瀑布溝水電站礫石土心墻堆石壩變形監(jiān)測工作基點網(wǎng)建立

1、瀑布溝水電站礫石土心墻堆石壩變形監(jiān)測工作基點網(wǎng)建立摘要:通過介紹瀑布溝水電站礫石土心墻堆石壩變形監(jiān)測的建立與施測,以及對變形監(jiān)測工作基點網(wǎng)平差計算和精度分析，總結(jié)了在深河床、彎峽谷、陡邊坡地區(qū)建立控 制網(wǎng)的踏勘選點及觀測過程的注意事項，為此類條件情況下 的水電工程平面變形監(jiān)測控制網(wǎng)和水準(zhǔn)網(wǎng)的建立提供參考。 關(guān)鍵詞：礫石土心墻堆石壩；工作基點網(wǎng)；水準(zhǔn)網(wǎng) 【分類號】：tv523一、概述 礫石土心墻堆石壩是一種可以就地取材且經(jīng)濟(jì)適用的新型防滲材料堆石壩。目前在國內(nèi)較多流域中采用了此種壩 型，但由于堆石壩在建成后均有不同程度的沉降和位移變 形，為了確保大壩蓄水安全，需及時提供監(jiān)測數(shù)據(jù)用以指導(dǎo) 蓄水的速

2、度和蓄水的高度，以保證水電站整體正常運行。因 此，土石壩監(jiān)測工作至關(guān)重要。變形監(jiān)測分外部變形和內(nèi)部 變形。壩體內(nèi)部變形沉降和水平位移值所反映的是相對的變形量，只能反映部位變形的量級和速率。要想得到絕對的變形值，就要通過外觀監(jiān)測進(jìn)行修正。所以說大壩外部變形監(jiān) 測工作基點網(wǎng)的建立是不可或缺的重要組成部分，根據(jù)監(jiān)測 工作基點網(wǎng)點通過前方邊角交會的方法，可以直接觀測出大 壩表面監(jiān)測點的水平位移和垂直位移變形。瀑布溝水電站位于大渡河中游，四川省漢源縣及甘洛縣 境內(nèi)，是一座以發(fā)電為主，兼有防洪、攔砂等綜合效益的特 大型水利水電樞紐工程。電站總裝機(jī)容量330萬千瓦，安裝 六臺單機(jī)容量55萬千瓦的混流式水輪機(jī)

3、，保證出力92.6萬 千瓦，多年平均發(fā)電量145. 85億kw.h。該電站為國內(nèi)首座 礫石土心墻堆石壩，是目前世界上已建成深厚覆蓋層上最高 的礫石土心墻堆石壩，最大壩高186m,壩頂長540m,寬14 米；壩底部高程670米，底寬96米。壩體總填筑量2237萬 立方米，壩基覆蓋層最大厚度77.9米，抗震設(shè)防烈度為8 度。壩體斷面主要分礫石土心墻、反濾層、過渡層和堆石區(qū), 心墻采用2道混凝土防滲墻全封閉防滲，墻厚1.2米，中心 間距14米，心墻底高程以下防滲墻最大墻深82. 9米。正常 蓄水位850米，水庫總庫容53.9億立方米，調(diào)節(jié)庫容38. 8 億立方米。二、平面變形監(jiān)測控制網(wǎng)布設(shè)及實施平面

4、變形監(jiān)測控制網(wǎng)以地表監(jiān)測網(wǎng)為首級網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)， 主要是因為該段河道呈“l(fā)”形，首級網(wǎng)點平均高程均與壩 頂高差達(dá)100多米，加上兩岸山體雄厚，岸坡陡哨，無法滿 足大壩外部變形監(jiān)測的要求。在布設(shè)過程中考慮到由于大壩 處于深河床、彎峽谷、陡邊坡地帶，工作基點網(wǎng)點間的通視 條件、高差均受地形限制的影響，現(xiàn)場踏勘各點位置并充分 考慮了控制網(wǎng)網(wǎng)形和大壩監(jiān)測變形網(wǎng)網(wǎng)形等因素后確定最 終點位。設(shè)置基準(zhǔn)點的目的是為電站各建筑物的平面位移監(jiān)測 提供基準(zhǔn)，檢查與測定工作基點的位移，對工作基點進(jìn)行定 期的檢核，所以為了確保平面變形監(jiān)測控制網(wǎng)基準(zhǔn)點（以下 簡稱“基準(zhǔn)點”）的穩(wěn)定性，基準(zhǔn)點觀測墩全部采用基巖鋼 筋混凝土觀測

5、墩；在觀測墩頂面采用強(qiáng)制對中基座，以減小 儀器與覘牌的對中誤差。工作基點網(wǎng)就是建立在地表監(jiān)測網(wǎng) 的基礎(chǔ)上，把壩頂和下游面的監(jiān)測工作基點全部納入網(wǎng)中， 并聯(lián)測首級地表監(jiān)測網(wǎng)基準(zhǔn)點。（一）、平面及高程起算數(shù)據(jù)以tni、tn3已知點坐標(biāo)為平面工作基點網(wǎng)的起算數(shù)據(jù), 以tn3為坐標(biāo)起算點，tn3-tn1的方位角為起算方位角。以 b05、tni、tn3、tn7的二等水準(zhǔn)高程為高程工作基點網(wǎng)的起 算數(shù)據(jù)。（二）、測量基準(zhǔn)（三）、外業(yè)觀測采集平面變形監(jiān)測工作基點網(wǎng)觀測按全邊全角網(wǎng)二等精度 要求觀測，共27條邊，54個方向，均獨立觀測兩次。外業(yè) 數(shù)據(jù)采集：采用標(biāo)稱精度為測角中誤差土0.5”，測邊精度 

6、7; （lmm+lppm）的tca2003全站儀及機(jī)載自動觀測軟件觀測 并記錄水平方向、天頂距、邊長觀測值及觀測日期、時間； 氣象數(shù)據(jù)、棱鏡高、儀器高由人工測量記錄。氣壓計使用空 盒氣壓表，氣壓讀至0. 5pa,溫度讀至0. 2°co tca2003全站 儀的自動觀測，有效的消除了人為的觀測誤差。外業(yè)觀測數(shù)據(jù)按混疑土壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范 (dl/t5178-2003)精度要求，設(shè)置全站儀觀測限差,光學(xué) 測微器兩次重合讀數(shù)之差1，半測回歸零差5，一測回內(nèi) 2c互差90,測回差5。平面變形監(jiān)測控制網(wǎng)點高程：tb2、tb3、tp60點與b05 組成二等水準(zhǔn)閉合環(huán)線觀測；tbh tb4、tb5

7、、tb7、tb8與 水準(zhǔn)高程點tb2、tb3、tp60、tn3、tni、tn7點組成測距三 角高程網(wǎng)進(jìn)行觀測。(四) 、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理1、每天外業(yè)結(jié)束后，及時將觀測數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)中。2、用excel將方向觀測數(shù)據(jù)處理成“水平角觀測原始 記錄”，測站平差后形成“水平角方向觀測結(jié)果記簿”。3、用excel將斜距觀測數(shù)據(jù)輸入“邊長觀測記錄計算 表”，輸入氣象數(shù)據(jù)、儀器高、棱鏡高、測站和鏡站的已知 或近似高程。進(jìn)行氣象數(shù)據(jù)、儀器常數(shù)改正后進(jìn)行首次斜距 歸心改正。4、用excel將天頂距觀測數(shù)據(jù)處理成“天頂距觀測原 始記錄”，測站平差形成'天頂距觀測結(jié)果記簿”，用測站 和鏡站的已知或近似高程、儀

8、器高、棱鏡高、首次歸心后斜 距對天頂距進(jìn)行歸心改正。用歸心后的天頂距和首次歸心后 的斜距計算高差和平距，并以此進(jìn)行三角高程試平差。5、用試平差的高程代替“邊長記錄計算表”中的近似 高程。重復(fù)進(jìn)行一次天頂距和斜距的歸心改正。用歸心后的 天頂距和歸心后的斜距計算高差，再進(jìn)行三角高程網(wǎng)的平 差。取兩次獨立觀測的平差高程的中數(shù)作為平面工作基點的 最后高程。6、在邊長記錄計算表中填上測站點和照準(zhǔn)點的最后高 程，用最后髙程對歸心后的斜距進(jìn)行改平，再投影到856高 程面上。7、整理各項改正后的對向觀測平距邊長和各點測站平 差后的方向觀測值，轉(zhuǎn)換成平差軟件需要的格式，進(jìn)行概算、 驗算，以后驗測角中誤差為單位權(quán)

9、中誤差計算點位中誤差。8、驗算內(nèi)容為三角形閉合差、角極條件和邊極條件。二、水準(zhǔn)網(wǎng)的實施水準(zhǔn)觀測采用dna03數(shù)字水準(zhǔn)儀（標(biāo)稱精度土0. 3mm/km） 和配套鋼瓦條碼尺。dna03數(shù)字水準(zhǔn)儀和鈕瓦條碼尺均經(jīng)過 檢定，并按規(guī)范要求，每天在外出觀測前，須對水準(zhǔn)儀進(jìn)行 i角的檢定。在觀測前30min,應(yīng)將儀器置于露天陰影下， 使儀器與外界溫度趨于一致。觀測時儀器自動讀數(shù)和記錄，內(nèi)業(yè)處理時數(shù)據(jù)導(dǎo)入計算 機(jī)，按測站定權(quán)進(jìn)行平差計算。水準(zhǔn)環(huán)線按測段往返高差不符值和線路閉合差驗算。國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范要求一等水準(zhǔn)每千米水準(zhǔn)測量的全中誤差為土 lmm/kmo三、平差計算及精度評定四、結(jié)論：瀑布溝水電站變形

10、監(jiān)測工作基點網(wǎng)的實施，選用的儀器先進(jìn)，作業(yè)過程規(guī)范，內(nèi)業(yè)處理科學(xué)嚴(yán)密，各項指標(biāo)均達(dá)到 或優(yōu)于規(guī)范和設(shè)計書的要求。因此，瀑布溝水電站變形監(jiān)測 工作基點網(wǎng)的選點合理，基礎(chǔ)穩(wěn)固，建網(wǎng)精度高。由瀑布溝礫石土心墻堆石壩變形監(jiān)測工作基點網(wǎng)的建 立，得出以下幾點結(jié)論：（一）、瀑布溝水電站位于深河床、彎峽谷、陡邊坡地帶，踏堪選點時，要根據(jù)電站所處的地形和相應(yīng)的地質(zhì)條件, 選擇合理的點位；注意盡可能避免所選控制點間高差過大； 若因地形限制，可適當(dāng)增加一些必要的過渡點，以增加網(wǎng)形 強(qiáng)度，提高測量精度。（二）、該段河道呈形，網(wǎng)形布置受到一定限制，平面監(jiān)測網(wǎng)盡量考慮左右對稱性，且能覆蓋瀑布溝水電站主要水工建筑物、右岸

11、和壩下游左岸拉裂體及近壩區(qū)工程高邊 坡和自然邊坡。（三）、瀑布溝水電站工作基點網(wǎng)的施測選擇了自動化程度高、標(biāo)稱精度高的leica tca2003全站儀和dna03電子 水準(zhǔn)儀進(jìn)行數(shù)據(jù)自動采集，減少了人工觀測誤差的影響，這是提高精度的又一個有利條件。（四）、瀑布溝水電站的深河床、彎峽谷、陡邊坡的地理條件，決定了該地方上午易出現(xiàn)大霧，中午時陽光直照進(jìn) 山谷，日光強(qiáng)烈。這樣大氣折光對施測精度影響較大，因此 應(yīng)對不同的測區(qū)選擇恰當(dāng)?shù)臅r間進(jìn)行觀測。若需提高觀測數(shù) 據(jù)的質(zhì)量和工作效率，選擇全陰天進(jìn)行觀測則是最有利的。參考文獻(xiàn)：11dl/t 5178-2003,混凝土壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范.北京: 中國電力出版社，2003.21gb/t12897-2006,國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范北京:中國標(biāo)準(zhǔn)