常 亮

（中國(guó)水電十五局科研設(shè)計(jì)院，陜西咸陽 712000）

老撾南俄5水電站碾壓混凝土壩變形監(jiān)測(cè)資料分析

常 亮

（中國(guó)水電十五局科研設(shè)計(jì)院，陜西咸陽 712000）

介紹了老撾南俄 5水電站碾壓混凝土大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)施布置及施工，并通過兩設(shè)計(jì)院（文中簡(jiǎn)稱 A設(shè)計(jì)院和B設(shè)計(jì)院）的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比對(duì)產(chǎn)生數(shù)值誤差的原因進(jìn)行了分析。

正倒垂線；變形監(jiān)測(cè)；位移

Nam Ngum5水電站位于老撾Nam Ngum河上游右岸支流 Nam Ting河上，電站壩址距首都萬象以北300km左右，位于老撾北部山區(qū)。主壩位于萬象省，廠房位于鄰近的川壙?。╔iangkhuang）。流域以北和以西分別有7號(hào)公路和13號(hào)公路通過。壩址控制流域面積483km2，占全流域面積的2.9%，多年平均流量22.8m3/s，年徑流量7.19億m3。

該工程攔河壩為碾壓混凝土重力拱壩，大壩按500年一遇洪水設(shè)計(jì)，10000年一遇洪水校核，相應(yīng)設(shè)計(jì)洪水位為 EL1100.27m，校核洪水位為EL1101.84m；水庫正常蓄水位EL1100.00m，最大壩高100.50m。

1 安全監(jiān)測(cè)設(shè)施布置

老撾南俄5水電站壩體共布設(shè)倒垂線3條、正垂線2條。正垂線PL2置在壩右0+008.31m、壩下11.25m，EL1058.000m-EL1010.000m，孔深48m；倒垂線 IP3布置在壩右 0+008.31m、壩下 12.75m，EL1010.000m-EL974.000m，孔深36m。

外部變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)共布設(shè)9點(diǎn)，用于監(jiān)測(cè)壩體水平位移。其中壩頂 EL1103.000m布置 DB-TP-01～DB-TP-06測(cè)點(diǎn)；壩后EL1058.000m布置DB-TP-07～DB-TP-09測(cè)點(diǎn)。（DB-TP-07測(cè)點(diǎn)位置為壩左0+050.762m、DB-TP-08測(cè)點(diǎn)位置為壩右0+008.31、DB-TP-09測(cè)點(diǎn)位置為壩右0+50.839。）外部變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)DB-TP-08與大壩內(nèi)部正垂線PL2安裝埋設(shè)位置在壩體同一斷面，故此采用大壩外部變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)DB-TP-08的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。

2 安全監(jiān)測(cè)設(shè)施施工

2.1 正倒垂孔施工

2.1.1 造孔

鉆孔必須鉛直，孔斜要求需達(dá)到 1/1000的要求。鉆孔時(shí)，應(yīng)選擇性能良好的鉆機(jī)，XY－2C等。鉆機(jī)滑軌（或轉(zhuǎn)盤）應(yīng)水平，立軸應(yīng)豎直，鉆桿和鉆具必須嚴(yán)格保持平直。在鉆孔處用混凝土澆筑鉆機(jī)底盤，預(yù)埋緊固螺栓。嚴(yán)格調(diào)平鉆機(jī)滑軌，其傾斜度應(yīng)小于0.1%。然后將鉆機(jī)緊固在底盤上。孔口處埋設(shè)導(dǎo)向管，導(dǎo)向管必須調(diào)整垂直，并用混凝土加以固結(jié)。更換豎機(jī)下接手，選用粗鉆桿，鉆具盡量加長(zhǎng)，鉆具上部裝設(shè)導(dǎo)向環(huán)。導(dǎo)向環(huán)外徑略小于導(dǎo)向管內(nèi)徑 2～4mm。鉆進(jìn)時(shí)，采用低轉(zhuǎn)速、小壓力、小水量。在每次一定的進(jìn)尺深度時(shí)，加導(dǎo)向箍。鉆孔中，經(jīng)常檢測(cè)鉆孔偏斜值。每鉆進(jìn)1m檢測(cè)孔斜一次，發(fā)現(xiàn)孔斜超限時(shí)，及時(shí)采取措施加以糾正。鉆孔做到位置、有效孔徑、垂直度符合設(shè)計(jì)圖紙和有關(guān)規(guī)范要求。

2.1.2 保護(hù)管安裝

全面沖洗鉆孔，去凈孔內(nèi)殘留物。測(cè)量鉆孔偏斜值，確定保護(hù)管埋設(shè)位置。保護(hù)管底部 0.5m的內(nèi)壁應(yīng)加工為粗糙面，以便用水泥固結(jié)錨塊。鋼管接頭處，進(jìn)行精細(xì)加工，保證連接后保護(hù)管平直，不漏水。下管前，在高于孔底 0.5m的部位先放入少量水泥漿。保護(hù)管放下后，用鉆機(jī)或千斤頂加以固定，準(zhǔn)確測(cè)定保護(hù)管的偏斜值，滿足要求后用水泥加以固結(jié)。在水泥漿凝固前，保持對(duì)保護(hù)管采取固定措施，以水泥漿或水泥砂漿將錨塊澆固在保護(hù)管底。

浮體組安裝時(shí)，保持浮子水平、連桿垂直，浮子要在浮桶中心，并處于自由狀態(tài)。浮子不可觸及浮桶底部。浮體組的浮力要調(diào)整到設(shè)計(jì)浮力。

正、倒垂線觀測(cè)墩制作時(shí)，要使墩邊線平行位移坐標(biāo)軸線。安裝時(shí)，先安裝測(cè)線或臨時(shí)測(cè)線，再安裝坐標(biāo)儀底盤。根據(jù)坐標(biāo)儀的量程、估計(jì)位移量的大小確定底盤的具體安裝位置。保持儀器導(dǎo)軌平行于監(jiān)測(cè)方向，坐標(biāo)儀底盤要調(diào)整水平。

2.2 外部變形觀測(cè)點(diǎn)施工

依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙位置測(cè)量?jī)x器放樣，按照觀測(cè)墩底座尺寸將壩體混凝土斜面進(jìn)行鑿毛處理，在用手風(fēng)鉆在該位置鉆設(shè)孔深 1.5m的注漿孔，采用Φ25的鋼筋注入水泥凈漿，待錨桿凝固后安裝底座模板與鋼筋，將底座鋼筋與觀測(cè)墩墩體鋼筋連接為一個(gè)整體。澆筑底座混凝土待其凝固后鑿毛墩體底部，墩體澆筑分為2次澆筑，當(dāng)混凝土澆筑到距墩體頂部約 30cm時(shí)，安裝埋設(shè)強(qiáng)制對(duì)中盤，用水平尺測(cè)量強(qiáng)制對(duì)中盤的平整度。

大壩初蓄期正垂線PL2、倒垂線IP3與外部變形監(jiān)測(cè)點(diǎn) DB-TP-07～DB-TP-09測(cè)點(diǎn)已經(jīng)全部投入水平位移監(jiān)測(cè)中，正倒垂線監(jiān)測(cè)工作由A設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)。

測(cè)量設(shè)備：為南京某廠生產(chǎn)的 MZ-1垂線瞄準(zhǔn)儀，該設(shè)備為人工目測(cè)位移變化。

測(cè)量原理：移動(dòng)游標(biāo)尺，通過瞄準(zhǔn)孔用目視線將瞄準(zhǔn)孔與垂線鋼絲及瞄準(zhǔn)針三點(diǎn)瞄準(zhǔn)排列在一條直線上。利用左、右標(biāo)尺的刻度值來確定垂線位置的坐標(biāo)值。

外部變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)工作由B設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)。

測(cè)量設(shè)備：測(cè)角和測(cè)距采用某 2003機(jī)器人、由于正倒垂線測(cè)量采用人工目測(cè)位移變化量，與精密儀器設(shè)備測(cè)量方面有一定的誤差。

現(xiàn)將兩種測(cè)量?jī)x器設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)做一對(duì)比見表1。

3 測(cè)量成果對(duì)比

從測(cè)量結(jié)果可以看出，截止2012年7月24日隨著壩體蓄水高度的增加大壩整體向下游方向有所位移。A設(shè)計(jì)院人工測(cè)量出正垂線PL2目前壩體的位移量為+7.58mm(下游方向)、+0.12mm(左岸方向)。B設(shè)計(jì)院精密儀器測(cè)量出大壩外部位移監(jiān)測(cè)點(diǎn) DB-TP-08的位移量為+8.45mm(下游方向)。兩組測(cè)量數(shù)據(jù)的位移方向相同都是向下游方向位移，但是兩者存在一定的數(shù)值誤差。數(shù)值誤差為0.87mm。

4 誤差原因分析

通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比，筆者對(duì)可能產(chǎn)生測(cè)量數(shù)據(jù)誤差的原因提出下述幾點(diǎn)看法。

（1）測(cè)量?jī)x器設(shè)備不同導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)的誤差，正垂線PL2測(cè)量設(shè)備為人工目測(cè)位移變化量，不同的觀測(cè)人員與不同觀測(cè)時(shí)間會(huì)造成測(cè)量數(shù)據(jù)的誤差。

（2）內(nèi)部安全監(jiān)測(cè)與外部觀測(cè)的觀測(cè)周期不同。A設(shè)計(jì)院觀測(cè)周期為1次/天，而B設(shè)計(jì)院的觀測(cè)周期為 1次/周。兩者的周期不同會(huì)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)造成誤差。

（3）由于大壩目前還在施工尤其正垂線 PL2的觀測(cè)站EL1010.000m觀測(cè)廊道中有施工人員與設(shè)備，因此避免不了人為和機(jī)械對(duì)測(cè)量?jī)x器設(shè)備的輕微擾動(dòng)，造成測(cè)量數(shù)據(jù)的誤差。

（4）正垂線的工作原理是假設(shè)錨固端與固定端的位移量是不變量為零，但是實(shí)際情況建筑物是個(gè)整體也許會(huì)有受力位移不均勻的位移變化。這樣就導(dǎo)致錨固段與固定端部分的位移量丟失。造成測(cè)量數(shù)據(jù)的誤差。

5 結(jié) 論

通過兩設(shè)計(jì)院的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比和對(duì)產(chǎn)生數(shù)值誤差的原因進(jìn)行分析，上述數(shù)據(jù)誤差產(chǎn)生的原因有些是人為造成的，可以消除和避免的。建議固定時(shí)間、固定人員與固定監(jiān)測(cè)周期，“三固定”進(jìn)行平時(shí)的監(jiān)測(cè)工作。兩方數(shù)值的誤差還是很小的（0.87mm）。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)、可靠，基本能反映出大壩初蓄期的位移變化情況。

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.01.004

TV642.2；TV698.1

B

1008-1305（2014）01-0011-02

常 亮(1981年-)，男，工程師。