水布埡工程項(xiàng)目內(nèi)部變形監(jiān)測方案

蘇強(qiáng)　付志霞

摘 要 水布埡工程項(xiàng)目為目前世界上最高的混凝土面板堆石壩，對這么高的壩，其內(nèi)部變形監(jiān)測（垂直位移和水平位移）是一大難題，為此，設(shè)計、監(jiān)理、業(yè)主以及施工單位經(jīng)過四方研究，決定采用新型N2000型遙測遙控水平垂直位移計，對水布埡大壩水平和垂直位移進(jìn)行監(jiān)測。

關(guān)鍵詞 水布埡工程；混凝土面板；堆石壩；變形監(jiān)測

中圖分類號：TV513 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0110-02

1 工程概述

水布埡水利樞紐位于清江中游河段巴東縣境內(nèi)，它以發(fā)電、防洪為主，并兼顧其他效益。樞紐建成后，水庫最高洪水位為404.0 m，總庫容45.8億m3；正常蓄水位400 m，相應(yīng)庫容45.12億m3，具有多年調(diào)節(jié)功能。水電裝機(jī)總?cè)萘繛?600 MW。水布埡水利樞紐主要由擋水建筑物、泄水建筑物和水電站建筑物組成。擋水建筑物為混凝土面板堆石壩，壩高233 m，為目前世界上最高的混凝土面板堆石壩。

通過壩體內(nèi)部變形監(jiān)測，主要是為了監(jiān)測面板堆石壩施工過程中以及今后蓄水運(yùn)行時期變形、滲流和相應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變等狀況，掌握相應(yīng)時期壩基、壩體、混凝土面板的變形及滲流規(guī)律，以利于現(xiàn)場施工質(zhì)量控制，并為判斷大壩結(jié)構(gòu)安全提供依據(jù)。

2 儀器選擇

因水布埡攔河大壩是目前世界上最高的混凝土面板堆石壩，高達(dá)233 m。對這么高的壩，其內(nèi)部變形監(jiān)測（垂直位移和水平位移）是一大難題。

采用慣用的水管式沉降儀來監(jiān)測壩內(nèi)垂直位移，用引張線式鋼絲位移計來監(jiān)測壩內(nèi)水平位移，在水布埡大壩0+220 m斷面底部兩條測線長度分別達(dá)到430 m和500 m。測線達(dá)到上述長度后，不僅增加了儀器埋設(shè)施工的難度，而且這類儀器的原有結(jié)構(gòu)可能滿足不了相應(yīng)的監(jiān)測技術(shù)要求。為此，南京水利科學(xué)研究院結(jié)合“高面板的新型監(jiān)測設(shè)備及資料反饋分析專題”中“遙測水平垂直位移計的研制子題”研制了N2000型遙測遙控水平垂直位移計。這是一種專門針對水布埡大壩水平和垂直位移監(jiān)測的超長管線研制的，具有遙測功能。在儀器設(shè)備結(jié)構(gòu)、材料等方面作了相應(yīng)的改進(jìn)，但費(fèi)用很高。根據(jù)南京水利科學(xué)研究院的報價，針對水布埡大壩監(jiān)測工程，每一對水平和沉降測點(diǎn)約需20萬元。

考慮儀器設(shè)備性能、質(zhì)量、實(shí)際工程應(yīng)用和價格等因素，根據(jù)水布埡大壩內(nèi)部水平位移和垂直位移觀測的特點(diǎn)，決定采用以下方案選擇儀器設(shè)備。

在0+212 m斷面、0+365 m斷面和0+132 m斷面300 m高程及以上共9條測線加上臨時測線選用南京水利科學(xué)研究院生產(chǎn)的DCJ-1型電測水管式沉降儀和DSP-1型電測引張線式水平位移計來觀測相應(yīng)部位的水平位移和垂直位移。因?yàn)樵谏鲜霰O(jiān)測斷面300 m高程及以上的測線長度最長不超過320 m，而在這種管線長度范圍內(nèi)，國內(nèi)采用DCJ-1型電測水管式沉降儀和DSP-1型電測引張線式水平位移計監(jiān)測土石壩壩內(nèi)水平和垂直位移的工程經(jīng)驗(yàn)表明，是可行并且是成功的，由此基礎(chǔ)，相信該類儀器用于水布埡的大壩內(nèi)部變形的監(jiān)測工程也將會成功。

在0+220 m斷面265.0 m高程及以下的2條超過410 m長的測線選用南京科學(xué)研究院結(jié)合水布埡監(jiān)測特點(diǎn)研制的N2000型遙測遙控水平垂直位移計來觀測，以解決超長測線水平和垂直位移的監(jiān)測問題。這類儀器雖然目前尚無工程應(yīng)用實(shí)例，僅有科研報告、鑒定證書、實(shí)用新型專利證書，但位于265.0 m高程的一條測線長約430 m，這在國內(nèi)的天生橋和洪家渡工程采用DCJ-1型電測水管式沉降儀和DSP-1型電測引張線式水平位移計都獲得成功，采用改進(jìn)的新型N2000型遙測遙控水平垂直位移計更是可行的。N2000型遙測遙控水平垂直位移計在技術(shù)鑒定時，測線長度用到520 m，因此用于對0+220 m斷面最底部一條500 m長的測線監(jiān)測也是可行的。

對水布埡大壩內(nèi)部變形監(jiān)測選用上述監(jiān)測儀器，可以較理想地實(shí)現(xiàn)大壩水平和垂直位移監(jiān)測的目的，并且費(fèi)用相對較少。

3 監(jiān)測儀器埋設(shè)及安裝

3.1 水平位移計的埋設(shè)

采用堆料埋設(shè)，在壩體填筑高程低于儀器埋設(shè)高程

0.l m～0.2 m時，測量放樣標(biāo)識儀器埋設(shè)軸線，人工鋪設(shè)壓實(shí)厚度10 cm～20 cm的篩分砂或細(xì)石料以調(diào)整鋼絲管路高程，整個管路略成拱形，壩軸線處最大拱高約為50 cm。沿管線和觀測點(diǎn)的位置，配置銦鋼絲、鋼護(hù)管、錨固板、伸縮接頭（內(nèi)含分線盤、擋泥圈、壓緊螺帽等）等。

銦鋼絲涂上防銹油脂后，用專用引線器和3 cm寬的扁鋼將銦鋼絲依次穿入錨板（包括鋼絲錨緊安裝）→伸縮接頭→鋼護(hù)管→…伸縮接頭→錨板（包括鋼絲錨緊安裝）→伸縮接頭→鋼護(hù)管…→觀測房或臨時保護(hù)箱（引入觀測房前的護(hù)管端部應(yīng)安裝分線板）。檢查各個環(huán)節(jié)，正常后，在錨固板處（即測點(diǎn)處）立模澆筑混凝土，其尺寸厚60 cm、長60 cm、高50 cm。

根據(jù)上一步的要求，逐個澆注其余測點(diǎn)，調(diào)整好管線，然后用細(xì)礫料對管線進(jìn)行回填保護(hù)，并采用輕型碾壓機(jī)壓實(shí)，管路部分回填厚度超過0.8 m以上方可進(jìn)行正常壩體填筑施工，測頭保護(hù)砼澆筑24小時后再進(jìn)行測點(diǎn)周圍的回填，回填厚度超過測頭頂部0.8 m以上再用施工機(jī)械靜碾，回填厚度達(dá)到

1.6 m以上再進(jìn)行正常施工。

3.2 垂直位移計的安裝

在壩體填筑高程超出測頭埋設(shè)高程1 m時，測量并確定埋設(shè)管線和測頭位置，沿埋設(shè)線開挖梯形溝槽，順?biāo)鞣较蜷_挖坡度控制在0.25%～1.5%，人工修整槽底，并鋪設(shè)壓實(shí)厚度

10 cm～20 cm的篩分砂以調(diào)整槽底高程。槽底面寬度為

1.5 m～2.0 m，側(cè)邊坡比約為1：0.5。

管路形成后，進(jìn)行測頭位置放樣；同時沿管路鋪設(shè)測頭→保護(hù)鋼管→伸縮接頭→保護(hù)鋼管→伸縮接頭→…觀測房（或臨時保護(hù)箱）。在測頭埋設(shè)位置澆筑漿砌石墩子，頂部高程為測頭埋設(shè)高程，并且頂面基本保證水平。endprint