富營子水庫堆石壩變形監(jiān)測方法

馮倉林

(黑河辰能西溝水電有限責(zé)任公司，黑龍江 黑河 164300)

富營子水庫堆石壩變形監(jiān)測方法

馮倉林

(黑河辰能西溝水電有限責(zé)任公司，黑龍江 黑河 164300)

富營子水庫是公別拉河流域規(guī)劃梯級水庫之一，位于公別拉河干流上游，距河口距離103.1km，集水面積511km2，其主要任務(wù)是蓄水與防洪，兼顧發(fā)電。攔河壩的安全狀態(tài)對于保障下游及兩岸工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全至關(guān)重要，對于水利工程，工程管理的好壞，直接影響工程安全和效益的發(fā)揮。大壩的變形監(jiān)測又是管理工作中的重點(diǎn)，只有科學(xué)、正確的大壩變形監(jiān)測才能使攔河壩安全度汛和安全運(yùn)行。

富營子水庫；堆石壩；變形監(jiān)測；觀測方法

0 引 言

富營子水庫是公別拉河流域規(guī)劃梯級水庫之一，位于公別拉河干流上游，距河口距離103.1km，集水面積511km2。水庫總庫容0.96億 m3，正常高水位382.00m。其主要任務(wù)是蓄水與防洪，兼顧發(fā)電。

壩址距下游的西溝水電站壩址32.7km。攔河壩為澆筑式瀝青混凝土心墻堆石壩，壩頂高程384.50m，壩頂長1303m，最大壩高28m，上下游壩坡為1∶1.5邊坡。瀝青混凝土心墻軸線布置在壩軸線上游2.71m處，心墻均建于巖基上。在心墻與堆石之間設(shè)頂厚為1.5m，坡度為1∶0.5的砂礫石過渡層。

1 大壩變形觀測方法及布置

根據(jù)富地營子水庫工程的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)規(guī)范要求，變形監(jiān)測項(xiàng)目以常規(guī)方法為主，主要有大壩水平位移觀測；大壩垂直位移觀測[1]。

壩頂水平位移觀測利用視準(zhǔn)線的方法進(jìn)行。視準(zhǔn)線的要作基點(diǎn)建在大壩填筑和水庫蓄水的變形影響范圍之外，由于富地營子水庫地勢平坦，為縮短視線長度，需實(shí)地選擇具體的位置建造要作基點(diǎn)，工作基點(diǎn)距測點(diǎn)的距離約為250m。由于視準(zhǔn)線長度>500m在壩頂測點(diǎn)中增加輔助的工作基點(diǎn)。

垂直位移觀測的目的是測定基礎(chǔ)和建筑物本身在垂直方向的位移。為了更好的了解掌握富地營子大壩施工初期，蓄水期和運(yùn)行期的壩體，壩基及壩下游區(qū)的變形，按照兩級布網(wǎng)的原則，分為首級網(wǎng)和次級網(wǎng)[2]。

首級網(wǎng)由水準(zhǔn)基點(diǎn)和工作基點(diǎn)組成，建立獨(dú)立的I等環(huán)線水準(zhǔn)網(wǎng)。

根據(jù)壩下游實(shí)際地形，在壩下游區(qū)建立約8km范圍內(nèi)I等環(huán)線水準(zhǔn)網(wǎng)。其中基點(diǎn)網(wǎng)設(shè)置1個(gè)基點(diǎn)組(3點(diǎn))位于左副壩下游2km處，編號分別為LB1，LB2，LB3，3點(diǎn)之間的間距約為50m；在靠近壩體兩岸各布置1個(gè)觀測工作基點(diǎn)，編號為LS1，LS2。首級網(wǎng)的觀測利用DL—101C水準(zhǔn)儀和配套水準(zhǔn)尺按一等水準(zhǔn)精度進(jìn)行往返觀測[3]。

次級網(wǎng)由壩體沉陷點(diǎn)組成，主壩壩頂按照35m左右的距離布置1個(gè)測點(diǎn)，布置測點(diǎn)15個(gè)(與水平位移測點(diǎn)相對應(yīng))；左副壩壩頂按照約60m的距離布置1個(gè)測點(diǎn)，布置測點(diǎn)5個(gè)；右副壩壩頂按照約50m的距離布置1個(gè)測點(diǎn)，布置測點(diǎn)10個(gè)；共布置30個(gè)垂直位移測點(diǎn)(具體布置見富地營子水庫外部觀測布置圖)。

壩體垂直位移觀測應(yīng)用DL—101C水準(zhǔn)儀和配套水準(zhǔn)尺利用工作基點(diǎn)組成閉合或附合水準(zhǔn)路線按二等水準(zhǔn)精度施測。

2 水平位移觀測技術(shù)要求

2.1 視準(zhǔn)線觀測要求

1)視準(zhǔn)線觀測是指壩體的水平位移觀測。測點(diǎn)與建筑物要牢固結(jié)合，能代表建筑物的變形。觀測基點(diǎn)設(shè)在視準(zhǔn)線長線上的穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)，并要有可靠的保護(hù)設(shè)施進(jìn)行保護(hù)[4]。

2)變形觀測的正負(fù)號規(guī)定。水平位移：向下游為正，向左岸為正，反之為負(fù)。

2.2 觀測設(shè)施要求

1)視準(zhǔn)線工作基點(diǎn)。視準(zhǔn)線工作基點(diǎn)的結(jié)構(gòu)必須堅(jiān)固可靠不易變形，建立在穩(wěn)定的基巖上或土基上。表面要美觀大方，協(xié)調(diào)實(shí)用。

2)視準(zhǔn)線工作基點(diǎn)采用整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。測墩立柱為雙層鋼管，管內(nèi)填珍珠巖隔層，立柱高度應(yīng)在1.20m以上。立柱頂部安裝強(qiáng)制對中底盤，對中誤差應(yīng)<0.2mm。并進(jìn)行編號標(biāo)記。

2.3 觀測儀器要求

視準(zhǔn)線觀測儀器選擇T1800電子經(jīng)緯儀與棱鏡進(jìn)行觀測。觀測儀器每年送檢測部門鑒定1次。

2.4 觀測方法和要求

1)水平方向利用小角度法觀測，觀測采用T1800電子經(jīng)緯儀與棱鏡配合，觀測6測回。對每一方向瞄準(zhǔn)兩次，按測微器讀取兩次讀數(shù)。水平方向觀測可參照《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行[5]。

2)邊長觀測采用全站儀和配套棱鏡對每條邊進(jìn)行往返觀測2測回，或照準(zhǔn)4次，每次讀4個(gè)數(shù)，只測一個(gè)初始值。邊長觀測可參照國家《中、短程光電測距規(guī)范》有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

2.5 觀測周期

第一次蓄水后5a內(nèi)每月1～3次，第一次蓄水后運(yùn)行超過5a每月1次。

3 豎直位移觀測技術(shù)要求

3.1 建網(wǎng)規(guī)定

1) 建網(wǎng)用的平面坐標(biāo)及水準(zhǔn)高程要與設(shè)計(jì)、施工的控制網(wǎng)坐標(biāo)系統(tǒng)相一致。垂直位移與水平位移觀測應(yīng)同步配合進(jìn)行。觀測基點(diǎn)應(yīng)設(shè)在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。測點(diǎn)與建筑物要牢固結(jié)合，能代表建筑物的變形。基點(diǎn)和測點(diǎn)均要有可靠的保護(hù)設(shè)施。水準(zhǔn)基點(diǎn)設(shè)在壩下游2km處。

2)變形觀測的正負(fù)號規(guī)定。垂直位移：向下為正，向上為負(fù)。

3.2 觀測設(shè)施要求

3.2.1 水準(zhǔn)工作基點(diǎn)

水準(zhǔn)工作基點(diǎn)應(yīng)盡量建在基巖上。建在土基上的工作基點(diǎn)，其底座必需在凍土層以下，并在平整的原狀土上澆筑鋼筋混凝土標(biāo)石。水準(zhǔn)工作基點(diǎn)地面部分應(yīng)設(shè)牢固的保護(hù)設(shè)施，并進(jìn)行編號，填寫標(biāo)記。

3.2.2 測點(diǎn)

垂直位移測點(diǎn)建在混凝土基座上。

3.3 觀測儀器要求

水準(zhǔn)網(wǎng)和測點(diǎn)垂直位移采用DL—101C水準(zhǔn)儀和配套水準(zhǔn)尺進(jìn)行觀測。

3.4 觀測方法和要求

1)在水準(zhǔn)測量中應(yīng)盡量設(shè)置固定測站和固定轉(zhuǎn)點(diǎn)，以提高觀測精度和速度。

2)有關(guān)限差參照《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》中一、二等水準(zhǔn)要求的規(guī)定執(zhí)行。

3)水準(zhǔn)網(wǎng)應(yīng)盡早建成，每年至少觀測1次，蓄水5a后，可3a復(fù)測一次。

3.5 觀測周期

水準(zhǔn)觀測周期同水平位移觀測一致。

4 結(jié) 語

攔河壩的安全狀態(tài)對于保障下游及兩岸工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全至關(guān)重要，對于水利工程，工程管理的好壞，直接影響工程安全和效益的發(fā)揮。大壩的變形監(jiān)測又是管理工作中的重點(diǎn)，只有科學(xué)、正確的大壩變形監(jiān)測才能使攔河壩安全度汛和安全運(yùn)行。

[1]郭海慶，吳中如，楊杰.堆石壩變形監(jiān)測的灰色非線性時(shí)序組合模型[J].河海大學(xué)學(xué)報(bào)，2001,29(06)：51-55.

[2]楊蓉，秦淑芳，曾茂全，郝佳圣.吉林臺一級水電站混凝土面板堆石壩變形監(jiān)測數(shù)據(jù)分析[J].水利水電技術(shù)，2010,41(06)：61-66.

[3]張玉龍，丁學(xué)智，張亮.巴山水電站面板堆石壩變形監(jiān)測控制網(wǎng)的建立[J].西北水電，2011(S1):82-86.

[4]李賀偉，劉明鑫，汪家林.仁宗海水電站堆石壩變形監(jiān)測資料分析[J].四川水利，2014(01)：36-40.

[5]許仲生.天生橋混凝土面板堆石壩變形監(jiān)測新方法[J].長江科學(xué)院院報(bào)，2000,17(05)：52-54.

1007-7596(2014)10-0083-02

2014-01-07

馮倉林(1973-)，男，黑龍江克東人，工程師。

TV698.1

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