施萊蓋斯拱壩事故：壩踵拉應力與大壩

混凝土重力壩的壩踵拉應力是設計和運行中非常關注的問題。壩踵拉應力校核是重力壩壩體的重要指標，對于拱壩來說，特別是拱冠的壩踵也是大壩的關鍵部位。
奧地利的施萊蓋斯拱壩事故中，水庫初蓄水位達到壩高時，上游壩踵出現了較高的拉應力，導致壩基開裂和防滲帷幕破壞，滲漏量達到了251l/s。這表明混凝土重力壩和拱壩的壩踵都存在拉應力破壞的風險，因此加強監測。然而，目前的監測規范并沒有提供實質性的內容，沒有說明應該布置什么儀器以及如何布置。
對于壩踵應力的監測，實際上*的拉應力發生在壩底的壩踵部位，這里還有應力集中的現象。因此，在距壩底5m以上的位置進行應力監測是必要的，這樣可以基巖對應力分布的影響，測出監測截面上的應力分布，以便和設計計算成果進行比較。
不過監測壩踵應力仍然是一個值得探討的問題。理論上，這里存在應力集中的現象，應力值可能很高，可能會導致混凝土或基巖開裂。如果基巖和混凝土比較，即使基巖已經進行了固結灌漿，它仍然開裂。因此，在這里布置深達基巖的多點位移計可能為重要。在上述大壩事故實例中，選擇了七個監測壩段，在其壩基布置了兩種儀器。每個壩段壩基布置四根多點位移計測線，壩踵和壩趾各兩根，每一測線三個測點，用以監測壩踵和壩趾的位移。另外，還布置了三組滲壓計，分別布置在帷幕前、帷幕后和壩趾，每組三支儀器，分別布置在壩基下10、20和30m處。見下圖：
圖片4-4顯示了該壩拱冠壩段在滿庫時的實測變形值。從圖中可以看出，壩踵在水平方向和傾向上下游方向均受拉，拉伸范圍相當大。而壩趾則受壓。這表明防滲帷幕破壞且大量漏水的原因可能是因為壩踵拉應力導致基巖和防滲帷幕出現裂縫。
對于壩踵和壩趾的監測，可以參照上述案例采用多種儀器進行綜合布置。在壩踵埋設一組應變計是必要的，同時還應埋設兩支多點位移計。其中一支多點位移計可垂直向下埋設在帷幕后，另一支則與垂直線成一定角度斜向上游埋設。需要注意的是，在帷幕灌漿之前應將多點位移計埋設到位，但要防范帷幕灌漿時對儀器造成破壞。在帷幕灌漿后埋設多點位移計是不合適的，因為埋設孔有可能破壞帷幕，難補救。
通過結合應變計、多點位移計和滲壓計的監測成果，可以了解壩踵應力的大小和方向、壩基的變形和裂縫情況、帷幕前后滲透壓力變化等關鍵信息。這些信息有助于判斷壩踵的整體性和防滲帷幕的防滲性能，從而及時采取相應的措施確保大壩的運行。
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