關(guān)山水庫大壩左岸公路建設(shè)施工爆破對近壩區(qū)巖體變形監(jiān)測分析

張新務(wù)

（瀏陽市規(guī)劃勘察測繪院 瀏陽市 410300）

1 工程概況

關(guān)山水庫位于湘江二級支流撈刀河上游，在周洛風(fēng)景區(qū)內(nèi)，距社港鎮(zhèn)政府所在地8 km，壩址控制流域面積35 km2，總庫容2 480萬m3，為三等工程，大壩為漿砌石雙曲拱壩，屬3級建筑物，引水式電站裝機(jī)容量1 800 kW。

關(guān)山水庫大壩建于1979年，按正常蓄水位171.0 m及防洪要求建設(shè)，壩頂高程180.0 m，頂中心角及半徑分別為 98°及 118.0 m，最大壩高 81 m，壩底厚度 22.5 m，厚高比為0.277，堰頂高程169.0 m，主汛期控制水位160.0 m，相應(yīng)庫容1 154萬m3，后期控制水位 165.0 m，相應(yīng)庫容 1 471 萬 m3。

2000年,瀏陽市規(guī)劃勘察測繪院受關(guān)山水庫管理所委托，在壩區(qū)建立外部變形監(jiān)測網(wǎng)、點(diǎn)，2001年4月完成復(fù)測，并以此成果作為首次觀測成果。2003年，重新布設(shè)壩頂 B21、B22、B23、B24及右岸下游 B13等監(jiān)測點(diǎn)，前后已對大壩及近壩區(qū)巖體進(jìn)行了11次復(fù)測，前7次監(jiān)測觀測資料表明，變形量變化規(guī)律正常，變形量均在設(shè)計(jì)期望值范圍內(nèi)變化。

風(fēng)景區(qū)管理處2006年底對大壩左岸公路進(jìn)行擴(kuò)建，從開工至竣工，對壩體及近壩區(qū)巖體共進(jìn)行了4次監(jiān)測（8～11次），此次對其測量觀測資料進(jìn)行分析，以研究公路擴(kuò)建對壩體及近壩區(qū)巖體的影響。

2 監(jiān)測控制網(wǎng)（點(diǎn)）布置情況

關(guān)山水庫外部變形主要包括雙曲拱壩壩體與近壩區(qū)巖體變形監(jiān)測，雙曲拱壩壩體外部變形監(jiān)測包含水平位移監(jiān)測、垂直位移監(jiān)測。

3 測量基準(zhǔn)

（1）高程系統(tǒng)：1956年黃海高程系。

（2）坐標(biāo)系統(tǒng):大壩坐標(biāo)系,邊長投影至160 m高程面。

4 觀測過程、方法、數(shù)據(jù)處理

4.1 觀測過程

2006年12月～2008年3月共完成從公路擴(kuò)建開工至公路竣工過程的4次復(fù)測，

2006年12月的觀測值作為初始值（第8次監(jiān)測、公路擴(kuò)建前），第9次監(jiān)測為公路擴(kuò)建施工期，第10、11次監(jiān)測為公路擴(kuò)建施工完成后，本次主要分析公路擴(kuò)建施工對大壩的影響。

4.2 觀測方法

水平位移觀測以監(jiān)測網(wǎng)為基點(diǎn)，采用三等測邊交會，由于受地形條件限制，其中 B03、B06、B07、B08、B10、B11、B12、B13、B21的水平位移觀測采用雙邊交會，其它點(diǎn)采用三邊交會。邊長觀測單向四測回，取位至0.1 mm，測回差限差2 mm，氣溫讀數(shù)至0.1℃，氣壓讀數(shù)至0.1 mbar。平面坐標(biāo)采用大壩坐標(biāo)系。

壩頂監(jiān)測點(diǎn)（B21、B22、B23、B24）垂直位移采用二等幾何水準(zhǔn)聯(lián)測，以Ⅱ?yàn)g規(guī)測04水準(zhǔn)點(diǎn)起算，組成支線水準(zhǔn)路線。近壩區(qū)監(jiān)測點(diǎn)的垂直位移觀測采用光電測距三角高程，天頂距觀測四測回，讀數(shù)至0.1″,儀器高、覘標(biāo)高量至0.1 mm。見附圖。

附圖 觀測方法示意圖

4.3 數(shù)據(jù)處理

觀測邊長進(jìn)行了儀器常數(shù)改正、氣象改正、周期誤差改正、傾斜改正、高程面投影等數(shù)據(jù)處理；平差計(jì)算：采用清華三維平差軟件。

4.4 數(shù)據(jù)處理后壩頂各點(diǎn)變化值（表1、表2）

表1 壩頂各監(jiān)測點(diǎn)位移變化值表（其它3次與2006年12月次比較）

表2 壩頂各監(jiān)測點(diǎn)位移變化值表（相鄰次之間比較）

5 監(jiān)測資料分析

5.1 壩頂變形

在壩頂布設(shè)4個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，編號分別為B21、B22、B23、B24，以2006年12月觀測值作為初始值（第8次監(jiān)測）。位于大壩左、右岸壩頂?shù)腂21、B24兩點(diǎn)水平位移量較小，在X軸方向，B21、B24兩點(diǎn)變化值最大分別為-3.2 mm（3次與4次復(fù)測）和3.0 mm（2次與3次復(fù)測），方向相反，表現(xiàn)為左岸向右，右岸向左的狀態(tài)，在Y軸方向，兩點(diǎn)變化值較小。

位于壩體中部B22、B23兩點(diǎn)在X軸方向，兩點(diǎn)變化值較小，在Y軸方向，兩點(diǎn)變化值較大，產(chǎn)生一種彈性變形，前7次復(fù)測B22、B23沒發(fā)現(xiàn)這類現(xiàn)象，此現(xiàn)象是否與公路擴(kuò)建或水位高程、觀測時(shí)溫度有關(guān)，有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

壩頂 B21、B22、B23、B24監(jiān)測點(diǎn)的垂直位移變化值較小，相比較B22、B23兩點(diǎn)垂直位移變化值大于B21、B24兩點(diǎn)，總體而言，垂直位移變化值處于測量誤差控制范圍之內(nèi)。

5.2 近壩區(qū)巖體變形

近壩區(qū)巖體在公路擴(kuò)建開工至公路竣工后，對近壩區(qū)巖體進(jìn)行4次監(jiān)測（8～11次），以2006年12月觀測值作為初始值（第8次監(jiān)測）。

（1）左壩肩。

左壩肩布設(shè)4個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，編號分別為ⅡS05、B01、B02、B03，4次復(fù)測成果表明在Y軸方向變化值較小，變化值在一定幅度內(nèi)波動，在X軸方向，ⅡS05、B01、B02向河右岸變化，變化值不大，最大值ⅡS05是-3.3 mm、B01是-5.3 mm、B02是-6.1 mm、B03是-5.5 mm，各監(jiān)測點(diǎn)變化趨勢基本相同。

ⅡS05、B01、B02、B03監(jiān)測點(diǎn)的垂直位移變化趨勢基本相同，且變幅在（-5.0～0.0）mm之間。

（2）壩下左岸巖體。

壩下左岸巖體布設(shè) B06、B07、B08 3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，在Y軸方向與X軸方向上，變化值不大，變化值在誤差控制范圍之內(nèi)。

壩下左岸巖體 B06、B07、B08監(jiān)測點(diǎn)的垂直位移變化值最大值2.8 mm。

（3）右壩肩。

右壩肩布設(shè)3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，編號分別為ⅡS06、B04、B05，在 X 軸方向位移變化趨勢不明顯，變化值較小，在Y軸方向往上游變化，變化值較小，變化值在一定幅度內(nèi)波動。

垂直位移變化值在（-4.4～2.7）mm 內(nèi)變化。

（4）壩下右岸巖體。

壩下右岸巖體布設(shè) B10、B11、B12、B13 4個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，在Y軸方向與X軸方向上，點(diǎn)變化值不大，變化值在誤差控制范圍之內(nèi)。

垂直位移變化值在(-0.6～3.6)mm內(nèi)變化。

6 結(jié) 語

4次監(jiān)測成果基本反映了大壩及近壩區(qū)巖體的工作形態(tài)。

壩體在X軸方向上變化值較小，在Y軸方向，壩體中間兩點(diǎn)（B22、B23）在Y軸方向變化明顯，產(chǎn)生一種彈性變形（前7次監(jiān)測沒此現(xiàn)象），此現(xiàn)象出現(xiàn)在公路擴(kuò)建至公路擴(kuò)建完成后，是否與公路擴(kuò)建或水位高程、觀測時(shí)溫度有關(guān)，有待進(jìn)一步監(jiān)測驗(yàn)證；壩體兩端兩點(diǎn)（B21、B24）在Y軸方向變化值較小，壩頂四點(diǎn)垂直位移變化值較小。

左壩肩四點(diǎn)ⅡS05、B01、B02點(diǎn)在X軸方向右岸變化，變化值在本（3～5）mm 之間（B03觀測條件不優(yōu)，其變化值不能準(zhǔn)確反映山體的變形），在Y軸方向變化值較小。

右壩肩三點(diǎn)（ⅡS06、B04、B05）在X軸方向與Y軸方向變化值較小。

壩下左岸與壩下右岸監(jiān)測點(diǎn)變化值較小，無一定的變化規(guī)律，總體上變化值在一定幅度內(nèi)波動，建議在不同水位、不同氣候條件下加密觀測次數(shù)。