淮安二堡船閘工程觀測方法的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

嚴(yán) 勵(lì)

(淮安市淮安區(qū)二堡船閘管理所， 江蘇 淮安 223200)

淮安市淮安區(qū)二堡船閘位于京杭大運(yùn)河和頭溪河交匯處，上下游設(shè)計(jì)通航最大水位差7.5 m，工程安全直接關(guān)系到里下河地區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)安全，水利工程觀測是水利工程安全運(yùn)行科學(xué)研究的依據(jù)，本文著重介紹二堡船閘垂直位移觀測與引航道河床斷面觀測方法的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

1 垂直位移觀測

在船閘兩側(cè)共埋設(shè)工作基點(diǎn)3個(gè)：BM1、BM2、BM3，按照《水利工程觀測規(guī)程》(DB32/T 1713-2011)要求，在工作基點(diǎn)埋設(shè)使用后5年內(nèi)，應(yīng)每年與國家水準(zhǔn)點(diǎn)校測2次，第6年至第10年應(yīng)每年與國家水準(zhǔn)點(diǎn)校測1次，以后可減為每5年1次[1]。垂直位移標(biāo)點(diǎn)按閘室及閘首底部結(jié)構(gòu)的分縫布設(shè)。閘室底板為混凝土結(jié)構(gòu)，閘室寬12 m，長106 m，閘室墻為連拱箱式擋土墻，前墻、垛墻用漿砌塊石。上下游閘首凈寬8 m，均采用鋼筋混凝土反拱底板，岸墻為漿砌塊石中央挖空洞結(jié)構(gòu)。閘室垂直位移標(biāo)點(diǎn)從底板1-1到6-4共24個(gè)，上閘首垂直位移標(biāo)點(diǎn)從上左翼1-1到上右翼4-2共14個(gè)，下閘首垂直位移標(biāo)點(diǎn)從下左翼1-1到下右翼3-1共10個(gè)，共設(shè)垂直位移標(biāo)點(diǎn)48個(gè)。垂直位移觀測線路應(yīng)盡可能使測程短，測站少,轉(zhuǎn)點(diǎn)各站的前后視距應(yīng)盡量相等，按照上述原則及工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定了觀測線路，自BM1測至BM1，采用環(huán)線，共34個(gè)測站。垂直位移觀測采用的儀器是徠卡DNA03型電子水準(zhǔn)儀按既定的觀測線路進(jìn)行測量，線路水準(zhǔn)測量程序有BF，ABF，BFFB，ABFFB和單程雙轉(zhuǎn)點(diǎn)等方式，選擇BFFB方式三等水準(zhǔn)測量法。天氣晴，風(fēng)向SE,風(fēng)力2級，氣溫27℃，上游水位7.52 m，下游水位1.85 m，閘門全關(guān)，測量結(jié)束將數(shù)據(jù)按GSI格式導(dǎo)出。水準(zhǔn)測量的高差閉合差的允許值，均以測站N或水準(zhǔn)路線長度L的平方根為變數(shù)來取值[2]。經(jīng)計(jì)算線路閉合差|△h|=0.178 mm，允許閉合差|△f|=2.91 mm(N為測站數(shù))，|△h|<|△f|測量精度符合要求，并且小于1 mm無需平差。

垂直位移觀測成果分析：觀測站數(shù)為34測站，測量閉合差為0.18 mm ，小于允許閉合差，精度滿足要求。從測量成果分析，測點(diǎn)間隔最大位移量3 mm，累計(jì)最大位移量143 mm。觀測成果表明：閘身的沉降沒有突變，沉降均勻，無異常情況。

2 引河橫斷面觀測

橫斷面的位置在實(shí)地確定后，應(yīng)在斷面兩端設(shè)立斷面基點(diǎn)或在一端設(shè)立1個(gè)基點(diǎn)并同時(shí)確定斷面線的方位角[3]。在二堡船閘上游引河25 m、62 m、87 m、112 m處設(shè)置斷面樁，斷面編號分別為C.S.1上、C.S.2上、C.S.3上、C.S.4上，在二堡船閘下游引河25 m、45 m處設(shè)置斷面樁，斷面編號分別為C.S.1下、C.S.2下。斷面觀測每年汛后觀測1次，大斷面每5年觀測1次，斷面樁樁頂高程每5年觀測1次。起點(diǎn)距采用過河索法，從左岸斷面樁起算，向右為正，向左為負(fù)。選擇測點(diǎn)點(diǎn)距5 m左右，靠近兩岸水邊測點(diǎn)密，如發(fā)現(xiàn)水深有突變應(yīng)縮短點(diǎn)距以找出沖坑、淤灘的邊緣線以及最深或最高點(diǎn)。測點(diǎn)高程及水深利用中海達(dá)HD-16測深儀進(jìn)行觀測，在測量過程中，嚴(yán)格按照觀測細(xì)則要求進(jìn)行，精度符合要求。

C.S.1上斷面測量成果見表1，沖淤斷面比較見圖1，河床斷面沖淤量比較見表2、表3。上游引河觀測范圍內(nèi)，累計(jì)沖淤量0.045 km3；下游引河觀測范圍內(nèi)，累計(jì)淤積量-0.061 km3。

表1 二堡船閘河床斷面測量成果

圖1 二堡船閘河床斷面比較圖

表2 二堡船閘河床斷面沖淤量

表3 二堡船閘河床斷面沖淤量比較

3 結(jié) 語

通過對二堡船閘進(jìn)行工程觀測及對觀測數(shù)據(jù)的處理分析，及時(shí)掌據(jù)工程水工建筑物和引河穩(wěn)定及安全狀況，垂直位移觀測及分析預(yù)測經(jīng)過30多年的運(yùn)行閘身的沉降沒有突變，沉降均勻，無異常情況。以上觀測數(shù)據(jù)及分析為船閘日常檢查、運(yùn)行、安全鑒定等提供了必要的數(shù)據(jù)支持，對提高水利工程安全管理水平有重要現(xiàn)實(shí)意義。