體積變形處于拉應變狀態，為膨脹型，2399.1m、2409.1m高程處混凝土自生體積變形均為壓應變狀態，為收縮型。詳見表4和圖4。

無應力計自生體積變形處于壓應變狀態、為收縮型；收縮型混凝土自生體積變形產生拉應力，可以降低混凝土的允許拉應力，對混凝土面板結構不利。

（2）混凝土應變監測

表5監測資料顯示，水平向（平行于壩軸線）各測點，除2419.1m高程處S16-1-1處于壓應變狀態，其它各高程測點均處于拉應變狀態，其中2399.1m高程處最大拉應變為189με，超過混凝土所能承受的拉應變極限值，易產生豎直向裂縫；豎直向各測點目前均處于壓應變狀態，其中2399.1m高程處最大拉應變為136με，超過混凝土所能承受的拉應變極限值，易產生水平向裂縫。

截至2016年7月12日，水平向S16-1-1～S16-4-1應變值分別為：-170με、24με、133με及-2με；豎直向S16-1-2～S16-4-2應變值分別為：-318με、-166με、-90με及-305με。

2.3高趾墻水平變形監測

為了解高趾墻上下游方向水平變形情況，趾0+404m監測斷面安裝4套固定式測斜儀，分別為2428.1m處GIN3、2415.0m處GIN4、2401.7m處GIN5、2388.5m處GIN6。

監測數據顯示，除位于高趾墻頂部的GIN3受施工土建干擾影響變形相對較大外，其它各測點變形均較小，

截至2016年7月2日，趾0+404m斷面2428.1m處的GIN3，向上游變形3.0mm，其它各測點變形相對較小。GIN4向上游變形了0.1mm、GIN5向上游變形了0.2mm、GIN6向下游變形了0.2mm。詳見圖5。

3、結論

本文通過對高趾墻監測情況分析得出如下結論：

⑴高趾墻頂的連接板、趾板的止水措施效果較好。高趾墻灌漿結束后滲壓水位變化相對穩定，說明基巖裂隙依然存在滲水情況。

⑵趾板各位置鋼筋計所受應力值與溫度變化呈負相關性，溫度上升，拉應力減小，溫度下降，拉應力增大，符合一般規律；從量值上來看，中間部位相對于底部及上部壓應力略大，符合受彎構件受力規律。

⑶高趾墻2399.1m、2409.1m高程處混凝土自生體積變形為收縮型，收縮型混凝土自生體積變形產生拉應力，可以降低混凝土的允許拉應力，對混凝土墻趾結構不利。

⑷高趾墻頂部受施工土建干擾影響變形相對較大外，其它各測點變形均較小。

有此可見高趾墻目前工作性態穩定。

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作者簡介：魯娜（1986—），女，新疆烏魯木齊市人，工程師，主要從事水利工程規劃設計工作。