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新疆呼图壁河青年渠首坝体稳定监测与分析

更新时间:2009-03-28

1 工程概况

新疆呼图壁河青年渠首位于新疆呼图壁县内,原渠首是1962年由原苏联专家援助设计的“费尔干式[1]”渠首,由于引水期间大量推移质泥沙进入干渠,最大粒径达到60 cm,对下游渠道造成严重的磨损、淤积破坏。导致原工程形式不再适应呼图壁河多泥沙、高引水率的实际情况,通过50多年的运行,工程在本次改造前已基本报废,加上下游灌溉和供水的需要,老渠首已不利于流域的工、农业生产及经济发展的需要。渠首改造后,由上坝、下坝两套建筑物、引输水渠道组成。上坝系统由上坝、和溢流堰组成;下坝系统由拦河坝、左岸泄洪冲砂闸、右岸冲砂闸和进水闸组成。上坝形成外库,库容111.5万m3;下坝形成内库,库容544.3万m3。最大坝高24.5 m,设计最高水位780.1 m、总库容655.80万m3、调节库容258 万m3

给排水管线的设计与施工从整个建设过程的前期、中期和后期都有着很大的关系,本文从这3个阶段分别进行分析和介绍。

(3)尽管氢气在主流中的扩散程度随进口Mach数和压强的增大而减弱, 但由于Mach数和压强的增大会导致截面空气质量流量大大增加, 最终使得沿流向截面上的氢气掺混效率和燃烧效率都增大.

青年渠首改造工程完工后,设计过洪能力将由10年一遇的450 m3/s提高到设计30年一遇、校核300年一遇、校核洪水流量1 020 m3/s。对缓解下游防洪压力、确保呼河人民生命财产安全具有非常重要的作用。新渠首工程设计方案以上坝将水库分为内、外库,外库泄洪冲沙,内库调节供水,工程运行可以成功实现水沙分离[2],枯水期不用冲沙,年均增加供水量5 000多万m3;水质得到显著改善,为灌区的高效节水灌溉提供了水质保证;内库调节库容可以满足外库冲沙时供水,达到用水季节不间断供水的理想标准。工程建成后,在向灌区提供优质农业供水的同时,兼顾呼图壁县城镇供水、大唐火电、工业园区的供水,以及装机4 500 kW的渠首水电站的发电用水,呼河水利将告别单一的农业供水模式,实现传统水利向现代水利、可持续水利转变,工程水利向资源水利、经营水利转变。

工程完建后,采用坝坡和深部位移监测的方法[3],探究边坡体深部、滑带的位移情况变化规律,确保大坝安全稳定运行。

2 测点布设

坝坡11个测点5次(分别为2014年10月1日、2015年10月19日、2016年4月28日、2016年11月7日和2017年5月16日)的监测结果如图3所示。在x轴方向:1~11号的相对位移变化呈降低之势,最大变形值为1.57 mm,且在变形允许的范围内,总体来看,在该方向上不存在稳定性不良的问题;在y轴方向:1~11号的相对位移变化呈降低之势,其值也在变形的精度范围内,故该边坡稳定性较好,不存在安全隐患问题;在z轴方向:发生的位移应该向下,即为负值,绝大多数都服从这一规定且呈递减之势,从图3(c)可以看出:1、2、10号的位移不满足此要求,但是其累计值仍为负值。这主要是由于在长期的运行下,标墩出现扰动的可能性极大,但其值仍在变形的精度范围内,故认为在z轴方向的稳定性是良好的。经过以上的监测表明:0+200、0+400、0+800段经过长达3年的运行,x、y、z方向的相对位移都在允许的范围内,未发现有任何局部或整体的变形现象,故其边坡处于稳定状态。

(3)坝体岩土体沿着A方向的位移随着深度的增加而减小,位移转折点多发生在多发生在软弱夹层(滑动面)处;在B方向上的位移相对较乱,无规律可循。其原因是A方向的滑动动力主要来自于滑动体自重分力,且其分力较为均匀,而B方向的滑动动力来源存在不固定性,不是主动影响因素。

3 坝体稳定性监测与分析

3.1 坝坡稳定性分析

根据设计院勘察的地质资料和现场调研,将监测断面选择在地质条件差、变形量大、可能会发生变形破坏的部位,设置3个表面测点(见图1),其中:测点1为0+200(从建基面每隔3 m设置测点,共4个,分别记为1、2、3、4号),测点2为0+400(从建基面每隔3 m设置测点,共4个,分别记为5、6、7、8号),测点3为0+800(从建基面每隔4 m设置测点,共3个,分别记为9、10、11号)。测斜孔布设在测点1和测点3断面(见图2)。

  

图1 测点布置图

  

图2 断面测斜孔布设图

  

图3 位移变化趋势图

3.2 深部位移监测

教师要加强对学生们身心修养的培养。高中生正处步入大学的学习阶段,由于学习的压力,出现的心理问题比较多,这样就会影响到学生们的正常学习以及健康成长,同时学生们还会产生逆反心理和厌学心理。例如教师在进行品德教育过程当中要从学生们的心理问题抓起,安排相应的心理健康咨询讲解课,同时在班会教育上对学生们的心理问题进行辅导,普及心理健康教育知识,加强学生们心理健康水平。教师及教育工作者要建设相应的心理健康教育管理机制,建立起心理健康辅导机构,充分运行其机制体系,发挥各级心理健康机构的作用,切实提升大学生心理健康水平。

在数据处理时,假定测斜管埋入滑面以下一定深度时,可将其底部管端作为固定端,认为管端的位移为零。从2014年10月至2017年5月共进行了6次不定期监测,将每次监测数据进行整理,绘制出各深度处的位移特征曲线。另外,从不同方向了解高边所处状态及其发展规律,根据这些监测数据,结合工程施工中的问题,可以整理出不同方向各个深度处的位移特征(见图4)。

(1)从深部位移监测曲线(见图4)可以看出:在软弱夹层(滑动面)以下的坝体深部位移变形量均控制在10 mm以内,变形量趋于逐渐减小,即呈向内逐渐收敛之势,其坡体失稳的可能性较小;

从图4可以看出:4个测斜孔位移的总体变化趋势基本一致,即主要沿A方向发展。1号测斜孔位移主要发生在距坡面9.5 m处;3号测斜孔位移主要发生在距坡面12.2 m处;2号测斜孔位移主要发生在距坡面5.7 m处;4号测斜孔位移主要发生在距坡面12.8 m处,且在A方向位移随深度的增加而降低,且变形量较B方向要大。在B方向上,位移随度增加而减小,且相对位移较A方向要小。经分析可知,将位移变化面视为软弱夹层结构面是合理的。结合工程实际情况,分析监测结果可以得出以下结论:

  

图4 深部位移曲线图

(2)该坝体滑动岩土体沿A方向位移较大,在B方向位移相对较小。这说明了该坝体主要是沿着软弱夹层(滑动面)向下游方向滑动、坍塌;顺着坝轴线方向虽然有一定的位移变化,但位移量相对A方向位移很小,对坝体岩土体的整体稳定性不会产生破坏性的影响。结合岩石力学、土力学分析发生上述情况的原因为在滑动岩土体在自重力的作用下,沿着A方向的分力提供了岩土体主要的下滑力,促使坝体岩土体沿着软弱夹层(滑动面)向下游方向滑动,沿着B方向的滑动力却较小,故对坝体岩土体滑动的贡献较小;

(3)云计算技术的使用可以有效的提升各个采油厂的信息化水平,采油厂的信息化减少的投入和油田公司相差甚远,对此,就可以使用SaaS模式进行处理,构建采油厂的信息化平台,让油田公司的数据中心扮演采油厂的云服务商一角色,以各个采油厂的实际业务需求为基准,实行基础设施的托管服务以及SaaS系统服务。只有这样才可以更为高效且快速的去打造各类采油厂信息化的平台,从根源上满足采油厂的实际应用需求。

4 结语

通过对新疆呼图壁青年渠首改造后坝体监测资料分析结果表明:坝体位移总体变化趋势基本一致,主要沿A方向发展。A、B方向位移均随深度的增加而降低,A方向变形量较B方向要大,坝体滑动岩土体主要沿着A方向位移,位移转折点多发生在软弱夹层(滑动面)处,在B方向位移相对较小且相对较乱、无规律可循。在软弱夹层(滑动面)以下的边坡深部位移变形量均控制在10 mm以内,且随着深度的增加其变形量趋于减小之势,坡体失稳的可能性极小。

参考文献

[1] 汪世国,刘双喜.金沟河渠首枢纽布置型式探讨[J].人民长江,2017(S1):178-180.

[2] 陶洪飞,杨海华,马英杰,等. 流量对河水滴灌重力沉沙过滤池内流速分布的影响[J].农业工程学报,2017,33(1):131-137.

[3] 陈 贺,李亚军,房 锐,等.滑坡深部位移监测新技术及预警预报研究[J].岩石力学与工程学报,2015(S2):4063-4070.

 
陈飞
《广西水利水电》 2018年第01期
《广西水利水电》2018年第01期文献

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