某大壩施工期內(nèi)部沉降監(jiān)測(cè)分析研究

肖建峰　周立霞（淮河水利委員會(huì)　蚌埠　233001　中水淮河規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限公司　合肥　230092）

某大壩施工期內(nèi)部沉降監(jiān)測(cè)分析研究

肖建峰周立霞
（淮河水利委員會(huì)蚌埠233001中水淮河規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限公司合肥230092）

水庫(kù)所處區(qū)域不同，地形、地質(zhì)條件隱蔽復(fù)雜。大壩監(jiān)測(cè)能夠及時(shí)地反應(yīng)水庫(kù)工程運(yùn)行變化情況，出現(xiàn)異常及早察覺(jué)，采取措施，避免更大的損失。對(duì)于施工期，大壩變形監(jiān)測(cè)更為敏感。本文介紹了施工期大壩內(nèi)部沉降監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)情況，并進(jìn)行了監(jiān)測(cè)成果分析，旨在今后為其他類(lèi)似工程提供技術(shù)參考。

水庫(kù)大壩內(nèi)部沉降監(jiān)測(cè)沉降管沉降率

某水庫(kù)是一座以防洪、供水、灌溉為主，結(jié)合發(fā)電的多目標(biāo)開(kāi)發(fā)綜合利用的大型水利樞紐工程。水庫(kù)流域面積749km2，總庫(kù)容為4.68億m3，屬I(mǎi)I等大（2）型水利工程。主要建筑物攔河壩、溢洪道及引水系統(tǒng)進(jìn)水口為2級(jí)建筑物。主要建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，相應(yīng)設(shè)計(jì)洪水位為70.73m（1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，下同）；校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為2000年一遇，相應(yīng)校核洪水位為74.58m。

攔河壩為土質(zhì)防滲體分區(qū)土壩，上游壩體以花崗巖風(fēng)化土為防滲體，下游壩體采用石渣及風(fēng)化巖等透水性較強(qiáng)的材料填筑，設(shè)排水棱體和壩體斜坡式排水。土壩壩頂寬度9.00m，壩頂長(zhǎng)度535.00m，壩頂高程76.50m，最大壩高65.50m。壩基河床砂礫石經(jīng)強(qiáng)力振沖加密處理后采用混凝土防滲墻和帷幕灌漿進(jìn)行垂直防滲。

1　沉降監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

在大壩橫向樁號(hào)0-001，縱向樁號(hào)分別為0+100、0+335、0+520處，各布設(shè)沉降管1根，沉降管編號(hào)分別為ES1、ES2、ES3，高程范圍分別 為 55.00~76.50m、20.00~76.50m、55.00~76.50m。沉降管每2m長(zhǎng)布設(shè)沉降環(huán)（板）測(cè)點(diǎn)1個(gè)，測(cè)點(diǎn)數(shù)依次為17個(gè)、30個(gè)、15個(gè)，共62個(gè)。

2　沉降監(jiān)測(cè)資料整理與分析

2.1沉降值

大壩內(nèi)部沉降采用沉降管法進(jìn)行觀測(cè)，河床及左右岸3根沉降管的最大沉降值列入表1。

表1　大壩垂直位移觀測(cè)最大沉降值統(tǒng)計(jì)表（沉降管法）

（1）按左岸、河床、右岸順序沉降管編號(hào)依次為ES1、ES2、ES3，相應(yīng)實(shí)測(cè)最大沉降值分別為215mm、1134mm、219mm，其值為填筑至壩頂時(shí)于2016年3月9日測(cè)得，表明左右岸的最大沉降值約為河床段相應(yīng)值的1/5。

表2　大壩最大沉降點(diǎn)觀測(cè)沉降率表

（2）按上述順序最大沉降點(diǎn)高程分別為56.443m、39.253m、56.726m（包括振沖沙層厚約19.5m），相應(yīng)壩高比（最大沉降點(diǎn)壩高/工壩高）為35.90%、52.48%、28.52%，表明左右岸最大沉降點(diǎn)位置約為壩高的1/3，河床最大沉降點(diǎn)位置則約為壩高的1/2。

（3）當(dāng)填筑至壩頂時(shí)，按上述順序，最大沉降率（最大沉降值/施工壩高）分別為0.68%、1.44%、0.79%，說(shuō)明左右岸沉降率較小，而河床處沉降率則較大，實(shí)測(cè)結(jié)果表明左右岸的沉降率約為河床部位的1/2。

2.2沉降率

為了解沉降率的變化規(guī)律，將河床部位ES2號(hào)沉降管最大沉降點(diǎn)（板）ES2-1號(hào)實(shí)測(cè)沉降率計(jì)算值列入表2。

（1）實(shí)測(cè)最大沉降點(diǎn)的沉降值和沉降率，分別為113.4cm和1.44%，其值與施工壩高呈正相關(guān)，觀測(cè)值變化連續(xù)，規(guī)律性好，能反映大壩實(shí)際工作性態(tài)。

（2）當(dāng)大壩填筑至高程28.10m時(shí)為該沉降管的觀測(cè)初始值，此時(shí)才開(kāi)始采用鉆孔安裝（此后則采用非鉆孔安裝），故此前的少量沉降值未能測(cè)出。

（3）在大壩填筑至壩頂前，沉降值和沉降率始終隨壩高的增加而增加，目前尚未穩(wěn)定，但發(fā)展已經(jīng)減緩。

2.3壓縮率

選擇有代表性的河床部位ES2號(hào)沉降管實(shí)測(cè)沉降值進(jìn)行實(shí)測(cè)壓縮率計(jì)算，假定基巖面為分層起點(diǎn)，計(jì)算結(jié)果列入表3。

表3　大壩河床監(jiān)測(cè)斷面觀測(cè)壓縮率表

（1）大壩基巖面以上地基的計(jì)算分層厚度為21.443m（高程-2.000~19.443m），基本屬于振沖層，實(shí)測(cè)分層壓縮量為25.7cm，分層壓縮率為1.20%，說(shuō)明壓縮量較小，振沖效果良好。

（2）大壩基礎(chǔ)高程19.443～25.443m，計(jì)算分層厚度為6.0m，分層壓縮量為12.3cm，分層壓縮率為2.05%，由于填筑高程至28.10m時(shí)才開(kāi)始鉆孔安裝沉降管，因此該層計(jì)算值偏小。

（3）高程25.443m以上壩體壓縮率與壩高呈正相關(guān)，在分層厚約6m的情況下，最大分層壓縮量約為40.8cm，最大分層壓縮率約為6.95%，壩體平均壓縮率約為2.57%。

（4）截至2016年3月9日，大壩河床部位的總壓縮量約為167.7cm，總平均壓縮率約為2.15%，與同類(lèi)工程相比，其值偏大，可能與壩體填筑速度過(guò)快有關(guān)。

3　結(jié)語(yǔ)

截至2016年3月9日，大壩左右岸和河床部位實(shí)測(cè)最大沉降值分別為215mm、219mm和1134mm，施工至壩頂時(shí)，實(shí)測(cè)左右岸和河床部位最大沉降率分別為0.68%、0.79%和1.44%。大壩實(shí)測(cè)最大沉降值和沉降率隨壩高的增加而增加，目前尚未穩(wěn)定，但發(fā)展已經(jīng)減緩。

施工期實(shí)測(cè)大壩地基振沖層壓縮率為1.20%，大壩基礎(chǔ)壓縮率為2.05%，壩體平均壓縮率為2.57%，表明振沖和碾壓質(zhì)量較好。截至2016年3月9日，大壩河床部分的總壓縮量為167.7cm，總平均壓縮率為2.15%，與同類(lèi)工程相比，其值偏大，可能與壩體填筑速度過(guò)快有關(guān)。

目前工程尚未蓄水，壩體沉降尚未穩(wěn)定，固結(jié)仍在進(jìn)行之中。但綜合上述已有變形監(jiān)測(cè)資料的分析結(jié)果，初步認(rèn)為大壩在施工期工作性態(tài)正常。首次蓄水是對(duì)工程承載能力的真正考驗(yàn)，建議加強(qiáng)監(jiān)測(cè)資料的整理及分析，制定安全監(jiān)控技術(shù)指標(biāo)，進(jìn)行測(cè)值的預(yù)測(cè)、報(bào)，并建立監(jiān)測(cè)成果的報(bào)告制度，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，充分發(fā)揮安全監(jiān)測(cè)設(shè)施應(yīng)有的作用■

（專(zhuān)欄編輯：顧梅）