浙江广川工程咨询有限公司 刘正国 张金明 郭跃###。
【摘要】基岩变位计实测拱座基岩变形很小；从五向应变计组（含无应力计）实测最大拉应变和压应变均小于设计允许值；施工期混凝土温度峰值出现时间一般在浇筑后第3~7天，混凝土浇筑温度、最高温升基本符合设计要求；周公宅拱坝横缝测缝计布置在距离坝体上下游表面1m处，易受外界气温影响，接缝灌浆后，坝体横缝变形量与温度呈明显的负相关关系，这种变形规律属正常现象。
周公宅水库位于浙江省宁波市鄞州区大皎溪皎口水库上游15km处，坝址位于鄞州区章水镇周公宅村北大皎溪干流上，距宁波市区约51km，是一座供水、防洪结合发电的综合利用大（Ⅱ）型水库。
周公宅水库由拦河坝、引水建筑物、发电厂房和变电站等建筑物组成。拦河坝由混凝土双曲拱坝和二道坝组成，双曲拱坝坝顶中心弧长446.77m，坝顶高程EL240m，最大坝高125.5m，坝顶设置3孔10m宽的泄洪闸控制泄洪，坝体内埋设两根φl.2m放空管。二道坝设于大坝下游约380m处。电站厂房为引水式地面厂房，布置于杜岙村上游350m处的右岸公路旁，距大坝约1.85km，安装两台6.3MW的水轮机组。本文对大坝自2003年开工以来的观测资料进行分析，观测资料截止2006年4月26日（正式下闸蓄水），4月26日库水位为EL140.10m。
周公宅水库安全监测工程主要监测项目有：变形观测、渗流监测、坝体应力、应变及温度监测和环境量监测四个方面，本文侧重于施工期常见的坝体内部变形（含拱座岩体变形观测、接缝观测），应力、应变及温度监测资料做分析。
在拱座位置布置基岩变位计，以观测拱座岩体变形。本工程在EL130m、EL175tn、EL220m高程的左右岸拱座处各布置1支基岩变位计。各支基岩变位计截至2006年4月26日的实测值见表1：
表1 基岩变位计2006.4.26实测位移增量###。
从表中可见，施工期内基岩变位计实测值均很微小。这是因为基岩变位计主要监测在拱推力作用下拱座岩体的变形，施工期采用导流底孔过洪的度汛方式，导流底孔封孔后形成最高库水位为140.1m，拱推力基本没有形成过。
基岩变位计变形值正负号规定为：受压为正，受拉为负。表中MJ2、MJ4、MJ5均表现为负值，这可能与仪器埋设点位的地形较为陡峭有关，混凝土浇筑后，仪器的连杆受混凝土自重产生剪切变形。
为了解接缝的变形情况，在2#、4#、6#、8#、10#、12#、14#、16#、18#、20#横缝上布置测缝计，布置高程为205.00m J90.00m，175.00m J60.00m，145.00m，130.00m，距离上下游坝面I0m处各布置1支，共布置测缝计94支。考虑到导流底孔封堵后接缝灌浆的需要，在12#、13#坝段导流底孔接缝处布置测缝计24支（编号JD1~JD24）°高程130m、175m、220m接缝观测所用的测缝计是美国基康公司（GEOKON）生产GK4400型单向测缝计，共40支。其余采用南京自动化设备总厂生产的CFl2型测缝计，共54支，导流底孔测缝计采用CF5型测缝计，共24支。这两种仪器都能兼测仪器埋设部位的混凝土温度。
接缝灌浆前，实测接缝宽度大多在2mm~4mm，均大于0.5mm，满足灌浆前张开度的要求。参考同类工程，本工程接缝张开度有些偏大，这主要与混凝土的级配和收缩特性有关，但只要保证接缝灌浆的效果，不影响大坝的整体性。在灌浆过程中，实时监测测缝计张开度满足设计要求。
横缝测缝计布置在距离坝体上下游表面1m处，易受外界气温影响，接缝灌浆后，坝体横缝变形量与温度呈明显的负相关关系，即：温度上升时，增开度明显减少，温度下降时，增开度明显增加，以J10-1a为例，通过回归分析，J1O-1a增开度（y）与测点温度（x）之间的回归方程为：y=-0.0124x+0.1069，相关系数达到0.992，相关性较为显著，这种变形规律属正常现象。
为了解大坝混凝土与基岩的粘接情况，选取最大坝高坝段及部分典型坝段，在距坝踵0.8m的坝基处布置测缝计。坝基测缝计实测值如表2所示：
表2 坝基测缝计2006.4.26实测值###。
Jjl6-1测值较大，该部位因混凝土温度应力过大引起，后测值一直稳定，表现正常。
本工程分别在7#、12#、16#坝段高程130m、175m埋设有8组五向应变计组和8支无应力计。五向应变计组工作原理：将五支应变计（五个不同方向）固定在一个支座上，埋入坝内混凝土中，当混凝土产生应变时，应变计端头会带动应变管产生变形，使应变计内钢弦应力发生变化，用CK403读数仪测钢弦受力变形后的频率模数，可以监测到一个点五个方向混凝土总应变εm。
为了解混凝土自身体积变形ε0，在每组应变计旁均布置有无应力计。无应力计工作原理：锥形双层套筒使埋设在内筒中混凝土内的应变计，不受筒外大体积混凝土荷载变形的影响，而筒口又和大体积混凝土连成一体，使筒内与筒外保持相同的温湿度。这样内筒混凝土产生的变形，只是由于温度、湿度和自身原因引起的，而非应力作用的结果，因此内筒测得的应变即为非应力应变ε0。
计算方法：应变量计算可根据混凝土结构物中总应变εm、应力应变ε'和非应力应变关系ε'=εm-ε0来进行*其中非应力应变ε0可由同一部位的无应力计测取。应变计实测的应变εm计算公式为：εm=G×（R-R0）。式中G:系数，R：当前读数，R0：初始读数。工程上一般取应力应变ε'进行分析。各单支应变计的特征值见表3：
表3 应变计组各单支单向应变计特征值统计表###。
本工程坝体混凝土的极限拉应变是94με，设计拉应变监控指标为72με，这样施工期所有测点的实测拉应变均小于设计监控指标，在允许范围之内。借鉴其它拱坝应变观测经验，一般拱坝在施工期间出现拉应变，到运行期，随着水库蓄水，坝体拱向压应力增加，应力状态会明显改善。(www.xing528.com)
本工程坝体混凝土的极限抗压应变为-996.9με，设计压应变监控指标为-450με，所有测点的压应变均小于该值，在允许范围之内。
本工程埋设有118支坝体温度计，选择7#、12#、16#坝段布置混凝土温度观测断面，按网格状布置，同一高程温度计等间距布置，共布置温度计90支。结合导流底孔封堵施工需要，在12#、13#坝段导流底孔布置温度计，共布置温度计24支。
根据设计要求，施工期混凝土温度控制指标为最高温升40℃。温度峰值时间一般出现在混凝土浇筑后第3~7天，混凝土浇筑温度、最高温升基本符合设计要求。有14支温度计实测混凝土最高温度超过40℃，超过设计监控值。这14支温度计有6支位于导流底孔内，这与导流底孔封堵混凝土散热条件差有关。当出现混凝土最高温度超过设计监控值时，我方及时提醒施工单位加强通水冷却。总的来说，混凝土温度超设计监控值情况出现得比较少，温控情况正常。
根据前述观测资料分析结果，可得出以下几点结论：
（1）横缝测缝计布置在距离坝体上下游表面1m处，易受外界气温影响，接缝灌浆后，坝体横缝变形量与温度呈明显的负相关关系，这种变形规律属正常现象。
（2）施工期内基岩变位计实测值均很微小。部分仪器表现为负值可能与仪器埋设点位的地形较为陡峭有关。
（3）从五向应变计组（含无应力计）的观测结果来看，实测最大拉应变和压应变均小于设计允许值，施工期没有出现异常情况。
（4）施工期混凝土温度峰值出现时间一般在浇筑后第3~7天，混凝土浇筑温度、最高温升基本符合设计要求。当个别温度计实测混凝土温度超过40℃设计监控值时，及时提请施工单位加强通水冷却。总的来说，施工期内混凝土温度超设计监控值情况出现得比较少，温控情况正常。
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