对戈兰滩水电站大坝表面变形监测 4页

2010年第29卷第1期·DWRHE水利水电工程设计·45·戈兰滩水电站大坝表面变形监测曹家印杨贵崇张锴摘要主要阐述了李仙江戈兰滩水电站大坝表面变形监测各种工作基点的布设、大坝变形观测的方法及效果、大坝变形的数据分析过程等。关键词变形监测精度临时监测特制棱镜戈兰滩水电站中图分类号TV698．1文献标识码B文章编号1007—6980(2010)01—0045—04戈兰滩水电站位于云南省普洱市(原思茅市)绿密的带有强制归心设备的钢筋混凝土观测墩，经过春县与江城县交界的李仙江上，是李仙江干流7个近年施工检验，点位可靠，且该点能与现状大坝各梯级电站的第6级，坝址距红河州绿春县城约114坝段均有较好的通视条件，且与JC01、JC02、km，距江城县约50km，上游距甫度水电站约44JC03、ISJC02通视，故利用MJ03作临时工作基点km，下游距土卡河水电站约27km。之一；LSJC02位于原JC01北东方向约200m，闽江戈兰滩水电站一期工程主要建筑物包括碾压混局临时营地西北角4m，该处基础较好，易于保凝土重力坝、泄水建筑物、消能防冲建筑物、发电护，该处能与现状大坝各坝段均有较好的通视条引水建筑物、岸边地面厂房及GIS开关站等。碾压件，且与原网JC02、JC03、JC04、LSJC0l均通视，混凝土重力坝轴线采用折线布置，坝顶长466m，且角度很好。坝顶高程4581TI，最大坝高113m，共分16个坝段。水平位移监测工作基点网网图见图1。泄水建筑物布置在河床中间9～12坝段，采用5个表孔和2个底孔上下交错的布置型式；表孔堰顶高程438m，孑L口尺寸13m×18m(宽×高)；底孔进口高程395m，孔口尺寸4ITI×7in(宽×高)。泄水建筑物下游采用宽尾墩、底流联合消能方式，消力池长110m，底宽84m，底板顶高程356m；消力池尾坎高8m，顶高程364in。防冲板位于消力池尾坎下游，长20nl，顶高程3601TI。1水平位移监测控制网测量及精度统计图1水平位移监测工作基点网1．1布网方案1．1．1网形情况1．1．2标石埋设水平位移监测控制网分2个层次布设，第1层1SJC02标石规格：顶面40cm×40cm，下底40次由4个基准点组成的基准网，布置在水库压力影cm×40cm，柱高为120cm，标石顶面应有金属标响范围以外，作为下1个层次水平位移监测的基志中心，表石侧面刻字标注，字大小为5cm×5准。第2层次为近坝水平位移监测网，分别用以监cm，并着漆描绘。标石埋设于地质坚硬、便于保测坝肩高边坡、厂房后边坡和坝顶的水平位移。基存、观测有利之处。准网布设及实施在这里不在赘述，主要叙述工作基1．1．3网的构成点网的布设情况。工作基点网由JC01、JC02、JC03、JCO4、在已有外部变形监测控制网基础上，增加2座ISJG01、LSJC02共同组成，构成比较复杂的多边工作基点(命名为LSJC01、LSJC02)，LSJC01位于左形，图形条件较高，最小边长(JC04-LSJC01)约岸公路约30m，与现闽江局施工控制网点MJ03重116m，最大边长(JC02-JC03)约754m，且不在同合，该点是闽江局2005年在施工控制网基础上加一三角形中。既保持与原有工作基点网一致，又对n水利水电工程设计DWRHE·2010年第29卷第1期已有工作基点网进行补充。准路线。1．1．4测量实施2。2二等水准监测网按《混凝土坝安全监测技术规范》DIJ／T5l78—以一等水准基准网为基础，联测水平位移监测2003要求，选用LEICATCA2003全站仪进行施测，控制网各监测点，布设二等水准路线。联测了水平角采用全圆观测法观测12个测回，在监测网JC01、JC02、LSJC01、LsJCO2点。点每点设立测站进行所有方向观测，并量取了测站3大坝监测点的布置及施测及方向点的气压、干湿温度。1．2精度统计根据实际情况，在坝体上布设形变监测点，以统计结果见表1～3。利用工作基点进行监测。表1监测网边长及边长相对中误差统计表3．1大坝监测点的布置3．1．1已经封顶坝段及坝肩监测点布置已封顶坝段包括：1～5、l6，以距坝顶下游边线30cm为观测墩下游侧底座边线，在左右坝头与公路交接处各布设1座监测点(BJC01、BJC18)在15、16坝段中部各布设1座监测点(BJC02、BJC03、BJC05、BJC06、BJC17)。3．1．2未封顶坝段监测点布置未封顶坝段包括：6～15坝段。以各坝段下游侧立面距现状坝顶0．5m高程面，各坝段布设1座监测点，有左右闸墩的坝段布设在左侧闸墩下游侧立面上，从左到右点名依次为：BJC07、BJC08、表2三角形闭合差统计表BJC09、10、BJC1I、BJCI2、BJC13、BJCI4、BJC15、BJC16。由于施工的影响BJC16已被破坏，根据实际情况不再重做。3．2监测点造埋3．2．1已经封顶坝段及坝肩监测点造埋采用普通混凝土带有强制归心设备的四棱柱状观测墩，根据现状特点，便于施工，将观测墩地下部分底座除去，改为4根l2的竖向插筋，插筋深入坝体1m，插筋总长2．2m，同时在坝面上加点名AX／malAY／mm点位中误差／ram120em×120cmX20em底座。3。2．2未封顶坝段监测点造埋为了便于施工，采用壁挂式安装强制归心设备，并安装专用棱镜。3．3临时监测点初始值获取及施测精度3．3．1水平位移施测方法2垂直位移监测网测量采用LEICATCA2003全站仪位移监测系统进行2．1一等水准基点网数据采集及和处理，在LSJC01、LSJC02、JC01、由于已有垂直位移工作基点网可以满足监测使JC04、分别架站，采用多方向前方交会l2测回观用，不再重复建造。即由左岸工作基点组LJZ06—测，依次测量大坝所有监测点，分别进行了2次独1、I6～2、LJZ06—3，右岸工作基点组LIZ07—立观测，把2次独立观测的成果取其中值作为监测1、LJZ07—2、LJZ07—3，厂房工作基点组klZ05，点水平位移的初始值。左岸坝下桥LJZ03，右岸坝下桥LJZ04组成。以3．3．2监测点位精度LJZ01—1为起闭点联测所有基点组的点的闭合水监测点位精度统计见表4。n曹家印等·戈兰滩水电站大坝表面变形监测表4监测点位精度统计表表7三角高程精度统计表(第1次独立观测)表8三角高程精度统计表(第2次独立观测)3．3．3垂直位移施测方法、精度3．3．3．1坝顶观测墩采用一等水准的方法，分别以工作基点LJZ07—1、LJZ06—1为起闭点，组成闭合水准路线。2次独立观测监测点BJC01、BJC02、BJC03、BJC05、BJC06、BJC17、BJC18，结果取2次测量结4大坝变形观测数据初始值的分析处理果中数最为监测点垂直位移的初始值。表5监测点水准精度统计大坝变形监测的目的是为了监测大坝运行的安全性，了解大坝的变形情况，为管理部门提供各种监测数据和监测结论，所以对监测数据初始值的分析处理是大坝变形观测的重要环节，为变形提供重要的数据依据。4．1水平位移初始值数据的分析使用TCA2003全站仪进行观测，并充分考虑了气压、干温、湿温，并通过仪器各种改正计算，3．3．3．2未封顶区域求出了观测过程中的K系数。工作基点网网点最用全站仪在I5Jc02、LSJC01监测点分别架站，大点位中误差为±1．96toni。通过2次对监测点的采用三角高程的方法进行交会测量，l2测回观测观测，监测点点位中误差最大为±0．50rnl'n，观测垂直角边长，记录测站及测点两端气压、干湿温精度很高，把2次坐标的平均值作为大坝变形监测度，利用水准高程计算出K值及各项改正，并最的初始值。终取得2次独立观测的结果的均值作为垂直位移的4．2垂直位移初始值数据的分析初始值。同时也测量了坝顶观测墩的高程，并与水此次的变形监测涉及到了临时监测，与以往的准高程做了比较。大坝建成后观测还不一样，临时监测部分采用了特3．3．3．3高程及精度制的棱镜作为监测目标，在以前的工作中还没遇到高程及精度统计见表6～8。过，可以说是一种新的尝试。通过已封顶坝段的三表6三角高程与水准高程比较表角高程数据与水准数据对比可以看出，经过各种改正后的三角高程测量的数据是可靠的，由于未封顶区域与封顶区域监测点所处环境一样，及在相同条件下同时观测，同样实用于未封顶监测点。由此延伸有个想法，在所处环境相同及观测条件一致的情况下，所有变形点高程是否可以用三角高程取代，注：由于在观测过程中BJC18点被坝上物体遮挡，没有参与三角高程观测。通过严密地对距离修正及取得了观测过程中的Kn水利水电工程设计DWRHE·2010年第29卷第1期自振法试验在砂卵砾石层中的应用付官厅王祖国韩治国刘学3-．摘要在水利水电工程地质勘察中，传统的抽水试验方法一般投入大，耗时长。而自振法抽水试验方法与常规抽水试验方法相比，其投入小，时间短，能较大地提高经济效益，缩短试验周期。关键词自振法抽水砂卵砾石渗透性中图分类号TU41文献标识码A文章编号1007．6980(2010}01．0048—03自振法抽水试验方法是1985年在洛桑召开的性，这也是水体发生振荡的主要原因。国际大坝会议上提出的一种测定含水层渗透系数的自振法的原理是将钻孔内的水体及其相邻含水新方法。在国家“八五”科技攻关期间，由成勘院层一定范围内的水体视为一个系统，通过向钻孔施承担的“八五”国家科技攻关项目专题之一。‘自加一个瞬时压力，再突然释放，钻孔内的水体及其振法测定岩土渗透系数”通过了鉴定，并进行了自相邻含水层一定范围内水体因此而失去平衡，水体振法抽水试验与常规抽水试验的对比实验，对比实发生振荡，经过几个短暂的振荡过程再恢复到初始验的相关系数0．923。位置，从而形成一个自由振荡。通过测量和分析计算这一过程，最终即可得到含水层的渗透系数。1自振法抽水试验简介1．2抽水试验设备自振法抽水试验方法是采用钻孔水文地质综合抽水设备包括密封器、压力传感器及二次仪测试仪进行，该方法是一种新方法。与常规抽水方表、气泵、过滤器、止水栓塞等。参见图1。法相比，具有设备轻，操作简单，省工省时，试验1．3工作步骤周期短，自动化程度高，对钻孔结构要求低，数据(1)用过滤器和止水栓塞等对选定试段进行隔可微机处理且适用于小口径钻孔及多层含水结构等离。几方面的特点。(2)将压力传感器通过密封器放人钻孔中地下当常规抽水试验受某些试验条件、设备限制水位以下23m。时，可以采用自振法试验来完成。(3)激发：用气泵向钻孔内充气，对地下水面1。1基本原理施加一个压力，使地下水位下降，然后突然释放，自振法是基于水在含水层中具有可流性与渗透使含水层水体产生振荡。性，可流性是指水是在系统中可以自由流动的连续(4)测量：为保证资料整理，测量记录须从加体，而系统中介质的阻尼性，产生了水的渗透特压前开始，要记录从水位下降至水位恢复到稳定为”+一+“+·+-”+n+”+”+”—’～系数，经过实例证明了这一想法，并应用到了实际较多，但测量方法、数据分析处理方式各不相同，工作中。本文旨在交流探讨变形监测和数据处理的方法以共同提高变形监测的效率和可靠性。5结语作者简介戈兰滩水电站大坝变形监测，自监测系统建立曹家印男工程师中水北方勘测设计研究有限责任公以来，水平位移和竖向位移的观测方法正确，所提司天津300222供的监测初始值可靠，采取的临时监测法方值得推杨贵崇男工程师中水北方勘测设计研究有限责任公荐。观测位移时完全采用测量机器人自动化的处司天津300222理，大大缩短了工作周期，提高了工作效率，认为张锴男助理工程师中水北方勘测设计研究有限责此测量的方法可以在大坝变形监测或其它建筑物的任公司天津300222变形监测中应用。目前各种建筑物的变形监测项目(收稿日期2009—12—07)