魏德榮

（國家電力監(jiān)管委員會(huì)大壩安全監(jiān)察中心，浙江 杭州310014）

0 引 言

應(yīng)力應(yīng)變是反映壩工結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的重要物理量，是評(píng)價(jià)壩工結(jié)構(gòu)性態(tài)的重要內(nèi)容，歷來為壩工界和監(jiān)測(cè)界的同行所重視。原SDJ336-1989《混凝土大壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（試行）對(duì)此有許多規(guī)定?，F(xiàn)行DL／T5178-2003《混凝土壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》在總結(jié)原規(guī)范試行以來監(jiān)測(cè)新技術(shù)和新經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，又增添了較多內(nèi)容，初步形成了混凝土壩應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)的基本框架。

1 新規(guī)范增添的應(yīng)力應(yīng)變條款

新規(guī)范增添了較多的應(yīng)力應(yīng)變條款，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

新增了壩基和壩肩應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)、預(yù)應(yīng)力監(jiān)測(cè)以及壩體地震反應(yīng)監(jiān)測(cè)，并規(guī)定將一級(jí)大壩70 m以下的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)變?yōu)榭蛇x項(xiàng)。

1.2 監(jiān)測(cè)布置

（1）壩體

新規(guī)范做了以下兩方面的增訂：①根據(jù)布置設(shè)計(jì)的實(shí)踐，建議重力壩的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)布置按以下程序進(jìn)行：首先根據(jù)壩高、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及地質(zhì)條件選定重點(diǎn)壩段，然后在重點(diǎn)監(jiān)測(cè)壩段布置1～2個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，可在監(jiān)測(cè)斷面不同高程布置幾個(gè)水平監(jiān)測(cè)截面進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變儀器的布設(shè)。這樣有利于同高程和同斷面的監(jiān)測(cè)成果相互比較，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。②對(duì)應(yīng)力應(yīng)變測(cè)點(diǎn)的布置增加了以下規(guī)定：重力壩表面應(yīng)力梯度較大時(shí)，應(yīng)在距壩面不同距離布置測(cè)點(diǎn)，一般布設(shè)單向或雙向應(yīng)變計(jì)；壩體溫度測(cè)點(diǎn)應(yīng)結(jié)合安全監(jiān)控預(yù)報(bào)模型需要而設(shè)置，不做預(yù)報(bào)模型的壩段，溫度測(cè)點(diǎn)可適當(dāng)減少，也可采用能滿足施工監(jiān)測(cè)要求的使用期限較短的溫度計(jì)或熱電偶。對(duì)于重力壩，建議在監(jiān)測(cè)壩段的中心斷面上按網(wǎng)格布置溫度測(cè)點(diǎn)，網(wǎng)格間距為8～15 m。對(duì)150 m以上的高壩，間距可適當(dāng)增加到20 m，以能繪制壩體等溫線為原則。由于拱壩應(yīng)力復(fù)雜，對(duì)溫度應(yīng)力較為敏感，因此放寬了溫度測(cè)點(diǎn)數(shù)。為了解重力壩縱縫及拱壩橫縫的開度變化規(guī)律，新規(guī)范建議對(duì)縫面每個(gè)灌區(qū)除布設(shè)測(cè)縫計(jì)以外，尚需布設(shè)溫度計(jì)。并且，新規(guī)范規(guī)定，整體式重力壩的儀器布置參照拱壩進(jìn)行。由于受基礎(chǔ)影響較大，原規(guī)范規(guī)定混凝土壩測(cè)點(diǎn)距基巖開挖面應(yīng)大于5 m，經(jīng)過10多年的大量實(shí)踐，新規(guī)范將5 m改為3 m，并規(guī)定，必要時(shí)可在混凝土與基巖結(jié)合面附近布置測(cè)點(diǎn)。

（2）壩基及壩肩

壩基及壩肩的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)是對(duì)原基巖溫度監(jiān)測(cè)較大的補(bǔ)充。規(guī)范規(guī)定，①對(duì)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)斷面的選擇按下列要求進(jìn)行：監(jiān)測(cè)斷面應(yīng)選擇地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)形式、受力狀態(tài)等具有代表性或關(guān)鍵的部位，宜選擇1個(gè)主監(jiān)測(cè)斷面，在其附近設(shè)1～2個(gè)輔助監(jiān)測(cè)斷面。重點(diǎn)監(jiān)測(cè)斷面宜與其他監(jiān)測(cè)項(xiàng)目結(jié)合布置。②對(duì)應(yīng)力應(yīng)變測(cè)點(diǎn)的布置按下列要求進(jìn)行：在重力壩的壩踵和壩趾部位宜布置測(cè)點(diǎn)；拱壩的測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在應(yīng)力變化較大的部位；巖體表面測(cè)點(diǎn)宜采用基巖應(yīng)變計(jì)，其標(biāo)距應(yīng)為1～3 m,宜單向或2～3向布置；在受力條件明確的部位可布置壓應(yīng)力計(jì)。

（3）預(yù)應(yīng)力監(jiān)測(cè)

預(yù)應(yīng)力的監(jiān)測(cè)是新增監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。規(guī)范規(guī)定，預(yù)應(yīng)力錨索監(jiān)測(cè)宜對(duì)各種噸位的錨索抽樣進(jìn)行，監(jiān)測(cè)數(shù)量應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定，每個(gè)典型部位或每種錨索應(yīng)監(jiān)測(cè)2～3根。儀器宜采用錨索測(cè)力計(jì)。

（4）大壩地震反應(yīng)監(jiān)測(cè)

大壩地震反應(yīng)監(jiān)測(cè)是新增監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。規(guī)范規(guī)定，①地震區(qū)的大壩應(yīng)設(shè)置強(qiáng)震儀，監(jiān)測(cè)壩體在地震時(shí)的振幅、頻率、振動(dòng)速度和加速度。②重力壩和支墩壩的監(jiān)測(cè)布置宜采用如下方式：在溢流壩段和非溢流壩段，各選一個(gè)最高壩段或地質(zhì)條件較為復(fù)雜的壩段進(jìn)行監(jiān)測(cè)。測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在壩頂和壩基廊道內(nèi)，高壩可在中間不同高程加設(shè)1～3個(gè)測(cè)點(diǎn)，并應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇其他3～4個(gè)壩段，在壩頂各布設(shè)1個(gè)測(cè)點(diǎn)。在局部應(yīng)力集中部位及局部薄弱環(huán)節(jié)也宜布置測(cè)點(diǎn)；在離壩址2倍壩高附近的基巖上應(yīng)設(shè)置1個(gè)測(cè)點(diǎn)。③拱壩的監(jiān)測(cè)布置宜采用如下方式：拱冠梁從壩頂?shù)綁位贾?～4個(gè)測(cè)點(diǎn)；在1／4拱圈處、壩肩處沿頂拱各布置1個(gè)測(cè)點(diǎn)。拱壩的拱座沿不同高度應(yīng)布置1～3個(gè)測(cè)點(diǎn)；在離壩址2倍壩高附近的基巖上應(yīng)設(shè)置1個(gè)測(cè)點(diǎn)。薄拱壩應(yīng)在2／3壩高附近布置測(cè)點(diǎn)。

1.3 監(jiān)測(cè)儀器埋設(shè)

根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，做好事前準(zhǔn)備是儀器埋設(shè)成功的重要一環(huán)，因此，規(guī)范增加了以下要求：埋設(shè)儀器前，應(yīng)編制施工的進(jìn)度計(jì)劃和操作細(xì)則（包括儀器檢驗(yàn)、電纜連接和走向、埋設(shè)方法、現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)及資料整理等方面的規(guī)定），并須對(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)。儀器埋設(shè)中另一個(gè)容易忽視的問題是電纜連接。電纜連接在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中有著十分重要的作用，其好壞直接影響系統(tǒng)的質(zhì)量、系統(tǒng)的穩(wěn)定性和耐久性，因此，規(guī)范規(guī)定：監(jiān)測(cè)儀器電纜線路應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)予以規(guī)劃，盡量使電纜牽引的距離最短和干擾施工最小，并且，電纜牽引路線與上、下游壩面的距離不得小于0.5 m。埋設(shè)時(shí)，靠近上游面的電纜應(yīng)分散牽引，必要時(shí)應(yīng)采取止水措施。電纜水平牽引時(shí)可挖槽埋入混凝土內(nèi)，垂直牽引時(shí)可用鋼管保護(hù)，保護(hù)鋼管的直徑應(yīng)大于電纜束的1.5～2倍。跨縫時(shí)，應(yīng)采取措施使電纜有伸縮的余地。

1.4 觀測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)是獲取大壩安全信息關(guān)鍵的一步，根據(jù)水電站的成功經(jīng)驗(yàn)，規(guī)范增加了如下要求：①按照規(guī)定的測(cè)次和時(shí)間進(jìn)行觀測(cè)。各種互相有關(guān)的項(xiàng)目同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。②儀器埋設(shè)后，必須確定基準(zhǔn)值。基準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)混凝土的特性、儀器的性能及周圍的溫度等，從初期各次合格的觀測(cè)值中選定。③儀器設(shè)備應(yīng)妥加保護(hù)。電纜的編號(hào)牌應(yīng)防止銹蝕、混淆或丟失。電纜長度不得隨意改變，必須改變時(shí)，應(yīng)在改變前后讀取監(jiān)測(cè)值，并做好記錄。集線箱及測(cè)控裝置應(yīng)保持干燥。

2 應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)的意義和作用

混凝土壩的破壞是從應(yīng)力應(yīng)變超標(biāo)開始的，拉應(yīng)力超標(biāo)將引起壩體開裂，剪應(yīng)力超標(biāo)將導(dǎo)致壩體滑移。大壩出現(xiàn)局部破損，總是能夠在應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)資料中找到證據(jù)；如果需要對(duì)大壩的安全做出評(píng)價(jià)，應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)資料分析是一項(xiàng)不可缺少的內(nèi)容。因此，在大壩安全管理中，應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)處于十分重要的地位，受到廣大專家、學(xué)者、監(jiān)測(cè)工作者的重視。工程實(shí)踐中，大家進(jìn)一步創(chuàng)新和豐富了應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)的內(nèi)容，這一點(diǎn)在DL／T5178-2003規(guī)范中得到了很好的體現(xiàn)，規(guī)范中增補(bǔ)最多的部分就是應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)部分。

應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)對(duì)大壩十分重要，但不能因此認(rèn)為用應(yīng)力應(yīng)變對(duì)大壩安全進(jìn)行監(jiān)控比用位移更好、更直觀有效。其實(shí)，這個(gè)問題在上世紀(jì)90年代已經(jīng)解決了。大壩的應(yīng)力應(yīng)變雖然重要，但在當(dāng)前，大壩安全的主要監(jiān)控量仍然首推位移。這是因?yàn)椋孩賾?yīng)力應(yīng)變是局部量，位移是全局量。一點(diǎn)應(yīng)力超標(biāo)將引起大壩局部開裂，但是，大壩局部開裂并不代表大壩整體失事，實(shí)際工程中無壩不裂這一現(xiàn)象也說明了這一點(diǎn)。因此，應(yīng)力應(yīng)變不宜作為大壩安全的監(jiān)控量。而位移是全局量，特別是壩頂位移，它是壩體變形和壩基變形的綜合量，是各局部量變化的綜合反映，可以有效地監(jiān)控大壩安全。②應(yīng)力應(yīng)變測(cè)值是一個(gè)中間量，位移測(cè)值是一個(gè)終極量。終極量是一個(gè)明白量，一看明了；而中間量需要經(jīng)過繁雜的計(jì)算才能換算成終極量，使用不便。③應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)儀器難以修復(fù)，位移監(jiān)測(cè)儀器易于更新。④應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)控指標(biāo)難于認(rèn)定，位移監(jiān)控指標(biāo)易于確定。因?yàn)閴误w中許多點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)各不相同，有三向的、二向的，也有單向的，不同狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度值是不同的，因此，很難認(rèn)定壩體內(nèi)某一點(diǎn)的應(yīng)力監(jiān)控指標(biāo)。特別是應(yīng)力很敏感，較大的應(yīng)力值往往是裂縫或局部破壞的先兆，沒有多少預(yù)警幅度，因而更難認(rèn)定應(yīng)力的監(jiān)控指標(biāo)。位移則不同，它是一個(gè)綜合量，是各處應(yīng)力應(yīng)變綜合的結(jié)果，因此，可以用一個(gè)統(tǒng)一的強(qiáng)度值進(jìn)行計(jì)算，建立工程施工階段和首次蓄水階段的監(jiān)控指標(biāo)。大壩投入運(yùn)行后，可定期根據(jù)實(shí)測(cè)資料建立數(shù)學(xué)模型，提出或調(diào)整運(yùn)行監(jiān)控指標(biāo)。

對(duì)于混凝土的應(yīng)力和應(yīng)變監(jiān)測(cè)布置，規(guī)范規(guī)定“應(yīng)根據(jù)壩型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、應(yīng)力狀況及分層分塊的施工計(jì)劃，合理地布置測(cè)點(diǎn)，使監(jiān)測(cè)成果能反映結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布及最大應(yīng)力的大小和方向，以便和計(jì)算成果及模型試驗(yàn)成果進(jìn)行對(duì)比，以及與其他監(jiān)測(cè)資料綜合分析?！痹谶@里，規(guī)范指出了應(yīng)力應(yīng)變的監(jiān)測(cè)布置原則，它們是：①要根據(jù)壩型進(jìn)行布置；②要根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行布置；③要根據(jù)應(yīng)力狀況進(jìn)行布置；④要根據(jù)分層分塊的施工計(jì)劃進(jìn)行布置；⑤要根據(jù)計(jì)算成果和模型試驗(yàn)成果進(jìn)行布置；⑥要合理地布置；⑦使監(jiān)測(cè)成果能反映結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布及最大應(yīng)力的大小和方向。不能因?yàn)檫@里提到了“和計(jì)算成果進(jìn)行對(duì)比”而錯(cuò)誤地認(rèn)為規(guī)范把驗(yàn)證設(shè)計(jì)作為安全監(jiān)測(cè)的主要目標(biāo)。最近，設(shè)計(jì)部門有人提出，“以已建高拱壩原型觀測(cè)為基礎(chǔ)進(jìn)行反饋分析，開展高拱壩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及抗震安全性、抗滑穩(wěn)定性分析方法及安全系數(shù)取值問題研究。提出合理的高拱壩應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)，在保證壩體應(yīng)力變形安全的條件下，進(jìn)一步優(yōu)化體形結(jié)構(gòu)?！比绻虼擞腥苏J(rèn)為應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)把驗(yàn)證計(jì)算成果放在第一位那就錯(cuò)了！規(guī)范總則部分已明確規(guī)定，混凝土壩必須設(shè)置必要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，用以監(jiān)控大壩安全、掌握運(yùn)行規(guī)律、指導(dǎo)施工和運(yùn)行、反饋設(shè)計(jì)。因此，反饋設(shè)計(jì)是在安全監(jiān)測(cè)大義之中。面對(duì)高壩超高壩這一新課題，不僅水工設(shè)計(jì)要反饋，安全監(jiān)測(cè)也要進(jìn)行反饋，進(jìn)行驗(yàn)證、總結(jié)。

對(duì)于監(jiān)測(cè)成果與計(jì)算成果及模型試驗(yàn)成果的對(duì)比分析，有觀點(diǎn)認(rèn)為應(yīng)力計(jì)算成果不可能和實(shí)測(cè)成果直接對(duì)比，理由是二者有很大的不同，因此不能對(duì)比！這是對(duì)監(jiān)測(cè)資料分析中頻繁使用的比較法的認(rèn)識(shí)問題。規(guī)范在附錄H中指出：比較法有監(jiān)測(cè)值與監(jiān)控指標(biāo)相比較、監(jiān)測(cè)物理量的相互對(duì)比、監(jiān)測(cè)成果與理論的或試驗(yàn)的成果（或曲線）相對(duì)照等三種。規(guī)范接著指出，監(jiān)測(cè)成果與理論的或試驗(yàn)的成果相對(duì)照是比較其規(guī)律是否具有一致性和合理性?？梢姳容^的不是一個(gè)具體的數(shù)字，因此，實(shí)測(cè)成果和應(yīng)力計(jì)算成果完全可以進(jìn)行對(duì)比，而且應(yīng)該進(jìn)行對(duì)比，在監(jiān)測(cè)資料分析中都是這么做的。兩者應(yīng)該比，而且可以比。

3 關(guān)于高壩的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)

要做好高壩的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)，必須深入了解我國高壩建設(shè)的現(xiàn)狀，了解高混凝土壩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工方法（包括施工期混凝土的溫度控制），以便針對(duì)大壩在施工和運(yùn)行時(shí)的薄弱環(huán)節(jié)，選擇關(guān)鍵部位合理布置儀器。

3.1 我國高壩建設(shè)的現(xiàn)狀

20世紀(jì)80年代之前，我國高壩建設(shè)與國際水平還有相當(dāng)差距。隨著龍羊峽、李家峽、烏江渡、東風(fēng)、隔河巖、白山、寶珠寺、二灘等高壩的建設(shè)，引進(jìn)了國外的先進(jìn)技術(shù)，積累了建設(shè)高壩的經(jīng)驗(yàn)。進(jìn)入21世紀(jì)，高壩開發(fā)建設(shè)速度前所未有，一些200 m級(jí)甚至300 m級(jí)高壩也已開工或即將開工建設(shè)。

（1）高拱壩

隨著龍羊峽、烏江渡、東風(fēng)、二灘等一批200 m級(jí)高拱壩的完建，特別是以二灘拱壩建成為標(biāo)志，我國200 m級(jí)高拱壩技術(shù)已基本成熟，具備了建設(shè)300 m級(jí)超高拱壩的技術(shù)基礎(chǔ)。因此，由我國自行設(shè)計(jì)的小灣、溪洛渡、錦屏一級(jí)等300 m級(jí)高拱壩近年來已相繼開工建設(shè)，這些拱壩的高度將明顯超過目前世界最高拱壩——原蘇聯(lián)的英古里拱壩（272 m高）。國內(nèi)高拱壩情況詳見表1。

（2）高重力壩

據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計(jì)，我國已建和在建的壩高100 m以上的大中型水電站，混凝土重力壩約占50%。我國混凝土重力壩筑壩高度從20世紀(jì)80年代的100 m級(jí)，到20世紀(jì)90年代的150 m級(jí)，目前突破了200 m級(jí)。國內(nèi)重力壩情況詳見表2。由表2可見，超過200 m高度的混凝土重力壩均為碾壓混凝土重力壩。與常態(tài)混凝土比較，從混凝土單價(jià)和施工強(qiáng)度來看，碾壓混凝土壩的競(jìng)爭(zhēng)力相對(duì)較強(qiáng)；同時(shí)，由于混凝土重力壩水泥用量大，摻合料用量多，運(yùn)輸成本高，給地處偏遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)的建壩競(jìng)爭(zhēng)造成一定影響，因此，200 m以上高度的混凝土重力壩不多。目前，我國水電規(guī)劃的超高壩、特高壩大多是當(dāng)?shù)夭牧蠅魏突炷凉皦?，重力壩高度一般均?00～150 m，最高為瀾滄江黃登水電站的混凝土重力壩，為 187.00 m。

3.2 高壩的安全問題

一般而言，壩越高，水庫越大，高壩風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)高于中低壩，一旦大壩失事，高壩引起的直接損失和引發(fā)的次生災(zāi)害也遠(yuǎn)高于中低壩，因此，大壩的安全是高壩的關(guān)鍵問題。

根據(jù)一些文獻(xiàn)資料，超高壩、特高壩存在以下一些薄弱環(huán)節(jié)。

表1 國內(nèi)高拱壩建設(shè)統(tǒng)計(jì)表Table 1 :Statistics of the high arch dams in China

表2 國內(nèi)高重力壩建設(shè)統(tǒng)計(jì)表Table 2 :Statistics of the high gravity dams in China

3.2.1 承受荷載大，壩體應(yīng)力高

在自重、水荷載和氣溫水溫的聯(lián)合作用下，混凝土壩的應(yīng)力與壩高成正比關(guān)系，壩越高，應(yīng)力越大。重力壩在自重和水荷載作用下，雖然沒有拉應(yīng)力，其拉應(yīng)力主要來自溫度變化，但是壓應(yīng)力較大；拱壩因體型復(fù)雜，應(yīng)力也較復(fù)雜，在自重和水荷載作用下，壩體的上、下游面都有較大的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力。因此，超高壩和特高壩容易在運(yùn)行期出現(xiàn)大裂縫。工程實(shí)踐表明，這些裂縫主要有超高重力壩的劈頭縫和超高（特高）拱壩上游面的水平裂縫。

（1）超高重力壩的劈頭縫

目前，按照超高壩的施工方式，通倉澆筑的常態(tài)混凝土重力壩和碾壓混凝土重力壩都不設(shè)縱縫，因此，沒有接縫灌漿前的二期人工水管冷卻，壩體內(nèi)部溫度依靠自然冷卻，這需要幾十年甚至更長時(shí)間才能到達(dá)穩(wěn)定溫度，若冬季遇上寒潮，很容易因內(nèi)外溫差的作用產(chǎn)生較深的表面裂縫。水庫蓄水后，壩體內(nèi)部溫度仍然很高，并且，壩越高，壩的橫斷面越大，壩體內(nèi)部溫度越高，而庫水溫度較低，從而形成壩體內(nèi)外溫差，使施工過程中出現(xiàn)的表面裂縫縫端產(chǎn)生較大的應(yīng)力強(qiáng)度因子。再加上縫內(nèi)高壓裂隙水的劈裂作用，容易使原有的表面裂縫擴(kuò)展成為深劈頭裂縫，深度有時(shí)可達(dá)30～50 m，裂縫面積大，危害性極大。剛蓄水時(shí)，混凝土斷裂韌度較高，表面裂縫通常不擴(kuò)展，但在荷載持續(xù)作用下，混凝土斷裂韌度逐漸降低，到一定時(shí)候，表面裂縫即擴(kuò)展為劈頭裂縫。例如，美國德沃歇克重力壩，最大壩高219 m，通倉澆筑，采用了預(yù)冷骨料，整個(gè)施工期，混凝土入倉溫度控制在 4.4℃～6.6℃,壩體下部還埋設(shè)冷卻水管，進(jìn)行一期冷卻，春、秋、冬三季進(jìn)行表面保溫等溫控措施。施工期間未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫，但運(yùn)行數(shù)年后，在9個(gè)壩段上游面出現(xiàn)了劈頭裂縫，其中35壩段最為嚴(yán)重，縫寬2.5 mm，廊道內(nèi)滲水量達(dá)29 m3／min。又如加拿大雷威爾斯托克重力壩，高175 m，通倉澆筑，摻40%飛灰，采取了預(yù)冷骨料、壩體下部埋設(shè)水管進(jìn)行一期冷卻、冬季停澆、表面保溫層的放熱系數(shù)不大于 5.0 kJ／（m2·h·℃）等溫控措施。1983年竣工，絕大部分壩段上游面都出現(xiàn)了表面裂縫，蓄水前做了防滲處理，1983年10月開始蓄水，1984年3月12日，水位到達(dá)正常蓄水位下14 m時(shí)，P3壩段上游面裂縫突然擴(kuò)展為深劈頭裂縫，切斷了上游面4個(gè)廊道中的下面3個(gè)，縫寬6 mm，縫深約30 m，廊道內(nèi)滲水量達(dá)174 L／s。

（2）超高拱壩上游面的水平裂縫

由于通倉澆筑的常態(tài)混凝土拱壩和碾壓混凝土拱壩常按全斷面通倉薄層鋪筑上升，不設(shè)縱縫，橫縫很少，因此，在拱作用形成后，仍有水化熱儲(chǔ)存在壩體內(nèi)，形成較大的施工應(yīng)力，這部分應(yīng)力并不會(huì)隨著施工期的結(jié)束而消失，而要延續(xù)到運(yùn)行期，并與運(yùn)行期蓄水后壩體內(nèi)外溫差及其他作用產(chǎn)生的拉應(yīng)力相疊加，在上游壩面形成較大的拉應(yīng)力，特別是空庫或低水位運(yùn)行時(shí)，又遇上寒潮，拉應(yīng)力將更大。拱壩在混凝土自重和水荷載作用下，上游壩面左右拱端附近及下部“梁”向往往有較大的拉應(yīng)力，一旦上述兩部分應(yīng)力疊加，拱壩上游面下部極易形成水平向裂縫和垂直壩基面的裂縫；拱壩上部左右拱端附近則常常發(fā)生垂直向裂縫，且多貫通上下游直通基礎(chǔ)。例如我國普定碾壓混凝土拱壩，壩高75 m，蓄水5年后的1999年1月中旬，大雪后溫度驟降，大壩左右壩肩部位出現(xiàn)幾條貫穿性垂直裂縫；大壩下部，左右各有一條幾乎垂直建基面的裂縫。奧地利柯英布蘭薄拱壩，壩高200 m，1978年蓄水至距壩頂11 m時(shí)，壩踵產(chǎn)生水平向大裂縫，縫長約100 m，排水孔漏水量達(dá)200 L／s。經(jīng)水泥灌漿和加強(qiáng)帷幕后，1979年又蓄水至設(shè)計(jì)水頭200 m時(shí)，整個(gè)壩基揚(yáng)壓力都接近水庫全水頭，因此又對(duì)裂縫進(jìn)行加固。1982年再次蓄水，當(dāng)水頭達(dá)183 m時(shí)，漏水量超過400 L／s。1983年放空水庫檢查發(fā)現(xiàn)，壩體又出現(xiàn)一條長17 m的水平向裂縫。1984年，再次發(fā)現(xiàn)壩體出現(xiàn)一條大致平行但高出老裂縫的新裂縫，裂縫通至壩基。

通倉澆筑的常態(tài)混凝土拱壩和碾壓混凝土拱壩的另一薄弱環(huán)節(jié)是層間接觸面，該接觸面容易被拉開。例如，我國陳村、普定、石門子等普通混凝土高拱壩都出現(xiàn)了水平層間裂縫和壩體滲水情況。俄羅斯薩揚(yáng)舒申斯克拱壩，壩高242 m。因大壩采用分期施工、分期蓄水的方式建造，大壩上游面形成了許多細(xì)小的表面裂縫。水庫蓄水后，隨著水位不斷上升，受滲水壓力作用，裂縫漸漸張開。與此同時(shí)，大壩懸臂梁內(nèi)的上游垂直壓應(yīng)力又因水位升高而減小，使裂縫不斷向內(nèi)部延伸。1990年，當(dāng)水位首次升高到正常蓄水位時(shí)，大壩河床部位的21～46壩段各條橫縫的豎井內(nèi)出現(xiàn)較大的滲漏水。1991年檢查發(fā)現(xiàn)，漏水裂縫位于壩踵附近，其中半數(shù)裂縫由細(xì)小的表面水平裂縫發(fā)展而來，另一半數(shù)則由水平施工縫發(fā)展而來。

3.2.2 承受荷載大，壩基和壩肩變形大

超高壩自重大，水壓高，對(duì)壩基和壩肩巖體的強(qiáng)度和抗變形的要求也高。然而，正似中國工程院朱伯芳院士著文指出：“混凝土壩失事的危險(xiǎn)主要不是對(duì)荷載估計(jì)不足，而是材料實(shí)際強(qiáng)度低于預(yù)計(jì)值。”“對(duì)地基強(qiáng)度估計(jì)的誤差可能最大，危害最大的是隱蔽在地下的軟弱構(gòu)造。如斷層、軟弱夾層、節(jié)理等，對(duì)其產(chǎn)狀、強(qiáng)度、抗剪參數(shù)的估計(jì)，都可能有較大誤差，其中有些參數(shù)在蓄水后還可能隨著水文地質(zhì)條件的改變而變化?！币虼耍邏尉薮蟮膲毫屠ψ饔脤?dǎo)致壩基巖體發(fā)生較大的變形，危及大壩安全。這些變形主要有以下幾種類型：壩踵巖體開裂、壩基巖體沿深層或淺層構(gòu)造面滑移、壩基巖體持力層松動(dòng)、壩基壩肩巖體受到撬動(dòng)、張拉或擠壓。

（1）壩踵巖體開裂

在高水壓和溫度荷載作用下，壩踵部位將受拉，由于基巖裂隙較多，雖經(jīng)固結(jié)灌漿處理，當(dāng)壩踵部位受到的拉力足夠大時(shí)，壩踵巖體將沿裂隙斜向壩基下開裂，造成防滲帷幕破壞。例如，奧地利施萊蓋斯拱壩，壩高131 m，1971年建成。壩基由均質(zhì)雙云母片麻巖構(gòu)成，片理面走向平行于右壩座（與壩軸線成45°），傾向下游，傾角很陡，在巖層節(jié)理內(nèi)夾有少量軟質(zhì)黑云母片巖，右壩座變形模量比左壩座小。水庫蓄水首次到90%壩高時(shí)，受巨大的水壓力作用，壩體向下游傾斜，壩基的沉陷量左岸比右岸小很多，尤其在下游壩址部位。左岸和河床基巖變形小的地區(qū)上游壩踵產(chǎn)生很高的拉應(yīng)力，導(dǎo)致壩踵巖體開裂和防滲帷幕破壞，滲漏量達(dá)251 L／s。我國湖南鎮(zhèn)梯形支墩壩，壩高129 m。1983年4月21日，當(dāng)庫水位超過220 m時(shí)，12號(hào)壩段灌漿廊道滲漏量突然大幅度增加，隨著庫水位升高到正常蓄水位230 m時(shí)，滲漏量超過50 m3／d，其中有一個(gè)孔達(dá)32.83 m3／d，帷幕后有的揚(yáng)壓力超過設(shè)計(jì)采用值。通過帷幕前后測(cè)孔間的現(xiàn)場(chǎng)連通放水試驗(yàn)，證實(shí)12號(hào)壩段壩基接觸面帷幕已被拉開。

（2）壩基巖體沿深層或淺層構(gòu)造面滑移

壩基巖體沿深層或淺層構(gòu)造面滑移是一個(gè)嚴(yán)重的問題，是事關(guān)大壩穩(wěn)定的大問題。一旦壩基巖體沿深層或淺層構(gòu)造面滑移，大壩隨即失穩(wěn)而潰決。例如，法國馬爾帕塞拱壩，壩高66 m，1954年建成，初期蓄水緩慢，歷時(shí)4年尚未蓄滿，1959年12月初連降大雨，庫水位迅速上升接近壩頂時(shí)（12月2日21時(shí)），大壩突然潰決失事。專家一致認(rèn)為失事原因是：該壩壩址地質(zhì)，尤其是左岸壩座巖體質(zhì)量很差，斷裂發(fā)育，包括片理、裂隙、節(jié)理和斷層都有，產(chǎn)狀不規(guī)則且有夾泥。在水壓力作用下，壩體發(fā)生沿壩下裂隙構(gòu)造面滑動(dòng)潰決失事。

（3）壩基巖體持力層松動(dòng)

水庫蓄水后，壩址周圍巖體的地下水位將發(fā)生變化，壩基揚(yáng)壓力將顯著增加，滲漏水也顯著增加，這將引起壩基軟弱構(gòu)造帶性態(tài)的變化。例如，西班牙埃爾阿塔扎拱壩，壩高134 m。1971年至1972年4月首次蓄水期，壩的工作狀態(tài)正常。但當(dāng)水位從824 m上升到860 m時(shí)，左岸壩段的位移較右岸有明顯增大，同時(shí)，壩上游面近壩踵產(chǎn)生裂縫，裂縫漏水量達(dá)150 L／s。經(jīng)多次修補(bǔ)無果，運(yùn)行14年后，再次從壩基內(nèi)鉆孔取巖芯進(jìn)行試驗(yàn)檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：左岸壩段壩基下30 m深度范圍的基巖，由于長期受到反復(fù)荷載作用和變形影響，已嚴(yán)重破碎，致使變形模量降低，從而引起該壩的位移和漏水量增加以及壩體開裂。

又如我國二灘拱壩，壩高240 m，1991年9月正式開工，1998年5月1日大壩首次蓄水。二灘壩址河谷地形基本對(duì)稱，左岸以正長巖為主，右岸以玄武巖及蝕變玄武巖為主，在 1 030.00～1 090.00 m高程區(qū)間，地質(zhì)條件比較復(fù)雜，拱端抗力體玄武巖內(nèi)存在斷層和多條裂隙密集帶，它們的變形模量很低，走向也與拱推力方向大致正交。蓄水后，在滲水壓力和拱端推力作用下，右岸軟弱構(gòu)造帶將產(chǎn)生壓縮變形，加之水庫水溫與設(shè)計(jì)假定差異較大，壩體各拱圈實(shí)際溫度又比設(shè)計(jì)值低2℃～3℃，引起壩體應(yīng)力重新調(diào)整。2000年12月，發(fā)現(xiàn)大壩右岸33號(hào)和34號(hào)壩段下游面壩基附近部位有3條短小的斜向裂縫。到2007年1月，大壩右岸下游面共發(fā)現(xiàn)不同長度和寬度的裂縫約120條。

再如瑞士澤烏齊爾拱壩，壩基為灰?guī)r，壩高105m，1957年蓄水，之后21年工作一直正常。1978年，因近壩1.4 km處開鑿了公路隧洞，隧洞比壩基低400m，打隧洞時(shí)打穿了灰?guī)r含水層，改變了地下水條件，引起河谷沉陷、縮窄，導(dǎo)致壩頂沉降125 mm，向上游徑向位移115mm，壩頂弦長縮短71mm，壩體上游面從壩頂至壩基順橫縫拉開12道垂直裂縫，下游面近壩基處出現(xiàn)很多平行周邊的斜向裂縫。

（4）壩基壩肩巖體受到撬動(dòng)、張拉或擠壓

水庫蓄水對(duì)上游庫岸及庫底產(chǎn)生的壓力將引起庫岸及庫底變形，這些庫岸及庫底的變形將使壩基壩肩巖體受到撬動(dòng)、張拉或擠壓，從而導(dǎo)致壩體應(yīng)力增加，造成壩體開裂。例如，奧地利柯英布蘭薄拱壩，初期蓄水至水頭189 m時(shí)，壩踵產(chǎn)生水平向大裂縫。瑞士的Herzog M認(rèn)為，設(shè)計(jì)中低估了基巖的約束、忽略了蓄水使河谷擴(kuò)張變形的影響及壩體橫縫可能張開等是使壩體開裂的重要原因。我國夏頌佑教授經(jīng)計(jì)算分析認(rèn)為，綜合地基變形模量增大一倍以及庫岸受水壓而變形，有可能使壩踵主拉應(yīng)力增大40%～50%，對(duì)壩的工作極為不利。又如我國西南某特高拱壩，蓄水初期曾經(jīng)出現(xiàn)壩頂向上游水平位移的情況。水庫初期蓄水對(duì)庫岸產(chǎn)生的壓力引起庫岸變形，從而影響壩體應(yīng)力，這需要引起關(guān)注。

3.2.3 下泄水流落差大，流速高，對(duì)壩體和壩基影響大

超高壩、特高壩下泄水流落差大，流速高，易給工程造成危害，主要有：水流空蝕破壞和消能沖刷破壞。

（1）水流空蝕破壞

當(dāng)水流流速超過35～40 m／s時(shí)，壓力梯度發(fā)生急劇變化或施工不平整的部位極易發(fā)生空蝕破壞。國內(nèi)外有許多空蝕破壞的工程實(shí)例。例如我國豐滿重力壩，壩高91.7 m，1986年8月7日溢流孔泄洪，流速約20 m／s，12、13和14壩段溢流面上混凝土突然被沖走約1 920 m3，破壞面積約1 090 m2，平均沖深2 m左右，最大沖深3.3 m。我國劉家峽重力壩，壩高147 m，1972年5月6日啟用泄洪洞，5月25日發(fā)現(xiàn)隧洞出口流水回縮，原鼻坎挑流已成緩流，進(jìn)水塔閘門通氣量猛增，洞內(nèi)有轟鳴聲，電廠中控室（臨近泄洪洞的2號(hào)施工支洞附近）聽見爆炸聲，當(dāng)即關(guān)閘停水。事后抽水檢查，泄洪洞反弧段以下底板遭到嚴(yán)重破壞。

（2）消能沖刷破壞

超高壩、特高壩下泄水流落差大，能量巨大，消能工易遭破壞，危及大壩安全。例如我國龔嘴重力壩，壩高85 m，雖不是超高壩和特高壩，但泄洪后消力塘沖刷嚴(yán)重，掏刷壩基，后經(jīng)國內(nèi)外專家咨詢和大規(guī)模整治，才遏止住沖刷破壞的進(jìn)一步發(fā)展。

3.2.4 地震反應(yīng)強(qiáng)

地震波在地面?zhèn)鞑r(shí)，隨著地面高度增加，地震效應(yīng)有放大的現(xiàn)象。例如，已記錄到的壩頂最大加速度，在奈川渡壩上為 0.25 g,胡佛壩為 0.2 g，德基壩為 0.17 g，湯田壩為 0.15 g，而這些壩的基礎(chǔ)最大加速度不超過0.08 g?？梢?，地震加速度隨著壩高增長而不斷放大，高壩的地震反應(yīng)顯得異常強(qiáng)烈。

地震對(duì)大壩的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)部位：壩基和壩體。

（1）壩基

壩基，包括兩岸壩座。由于地形和地質(zhì)條件不同，或巖體內(nèi)有軟弱結(jié)構(gòu)面，在地震作用下會(huì)引起表層巖石坍塌、內(nèi)部節(jié)理裂隙張開、地下滲流水增加甚至局部巖塊滑動(dòng)。這種影響，在河谷上部由于地震反應(yīng)的放大作用而更加明顯，因此，高拱壩上部?jī)砂豆白幨瞧淇拐鸨∪醪课?。例如美國帕柯依瑪拱壩，壩?13 m，由于壩體離河道拐彎處過近，左岸山頭兩面臨空，較為單薄，又加上地質(zhì)條件差，有一剪切帶，因此，在左岸設(shè)置了重力式推力墩以承受拱的推力，并增加重量以改善壩座穩(wěn)定。1971年2月9日，大壩遭遇震級(jí)為6.6級(jí)的強(qiáng)烈地震。當(dāng)時(shí)庫水位已下降到壩頂以下45 m。震后整個(gè)山體鉛直方向上升了1.28 m，并向西南方向水平移動(dòng)2 m，壩軸線沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了30″，使河谷略微變窄，兩岸壩座距離縮短23.9 mm。右岸壩頂相對(duì)左岸下沉17.3 mm，左壩座震害較大：巖石表面噴漿層大面積開裂，壩座的下游坡面出現(xiàn)面積約8 090 m2的坍塌，推力墩下的巖塊順坡向斷裂為A、B兩塊，下部的“A”巖塊發(fā)生了較大的位移。由于左壩座震害較大，導(dǎo)致左壩肩與推力墩之間的收縮縫張開了6.35～9.7 mm，同時(shí)，壩頂向上游位移 15 mm。在壩體和基巖接觸上游7.6 m和下游8.5 m范圍內(nèi)，巖體有新裂縫，原有裂縫有重新張開的情況，壩體未見開裂。加固后，1994年1月中旬又發(fā)生了一次6.8級(jí)地震，左壩肩與推力墩之間的接縫又張開47 mm，推力墩也裂開了并沿鉛直方向向下移動(dòng)了13 mm，沿水平方向向下游也移動(dòng)了13 mm，大壩向上游位移增加12 mm，總滲漏量顯著增加，地震后第一個(gè)月最大達(dá)70 L／min，左岸更為顯著。地震后測(cè)壓管水位突然上升，左岸最大值為 3.9 m，右岸最大值為 3.0 m，震后滲漏量和測(cè)壓管水位都漸漸衰減。

（2）壩體

地震使壩體受到附加的地震荷載作用而引起動(dòng)力反應(yīng)（位移和應(yīng)力）。重力壩在近壩頂斷面突變處易發(fā)生水平向的上下游貫穿裂縫。拱壩頂部拱冠1／3弧長范圍內(nèi)位移最顯著，其次是壩高中部以上的拱冠梁和相應(yīng)高程處距拱冠1／2～1／3弧長的兩側(cè)邊梁處，因此，橫縫、接縫容易被拉開。印度柯依那重力壩，壩高103 m，1967年建成。蓄水后頻發(fā)地震，1967年12月10日發(fā)生6.3級(jí)地震。震后大壩多個(gè)壩段的下游面壩坡突變處都出現(xiàn)了水平裂縫，上游面相應(yīng)高程附近也出現(xiàn)了較多的水平裂縫，滲漏量由震前的500 L／min增加到1 599 L／min，最高達(dá)7 000 L／min,以后逐漸降低，地震后揚(yáng)壓力變化不大。伊朗西菲羅大頭壩，壩高106 m。1990年6月發(fā)生 7.3～7.7級(jí)地震，地震后中部壩段壩體斷面突變處附近的施工縫出現(xiàn)了上下游貫穿裂縫，縫寬約10 mm，向下游錯(cuò)動(dòng)約2 cm。 我國新豐江單支墩大頭壩，壩高105 m。1962年3月19日發(fā)生水庫地震，震級(jí)為6.1級(jí)，震后右岸壩段在靠近頂部斷面變化處出現(xiàn)了一條長達(dá)82 m的水平裂縫，左岸同高程壩段也有較小的不連續(xù)裂縫。這些裂縫大多是上下游貫穿的。美國帕柯依瑪拱壩在震后檢查中發(fā)現(xiàn)，拱壩各壩段間的橫縫都呈現(xiàn)在地震過程中曾開合過的明顯跡象。在兩次地震中，因橫縫不能經(jīng)受拉應(yīng)力而張開，隨后，壩震動(dòng)到相反相位時(shí)，又會(huì)使橫縫閉合。在橫縫開合情況下，壩體仍具有一定的完整性，“梁”和“拱”都沒有裂縫產(chǎn)生。

正因?yàn)楦邏斡猩鲜鲞@些特點(diǎn)，加上我國壩工設(shè)計(jì)方面的規(guī)范尚不能完全滿足超高壩設(shè)計(jì)的需要，因此，我國規(guī)定200 m以上高壩應(yīng)進(jìn)行專門研究。

3.3 高壩的安全監(jiān)測(cè)

從我國高壩建設(shè)現(xiàn)狀可知，我國混凝土重力壩高度從20世紀(jì)80年代的100 m級(jí)，到20世紀(jì)90年代的150 m級(jí)，目前突破了200 m級(jí)，拱壩目前正在向300 m級(jí)發(fā)展。在缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的情況下，如何進(jìn)行監(jiān)測(cè)布置亟待研究。要求本世紀(jì)初頒發(fā)的現(xiàn)行規(guī)范對(duì)高達(dá)300 m的混凝土壩監(jiān)測(cè)做出規(guī)定，顯然是不合理的。應(yīng)該看到，現(xiàn)行規(guī)范具有普遍性，對(duì)高壩也是適用的，只是高壩在普遍性之外，還有其特殊性，只要正確把握特殊性就可以。

筆者認(rèn)為，高壩應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)布置的基本方法應(yīng)該是，在按照規(guī)范布置常規(guī)的監(jiān)測(cè)設(shè)施外，還應(yīng)針對(duì)高壩的薄弱環(huán)節(jié)、實(shí)際實(shí)施的工程措施以及結(jié)構(gòu)分析試驗(yàn)認(rèn)為重要的因素和部位，增設(shè)部分必要的監(jiān)測(cè)設(shè)施。

針對(duì)高壩的薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)200 m以上高壩的監(jiān)測(cè)，筆者建議注意以下幾點(diǎn)。

（1）由于施工方法的變化，超高壩和特高壩的溫度荷載趨高，因此壩體溫度監(jiān)測(cè)應(yīng)適當(dāng)增加，以滿足可進(jìn)行必要的實(shí)測(cè)溫度場(chǎng)分析。這里不單指拱壩，重力壩也一樣，溫度應(yīng)力不僅施工期間有，運(yùn)行期間也有。二灘過去布置了較多的熱電偶，滿足了施工需要，由于熱電偶使用時(shí)間不長，運(yùn)行階段溫度測(cè)點(diǎn)顯得偏少，今后要適當(dāng)增加常規(guī)溫度計(jì)的數(shù)量，兼顧施工階段和運(yùn)行階段的需要。

（2）超高壩和特高壩的動(dòng)應(yīng)力及靜應(yīng)力都較大，在壩踵部位、拱壩兩壩肩部位、重力壩壩坡突變部位以及溢流面，應(yīng)適當(dāng)增加應(yīng)力測(cè)點(diǎn)和鋼筋計(jì)。由于不設(shè)縱縫，監(jiān)測(cè)布置相對(duì)簡(jiǎn)單。至于建基面，朱伯芳院士認(rèn)為：一般情況下，建基面質(zhì)量都比較好，沿建基面失事的可能性是極小的。因此，建基面的應(yīng)力應(yīng)變按現(xiàn)行規(guī)范布置即可。

（3）在壩體中部和上部的接縫、橫縫處，應(yīng)適當(dāng)增設(shè)測(cè)縫計(jì)及鋼筋計(jì)。對(duì)薄弱的施工縫，在上游面附近適當(dāng)增設(shè)滲壓計(jì)，并從外往里布置2～3個(gè)測(cè)點(diǎn)，點(diǎn)距可3～4 m。也可采用分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)，結(jié)合壩體溫度的監(jiān)測(cè)統(tǒng)一布置。

（4）消力塘和水墊塘等消能設(shè)施，應(yīng)按工程實(shí)際進(jìn)行布置。例如，二灘水墊塘為混凝土襯砌的水墊塘，底板厚度為3 m，護(hù)面為硅粉混凝土，厚度為40 cm。為確保護(hù)面的穩(wěn)定性，還采取了封閉式抽排、護(hù)面縫內(nèi)設(shè)止水、縫下設(shè)排水、錨筋等措施，在水墊塘尾部又設(shè)置了二道壩。該水墊塘是一個(gè)大型水下結(jié)構(gòu)，它的監(jiān)測(cè)布置規(guī)模較大，可設(shè)專題研究。

（5）壩基和壩肩是超高壩和特高壩的監(jiān)測(cè)重點(diǎn)，只有壩基和壩肩穩(wěn)定，大壩才能安然無恙。為提高壩基和壩肩巖體的均勻性、整體性，滿足壩基應(yīng)力、變形和穩(wěn)定的要求，各工程對(duì)地下的軟弱構(gòu)造都進(jìn)行了加固處理，主要處理措施有淺挖、掏槽、回填混凝土塞、錨桿、預(yù)應(yīng)力錨索以及加強(qiáng)固結(jié)灌漿（分區(qū)）等等。因此，超高壩和特高壩的壩基壩肩監(jiān)測(cè)主要有以下三方面：加固處理措施的安全性監(jiān)測(cè)、壩踵和壩趾及軟弱構(gòu)造面變形監(jiān)測(cè)和地下水位監(jiān)測(cè)。

對(duì)于壩踵和壩趾巖體的變形，可適當(dāng)選擇斷面布置多點(diǎn)位移計(jì)監(jiān)測(cè)，方向均斜向上游。對(duì)于軟弱構(gòu)造面，可布置多點(diǎn)變位計(jì)和倒垂線組監(jiān)測(cè)其變形。對(duì)于加固處理措施的安全性監(jiān)測(cè)布置，各工程各不相同。如錦屏一級(jí)水電站，大壩兩岸地形地質(zhì)都不對(duì)稱，加之左岸上部Ⅵ2、Ⅴ1級(jí)巖體經(jīng)固結(jié)灌漿處理后仍不能直接作為大壩建基面巖體，為使拱壩獲得較好的體型，改善壩體應(yīng)力情況，設(shè)計(jì)采用混凝土墊座對(duì)1 730～1 885 m高程范圍內(nèi)Ⅳ2、Ⅴ1級(jí)巖體進(jìn)行置換處理。為實(shí)現(xiàn)大壩、墊座在巖基上的穩(wěn)定，保證巖基堅(jiān)固，進(jìn)行了左岸抗力體固結(jié)灌漿，對(duì)左岸f5、f8煌斑巖脈和右岸f13、f14斷層做了混凝土網(wǎng)格置換，設(shè)置了左岸傳力硐。由上可知，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)。由于超高壩和特高壩的監(jiān)測(cè)面廣、量大、項(xiàng)目多，工程情況又各不相同，常為非標(biāo)設(shè)計(jì)，因此，宜設(shè)專題進(jìn)行專項(xiàng)研究。

4 結(jié) 語

（1）現(xiàn)行 DL／T5178-2003《混凝土壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》在總結(jié)原規(guī)范試行以來監(jiān)測(cè)新技術(shù)和新經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，又增添了較多內(nèi)容，初步形成了混凝土壩應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)的基本框架?，F(xiàn)行規(guī)范具有普遍性，對(duì)高壩也適用，只是高壩在普遍性之外還有其特殊性，今后，規(guī)范應(yīng)當(dāng)增補(bǔ)這一部分內(nèi)容。

（2）大壩的應(yīng)力應(yīng)變雖然重要，但在當(dāng)前，作為大壩安全的主要監(jiān)控量，仍首推位移。這是因?yàn)椋孩賾?yīng)力應(yīng)變是局部量，位移是全局量。②應(yīng)力應(yīng)變測(cè)值是中間量，位移測(cè)值是終極量。③應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)儀器難以修復(fù)，位移監(jiān)測(cè)儀器易于更新。④應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)控指標(biāo)難于認(rèn)定，位移監(jiān)控指標(biāo)易于確定。

（3）監(jiān)測(cè)反饋過程是向工程實(shí)踐學(xué)習(xí)的過程，不僅水工設(shè)計(jì)要反饋，安全監(jiān)測(cè)也要反饋，進(jìn)行驗(yàn)證、總結(jié)，這是規(guī)范明確規(guī)定了的，反饋設(shè)計(jì)是在安全監(jiān)測(cè)大義之中。這與把“驗(yàn)證計(jì)算成果”作為安全監(jiān)測(cè)主要目標(biāo)是兩碼事。

（4）比較法是資料分析中常用的一種方法，它有監(jiān)測(cè)值與監(jiān)控指標(biāo)相比較、監(jiān)測(cè)物理量的相互對(duì)比、監(jiān)測(cè)成果與理論的或試驗(yàn)的成果（或曲線）相對(duì)照等三種。其中，監(jiān)測(cè)成果與理論的或試驗(yàn)的成果相對(duì)照比較是比較其規(guī)律是否具有一致性和合理性，而不是比較某一個(gè)具體的數(shù)值。因此，實(shí)測(cè)成果和應(yīng)力計(jì)算成果完全可以進(jìn)行對(duì)比，而且應(yīng)該進(jìn)行這樣的對(duì)比。

（5）高壩應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)布置的基本方法應(yīng)該是，除按照規(guī)范布置常規(guī)的監(jiān)測(cè)設(shè)施外，還應(yīng)針對(duì)高壩的薄弱環(huán)節(jié)、實(shí)際實(shí)施的工程措施以及結(jié)構(gòu)分析試驗(yàn)認(rèn)為重要的因素和部位，增設(shè)部分必要的監(jiān)測(cè)設(shè)施。

（6）根據(jù)一些文獻(xiàn)資料，在安全方面，超高壩、特高壩存在以下一些薄弱環(huán)節(jié)：承受荷載大，壩體應(yīng)力高；壩基和壩肩變形大；下泄水流落差大、流速高，對(duì)壩體和壩基影響大；地震反應(yīng)強(qiáng)。

工程實(shí)踐永遠(yuǎn)是安全監(jiān)測(cè)知識(shí)的主要源泉。希望有幸從事超高壩、特高壩建設(shè)的同志能及時(shí)總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)我國大壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)持續(xù)發(fā)展。

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