高混凝土壩應力應變監(jiān)測的挑戰(zhàn)與解決方案

　　高混凝土壩承受的荷載大幅增加，導致內(nèi)部和外部荷載引發(fā)的高應力更接近筑壩材料的強度極限，使得壩體或壩基出現(xiàn)裂縫或局部破壞的風險顯著高于低壩。由于壩體更高大，混凝土的溫度控制和防止溫度與干縮裂縫變得更加困難，施工期間產(chǎn)生溫度和干縮裂縫的可能性增加，而施工期間的裂縫會破壞壩體的整體性，成為蓄水和運行期的薄弱環(huán)節(jié)。

　　高混凝土壩需要有更大更好的地基，但在高山深谷地區(qū)，地質(zhì)構造往往比較復雜，難以滿足這一需求。高壩形成的高水頭，將使岸坡和基巖的穩(wěn)定狀況惡化。因此，高混凝土壩的應力應變監(jiān)測布置應該比低混凝土土壩有所加強。

　　在混凝土壩安全監(jiān)測規(guī)范中，對混凝土壩的應力應變監(jiān)測設計布置雖然作了全面規(guī)定，但沒有根據(jù)壩的高度提出不同要求。這意味著，按照現(xiàn)行規(guī)范，高達300M的混凝土壩和100M左右的混凝土壩在應力應變監(jiān)測方面的規(guī)定并無區(qū)別，這是不合理的。

　　對于高混凝土壩來說，應力監(jiān)測的重點不僅是針對壩體強度條件和穩(wěn)定條件布置應變計組，而且要監(jiān)測施工期的溫度應力，防止對大壩安全造成損害的裂縫。因為一旦壩體出現(xiàn)裂縫，就會破壞大壩的整體性，形成結構上的薄弱環(huán)節(jié)，成為長期運行的隱患。

　　考慮到高混凝土壩上述的特殊性，對于高混凝土重力壩來說，應將溢流壩段、非溢流壩段、陡邊坡壩段及壩基地質(zhì)條件差的壩段作為重點監(jiān)測壩段。對于重點壩段，至少應考慮三個以上的監(jiān)測截面，即壩踵截面、壩基截面、壩中截面。

　　每個監(jiān)測截面的測點布置會因縱縫分塊方案而有所不同。一般采用垂直分縫柱狀澆筑。有的工程為了分期蓄水可能采用斜縫分塊。也有為了分期施工需要，先采用垂直分縫完成前期斷面，然后再用斜縫完成后期斷面。

　　不論是哪種分縫施工方案，上游面的澆筑塊總是整個監(jiān)測截面的重點或關鍵部位。這是因為在內(nèi)外荷載作用下，這一壩塊承受的應力，又有高水壓作用下的迎水面，破壞的風險。采用斜縫分塊時，上游面的澆筑塊的工作條件更為嚴峻。因為蓄水后混凝土的徐變特性引起的應力重分布，將會使壩踵拉應力有所增加。因此，這一澆筑塊的應變計組應不少于三組，且各自有與之配套的無應力計。因為各組儀器與上游迎水面的距離不同，水泥的水化程度和混凝土濕度可能有較大差異。施工期的溫度應力引起的裂縫造成的影響較下游澆筑塊的裂縫引起的影響嚴重。因此，應變計組中有利于監(jiān)測溫度應力的儀器或測點不能隨便“優(yōu)化”掉以利監(jiān)測溫度應力，防止混凝土發(fā)生裂縫。萬一發(fā)生裂縫，還可用以監(jiān)測處理效果，評估壩塊整體性的恢復程度。