引言：在水电站运营的过程中，加强其外部变形的监测，从 而为水电站提供更多的安全保障。而能否为水电站的管理提供科 学的数据依据，还取决于能否正确进行变形数据的统计分析。因此， 应加强变形数据统计分析在水电站外部变形监测中的应用，进而 更好的完成变形监测工作。
1 工程概述
某水电位于深山峡谷之间，大坝建设采用的是碾压混凝土， 坝为拱坝，高 75m，坝顶和坝底宽分别为 6m 和 28m，顶长 195m， 高程为 1150m。在水电站正常运营期间，水库水位 1145m，总库容 4 亿 m³。该水电站在 2010 年竣工，在随后几年安全定期检查中评 价正常。
2 监测点布置
为确保水电站安全运营，需对其外部稳定性展开分析。为此， 需在原施工控制网的基础上完成外部变形控制网的布置，并按照 有关监测要求完成监测网布置，而大坝原有施工控制网上的点 可作为测站基点 [1]。在此基础上，可进行 PJ01、PJ02、PJ03 和 PJ04 四个监测点的布置，以实现水平位移和垂直位移的监测。而 监测网的不舍采取的是静态 GPS 平面监测技术，采用了全球定位 系统 GPS 测量技术，能够满足监测精度要求。利用各独立观测边， 则能完成三角形图形的监测网布设。采取该种结构的监测网，由 于其拥有较强的几何结构，所以监测网的进度能够得到提高 [2]。 在监测的过程中，PJ04 为在坝体中间闸墩设置的监测点，为垂线 位移监测点，同时又属于大坝水平位移监测点，因此可以一同进 行数据的统计和分析。
3 变形监测数据的统计分析
3.1 水平位移数据的统计分析
3.1.1 数据统计 在实际进行水电站的水平位移监测时，需采用三角形监测法完成各点径和切向位移的测量。如下表 1 所示，为水电站从 2010年到 2015 年统计监测数据。通过对各点径、切向的位移极值数据 进行统计，则能利用监测历史数据完成水电站水平位移变化情况 的分析。
表 1 水平位移监测数据统计（mm）
3.1.2 数据分析 结合监测得到的测点变形监测时间、库水位等数据，则能完成对水电站水平位移特征的分析。从分析结果来看，在坝顶的位置， 径向位移最大达到了 1.90mm，发生在测点 PJ03 的位置。而切向 位移最大能够达到 0.52mm，发生在测点 PJ01 的位置。从历史数 据统计结果来看，结合各测点位置可知，大坝冠中测点发生了较 大的径向位移，由此可见该位置为大坝发生变形的敏感位置。其次， 在坝底位置，径向位移最大达到了 8.63mm，同样发生在测点 PJ03 的位置。而切向位移最大能够达到 9.22mm，发生在测点 PJ02 的 位置。径向位移最小达到了 -7.35mm，发生在测点 PJ01 的位置。 而切向位移最小能够达到 -10.22mm，发生在测点 PJ02 的位置。 在径向位移最大时，水库的水位为 1129m。在径向位移最小时， 水库的水位为 1131m。在切向位移最大时，水库的水位为 1143m。 在切向位移最小时，水库的水位为 1141m。通过分析可以发现， 近年来，水电站水平位移呈现出了周期性的弹性变化趋势，并未出现无法逆转的位移，所以可以认为测点没有显著的时效性位移。 从水位变化情况来看，水位变化与水平位移变化没有明显关系。 在水位升高的条件下，水电站大坝在一定时候会出现向右岸移动 的情况。而在水位降低的情况下，则会出现向左岸移动的情况。 此外，结合各测点发生位移变化时的温度数据来看，水电站水平 位移变化受到了温度的影响 [3]。从径向位移的角度来看，在温度 增加的情况下，径向位移向着大坝上游方向变化。而在温度降低时， 则向着相反的方向变化。从切向位移角度来看，在温度增加的情 况下，两岸出现了膨胀现象，所以位移有变大趋势。在温度降低时， 则出现了变小的趋势。但从整体上来看，测点无法反映出明显的 规律。
3.2 竖直位移数据的统计分析
3.2.1 数据统计 在完成监测网布设的基础上，还要利用返测闭合水准线路进行水电站垂直位移监测。具体来讲，就是在大坝左右两侧各进行 一个测点的布置，并在大坝中间完成两个测点的布置。如下表 2 所示，M1、M4 分别位于大坝左右两侧，M2、M3 位于大坝中间，数 据为通过监测获得的历史数据统计结果。通过对各点垂直位移极 值进行整合和分析，则能完成对水电站垂直位移变化情况的分析。
3.3.2 数据分析
对表 2 的内容进行分析可以发现，从 2010 年到 2015 年之间， 水电站最大沉降得到了 0.50mm，发生在测点 M2 的位置。但从总 体上来看，水电站最大沉降值并未超过 2mm，由此可见水电站拥 有稳定的坝体。从垂直位移变化情况来看，其最大垂直位移达到 了 1.90mm，发生在测点 M2 的位置。在这一时期，水电站水库的 水位为 1133mm。而水电站最小垂直位移达到了 -2.70mm，发生在 测点 M1 的位置。在这一时期，水电站水库的水位为 1141mm。从 历史数据来看，水库水位变化与水电站垂直位移的变化存在一定 关系。具体来讲，就是在水库水位升高的情况下，坝体垂直位移 将有所降低。而在水位降低的情况下，垂直位移则有所增加。由 此可见，二者呈现出负相关的关系。从整体上来看，水电站最初 存在有测点位移提高的趋势，但在后期则出现了周期性弹性变化。 出现这一情况，主要是由于水电站垂直位移在最初阶段受到了时 效因素的影响。此外，从温度变化与水电站垂直位移变化的关系 上来看，在温度有所增加的情况下，大坝呈现出上抬的趋势。在 温度降低时，则出现了下沉的趋势。比如在测点 M1 位移达到最大 时，温度为 30℃。在该点位移最小时，温度为 17℃，反映出的规 律较为明显。
结论：通过研究可以发现，在水电站外部变形监测方面，结 合工程情况完成监测点的布设，然后对监测数据进行统计和分析， 则能得到水电站外部变形特征与规律。从分析结果来看，该水电 站并未出现会给大坝带来安全威胁的位移，并且经过长期运营后， 水电站外部变形呈现出周期性弹性变化趋势，其水平位移和垂直 位移变化均与水位和温度等因素有一定的关系。而掌握这些数据， 则能为水电站的安全运营提供依据。
参考文献：
[1] 李琳 . 大孤山水电站枢纽外部永久变形监测分析 [J]. 甘肃水利水电技术 ,2012,01:47-50.
[2] 娄必友 . 普定水电站大坝外部变形监测资料初步分析 [J]. 贵州水力发电 ,2011,02:45-49.
[3] 袁瑞霞 , 陈泽闻 . 小浪底水利枢纽大坝外部变形监测平 面数据分析 [J]. 中华民居 ,2011,11:150+149.
论文作者:邹玉兰
论文发表刊物:《红地产》2017年7月
论文发表时间:2018/4/2
标签：位移论文; 水电站论文; 水位论文; 大坝论文; 数据论文; 位置论文; 温度论文; 《红地产》2017年7月论文;