高土石坝施工技术和经验总结

工程2（2016）498研究水电工程-文章高土石坝马红旗，迟福东 *华能澜沧江水电股份有限公司，中国昆明650214ARt i clEINf oA b s tRAC t文章历史记录：2016年3月15日收到2016年6月29日修订2016年8月24日接受2016年10月14日在线发布保留字：高土石坝安全施工主要技术土石坝具有坝基适应性好，可充分利用当地土石料和建筑开挖料，工程造价低，水泥用量少等特点，是我国西部高坝选择的主要坝型之一。糯扎渡261.5m土石心墙堆石坝施工中，研究并成功地解决了250m以上土石坝的许多重大技术问题介绍了研究成果和基本结论，系统总结了糯扎渡等高土石坝建设积累的经验，对变形控制、渗流控制、坝坡稳定、泄洪安全控制、大坝施工安全质量控制、安全评价、预警等重大技术问题和关键技术难点进行了探讨。该研究为今后300 m高土石坝的建设提供了参考和技术支持。© 2016 The Bottoms.由爱思唯尔有限公司代表中国工程院和高等教育出版社有限公司出版这是CCBY-NC-ND下的开放获取文章许可证（http：//creati v ecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。1. 介绍中国西部地区虽然水电资源丰富，但地处高山峡谷，地形地质条件复杂，交通不便。土石坝具有坝基适应性好、就地取材和建筑开挖料利用率高、造价低、水泥用量少等优点，在该地区具有因此，土石坝是大坝建设中最有前途的坝型土石坝建设起步较晚，但在我国发展迅速。2001年建成小浪底斜置粘土心墙堆石坝，最大坝高160米; 2009年建成瀑布沟砾石土心墙堆石坝，最大坝高186米。2012年底，糯扎渡砾石土心墙堆石坝建成，最大坝高261.5米，是中国最高的土石坝，也是世界第三高的土石坝。糯扎渡水电站工程的主要特点是：总填筑量3.432×107m3，装机容量5850 MW，年均发电量23.9 TW·h，水库总蓄水量1000万立方米。2.37 × 1010 m3。糯扎渡大坝代表了当今中国土石坝建设的最高水平在工程建设过程中，研究解决了许多重大技术难题。昌河坝砾石土心墙堆石坝正在建设中。该坝是我国在建的最复杂的土石坝之一，最大坝高240m，总填筑量3.457 ×107m3，心墙基础覆盖层厚50m。截至2016年4月，长河坝大坝已完成总填筑量的92%。随着我国西部水电资源开发力度的加大，近期内将建设一些更高的大坝，如双江口大坝（坝高100m），314米）、两河口（坝高295米）和西藏如美（坝高315米）。这些300 m高的大坝对土石坝的施工技术提出了挑战。本文总结了糯扎渡等典型高土石坝施工的成功经验，提出了变形控制、渗流控制、防渗处理等解决方案，* 通讯作者。电子邮件地址：fudch@163.comhttp://dx.doi.org/10.1016/J.ENG.2016.04.0012095-8099/© 2016 THE COVERORS.由爱思唯尔有限公司代表中国工程院和高等教育出版社有限公司出版。 这是CC BY-NC-ND许可证下的开放获取文章（http：//creati v ecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect工程杂志主页：www.elsevier.com/locate/engH. Ma，F. 中文/工程2（2016）498-509499控制、坝坡稳定、泄洪安全与控制、大坝施工安全与质量控制、安全评价与预警等高土石坝建设的关键技术难点。本文介绍了研究成果和基本结论，为今后300 m高土石坝的建设提供了参考2. 高土石坝的变形稳定与控制变形稳定与控制是高土石坝建设的核心问题。几座高土石坝的运行实践表明，变形、防渗体开裂和坝体渗漏是影响大坝运行安全的最高土石坝变形稳定与控制的关键技术包括：坝料性能测试技术、心墙土料改性、堆石料本构模型、坝体变形计算、坝体结构与分区、裂缝计算、分析与控制。2.1. 坝料性能试验技术通过对糯扎渡水电站高心墙堆石坝施工材料的室内试验、现场试验和数值模拟试验，确定了高心墙堆石坝施工材料必须进行的试验项目。此外，通过研究测试组之间的关系和测试结果的偏差，建议了测试组的数量（图1）。①的人。近年来，颗粒离散元法等数值方法已被用于模拟岩石材料的微观颗粒组成。数值试验可以方便地进行多种敏感性分析，观察微尺度堆石体组成这些数值试验为在细观尺度上研究岩石材料的力学行为和尺度效应提供了有效的手段2.2. 心墙天然防渗土材料应改性，满足高土石坝心墙防渗、变形和强度改性方法主要有两种：①对于粘土含量较多、力学性能较低的天然土料，人工掺碎石改性方法已在糯扎渡、双江口、两河口等工程中采用; ②对于砾石含量较多、含水量较低的土料，人工清除过大砾石加水改性方法已在长河坝、瀑布沟等工程中采用。如梅等项目。除了这两种方法外，还可以通过混合不同的天然土材料进行改性-可在坝址附近找到。例如，长河坝工程通过混合粗料（连续级配砾石土，P5砾石含量为50%这种改性过程简单，并允许充分利用当地可用的土料。任何改良方法都应确保心墙的土料具有良好的级配曲线和适当的砾石含量。根据糯扎渡、长河坝等工程的大量试验和工程实践，建议200-300 m高土石坝心墙土料P5砾石含量为30%~糯扎渡大坝心墙土料设计含砾量为35%，实测三期碾压平均P5含砾量分别为36.1%、36.2%和34.1%。长河坝工程心墙土料现场检测结果表明，砂砾含量平均为44.4%，最高含量为56.1%，最低含量为32.2%。2.3. 堆石料本构模型及大坝变形计算方法对常用的邓肯-张EB、清华KG和沈珠江双屈服面弹塑性模型进行了分析比较。 提出了堆石体的修正Rowe剪胀方程，并对沈珠江双屈服面模型进行了改进，使计算结果更加可靠（如图2所示）。根据我国几座高土石坝的工程实践经验，建议采用邓肯-张EB模型。Fig. 1. 高心墙堆石坝坝料试验项目和组别建议。500H. Ma，F.中文/工程2（2016）498图二、修正的沈珠江双屈服面弹塑性模型。（a）剪胀方程的修正;（b）与糯扎渡工程主要堆石料试验结果的比较;（c）复杂的应力路径。作为大坝应力和变形计算的基本模型，并可采用一种或两种其它模型进行比较和验证。推荐改进的沈珠江双屈服面弹塑性模型[1]作为验证模型之一。由于现有堆石料本构模型的局限性，以及坝料参数的不准确性，可以采用反分析的方法对计算模型和参数进行以糯扎渡工程为例，采用人工神经网络模型和有限元法，建立了高土石坝变形反分析系统通过反分析可以得到大坝材料的邓肯-张EB模型参数、流变参数和增湿变形参数，然后利用反分析得到的参数进行大坝变形的分析和预测（如图1）。 3）。2.4. 变形控制近年来国内外高土石坝工程的实践经验表明，大多数200 m高土石坝实测沉降变形超过最大坝高的1%。心墙堆石坝变形控制应根据工程实际情况，遵循控制整体变形和协调心壳材料变形的原则为减轻坝壳堆石料对心墙的拱效应，建议提高心墙土料的变形模量，以控制心墙土料与堆石料根据糯扎渡等工程的实践经验，心墙土料变形模量的平均中值K值应大于350。2.5. 大坝结构在国内外200 m土石坝中，有6座采用垂直心墙，5座采用倾斜心墙（包括未完工的罗贡坝）[1]。斜心墙能有效地减小拱效应，但施工难度大，造价高在适宜的地形、地质条件下，竖向心墙具有施工方便、造价较低、抗震安全性好等大多数高200米以上的心墙坝的坝坡上游1： 2.2 ~ 1：2.6，下游1：2.0 ~ 1：2.2（糯扎渡工程除外）。对于上面的土心墙坝图三. 土石坝变形反分析方法。FEM：有限元法。200 m，上游坝壳采用不含软岩的堆石料（糯扎渡工程除外）。这些大坝大多建在基岩上（长河坝工程除外）。糯扎渡土石心墙堆石坝最大坝高261.5m，坝顶最大宽度18m。经研究论证，上下游坝坡分别为1： 1.9和1： 1.8，设计较为经济。岩芯垂直，顶宽10 m，上下游坡度1： 0.2（图4）。实践证明，在坝壳上游区选择适当的位置填筑含软岩堆石料（实际填筑量为4.78 × 106m3）是可行的。提高了建筑开挖料的利用率，可大幅度降低工程造价这一发现可能对后续项目有用长河坝心墙堆石坝最大坝高为240 m，最大坝顶宽度为16 m，最大上下游坡比为1：2。土芯垂直，顶宽6 m，上下游坡比1：0.25（图5）。大坝建在深厚覆盖层上，开挖后心墙区覆盖层厚约50 m因此，大坝分区考虑了特殊的防渗要求。除在心墙上下游设置滤层外，在心墙底部基础防渗墙下游设置了两个厚度为1m的水平滤层，以连接H. Ma，F. 中文/工程2（2016）498-509501心墙过渡带与河床覆盖层之间、堆石带与心墙下游河床覆盖层之间均设置了1 m厚的反滤带[2]2.6. 裂缝计算、分析和控制土石坝裂缝产生的力学机理和判断方法较难确定，但变形倾向可作为土石坝裂缝产生的判断依据在糯扎渡水利枢纽工程中，以有限元变形计算为基础，发展了变形土工离心模型试验结果表明，土石坝的临界倾角约为1%[1]。以糯扎渡心墙坝为工程背景，对心墙土料的拉伸特性进行了试验研究，探讨了心墙土料的拉伸断裂特性和机理，提出了心墙粘土的抗此外，针对心墙粘土提出了基于弥散裂缝模型的无单元法，并开发了耦合无单元法和有限元法的土石坝张裂三维计算程序系统（图6）[1]。3. 高土石坝防渗的主要技术渗流稳定与控制是高土石坝建设和运行中的核心安全问题。根据深入的地质和水文地质工程资料，见图4。糯扎渡大坝的典型断面。图五. 长河坝心墙堆石坝典型断面。图六、土石坝裂缝计算、分析与判断。（a）变形倾斜有限元法;（b）三轴拉伸装置;（c）断裂机理;（d）模拟计算程序系统。H街502号Ma，F.中文/工程2（2016）498建议按照“综合控制、有机结合、优化配置”的原则，做好高土石坝的渗流控制工作，合理控制各分区的渗流指标。此外，对建在深厚覆盖层上的高土石坝，要进行3.1. 防渗关键技术指标收集了国内外58座土石坝的渗控资料[1]，推荐了分区渗控的关键指标，总结如下。由于防渗主要考虑心墙，因此，心墙材料的渗透系数应控制在10 - 6cm·s-1量级由于帷幕是坝基和岸坡防渗的关键措施，其渗透率应不大于3Lu，灌浆岩体的渗透阻力约为30. 作为重要防御措施的过滤带需要通过试验验证，并使心墙具有100以上的渗透梯度阻力坝基覆盖层反滤带的保护范围为0.33H（H为水头），断层及软岩地基反滤带的保护范围为0.5H~H对于深厚覆盖层上的地基，过渡区应采用连续级配材料，最大粒径不超过300 mm，过渡区顶部宽度大于3 m。渗透系数一般应大于1 × 10堆石区的渗透系数不应小于最外层反滤层或过渡层的渗透系数，一般应大于1 × 10排水区主要采用高强度、耐候性好的中大型块石组成的石料，渗透系数在1cm·s-1左右上游护坡既要防止库水冲刷，又要保证快速排水，下游护坡要防止雨水冲刷。对糯扎渡大坝进行了土料原位在芯墙的轧制过程中进行了材料试验。试验结果表明，土料的渗透系数范围为2.0 2 × 10平均值为4.05 × 10长河坝大坝土心渗透变形试验结果表明：城市系数为2.0 7 × 101.54 s3.2. 水力压裂机理及数值模拟以糯扎渡大坝为例，对心墙的拱效应和水力劈裂机理进行了研究，将弥散裂纹理论与Biot固结理论相结合，建立了心墙水力劈裂的计算模型和膨胀过程的有限元算法[1]（图1）。 7）。3.3. 深厚覆盖层上坝基防渗技术长河坝工程对深厚覆盖层上的高土石坝坝基防渗技术进行了研究和实践，包括：在心墙下的坝基覆盖层处设置两道全封闭混凝土防渗墙;在防渗墙两岸及底部对强透水基岩进行防渗帷幕灌浆;在心墙下游过渡区及堆石区与河床覆盖层之间设置反滤带，以加强覆盖层的防渗保护（图1）。 5）。长河坝工程防渗墙及防渗帷幕主要技术参数如下。主防渗面由坝轴线和主防渗墙平面构成。以主隔水面以上基岩渗透率不大于3Lu为相对隔水层的界限，灌浆帷幕深入相对隔水层5m。主防渗帷幕有两排，孔距为2 m。主防渗墙下铺管灌浆帷幕排距1m，两岸帷幕排距1.5m。主防渗墙前设辅助防渗墙，两墙净距14 m。为减缓两岸渗流，增加辅助防渗墙承担水头的比例，在辅助防渗墙平面内强透水岩体处采用灌浆帷幕（深度约30 m），并在两防渗墙之间设置连接帷幕（深度约40m）有两排灌浆帷幕，孔距为2 m。见图7。水力压裂模型试验与数值模拟。H. Ma，F. 中文/工程2（2016）498-5095034. 高土石坝边坡由于土石坝所用的土石材料是粒状的，坝坡失稳是造成土石坝破坏的因此，有必要研究土石坝坝坡的稳定性，特别是坝坡对地震的响应。高土石坝边坡稳定分析与抗震性能研究的关键技术问题包括：坝坡稳定安全系数建议值、坝料非线性强度指标的合理性与适用性、边坡静、动态稳定分析方法、地震永久变形安全控制标准及抗震加固措施。4.1. 坝坡我国现行规范规定一级土石坝边坡稳定安全系数为1.5，相应的目标可靠指标为4.2（破坏概率为1.33 × 10但该安全系数仅适用于200 m以下的土石坝。文献[3，4]包含对建筑高度超过200 m的已建成和规划项目的分析和论证。对于正常运行工况，建议200-250m高土石坝坝坡的目标可靠度指标为4.45（相应的破坏概率为5 ×10这些指标可以在同一风险控制标准下，边坡抗滑稳定的最小安全系数分别为1.6和1.74.2. 堆石料非线性强度的合理性与适用性许多试验表明，堆石体和其他粗颗粒材料会发生颗粒破碎、内摩擦角降低和莫尔强度包络线向下弯曲（图1）。（8）随着围压的增加。此外，在坝坡稳定分析中，线性参数不能找到具有实际物理意义的临界滑动面，而非线性参数能合理地反映坝坡的实际滑动和安全状态。因此，建议采用非线性强度参数进行坝坡稳定分析。指定组的下半值的平均值这样，就可以直接采用我国现行规范中规定的坝坡稳定容许安全系数标准，而无需调整。4.3. 坝坡稳定的关键因素：动力抗滑稳定维持坝坡稳定的关键是坝坡在地震作用下的动态稳定.边坡动力稳定性分析常用的方法有四种，其中一般采用拟静力法因此，该方法积累了丰富的除此之外，还提出了有限元法、强度折减法、新马克滑块法等，但这些方法都缺乏相应的安全控制标准。见图8。通过试验确定堆石料的莫尔强度包线。建议采用多种方法综合分析高土石坝边坡的动力稳定性以糯扎渡心墙堆石坝为例，采用拟静力法、不同加速度分配系数的拟静力法、可靠度法、强度折减有限元法、有限元法、Newmark滑块法和基于变分原理的稳定性分析方法，对坝坡抗滑动力稳定性进行了分析。分析结果表明，所采用的静力和设计抗震条件满足规范要求，具有较高的安全裕度。4.4. 地震永久变形安全控制标准土石坝在地震作用下，坝体产生裂缝是一种常见的现象如果裂缝继续加剧，将诱发滑坡土石坝的永久变形标准应与可能导致边坡破坏的裂缝对于200 m及以上土石坝的永久变形控制标准，建议按坝体上部地震变形占总坝高的比例进行控制，即以坝体上部如果这部分坝体的震陷比小于1.5%，则认为坝体可以承受变形不均匀震陷引起的坝体倾斜应控制在1.2%以内。4.5. 抗震稳定高土石坝的中上部是需要加固的主要部位。常见的抗震措施包括土工格栅、混凝土梁、预制混凝土框架梁和抗震钢筋。土工格栅具有施工方便、提高坝体整体性和坝顶抗震稳定性的优点;土工格栅已应用于瀑布沟工程。努列克工程采用混凝土梁，两河口工程拟采用预制混凝土框架梁。在综合研究的基础上，通过与常规抗震措施的比较，提出了一种适用于高地震概率（9度）地区土石坝的抗震措施（图9它将坝体内部的不锈钢钢筋与表面的不锈钢格栅相结合，并在坝顶坝面的上游和下游提供砌石块协议-H街504号Ma，F.中文/工程2（2016）498经研究，该措施提高了坝顶的整体性和抗震稳定性，降低了坝坡表层（面）滑动的概率对于建在深厚堆积物上的高土石坝，应采取抗震措施对坝基进行加固。例如，在长河坝工程中，为了防止潜在的液化，对坝基下游的砂层和分布在坝基上游的砂透镜体进行了开挖5. 高土石坝土石坝因洪水引起的结构性问题（特别是泄流能力不足）而引起的破坏占总破坏的44%。因此，这些大坝的泄水建筑物应受到更多的关注。高土石坝泄洪安全的关键技术问题包括：防洪标准、泄水建筑物布置、消能防冲、掺气减蚀、泄洪雾化等。5.1. 防洪标准高 土 石 坝 的 防 洪 标 准 一 般 采 用 上 限 值 和 可 能 最 大 洪 水（PMF）。建议泄水建筑物的安全控制标准按大坝超高与泄水建筑物超泄能力相某些泄水建筑物的泄水能力应作为安全储备，以保证在任何工况下不发生漫顶。此外，应提供排空设施5.2. 泄水建筑物布置原则在确定建筑物的布置时，应考虑工程的地形、地质条件和总平面布置。泄洪建筑物此外，还应考虑合适的体型和下游水流的衔接要求，并进行水工模型试验验证。平面上的结构轴线应尽量平直，并考虑泄洪时的原子化等因素。建议采用具有超大泄流能力的溢洪道（洞）为主泄流建筑物，泄洪洞为辅助泄流建筑物，并尽可能提高表孔的糯扎渡工程泄洪建筑物由左岸一座明溢洪道和左右岸两座泄水洞（带放空功能）组成（图1）。 10）。长河坝工程在右岸设置两座溢洪道、一座深槽泄洪洞和一座放空洞5.3. 消能防冲高土石坝采用挑流消能：可采用大差动挑流、窄缝挑流和挑流碰撞挑流防冲设计应以基岩允许的抗冲流速为依据，通过设置水垫塘、加大水垫深度、设置护岸等措施，提高在适当开挖深度和扩大水垫塘规模的情况下，可采用不护底的护岸方式。5.4. 曝气和空化缓解高坝泄水建筑物流量大、流速高，掺气减蚀对高坝的安全运行具有重要意义。释放结构的设计形状工程措施的重点应是优化流道形状，并使用抗侵蚀和抗侵蚀材料对其进行加固。当流量高于30 m·s强制曝气应在底部进行，曝气可采用挑坎或槽式设施。为确保排水洞有足够的通风，图9.第九条。 糯扎渡土心墙堆石坝抗震新措施。图10个。 糯扎渡水电站布置图。H. Ma，F. 中文/工程2（2016）498-509505无压隧洞顶部的通风量不应小于30%，隧洞顶部应设置通风竖井在有压流区与无压区的过渡段宜采用突扩突跌式曝气器，侧腔和底腔曝气。5.5. 泄洪雾化泄洪过程中的雾化是一个复杂的现象（图11），其机理至今尚未完全了解。因此，必须通过原型观测、数值模拟和理论分析等手段对这一现象进行综合分析。降低雾化风险的控制措施主要是雾化区的结构布置和因此，对雾化效果敏感的结构应该设置在远离雾化区域的地方。雾化区边坡应采取地表排水和内部排水措施，以保证边坡的稳定。6. 安全施工与质量控制高土石坝施工质量的有效控制是保证高土石坝安全本文结合糯扎渡、瀑布沟、长河坝等高土石坝工程，总结了高土石坝安全施工和质量控制的关键技术。这些关键技术包括心墙土料的改性图十一岁 糯扎渡水电站泄洪。施工质量的监督与控制、土料压实控制标准的使用、填筑质量的快速检测方法的使用等。6.1. 土芯材料改性为满足糯扎渡大坝对改性人工碎石的要求，提出了在砂砾土中掺加人工碎石的综合施工工艺。具体技术（图12）包括垂直开采天然土料（高度：5-8 m），使用自卸车将开采的材料运输到混合场，然后交替铺设天然土层和人工砾石层。每层土厚1.03m，每层砾石厚0.5m，土或砾石层由推土机平整。这种摊铺和平整重复三次，以达到约5 m的总高度。土料与碎石采用挖掘机三次垂直开采混合。然后用20吨自卸车将材料运至坝面。坝面采用后退法卸料，平地机整平，摊铺层厚度25-30 cm。采用20 t自走式垫脚振动压路机（激振力大于400 kN）振碾8遍，行走速度不大于3 km·h针对瀑布沟工程心墙材料改性的要求，提出了二次筛分工艺这一过程减少了筛分中的废料。筛分流程为：自卸车运料，一次筛分采用棒条筛，筛除大于250 mm的砾石;二次筛分采用方孔振动筛，筛除大于60-80 mm的长河坝工程心墙料改性采用粗细土混合工艺该工艺流程为：垂直开采，水平摊铺，摊铺厚度为0.5 m为粗料;细料的摊铺厚度根据测得的各土层松干密度确定，粗料在第一层，细料在第二层，粗料在第三层，细料在第四层，粗细料交替摊铺，直至摊铺高度满足搅拌机械的工作条件;正向挖掘机用于垂直开采，挖掘机铲斗用于材料的重力卸料;该过程重复三至六次以充分混合材料。见图12。糯扎渡土石心墙堆石坝人工碎石掺土施工工艺。H街506号Ma，F.中文/工程2（2016）4986.2. “Digital dam”: A monitoring system for the construction qualityof high earth-rockfill糯扎渡高土石坝施工质量监测与控制系统是在糯扎渡工程建设中开发的一套该系统采用全球定位系统（GPS）、个人数字助理（PDA）和信息技术，实现了对大坝材料调运、筑坝参数、试验结果和监测数据的实时监测和信息反馈，为大坝施工过程中的该系统还实时监控振动压路机此外，还采用车载GPS定位装置对大坝至堆场的运输车辆进行监控，为大坝正确卸料和运输车辆的优化调度提供参考[7]。“数字大坝”系统为高科技企业提供了一种新的高土石坝施工质量标准控制有效地提高了施工质量监控水平和效率，保证了施工质量的控制。2009 ~ 2011年，糯扎渡大坝年均填筑量达9.4 ×106m3，导致提前一年完工。显然，“数字大坝”系统发挥着重要支撑作用。该系统后来在后来的长河坝等高土石坝中推广应用。6.3. 土料压实控制标准及压实度快速检测方法建议采用较大的击实能量，以提高充填密实度、渗透性和变形稳定性。糯扎渡工程所用土料的最大粒径为120 mm，为此研制了直径为600 mm的超大型击实仪来研究砾石土的击实特性据研究结果表明，当碎石含量小于50%时，用大压实度代替原有的超大压实度结果对掺碎石土的所有材料进行质量控制是可行的，如图所示。15（a）. 如图15（b）中95%的材料压实度（2690 kJ·m-3）可满足100% 的材料压实度（595 kJ·m-3）要求。为了快速检测混合碎石土的填筑质量，对全料压实控制、全料压实预控、细料压实控制等多种控制方法进行了对比分析。全材料压实控制方法在现场测试时工作量大，耗时长。细料压实控制法所需压实能量小，现场试验工作量小，满足施工进度要求。因此，建议现场试验采用细料（595 kJ·m-3）三点快速击实法，而一定比例的大型击实试验应在实验室进行，在糯扎渡工程施工中，开发了一种新的填筑压实度质量检测方法，该方法快速、无损，可大大加快检测速度，值得在今后工程中推广。7. 高土石坝安全评价及预警管理信息系统以现场监测数据为基础，利用先进的信息技术，建立了土石坝安全评价与预警管理信息系统。该系统对高土石坝全寿命期的安全预警、蓄水验收和安全运行具有重要意义。7.1. 大坝安全评价与预警管理信息系统结合糯扎渡水库蓄水的实际需要，开发了基于Internet远程控制的管理信息系统，图13岁利用“数字大坝”系统实时监测填筑质量的示意图。GPS：全球定位系统; GPRS：通用分组无线业务; GSM：全球移动通信系统;PDA：个人数字助理。H. Ma，F. 中文/工程2（2016）498-509507图14. 糯扎渡大坝心墙图15. 糯扎渡心墙堆石坝压实度控制标准试验成果。(a)不同击实功和击实器直径下的最大干密度比较;（b）不同击实功和压实度下所有材料的干密度比较。某超高心墙堆石坝安全评价与预警（图16）。该系统集监测数据采集与分析管理、大坝数值计算与反分析、安全综合评价指标体系与预警系统、巡检记录、文档管理于一体。它在大坝监测信息管理、状态分析、安全评价、预警等方面发挥着重要作用。7.2. 安全评价指标体系为了给糯扎渡大坝安全评价预警提供支持，应用了安全评价预警管理信息系统。介绍了心墙堆石坝安全监测的总体指标和分项指标，包括库水位、渗透稳定、结构稳定、坝坡稳定、坝体开裂等。大坝总体安全指标主要包括大坝渗流、坝体及坝顶最大沉降、上下游坝坡变形、坝顶开裂;分项安全指标主要由大坝沿河水平位移、大坝沉降、渗流量、孔隙压力、土压力、开裂组成。7.3. 新型安全监测设备糯扎渡工程研制了分层沉降仪、新型压力式水位沉降仪、四管水位沉降仪、电测弦片式沉降仪、弦式沉降仪、剪切变形仪、500mm宽量程电位位移计、六向土压力计等。使用这些仪器，可以测量以下指标：上游堆石体和心墙内的沉降;心墙与反滤层之间或心墙与混凝土之间的H街508号Ma，F.中文/工程2（2016）498图16. 糯扎渡大坝安全评价与预警管理信息系统。心墙的空间 应力该系统集测量机 器人、全球 导航卫星系统（GNSS）变形监测系统、内外自动化系统于一体，实现了高精度监测和实时在线监测数据补偿。长河坝工程采用了三种新的沉降监测仪器（弦式沉降仪、智能沉降仪和电位位移计）进行沉降监测。根据最近的监测结果，最成功的仪器是电位位移计。最大量程为1200 mm的电位位移计已用于覆盖层沉降测量，能满足长河坝工程深厚覆盖层为满足300 m高土石坝安全监测的需要，对干涉合成孔径雷达（InSAR）变形监测、管道机器人、柔性测斜仪、监测廊道等最新技术进行了可行性研究8. 糯扎渡心墙堆石坝安全监测资料分析与性能2011年11月，糯扎渡水电站水库开始蓄水，2012年9月首台发电机组投产。2013年和2014年，水库蓄水至正常蓄水位，挡水水头为252米（图1）。 17）。截至2015年底，大坝变形分布符合某高心墙堆石坝变形的一般规律。测得的最大顶部沉降为790.67 mm，约为最大坝高的0.3%，小于参考指标，坝后坝顶沉降率为0.5%大坝最大累积沉降量为4305 mm，约为大坝最大高度的1.65%，小于参考指标3%的沉降比例坝面未发现明显裂缝大多数芯壁和过滤器之间的剪切变形计受到压力。最大相对变形-图十七岁 糯扎渡水电站工程总体图。实测沉降量约为-103.82mm，发生在心墙最大沉降区域。反滤层的沉降量小于心墙的沉降量。坝基与混凝土垫层间的接缝测量值在-19.7 ~2.74 mm之间受蓄水影响，上游堆石体可能发生一定量的饱和坍塌，但对心墙变形影响不明显，下游心墙无明显变形趋势。上游堆石体水位与水库水位一致。心墙内测得超静孔隙水压力，心墙后水位较低。结果表明，心墙、垫层和防渗帷幕具有良好的防渗效果。坝基排水廊道测压计测得的水头范围为-1.93 m ~127.95 m。坝基廊道量堰处的渗流大部分是稳定的总渗流量约为4.14L·s将坝基廊道渗流与量堰渗流相加，H. Ma，F. 中文/工程2（2016）498-509509大坝下游的总渗流量约为9.56L·s心墙和堆石体的应力分布符合高心墙堆石坝的一般要求。此外，心墙内的孔隙水压力也在缓慢消散。上述资料表明，糯扎渡大坝的变形、渗流、渗透压力和应力状态是稳定的变形和渗流的主要指标远小于国内外同类工程的指标，糯扎渡心墙堆石坝处于良好的运行状态。9. 结论在以糯扎渡工程为代表的心墙堆石坝建设过程中，系统地研究了高土石坝的变形稳定、渗透稳定和坝坡抗滑稳定三大稳定问题及施工安全的重要技术问题。提出了以控制心墙变形和协调心墙与坝壳材料变形为重点的原则，并对计算模型参数进行了改进。在渗流控制方面，提出了“防渗、滤排组合、优化配置”的原则和渗流控制标准。提出渗流弱面是心墙水力劈裂的主要原因，从而更新了对心墙水力劈裂机理的认识。比较了坝坡抗滑动力稳定分析的四种方法。建议采用多种方法进行综合分析评价，并提出共同抗震措施 在中国提出了。应用GPS、PDA等信息技术，对大坝材料运输、施工参数、测试结果和安全监测数据。该技术首次应用于糯扎渡工程，是大坝施工质量控制的重大创新。这些筑坝技术的突破，为今后类似高土石坝的安全施工提供了重要的参考和技术支撑。确认本研究得到CAE咨询与研究项目（2013-xy-11）和国家重大技术研发计划（2013 BAB 06 B 01）的支持。遵守道德操守准则马红旗及迟福东声明彼等并无利益冲突或财务冲突须予披露。引用[1]中国工程院咨询研究项目“超高土石坝施工安全关键技术问题”项目组。超高土石坝施工安全关键技术研究报告。2014. 中文.[2]张丹，何SB，吴晓艳.龙河水电站砾土心墙堆石坝设计。四川水电2016;35（1）：11−4.中文.[3]周太平，王华，陈志英，周晓波，李波。超高及梯级冲击坝安全设计标准评价。第一部分：基础与标准。J Hydraul Eng 2015;46（5）：505−14.[4]杜晓红，李波，陈志英，王永军，孙鹏.超高或梯级冲击坝安全设计标准的第二部分：土石坝边坡稳定性。J Hydraul Eng 2015;46（6）：640−9.[5]张志良，冯永林，向波，袁耀荣。糯扎渡水电站心墙防渗材料的设计研究与实践中国岩土工程学报2013;35（7）：1323−7.[6]彭光荣。瀑布沟水电站大坝心墙砾石土施工载于：第一届堆石坝国际研讨会论文集; 2009年10月18 - 20日;中国成都; 2009年。p. 478 - 81。[7]马总部。我国筑坝技术的发展与创新。J Hydroelectr Eng 2014;33（6）：1−10.中文.