摘要：壩體內部觀測儀器的埋設質量對觀測資料的分析及成果的可靠性、準確性有著重要的影響。西藏沃卡河一級水電站處于高缺氧地區，通過對原型觀測儀器的埋設及運行期的監測成果分析說明混凝澆筑質量、施工工藝是好的。目前運行狀況良好。．

1  工程概況

沃卡河一級水電站位于西藏山南桑日縣境內，海拔3720.00m，年平均氣溫8.4℃，氣溫30℃，氣溫-18.2℃。電站有兩個首部樞紐和一個廠房。兩個首部樞紐均為混凝土重力壩。許莫首部樞紐1999年6月10日下閘蓄水，1999年9月10日機組發電。原型觀測儀器布置在許莫首部樞紐、白堆首部樞紐、壓力前池、廠房引水壓力鋼管和廠房；其儀器種類有：引張線、滲壓計、鋼板計、測縫計、三向測縫計、測壓管、量水堰等7種。

2  電站原型觀測設計

沃卡河一級水電站由西北勘測設計研究院和西藏水利電力勘測設計院共同設計，觀測儀器的埋設于1998年開始進行，2000年全部安裝完成。

原型監測主要有變形、滲流、應力應變和溫度監測。其監測項目分述如下。．

2.1  變形監測系統

(1)壩體變形監測系統。在許莫、白堆大壩壩頂均設有平行于壩軸線的引張線及沉陷觀測點，許莫壩頂引張線總長216.5 m，共15個測點，沉陷觀測點與引張線測點對應。引張線用讀數顯微鏡進行觀測，沉陷觀測點用精密水準儀配合銦鋼尺按一等水準精度進行觀測。．

(2)前池、廠房變形監測系統。由于壓力前池處于地質條件復雜的斷層帶上，在前池邊墻分縫處埋設有測縫計，監測施工縫的開合度；在前池總渠段邊墻的周邊縫安裝4套三向測縫計，測量周邊縫的三向位移；在電站廠房各施工縫處安裝測縫計。．

2.2  滲流監測系統

(1)大壩滲流監測系統。在許莫樞紐左副壩壩左0+070.50斷面處(3 702.5 m高程)安裝3支滲壓計，主要用來觀測壩基滲透壓力，檢查混凝土防滲墻的防滲能力；在壩基3693.0m高程廊道和3704.0m高程廊道共埋設11根測壓管，用于觀測右副壩壩基揚壓力；在3 693.0m高程廊道內排水溝安裝2座三角形量水堰，觀測壩基總滲流量。在白堆壩右0+004．75(3 703．0 m高程)斷面處埋設滲壓計3支；在壩左0+004．25(3 702．00～3 704．00m高程)斷面處埋設5支滲壓計；在壩左0+014．75(3 702．00～3 704．00．m高程)埋設5支滲壓計。．

(2)前池滲流監測系統。在前池邊墻基礎埋設12支滲壓計，用于觀測前池蓄水后的基礎滲透壓力；在觀測排水洞內安裝1個三角形量水堰，用于觀測壓力前池底部總滲流量。

2．3　應力應變監測系統

該系統由鋼板計組成，在引水壓力鋼管2號叉管處5個斷面共安裝了30支鋼板計。

2．4　溫度監測系統

在一級電站的設計中，壩基和壩體混凝土內部溫度變化的測量主要是由滲壓計、測縫計和鋼板計監測，其監測精度為0．5℃。

3　觀測儀器埋設

根據設計要求和工程需要，內部觀測儀器選用南京電力自動化設備總廠生產的差動電阻式儀器。引張線選用新都飛翔測繪工具廠生產的YZD-1型引張線全套設備。其儀器技術指標均符合設計要求。．

根據設計圖紙、規范和現場施工進度安排各種儀器的埋設,并結合高原的特殊情況處理施工中出現的問題。

3．1 埋設時的注意事項

儀器的埋設必須按照規范進行施工。對于差動電阻式儀器，在混凝土澆筑過程中，儀器周圍50 cm范圍內不得用機械振搗，須用人工搗實。電纜在儀器附近、跨縫及拐角處均留一定余度，特別是處于拐角處的電纜必須用布條纏3～4層，所有的電纜線均固定起來，電纜跨縫時通過伸縮節。．

由于西藏冬季氣溫低，引張線測點箱內的水用不易揮發、穩定性好、凝固點低的液壓油代替（或水中加防凍液）。

3．2  儀器埋設記錄

對儀器的埋設位置、電纜走向、埋設前后的檢查、混凝土澆筑過程中對儀器加以保護的情況、埋設過程中發生的問題和處理措施及儀器埋設的時間和現場監測情況，應做詳細的記錄。

作好埋設儀器的編號、儀器的出廠編號、率定檢驗資料、出廠卡片、電橋更換及電纜加長、剪短等記錄。

4  施工期及運行初期安全監測

4．1  接收儀器的選擇

各類差動電阻式儀器的接收設備選用SBQ-5型水工比例電橋，三向測縫計選用游標卡尺，測壓管用壓力表，量水堰用鋼直尺，引張線采用讀數顯微鏡配以讀數尺，沉陷觀測點用精密水準儀配以銦鋼尺。

4．2  觀測數據的整理

(1)觀測數據的檢驗。

對采集回來的數據，必須經過檢驗，對超過限差的數據必須剔除。同時對異常測值做出正確的分析和判斷。

(2)物理量的計算。

差動電阻式儀器的物理量計算，選用能源部、《混凝土壩安全監測技術規范》SDJ336-89中的公式。

5  監測成果分析

沃卡河一級電站自1998年開始安裝支儀器起，陸續進行各部位的內部觀測，1999年6月蓄水后進行外部觀測，1999年9月電站機組投入運行。由于觀測資料比較完整，從而為大壩的安全運行提供了可靠的保證。

5．1 許莫監測成果分析

許莫大壩壩右E1～E6測點（壩右0+001．00～壩右0+058．00）的水平位移自蓄水以來均小于5 mm，各測點所對應的進水閘壩段、溢流壩段、泄洪排沙壩段及右副壩段基礎均為主河床，各壩段建在基巖上，因此位移較小，均在設計規范要求以內。

許莫大壩壩左E7～E15測點（壩左0+013．00～壩左0+153．00）所對應的壩段均建基在砂礫石層上，采用混凝土防滲墻防滲，各壩段壩頂水平位移較大，值接近12mm。這是因為左副壩基礎在水庫水重作用下發生擠壓沉降位移，同時水壓力使壩向下游產生剪切、彎曲變形，壩體向下游位移增大且抬高，左副壩一些壩段沉降位移為負值，也能說明這一點。量水堰測得滲流量值2．228 L／s，小于設計值4 L／s。右副壩繞壩滲流量值為1．205 L／s，．遠小于設計值。壩基滲透壓力隨庫水位升高而增大，從上游至下游滲透坡降大，說明防滲墻起到了良好的止水作用。

5．2  前池監測成果分析

前池滲壓計在電站運行期的滲透壓力在0～5 kPa，說明前池底板基礎的防滲達到了預期的要求，有效地減少了前池復雜地質基礎的滲透變形。

前池邊墻測縫計的開合度始終穩定在1．5mm左右，說明前池基礎在水壓力作用下的沉降比較均勻，已趨于穩定。

5．3  主、副廠房監測成果分析

主、副廠房分縫處埋設的測縫計，其開度在0．7 mm左右，Jc5～Jc 10從左到右呈規律性變化，其中Jc8的開度為0（位于主廠房施工縫附近）。

副廠房和壓力鋼管鎮墩處埋設的測縫計（均在壓力鋼管軸線上方），Jc1～Jc4從左至右開合度逐漸增大，其值在-0．4～0．7mm左右。


5．4  壓力鋼管應力監測成果分析

埋設在2號鋼管叉管處5個斷面的30支鋼板計，其觀測的值見表1。

從廠房鋼板計實測的溫度及應力過程線可知：施工初期應力、應變主要由混凝土水化熱決定，受氣溫影響。施工后期混凝土水化熱影響應力較小，應力、應變主要由鋼管的殘余應力和氣溫產生的溫度應力疊加產生(殘余應力為定值)，應力的變化主要由溫度變化產生。施工期的應力曲線和溫度曲線趨勢一致，施工期均集中表現為壓應力。

在運行期應力主要由水壓力產生，鋼管的殘余應力為定值，混凝土水化熱和混凝土自生變形較小，因此鋼板計測得的溫度成為影響應力變化的主要因素。

6  結語

沃卡河一級水電站的兩個首部樞紐及前池、廠房所處的地質狀況較為復雜，原型觀測數據為大壩的安全運行提供了可靠的保證；從觀測成果來看，電站各部位的位移、變形均在正常范圍內，且均趨于穩定狀態；壩基滲流量、繞壩滲流量較少。巡視整個電站無明顯變形，這些情況表明電站混凝土的澆筑質量、施工工藝是好的，電站經受了初蓄水期和試運行期的考驗，目前的運行狀況是安全、正常的。