水利工程論文-拉托維亞Plavinas水電站沉降的補(bǔ)救措施.doc

水利工程論文-拉托維亞Plavinas水電站沉降的補(bǔ)救措施摘要：拉托維亞Plavinas電站是Daugava梯級(jí)系統(tǒng)的一部分，補(bǔ)救項(xiàng)目設(shè)計(jì)了它的8號(hào)施工縫瀝青水封。本文敘述了整治的必要性及提出的解決方案。關(guān)鍵詞：拉托維亞Plavinas水電站沉降補(bǔ)救Plavinas電站位于Daugava河上是Daugava梯級(jí)開發(fā)的主要電站。電站建于1961年到1966年間，如圖1所示由兩部分組成，每部分長約90m，壩座結(jié)構(gòu)位于左右兩側(cè)。每個(gè)電站廠房分為5個(gè)發(fā)電單元，總共10個(gè)單元，功率約為875MW。電站廠房頂高程設(shè)計(jì)為75.6，但建筑物沉降相當(dāng)大。在左壩座的左側(cè)（從水流方向看）有一個(gè)擋土墻連接土石壩。同樣，在右壩座結(jié)構(gòu)的右側(cè)有一個(gè)擋土墻連接砂質(zhì)壤土填筑而成的壩。左側(cè)擋土墻建于水力沖填土之上，右側(cè)擋土墻建于砂質(zhì)壤土上。這說明了左側(cè)擋土墻比右側(cè)擋土墻沉降的大的原因。毗連左壩座正好在上游處有一個(gè)低標(biāo)高的擋土墻平行于水流方向，以保護(hù)渠道入口。毗連右壩座正好上游處有一個(gè)擋土結(jié)構(gòu)也平行于水流方向并保上游護(hù)坦?jié)沧⒃谠瓲畹谋兾锷?，在其頂部有一個(gè)帶混凝土罩的壤土及沙濾池。向上游14.76m電站廠房基礎(chǔ)板直接建于冰磧物上。在此之后，基礎(chǔ)板和冰磧物之間有一層過濾部分，這是此電站一個(gè)顯著的特點(diǎn)。也有一個(gè)下游護(hù)坦，它是建于冰磧物上的一個(gè)混凝土池的一部分。下游護(hù)坦也起溢洪道消力池的作用。有減壓孔來減小孔隙水壓力，否則會(huì)引起護(hù)坦隆起1.豎直的彈性施工縫豎直彈性施工縫由兩個(gè)剛性的塊體間斷開的間隙組成并以瀝青水封來防止水流入。由于瀝青是一種粘稠的材料，如果不用U型的混凝土塞的話它將外流，瀝青的液體壓力將起作用而使混凝土塞得以固定。在混凝土塞和施工縫混凝土墻之間為10mm厚的含瀝青的氈板條，施工期間將它們粘于混凝土墻側(cè)面。專門成這些水封的瀝青由35%的瀝青及65%的水泥組成。三個(gè)豎直彈性施工縫，每個(gè)都有一個(gè)瀝青水封，橫截面面積為0.56m2，形成護(hù)坦廊道的第7號(hào)和8號(hào)接縫。此外兩個(gè)直徑為326mm的豎直鋼管進(jìn)入8號(hào)接縫。這些豎直水封對(duì)于補(bǔ)充8加熱瀝青是可能的，為此設(shè)計(jì)者將三對(duì)電極置于每個(gè)豎直瀝青水封中并且每對(duì)電極在其充填管中。然而水利工程實(shí)踐中很少這么做。最初設(shè)計(jì)的電極很不常用的原因在于存在不能控制瀝青滲漏的危險(xiǎn)。因此大壩維護(hù)處更喜歡每次只使用一個(gè)可移動(dòng)的加熱電極，并在加新瀝青時(shí)放置。瀝青置于一個(gè)所需要的基礎(chǔ)上。各個(gè)接縫的瀝青滲漏量大致與8號(hào)接縫的損失量相當(dāng)。2.水平彈性施工縫和豎直施工縫非常相似，功能基本上也一樣。每個(gè)施工縫都由兩個(gè)剛性塊體間的空隙組成并以瀝青水封來防止水流入。但水平施工縫的間隙較小，只有4cm，而豎直施工縫的間隙有16cm。水平接縫的施工如下：一條6510mm厚的V型瀝青氈置于間隙中央。一個(gè)混凝土楔塞置于它的頂部，接著把瀝青澆注到期望的高程。瀝青中有兩對(duì)加熱電極用鋼絲固定位置，水利工程實(shí)踐中從未用過這些加熱電極。在瀝青上面放置混凝土楔塞并覆蓋一層V型瀝青氈。相鄰的混凝土有一層瀝青涂層并且放置保護(hù)性的混凝土罩。接縫每個(gè)側(cè)面都采用錨.3.1通常的止水網(wǎng)格施工縫內(nèi)的彈性瀝青水封在某種程度上形成了迂回的相互聯(lián)系的管網(wǎng)。一個(gè)瀝青水封位于右側(cè)護(hù)坦和右側(cè)擋土墻（M-1-2）之間；兩個(gè)豎直瀝青水封位于右壩座結(jié)構(gòu)和右側(cè)擋土墻（M-1-2）的接頭處；在右側(cè)電站廠房壩座和右側(cè)擋土結(jié)構(gòu)之間的接頭處有兩個(gè)豎直的和兩個(gè)水平的瀝青水封；在左電站廠房塊體的連接處有上游和下游豎直瀝青水封及上下水平瀝青水封；在左側(cè)電站廠房壩座墻和左側(cè)較低擋土墻之間有兩個(gè)豎直瀝青水封并且在左側(cè)擋土墻和電站廠房左壩座之間有另外一個(gè)。如圖2所示在上游護(hù)坦和電站廠房基礎(chǔ)之間有兩個(gè)水平瀝青水封位于護(hù)坦廊道處。上面的一個(gè)瀝青水封承抵水庫的水壓力；較低的一個(gè)承抵孔隙水壓力。在右壩座結(jié)構(gòu)中上部的瀝青水封高程為42.9，并將兩個(gè)豎直水封連在一起，在它的上方有一個(gè)廊道位于高程43.5處。下面的水平水封高程為26.66，設(shè)計(jì)目的是為了阻止孔隙水壓力進(jìn)入右側(cè)電站廠房壩座的下部廊道。如果在1987年不被損壞的話下部水平水封也將把兩個(gè)豎直瀝青水封連在一起，從而也將它們當(dāng)帶有混凝土支撐的下部的水平瀝青水封鼓起時(shí)，破壞就發(fā)生了。瀝青入流使得右壩座結(jié)構(gòu)的左側(cè)豎直施工縫中的瀝青標(biāo)高突然降低，取代瀝青流入下部廊道。豎直水封的上部瀝青不如下部瀝青流得快，這可能是因?yàn)樗吵?，或是因?yàn)橐粋€(gè)小障礙造成的，在3號(hào)施工縫中大約高程38m處形成一個(gè)裂口。水流過這個(gè)裂口淹沒右壩座結(jié)構(gòu)盡管有些困難，但把水止住使其不再流入廊道是可能的。修整過程包括澆注混凝土到左側(cè)廊道使其高程升高至40，在豎直施工縫上面加入更多的瀝青并加熱，以及在最初的瀝青水封上游約83cm處放置一個(gè)新的圓桶狀的瀝青接頭。4.8號(hào)接頭的狀況8號(hào)接頭為一個(gè)水平瀝青水封。在護(hù)坦廊道做了兩次檢查，盡管似乎狀況不錯(cuò)，但有些位置還是有瀝青從接頭上部流出進(jìn)入護(hù)坦廊道。這些瀝青雖然還有些彈性但已老化。沒有水流經(jīng)此接頭的標(biāo)志。先前的止漏方式是不成功的，應(yīng)該停止，因?yàn)闊o法控制的滲漏會(huì)使豎直接縫排空，而導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。然而在以后的討論中可知一定數(shù)量的溢流是減小壓力增長所必需的，并可以嫩化水封中的瀝青。對(duì)幾種方案進(jìn)行了研究。圖3所示為現(xiàn)有護(hù)坦廊道的狀況。.8號(hào)接頭的關(guān)鍵作用盡管廊道接頭處的入流能在其進(jìn)入電站廠房前被兩個(gè)位于廊道端部的開口阻止，但就護(hù)坦減小電站廠房基礎(chǔ)下孔隙水壓力以及清除廊道接頭處小部分水平壓力而言，8號(hào)接頭的牢固性對(duì)于電站廠房的滑坡穩(wěn)定性是最重要的。可以設(shè)想用一種材料填充側(cè)廊道及接頭廊道來消除接頭完全破壞的風(fēng)險(xiǎn)，然而由于存在潛在的不均勻移動(dòng)，所以這種材料不能用混凝土，必須用一種彈性的如WEBAC4101的材料。如此重要的解決方案目前尚未打算采用。相反打算用一種二線防御，它能調(diào)節(jié)不均勻沉降。這是因?yàn)樽o(hù)坦的監(jiān)測(cè)是使用接頭廊道來完成的，因而保持這種結(jié)構(gòu)的接頭起作用是非常重要的，除非證實(shí)不在需要廊道。此外，如果將來發(fā)生非常大的不均勻沉降時(shí)，這種二線防御可以提供充足的時(shí)間來完成向廊道內(nèi)填充彈性材料。6.對(duì)8號(hào)接頭的建議6.1現(xiàn)狀計(jì)算今天的狀況已經(jīng)發(fā)生了一些變化。結(jié)構(gòu)已變形，并仍發(fā)生輕微移動(dòng)。值得一提的是8號(hào)接頭開合平均年相差1mm，這意味著6個(gè)多月接頭閉合約2mm。這看上去不大，確實(shí)如果管道系統(tǒng)在1965年不受損傷的話任何由于這種移動(dòng)而產(chǎn)生的較小的壓力增長都可以由該結(jié)構(gòu)進(jìn)行順利調(diào)整。然而豎直接頭