分布式光纤传感技术与工程应用研究(40)
图5.27 同级配不同强度等级混凝土温度随时间变化的曲线比较(第5层7.5m与17m)
图5.28 同强度等级不同级配混凝土温度随时间变化的曲线比较(78m与115m处)
2、 3号机组混凝土结构施工期内部温度与浇筑层厚度的关系
为了监测水轮机尾水管流面的温度梯度，选择了剖面为曲边梯形的浇筑块体，在其间埋设了测温光纤。现将2003年12月12日~16日的温度监测资料列在表5.7与图5.29中，显见，不同厚度的混凝土浇筑层，其温度呈现出明显的规律性，从F1到F8呈递增的趋势，即混凝土浇筑层越厚，坝体内温度越高，反之亦然，一般来说，二者成正比关系，见图5.29.不同季度如何控制混凝土浇筑层的厚度，保证坝体温度在设计允许的范围内，是值得进一步研究的课题。
表5.7 个曲线测点对应的混凝土的厚度
图5.29 浇筑层厚度与温度的关系曲
3、 施工期混凝土内部温度与冷却水管平面布置的关系
当测温光纤埋设的路径通过冷却水管、穿越廊道或靠近尾水管衬管流表面时，其温度测值与其它部位有明显的变化。为了测试冷却水管在大坝混凝土中的降温效果，在第二层铺有冷却水管的仓面上布设一个三角形的测温光纤网络，直角边a垂直于冷却水管，直角边b平行于冷却水管，斜边c与冷却水管斜交布设。从测温曲线可以看出(图5.29)，c段温度最高达36℃，a段温度次之为33.5℃，b段温度最低为25℃。可见冷却水管对大坝的降温作用是不可忽视的。从现场温度测试曲线显见，凡是测温光纤穿过廊道或靠近尾水管衬管表面的部位，由于受到周边环境因素的影响，其温度测值都比较低，尤其是在施工的过程中，多次遇到传感光缆一小段由于混凝土浇筑顺序的原因，裸露在外，此时可发现，这些小段传感光缆显示的温度与大气温度完全一样。
图5.29 混凝土实测温度曲线
这些研究工作收到了很好的社会效果，得到了同行们的肯定。在红水河乐滩水电工程3号机组三文常态混凝土结构的温度监测施工过程中，多次对尾水管底部衬管流面等部位的温度控制提出了及时、科学、可靠的建议，为业主、设计和监理单位所采用。冬季施工时当坝体内外温差超过30℃时(最大温差达33℃)及时通报监理和施工部门，采取保温措施。
5.3.4 分布式光纤传感技术在大坝渗流监测方面的实例分析
渗流一直是水电工程所关注的一个重要的问题。根据国内外数据统计，因渗流引起的事故占大坝事故总数的40%。我国目前坝高在30m以上的有4000多座，100m以上的有100多座。同时，随着水电事业的蓬勃发展和南水北调工程的进行，超高坝和超长输水渠道不断涌现。众多堤坝、渠道的存在和新建，产生了更多的渗流问题，渗流监测任务将更加重要和艰巨。因此，研究适应新情况的新的渗流监测方法势在必行。
分布式光纤传感技术监测渗流作为一种新的渗流监测方法，已经在国内外实验与理论研究的基础上，在不少工程上得到成功应用（见表5.8）。
表5.8 分布式光纤传感技术在堤坝渗流监测领域的工程实例
项目名称 人员 时间 光纤的用途 成果
思安江枢纽工程 肖衡林、蔡德所等 2005 对大坝进行进行渗流监测 通过对历时长达1年的多次测量结果进行分析和比较，准确地监测到了的渗漏地点，为该技术的推广应用积累了经验。
西龙池水库工程 牛栋、张义、王敦厚、冯金铭等