李先能

(國電大渡河流域水電開發(fā)有限公司檢修安裝分公司，四川樂山614900)

1 工程概況

瀑布溝水電站是大渡河干流水電梯級規(guī)劃的第17個梯級，壩址位于大渡河中游尼日河匯口上游覺托附近，地跨四川省漢源縣和甘洛縣，壩址距成昆鐵路漢源車站9km，距漢源縣城28km，對外交通條件良好。壩址控制集水面積為68512 km2，占大渡河流域面積的88.5%。

瀑布溝水電站為大渡河干流中游河段控制性水庫，工程開發(fā)主要任務(wù)是發(fā)電，兼有防洪、攔沙等綜合效益。水庫正常蓄水位高程850m，汛期運(yùn)行水位高程841m，死水位高程790m，總庫容53.37億m3，其中調(diào)洪庫容10.53億m3、調(diào)節(jié)庫容38.94億m3，為不完全年調(diào)節(jié)水庫。電站安裝6臺單機(jī)容量600MW的混流式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量3600MW，保證出力926MW，多年平均年發(fā)電量147.9億kW·h。

樞紐工程主要由礫石土心墻堆石壩、左岸地下引水發(fā)電系統(tǒng)、左岸溢洪道和泄洪洞、右岸放空洞、尼日河引水建筑物等組成，最大壩高186m。

在壩頂上游(壩0－005.2)、壩頂下游(壩0+005.2)和心墻頂部分別布置一條縱剖面，其余縱剖面分別布置在上游壩面高程795m馬道、壩頂防浪墻上游側(cè)0－018.35坡面、下游壩面高程806m、756m、731m上。每條縱剖面上位移標(biāo)點(diǎn)大致間隔50～70m，其中上游壩面高程795m馬道布置的縱剖面為臨時觀測標(biāo)點(diǎn)，只在施工期和蓄水前進(jìn)行觀測，各位移標(biāo)點(diǎn)大致按等距分布。該壩面共布置8條縱剖面，沉降標(biāo)點(diǎn)與水平位移標(biāo)點(diǎn)同墩布置。

在左岸高程797.83m、733.54m、672.67m的灌漿平洞和右岸高程791m、731m、673m的灌漿平洞內(nèi)沿廊道底板布置垂直位移標(biāo)點(diǎn)，標(biāo)點(diǎn)間距約50m，主要觀測心墻部位不同高程兩岸壩肩巖體在水庫蓄水初期和運(yùn)行期的垂直位移。水準(zhǔn)工作基點(diǎn)定期通過垂直位移基準(zhǔn)網(wǎng)和雙標(biāo)倒垂系統(tǒng)進(jìn)行校核。

為使壩體表面垂直位移能夠正常觀測，必須設(shè)置校核基點(diǎn)和起測基點(diǎn)(亦分別稱水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)和水準(zhǔn)工作基點(diǎn))。根據(jù)有關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，本著點(diǎn)位地基堅(jiān)實(shí)穩(wěn)固、安全僻靜，兼顧正常觀測方便的原則，選定合適位置建校核基點(diǎn)和起測基點(diǎn)，且均為基巖標(biāo)，具體分布如下所述，示意位置見圖1。

在左岸大壩下游距離壩軸線約2.5km處設(shè)置垂直位移監(jiān)測控制網(wǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)BM02(采用基巖標(biāo)，成組設(shè)置，每組三個標(biāo)志)。為校核監(jiān)測控制網(wǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性，在左岸下游距離壩軸線約4.3km處設(shè)置校核基準(zhǔn)點(diǎn)BM01(采用基巖標(biāo)，成組設(shè)置，每組三個標(biāo)志)。在大壩附近設(shè)置3個垂直位移監(jiān)測工作基點(diǎn)，即壩頂左右岸灌漿。

在平洞內(nèi)各布設(shè)1個巖石標(biāo)，按主、副標(biāo)設(shè)置，編號為B07、B08。在大壩下游右岸距離壩腳350m處設(shè)置一個雙金屬標(biāo)B03。在壩下游主要沿上壩公路布置12個水準(zhǔn)測點(diǎn)，標(biāo)型根據(jù)地質(zhì)情況可采用巖石標(biāo)志、混凝土標(biāo)志或單金屬鋼管標(biāo)志。采用精密水準(zhǔn)法將它們組成垂直位移監(jiān)測控制網(wǎng)(圖1)，垂直位移監(jiān)測控制網(wǎng)由17個測點(diǎn)(組)組成。

2 水準(zhǔn)控制網(wǎng)觀測目的和內(nèi)容

瀑布溝水電站水準(zhǔn)控制網(wǎng)觀測的目的是從附近已有的水準(zhǔn)基點(diǎn)(BM02水準(zhǔn)點(diǎn))引至各水準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)校核基點(diǎn)與各工作基點(diǎn)組成水準(zhǔn)控制網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)測。

整個水準(zhǔn)路線從BM02出發(fā)，以B03、B07為結(jié)點(diǎn)，經(jīng)壩頂及左右岸上壩公路回到BM02，形成閉合水準(zhǔn)環(huán)線。從BM01出發(fā)，沿公路測至BM02，形成單一水準(zhǔn)檢核路線。垂直位移監(jiān)測網(wǎng)水準(zhǔn)路線全長約11km。

水準(zhǔn)控制網(wǎng)按一等水準(zhǔn)測量控制，引測段采用往返二測回進(jìn)行觀測，支水準(zhǔn)線和環(huán)線均采用往返一測回進(jìn)行觀測。

3 水準(zhǔn)控制網(wǎng)觀測的基本要求

觀測所用儀器為徠卡DNA03數(shù)字水準(zhǔn)儀及配套銦瓦條形碼標(biāo)尺。水準(zhǔn)控制網(wǎng)測量過程中，按照《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》GB12897－2006、《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》SL60－94等有關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行操作。

3.1 一般規(guī)定

水準(zhǔn)測量采用單路線往返觀測。一條路線的往返測使用同一類型的儀器和轉(zhuǎn)點(diǎn)尺樁或尺臺沿同一道路進(jìn)行。尺臺的重量不輕于5kg，所用尺臺數(shù)為4個，分別在觀測測站的前后線路上各安置2個，滾動向施測方向移動。

(1)同一測段的往測(或返測)與返測(或往測)分別在上午與下午進(jìn)行，在陰天情況下可以放寬要求。

(2)測站的視線長度、前后視距差、視線高度須符合表1規(guī)定。

表1 視線長度觀測限差表/m

(3)觀測程序采用BFFB。往測時，奇數(shù)測站:后視標(biāo)尺，啟動測量;前視標(biāo)尺，啟動測量;前視標(biāo)尺，啟動測量;后視標(biāo)尺，啟動測量。偶數(shù)測站:前視標(biāo)尺，啟動測量;后視標(biāo)尺，啟動測量;后視標(biāo)尺，啟動測量;前視標(biāo)尺，啟動測量。

(4)返測時，奇、偶測站照準(zhǔn)標(biāo)尺的程序分別與往測偶、奇測站相同。采用DNA03數(shù)字水準(zhǔn)儀。為使觀測程序得以實(shí)施，在返測時先安置水準(zhǔn)儀在同一支水準(zhǔn)標(biāo)尺上連續(xù)4次啟動測量測讀BFFB(或FBBF)4個數(shù)據(jù)作為往返測觀測程序的轉(zhuǎn)變，再進(jìn)行返測。如在測站觀測時因碰觸儀器、標(biāo)尺未穩(wěn)等導(dǎo)致該測站作廢，也可按此方法轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)定的觀測程序。

3.2 觀測方法

某一測站的操作程序:

(1)首先將儀器整平。用儀器望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)明亮的背景，轉(zhuǎn)動目鏡使十字絲線最黑、最清晰，用瞄準(zhǔn)器瞄準(zhǔn)標(biāo)尺，轉(zhuǎn)動儀器調(diào)焦螺旋使影像清晰(上下移動眼睛，標(biāo)尺和十字絲的影像不相對移動方可)。

(2)用水平微動螺旋精確照準(zhǔn)后視標(biāo)尺(利用標(biāo)尺上圓水準(zhǔn)器整置標(biāo)尺垂直)，檢查儀器氣泡是否居中，啟動測量。

(3)旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，精確照準(zhǔn)前視標(biāo)尺(利用標(biāo)尺上圓水準(zhǔn)器整置標(biāo)尺垂直)，檢查儀器氣泡是否居中，啟動測量。

(4)精確照準(zhǔn)前視標(biāo)尺(利用標(biāo)尺上圓水準(zhǔn)器整置標(biāo)尺垂直)，檢查儀器氣泡是否居中，啟動測量。

(5)旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，精確照準(zhǔn)后視標(biāo)尺(此時，利用標(biāo)尺上圓水準(zhǔn)器整置標(biāo)尺垂直)，檢查儀器氣泡是否居中，啟動測量。

3.3 間歇與檢測

(1)觀測間歇時，原則上在水準(zhǔn)點(diǎn)上結(jié)束。

(2)間歇后應(yīng)對間歇點(diǎn)進(jìn)行檢測，比較任意兩尺承點(diǎn)間歇前后所測高差，若符合限差要求，即可由此起測;若超過限差，可變動儀器高度再檢測1次;如仍超限，則須從前一水準(zhǔn)點(diǎn)起測。

(3)檢測成果保留，但計(jì)算高差時不采用。

3.4 測站觀測限差

每測站觀測時標(biāo)尺2次讀數(shù)之差、高差之差及間歇點(diǎn)高差之差等符合表2規(guī)定。

水準(zhǔn)網(wǎng)觀測其往返測不符值采用測段長度進(jìn)行控制。測站觀測誤差超限，在本站發(fā)現(xiàn)后立即重測，若遷站后才檢查發(fā)現(xiàn)，則從水準(zhǔn)點(diǎn)或間歇點(diǎn)(須經(jīng)檢測符合限差)起始，重新觀測。

表2 標(biāo)尺讀數(shù)之差等觀測限差表/mm

3.5 觀測中其它應(yīng)遵守的事項(xiàng)

(1)觀測前10min應(yīng)將儀器置于露天陰影下，使儀器與外界氣溫相近;設(shè)站時，若有強(qiáng)烈陽光照射須用測傘遮蔽;遷站時，應(yīng)罩以儀器罩。

(2)自動安平水準(zhǔn)儀的圓水準(zhǔn)器，嚴(yán)格置平。

(3)在進(jìn)行連續(xù)水準(zhǔn)測量時，應(yīng)使水準(zhǔn)儀三角架的其中兩腳與水準(zhǔn)路線的方向平行，而第三只腳輪換置于路線方向的左側(cè)與右側(cè)。

(4)除路線轉(zhuǎn)彎處外，每一測站上儀器與前后視標(biāo)尺的3個位置應(yīng)接近一條直線。嚴(yán)禁為了增加標(biāo)尺讀數(shù)而把尺樁(臺)安置在壕坑中。

(5)在同一測站上觀測時，不得2次調(diào)焦。

(6)每一測段的往測與返測其測站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù)。由往測轉(zhuǎn)向返測時，2支標(biāo)尺須互換位置，并應(yīng)重新整置儀器。

3.6 觀測記錄

采用DNA03數(shù)字水準(zhǔn)儀進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入時，儀器與計(jì)算機(jī)的串口連接后打開計(jì)算機(jī)中的Leicasurveyoffice端口設(shè)置中選擇相應(yīng)的端口(COM1或COM2)及相應(yīng)的儀器(DNA)，通訊參數(shù)選擇默認(rèn);在數(shù)據(jù)交換管理的相應(yīng)端口中打開內(nèi)存(采用儀器與計(jì)算機(jī)串口連接時使用儀器內(nèi)存)或內(nèi)存卡(儀器PCM卡)，打開作業(yè)組，打開選定的作業(yè)項(xiàng)目，將作業(yè)項(xiàng)目中的相應(yīng)測量數(shù)據(jù)移到計(jì)算機(jī)中相應(yīng)的目錄中進(jìn)行編輯計(jì)算。

確認(rèn)該作業(yè)組的數(shù)據(jù)編輯完畢，在計(jì)算機(jī)中刪除該作業(yè)組的數(shù)據(jù)。亦可在DNA03數(shù)字水準(zhǔn)儀中進(jìn)行操作，按DATA進(jìn)入［數(shù)據(jù)管理］選擇“初始內(nèi)存”在“Job:(作業(yè)項(xiàng)目)”，選擇相應(yīng)的作業(yè)，在“Date:(數(shù)據(jù))”，選擇“Fixpoints＆Measurements(已知點(diǎn)和測量點(diǎn))”，按“刪除”鍵，刪除所選取的內(nèi)容。

4 水準(zhǔn)控制網(wǎng)成果整理

水準(zhǔn)控制網(wǎng)成果整理按相關(guān)規(guī)范進(jìn)行。該次控制網(wǎng)測量經(jīng)過對觀測原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和計(jì)算，所有采用的觀測數(shù)據(jù)各項(xiàng)限差均滿足規(guī)范要求，往返不符值和環(huán)線閉合差亦滿足規(guī)范要求。水準(zhǔn)環(huán)線精度值見表3，環(huán)線測量高程計(jì)算見表4。

按照《混凝土壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》DL/T5178—2003，近壩區(qū)巖體垂直位移量中誤差±2 mm，反算出高程中誤差允許值為1.41mm，表中高程中誤差均未超出此值，高程閉合差和單位權(quán)中誤差也未超過其允許值，均滿足設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)語

水準(zhǔn)控制網(wǎng)觀測用于大壩垂直位移校核基點(diǎn)和起測基點(diǎn)校測，對大壩垂直位移觀測具有重要意義，因此，做好該項(xiàng)工作非常重要。

此次水準(zhǔn)網(wǎng)施測過程中筆者有以下幾點(diǎn)體會:

表3 水準(zhǔn)環(huán)線精度值表

表4 一等水準(zhǔn)網(wǎng)(環(huán)線)成果表

(1)測前須對所用儀器進(jìn)行檢定，并對水準(zhǔn)尺進(jìn)行標(biāo)定，這是工作順利進(jìn)行的首要條件。

(2)施測過程中要盡量做到儀器由專人操作，定人、定崗位，避免因不同人員操作習(xí)慣不一樣而引起較大誤差。

(3)在線路條件差的路段盡可能多做一些間歇點(diǎn)，以減少重測工作量。

(4)在正式進(jìn)行控制網(wǎng)測量前，先進(jìn)行草測，對測站點(diǎn)和立尺點(diǎn)用油漆等作出明顯標(biāo)志，避免正式施測時的頻繁超限。

［1］國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范，GB－T－12897－2006［S］.