馮倉(cāng)林
(黑河辰能西溝水電有限責(zé)任公司,黑龍江 黑河 164300)
富營(yíng)子水庫(kù)堆石壩變形監(jiān)測(cè)方法
馮倉(cāng)林
(黑河辰能西溝水電有限責(zé)任公司,黑龍江 黑河 164300)
富營(yíng)子水庫(kù)是公別拉河流域規(guī)劃梯級(jí)水庫(kù)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(duì)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(duì)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(cè)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(cè)才能使攔河壩安全度汛和安全運(yùn)行。
富營(yíng)子水庫(kù);堆石壩;變形監(jiān)測(cè);觀測(cè)方法
富營(yíng)子水庫(kù)是公別拉河流域規(guī)劃梯級(jí)水庫(kù)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(kù)總庫(kù)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(zhǎng)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。
根據(jù)富地營(yíng)子水庫(kù)工程的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)規(guī)范要求,變形監(jiān)測(cè)項(xiàng)目以常規(guī)方法為主,主要有大壩水平位移觀測(cè);大壩垂直位移觀測(cè)[1]。
壩頂水平位移觀測(cè)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(kù)蓄水的變形影響范圍之外,由于富地營(yíng)子水庫(kù)地勢(shì)平坦,為縮短視線長(zhǎng)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(cè)點(diǎn)的距離約為250m。由于視準(zhǔn)線長(zhǎng)度>500m在壩頂測(cè)點(diǎn)中增加輔助的工作基點(diǎn)。
垂直位移觀測(cè)的目的是測(cè)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(yíng)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(jí)布網(wǎng)的原則,分為首級(jí)網(wǎng)和次級(jí)網(wǎng)[2]。
首級(jí)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(hào)分別為L(zhǎng)B1,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(cè)工作基點(diǎn),編號(hào)為L(zhǎng)S1,LS2。首級(jí)網(wǎng)的觀測(cè)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(cè)[3]。
次級(jí)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(cè)點(diǎn),布置測(cè)點(diǎn)15個(gè)(與水平位移測(cè)點(diǎn)相對(duì)應(yīng));左副壩壩頂按照約60m的距離布置1個(gè)測(cè)點(diǎn),布置測(cè)點(diǎn)5個(gè);右副壩壩頂按照約50m的距離布置1個(gè)測(cè)點(diǎn),布置測(cè)點(diǎn)10個(gè);共布置30個(gè)垂直位移測(cè)點(diǎn)(具體布置見富地營(yíng)子水庫(kù)外部觀測(cè)布置圖)。
壩體垂直位移觀測(cè)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(cè)。
2.1 視準(zhǔn)線觀測(cè)要求
1)視準(zhǔn)線觀測(cè)是指壩體的水平位移觀測(cè)。測(cè)點(diǎn)與建筑物要牢固結(jié)合,能代表建筑物的變形。觀測(cè)基點(diǎn)設(shè)在視準(zhǔn)線長(zhǎng)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(cè)的正負(fù)號(hào)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(cè)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(cè)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(duì)中底盤,對(duì)中誤差應(yīng)<0.2mm。并進(jìn)行編號(hào)標(biāo)記。
2.3 觀測(cè)儀器要求
視準(zhǔn)線觀測(cè)儀器選擇T1800電子經(jīng)緯儀與棱鏡進(jìn)行觀測(cè)。觀測(cè)儀器每年送檢測(cè)部門鑒定1次。
2.4 觀測(cè)方法和要求
1)水平方向利用小角度法觀測(cè),觀測(cè)采用T1800電子經(jīng)緯儀與棱鏡配合,觀測(cè)6測(cè)回。對(duì)每一方向瞄準(zhǔn)兩次,按測(cè)微器讀取兩次讀數(shù)。水平方向觀測(cè)可參照《土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行[5]。
2)邊長(zhǎng)觀測(cè)采用全站儀和配套棱鏡對(duì)每條邊進(jìn)行往返觀測(cè)2測(cè)回,或照準(zhǔn)4次,每次讀4個(gè)數(shù),只測(cè)一個(gè)初始值。邊長(zhǎng)觀測(cè)可參照國(guó)家《中、短程光電測(cè)距規(guī)范》有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
2.5 觀測(cè)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。
3.1 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(cè)應(yīng)同步配合進(jìn)行。觀測(cè)基點(diǎn)應(yīng)設(shè)在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。測(cè)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(cè)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(cè)的正負(fù)號(hào)規(guī)定。垂直位移:向下為正,向上為負(fù)。
3.2 觀測(cè)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(hào),填寫標(biāo)記。
3.2.2 測(cè)點(diǎn)
垂直位移測(cè)點(diǎn)建在混凝土基座上。
3.3 觀測(cè)儀器要求
水準(zhǔn)網(wǎng)和測(cè)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(cè)。
3.4 觀測(cè)方法和要求
1)在水準(zhǔn)測(cè)量中應(yīng)盡量設(shè)置固定測(cè)站和固定轉(zhuǎn)點(diǎn),以提高觀測(cè)精度和速度。
2)有關(guān)限差參照《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)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(cè)1次,蓄水5a后,可3a復(fù)測(cè)一次。
3.5 觀測(cè)周期
水準(zhǔn)觀測(cè)周期同水平位移觀測(cè)一致。
攔河壩的安全狀態(tài)對(duì)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(duì)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(cè)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(cè)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(cè)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(tái)一級(jí)水電站混凝土面板堆石壩變形監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)新方法[J].長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào),2000,17(05):52-54.
1007-7596(2014)10-0083-02
2014-01-07
馮倉(cāng)林(1973-),男,黑龍江克東人,工程師。
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