富营子水库堆石坝变形监测方法

冯仓林

(黑河辰能西沟水电有限责任公司，黑龙江 黑河 164300)

富营子水库堆石坝变形监测方法

冯仓林

(黑河辰能西沟水电有限责任公司，黑龙江 黑河 164300)

富营子水库是公别拉河流域规划梯级水库之一，位于公别拉河干流上游，距河口距离103.1km，集水面积511km2，其主要任务是蓄水与防洪，兼顾发电。拦河坝的安全状态对于保障下游及两岸工农业生产和人民生命财产安全至关重要，对于水利工程，工程管理的好坏，直接影响工程安全和效益的发挥。大坝的变形监测又是管理工作中的重点，只有科学、正确的大坝变形监测才能使拦河坝安全度汛和安全运行。

富营子水库；堆石坝；变形监测；观测方法

0 引 言

富营子水库是公别拉河流域规划梯级水库之一，位于公别拉河干流上游，距河口距离103.1km，集水面积511km2。水库总库容0.96亿 m3，正常高水位382.00m。其主要任务是蓄水与防洪，兼顾发电。

坝址距下游的西沟水电站坝址32.7km。拦河坝为浇筑式沥青混凝土心墙堆石坝，坝顶高程384.50m，坝顶长1303m，最大坝高28m，上下游坝坡为1∶1.5边坡。沥青混凝土心墙轴线布置在坝轴线上游2.71m处，心墙均建于岩基上。在心墙与堆石之间设顶厚为1.5m，坡度为1∶0.5的砂砾石过渡层。

1 大坝变形观测方法及布置

根据富地营子水库工程的特点和设计规范要求，变形监测项目以常规方法为主，主要有大坝水平位移观测；大坝垂直位移观测[1]。

坝顶水平位移观测利用视准线的方法进行。视准线的要作基点建在大坝填筑和水库蓄水的变形影响范围之外，由于富地营子水库地势平坦，为缩短视线长度，需实地选择具体的位置建造要作基点，工作基点距测点的距离约为250m。由于视准线长度>500m在坝顶测点中增加辅助的工作基点。

垂直位移观测的目的是测定基础和建筑物本身在垂直方向的位移。为了更好的了解掌握富地营子大坝施工初期，蓄水期和运行期的坝体，坝基及坝下游区的变形，按照两级布网的原则，分为首级网和次级网[2]。

首级网由水准基点和工作基点组成，建立独立的I等环线水准网。

根据坝下游实际地形，在坝下游区建立约8km范围内I等环线水准网。其中基点网设置1个基点组(3点)位于左副坝下游2km处，编号分别为LB1，LB2，LB3，3点之间的间距约为50m；在靠近坝体两岸各布置1个观测工作基点，编号为LS1，LS2。首级网的观测利用DL—101C水准仪和配套水准尺按一等水准精度进行往返观测[3]。

次级网由坝体沉陷点组成，主坝坝顶按照35m左右的距离布置1个测点，布置测点15个(与水平位移测点相对应)；左副坝坝顶按照约60m的距离布置1个测点，布置测点5个；右副坝坝顶按照约50m的距离布置1个测点，布置测点10个；共布置30个垂直位移测点(具体布置见富地营子水库外部观测布置图)。

坝体垂直位移观测应用DL—101C水准仪和配套水准尺利用工作基点组成闭合或附合水准路线按二等水准精度施测。

2 水平位移观测技术要求

2.1 视准线观测要求

1)视准线观测是指坝体的水平位移观测。测点与建筑物要牢固结合，能代表建筑物的变形。观测基点设在视准线长线上的稳定区域内，并要有可靠的保护设施进行保护[4]。

2)变形观测的正负号规定。水平位移：向下游为正，向左岸为正，反之为负。

2.2 观测设施要求

1)视准线工作基点。视准线工作基点的结构必须坚固可靠不易变形，建立在稳定的基岩上或土基上。表面要美观大方，协调实用。

2)视准线工作基点采用整体钢筋混凝土结构。测墩立柱为双层钢管，管内填珍珠岩隔层，立柱高度应在1.20m以上。立柱顶部安装强制对中底盘，对中误差应<0.2mm。并进行编号标记。

2.3 观测仪器要求

视准线观测仪器选择T1800电子经纬仪与棱镜进行观测。观测仪器每年送检测部门鉴定1次。

2.4 观测方法和要求

1)水平方向利用小角度法观测，观测采用T1800电子经纬仪与棱镜配合，观测6测回。对每一方向瞄准两次，按测微器读取两次读数。水平方向观测可参照《土石坝安全监测技术规范》的有关规定执行[5]。

2)边长观测采用全站仪和配套棱镜对每条边进行往返观测2测回，或照准4次，每次读4个数，只测一个初始值。边长观测可参照国家《中、短程光电测距规范》有关规定执行。

2.5 观测周期

第一次蓄水后5a内每月1～3次，第一次蓄水后运行超过5a每月1次。

3 竖直位移观测技术要求

3.1 建网规定

1) 建网用的平面坐标及水准高程要与设计、施工的控制网坐标系统相一致。垂直位移与水平位移观测应同步配合进行。观测基点应设在稳定区域内。测点与建筑物要牢固结合，能代表建筑物的变形。基点和测点均要有可靠的保护设施。水准基点设在坝下游2km处。

2)变形观测的正负号规定。垂直位移：向下为正，向上为负。

3.2 观测设施要求

3.2.1 水准工作基点

水准工作基点应尽量建在基岩上。建在土基上的工作基点，其底座必需在冻土层以下，并在平整的原状土上浇筑钢筋混凝土标石。水准工作基点地面部分应设牢固的保护设施，并进行编号，填写标记。

3.2.2 测点

垂直位移测点建在混凝土基座上。

3.3 观测仪器要求

水准网和测点垂直位移采用DL—101C水准仪和配套水准尺进行观测。

3.4 观测方法和要求

1)在水准测量中应尽量设置固定测站和固定转点，以提高观测精度和速度。

2)有关限差参照《国家一、二等水准测量规范》中一、二等水准要求的规定执行。

3)水准网应尽早建成，每年至少观测1次，蓄水5a后，可3a复测一次。

3.5 观测周期

水准观测周期同水平位移观测一致。

4 结 语

拦河坝的安全状态对于保障下游及两岸工农业生产和人民生命财产安全至关重要，对于水利工程，工程管理的好坏，直接影响工程安全和效益的发挥。大坝的变形监测又是管理工作中的重点，只有科学、正确的大坝变形监测才能使拦河坝安全度汛和安全运行。

[1]郭海庆，吴中如，杨杰.堆石坝变形监测的灰色非线性时序组合模型[J].河海大学学报，2001,29(06)：51-55.

[2]杨蓉，秦淑芳，曾茂全，郝佳圣.吉林台一级水电站混凝土面板堆石坝变形监测数据分析[J].水利水电技术，2010,41(06)：61-66.

[3]张玉龙，丁学智，张亮.巴山水电站面板堆石坝变形监测控制网的建立[J].西北水电，2011(S1):82-86.

[4]李贺伟，刘明鑫，汪家林.仁宗海水电站堆石坝变形监测资料分析[J].四川水利，2014(01)：36-40.

[5]许仲生.天生桥混凝土面板堆石坝变形监测新方法[J].长江科学院院报，2000,17(05)：52-54.

1007-7596(2014)10-0083-02

2014-01-07

冯仓林(1973-)，男，黑龙江克东人，工程师。

TV698.1

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