应村水库混凝土面板坝三维变形控制网设计与监测.pdf
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1、规划设计 S M A I I H Y D R O P O W E R 2 0 1 3 N o 4 T o t a l N o l 7 2 应村水 库混凝 土面板坝 三维 变形 控 制 网设计 与监测 林昌夏 ( 浙江龙川水利水电开发有限公 司 浙江遂 昌 3 2 3 3 0 0 ) 【 摘 要】随着高精度全站仪的推广应用,大坝变形控制网 监测可采用简便可靠、高效先进的三维变形控制网,取代常 规的平面控制网和精密水准控制网。通过三维控制网的优化设计及监测,达到 了预期 目标,满足规范及工程安全运行的要 求。图 1 幅,表 1个。 【 关键词】水库 面板堆石坝 三维变形控制网 设计监测 0 引 言
2、 大坝工作基点 由于 ( 泛指三角形 网、视准线 、 交会法各观测站以及水准测量的工作基点等)本身 可能设在不稳定基础或受水压温度影响或遭受人为 破坏会产生位移 ,而其位移将影响整个观测成果的 可靠性。例如 ,当工作基点与测点产生同步位移时 ( 说明工作基点也在变形区) ,则坝上测点即使发生 较大位移 ,观测成果 中也反映不 出来 。另一种现象 是工作基点本身产生局部位移 ,从而系统地影响成 果 ,造成 错觉 ,以为被监测对象产生 了较大的变 形 。因此,必须对工作基点的位移进行校测 。 校测工作基点稳定性 的方法有多种 ,对于设在 坝体廊道内的引张线 、激光准值系统的端点 ,一般 是在其附近
3、埋设倒垂线 ;对于设在坝面的视准线或 交会测点 ,还可用简单的方 向线法和精密测距测角 法校测工作基点的水平位移 ,但方 向线法和精密测 距测角法由于校核基点都要埋设在工作基点附近 , 若工作基点附近有整体变动 ,则不易发现。对于大 中型工程或高坝,由于受库水压力等因素的影响, 坝区附近变形影响范围较广,通常需要把工作基点 与远离坝区的三角形网控制点联系起来 ,即采用平 面变形控制网的方法来校测工作基点 的水平位移。 收稿 日期 :2 0 1 3 0 3 2 0 作者简介:林昌夏 ( 1 9 8 2一) ,男,工程师 ,主要从事水库 大坝运行管理工作。E m a i l :w z l c x
4、2 0 0 3 1 6 3 c o rn 5 6 坝面垂直位移监测工作基点的校核 ,一般采用 设在远离坝区的水准基准点 ,并布设成水准网的形 式 ( 即高程变形控制网)来校测水准工作基点的稳 定性。对于中小型工程高程变形控制网观测 ,经分 析验证 ,网中最弱点位移量全中误差确能满足规范 规定要求的,也可采用三角高程法进行 ,与平面变 形网共 同组成三维变形控制网。 1 工程概况 应村水库位于浙江省丽水市遂 昌县境 内,坝址 以上 集 水 面 积 7 9 6 k m 2 , 库 区 多 年 平 均 降水 量 1 8 2 0 1T I IT I 。 水库校核洪水位 ( P=0 1 )4 3 8 4
5、 5 m, 相应库容2 3 4 9 万 m 3 ,正常蓄水位4 3 5 m, 发 电死水 位4 0 0 m。 电站主要枢纽有拦河坝 、泄洪建筑物 、发 电引水系统 、厂房及升压站、跨流域引水系统等。 工程以发电为主 ,兼顾 防洪 、灌溉等利用。水库为 中型水库,工程等别为 I I I 等。 拦河 坝 为 混 凝 土 面 板 堆 石 坝 ,最 大 坝 高 6 7 5 m, 坝顶宽5 0 m, 坝顶长 1 4 8 5 m。 上 、下游 坝 坡均为1 : 1 3 , 在下游高程4 1 5 m和高程3 9 5 m 处各设 1 条2 m 宽的马道。坝址两岸及河床基岩为流纹质 晶熔结凝灰岩 ,基岩裸露。
6、工程于 2 0 0 0年开工建设 ,2 0 0 2年 8月 2 0日大 坝堆石体填筑基本 结束 ,2 0 0 3年 8月水库导流洞 封堵 ,水库开始蓄水 ,2 0 0 4年 7月 电站正式投产 发电,2 0 1 2年通过安全鉴定评定为一类坝。 小水电2 0 1 3 年第4 期 ( 总第 1 7 2 期) 规划设计 本工程大坝安全监测系统包括巡视检查及仪器 监测 ,仪器监测设有 坝体表面水平 和垂直位移 监 测、坝体内部垂直位移监测、面板接缝监测等,下 游坝脚布置量水堰进行大坝渗流量监测 。其 中,大 坝变形监测系统 中尚无能满足规范及工程要求的变 形控制 网监测 系统。因此 ,2 0 1 2年
7、建立 了大坝三 维变形控制网监测系统 ,并进行了首次监测 ,取得 了良好效果 。 2 三维变形控制网设计 大 坝变形网的测点按其可靠 稳定性高低可分 为 :基准点 ( 又称校核基点 ,是为变形监测而布设 的长期稳定可靠的监测控制点 ) 、工作基点 ( 又称 起测基点 ,是为直接监测位移测点而在位移测点附 近布设 的相对稳定的测量控制点 ) 、位移测点 ( 是 布设在建筑物上和建筑物牢 固结合 ,能代表建筑物 变形的监测点 )三级。 按 土石坝安全监测技术规范 ( 简称规范) 规定 ,在大坝下游不受 大坝及库水压 力影响 的地 区 ,基准点不宜少于 4个 ,以互相校核本身的稳定 性 ,确保有 2
8、 个 以上的稳定点。设计在基本不受大 坝及库水压力 的大坝下游泄洪河道对岸山体上距坝 轴线约4 0 0 m位 置 ,设立 基本稳定 可靠 的基准点 , 确定布设 A、B 、E共 3个基准点 。同时 ,将相对 稳定 的工作基点纳入基准点组中通过 自由网平差进 行稳定性检验 ,判明点位的稳定性 ,从而保证基点 群 的可靠 ,目的是确保有 2 个 以上稳定点 。控制 网 的设置力求简单 、高效 、经济 、可靠 。这样整个控 制网由 3 个 基准 点 A、B 、E及 6个工作基 点 C 1 、 c 2 、D 2 、c 3 、D 3 、D 4 等组成 ,共计 9个测点 ( 见 图 1 ) 。控制 网采用
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