戴灿伟

(新疆水利水电科学研究院，新疆乌鲁木齐 830049)

1 工程概况

新疆下坂地水利枢纽工程位于新疆塔里木河源流叶尔羌河主要支流之一的塔什库尔干河中下游.主要任务是以生态补水及春旱供水为主，结合发电的综合性Ⅱ等大(2)型工程.水库正常挡水位2 960 m，总库容8.67亿 m3，电站总装机150 MW.枢纽建筑物由拦河坝、导流泄洪洞、引水发电洞和电站厂房四部分组成.大坝为沥青混凝土心墙砂砾石坝，坝顶高程2 966.00 m，最大坝高78 m.导流泄洪洞布置在右岸，引水发电洞布置在左岸，地下电站厂房布置在坝址下游8.5 km河道的左岸.

坝址区位于塔什库尔干河河谷中，周围高山环绕，远离海洋，受帕米尔、喀喇昆仑山及大沙漠的影响，呈典型的大陆性高原气候.冬季寒冷且持续时间长，夏季短而炎热，气候的年、日变化显著，日温差高达20℃左右，极端最高气温32.5℃.极端最低气温 －39.1 ℃.多年平均最大风速16.9 m/s，最大风速23 m/s.历年最大冻土深度1 770 mm.坝址区地震基本烈度为Ⅷ度.

2 监测项目布置

设计依据本工程地形、地质情况及研究沥青混凝土心墙的工作性态，在左右岸坡心墙基座的布设两向位移计用于监测心墙相对基座的错动位移，分别在2 900m、2 910 m、2 930 m、2 950 m、2 960 m 高程处;在大坝0+062 m、0+220 m、0+378 m三个监测断面布设9支温度计用于沥青心墙温度监测，布置图见图1.为了了解下游坝体的沉降和水平位移变形对心墙造成的影响，在大坝下游侧0+220 m监测断面2 897 m、2 910 m、2 930 m、2 945 m 高程布设4组水管式沉降仪，在相同监测断面的2 910 m、2 930 m、2 945 m高程布设引张线水平位移计3组.在大坝下游侧 0+062 m、0+220 m、0+300 m、0+378 m四个监测断面的坝下10 m、70 m、140 m处布设沉降管和测斜管用以监测坝体内部沉降和水平位移变形，典型坝体内部变形监测项目见图2.下坂地监测设计原则基本和冶勒沥青混凝土心墙设计类似.［1］

3 沥青心墙温度监测

沥青混凝土施工过程中对温度控制要求高，受气候条件制约大，下坂地水利枢纽大坝工程海拔高，冬季寒冷漫长，日温差大，风速大，对沥青混凝土的温度控制、工艺水平要求更加严格.在允许气候条件下，为了加快施工进度，采用大摊铺层厚和压实厚度，摊铺厚度为280±20 mm，压实厚度为280±20 mm.心墙温度监测可直接埋人高温温度计进行监测控制，心墙温度监测的主要目的是监测施工期沥青混凝土防渗墙温度的消散过程，蓄水及运行期防渗墙温度场的变化.下坂地沥青混凝土混合料入仓温度一般为155℃ ～165℃，从摊铺到碾压沥青混凝土温度变化非常快，3 h降为70℃左右，碾压后变化也很迅速，3 d后降到40℃左右.

从心墙实测内部温度特征值及温度过程线可以看出，蓄水前心墙各高程温度相对稳定，受外界温度影响不大.2 927 m高程处温度计 0105T17、0105T18、0105T19和 2 940 m高程处温度计0105T20、0105T21、0105T22 受库水温影响较小.至2011－11－09各温度计监测数据为:2 910 m高程处心墙温度为7.1℃ ～7.5℃左右，2 927m高程处心墙温度为7.6℃ ～7.9℃左右，2 940 m高程处心墙温度为11.1℃ ～13.1℃.心墙0+62三个断面的温度过程线及见图3～图5，温度特征值见表1.

表1 沥青心墙温度计特征值

4 沥青心墙与基座错动位移监测

下坂地工程心墙与基座的错动位移变形是在心墙左右岸坡基座的2 900 m、2 910 m、2 930 m、2 950 m、2 960 m高程处布设两向位移计，用于监测心墙相对基座的错动位移.两向位移计布置图见图6.

图6 两向位移计布置图

从 2009－07－12—2011－11－17，2 900 m、2 910 m、2 930 m、2 945 m、2 960 m 四个高程沥青心墙与趾板之间开合度均表现为挤压变形，挤压变形范围在－0.45～－1.35 mm之间，其中右岸挤压变形最大值发生在2 930 m高程处0105J7，变形值为－1.35 mm，其中，2 900 m高程处挤压变形量为－0.93 m.左岸挤压变形最大值发生在2 930 m高程处0105J3，变形值为 －0.87 mm.

相同观测时间内，沥青心墙与趾板之间剪切位移均表现为向河槽方向位移，变化范围在－0.82～－2.37 mm之间.其中右岸剪切变形量最大的点位于右岸2 930 m高程处J9，位移值为－2.37 mm.左岸剪切位移最大值位于2 910高程处0105J4，位移值为 －1.82 mm.

开合量和剪切量变形较大的时期主要发生在坝体填筑期，并随心墙填筑高程的增大而增大.从位移值大小的分布看无论是开合度变形量，还是剪切变形量在相同高程的情况下右岸数值普遍大于左岸的数值，初步估计这是由于左右岸坡度的差异造成的，其中左岸坡比1 ∶0.92(水平角为47°)，右岸坡比1 ∶0.35(水平角为71°).

5 大坝下游坝体监测

5.1 下游坝体沉降变形

坝体沉降量随坝体填筑高度的增加而增大，截止到2011年11月，大坝沉降监测的8个沉降管整管累计沉降量分别为:ES01:114 mm、ES02:134 mm、ES03:107 mm、ES04:76 mm、ES05:156 mm、ES06:226 mm、ES07:98 mm、ES08:163 mm，其中，0+300 m距坝轴距35.6 m处ES06整管累积沉降量最大，达到226 mm，约占填土坝高的0.30%;最大单点磁环累计沉降量112 mm(ES07－12)，各管最大沉降量发生在坝高1/3～1/2左右处.沉降监测表明下坂地水库大坝施工期沉降量不大，大坝填筑压实较好.下游坝体沉降量统计见表2.

表2 2011－11－09下游坝体沉降量统计表 单位:mm

5.2 下游坝体水平位移变形

在大坝0+62 m、0+220 m、0+378 m及0+300 m(坝下8.0)断面6支沉降管右岸1.5 m的位置同时布置铝合金测斜管，0+300 m(坝下 34.5 m、79.9 m)两个位置各布置一个沉降测斜一体管，用于监测坝体水平位移监测.蓄水期数据表明坝体最大断面0+300 m、0+378 m两个断面的挠度位移是向下游、右岸位移.上下游位移量在－45.6～97.2 mm之间，左右岸累积位移量在－53.4～67.8 mm之间.

6 结语

下坂地水利枢纽工程沥青混凝土心墙砂砾石堆石坝已进行了3年施工期监测工作，获得了大量施工期观测资料，为及时了解心墙工作状态和指导现场施工发挥了积极作用.根据多年工作对下坂地大坝的施工和目前变形有以下几点认识.

(1)下坂地沥青混凝土心墙施工温度控制对保证期良好力学性能及正常变形具有重要作用;

(2)沥青心墙岸坡心墙基座与心墙及过渡料的位错变形较小，坡度较陡的右岸变形值大于岸坡较缓的左岸，符合心墙自重及坝壳料作用下的变形规律，与国内已建成的尼尔基、茅坪溪等沥青混凝土心墙的位错监测成果相同［2］;

(3)下游坝体的水平位移和竖向位移均不大，竖向沉降量小于设计指标的坝高的1%;

(4)通过对下坂地坝底廊道的巡视，心墙下游底部廊道对应的心墙段并无渗流情况;

(5)蓄水期间，大坝下游坝体并无突变的内部变形情况.

从观测资料分析可以看出，下坂地水利枢纽工程沥青混凝土心墙砂砾石堆石坝的工程质量及结构的稳定是安全可靠的.

［1］ 徐岩彬.土石坝沥青混凝土防渗心安全监测设计研究［J］.水利规划与设计，2007(6):30－33.

［2］ 荣 冠.三峡茅坪溪防护坝沥青混凝土心墙变形监测［J］.人民长江，2003，4(4):10 －12.