樊哲林
(中国葛洲坝集团公司测绘总队，湖北宜昌443002)
摘要：全面介绍大广坝水利水电枢纽工程变形监测系统的设计规模、变形监测内容、变形监测的施工情况，施工期观测与资料初步整理分析。据水库蓄水132m 高程的资料分析结果，混凝土坝基础和坝体的变形符合规律。
关键词：变形；监测系统；设备安装；调试；施工期；观测资料；分析中图分类号:TV 69811;TV 5
收稿日期:1998204228。
0 概况
大广坝水利水电枢纽工程(以下简称大广坝工程)位于海南省东方县昌化江中游，坝址距海口市275km ，距八所港48km 。
枢纽工程由河床部分混凝土溢流坝、
非溢流坝、坝后地下厂房及左、右岸土坝组成。枢纽工程布置坝顶全长5842m ，其中混凝土坝长719m ，坝顶高程144m ，最大坝高57m ；土坝长5123m (左土坝长2792m ，右土坝长2331m )，最大坝高44m ；地下厂房位于右岸混凝土非溢流坝后，主厂房尺寸:87m ×14m ×3517m ，装机容量240MW (60MW ×4)。水库正常高水位14010m ，总库容1711×108m 3。
为保证工程安全运行，设计布置了大广坝工程变形监测系统，由水平位移与垂直位移两部分组成。
为整个变形监测系统提供统一的基准，同时也为监测近坝区岩体的变形，布设了水平位移监测网与垂直位移监测网。
1 变形监测设计
111 水平位移监测网
在大坝及其下游布设由7个三角点组成的边角网，见图1；基点TN 3和TN 4分别位于混凝土坝下游约015km 及019km 的右岸和左岸，三角点混凝土观测墩建于高7m 的观测亭上，地面下分别建造了2512m ,2718m 的倒垂孔，安装了正、倒垂线，以深埋在地下新鲜基岩中的倒垂锚固点作为水平位移监测网的固定点。TN 5位于右岸土坝转弯处，作为右土坝水平位移观测左端基点,TN 7,TN 2,TN 1,TN 6位于混凝土坝坝顶，分别与正垂线PL 1,PL 2,PL 3,PL 4的顶部结合在一起，以校核倒垂IP 1,IP 2,
电厂节能减排
IP 3,IP 4的稳定性。水平角观测按
“国家三角测量与精密导线测量规范”一等三角精度要求进行观测，测边采用精密光电测距仪M E 5000(标称精度012
×10-6mm )。
112 垂直位移监测网
长途运输鱼苗时
在坝下游约115km 以及左、右岸土坝端点的山坡上布设了三组水准基点LB 1,LB 2,LB 3，构成了全长约10154km 的一等水准网，见图2。113 混凝土坝变形监测系统
在混凝土坝1号、3号、20号、22号坝段基础廊道分别布设了4座倒垂线IP 1,IP 2,IP 3,IP 4，倒垂孔深33m ～40m 。作为坝体水平位移的基准点，在相应坝段，从坝顶至基础廊道分别布设了4座正垂线PL 1,PL 2,PL 3,PL 4，与倒垂线配合。在基础廊道1号～22号坝段，布设了1条长为710m 的引张线，由于基础廊道高程变化，引张线为“竖折式”。其端点由倒垂线IP 1和IP 4控制。在3号～20号坝段坝顶布设了1条激光准直线，其端点由正垂线PL 2和
PL 3控制。在1号
～3号坝段坝顶,20号～22号坝段布设了2条视准线，端点分别由正垂线PL 1,PL 2和PL 3,PL 4控制。以上设施构成了混凝土坝水平位
822000年2月20日 大 坝 观 测 与 土 工 测 试 第24卷 第1期
移观测系统，以监测混凝土坝基础与坝体的水平位移和挠度
。
在基础廊道与坝顶布设了垂直位移观测点(水准点)和两条静力水准，用以监测混凝土坝基础与坝体的垂直位移和转动。垂直位移采用二等水准观测。 与此同时，在混凝土坝布设了正、倒垂、引张线，静力水准及自动化观测系统1套。
混凝土坝变形监测系统见图3
。
114 土坝变形监测系统
在左土坝TN 7与左8，左8与左端点之间布设了2条连续视准线，采用“逐点设站分段观测法”观测其水平位移。在左8下游布设了一组三座校核工作基点。在视准线混凝土观测墩上游端埋设了水准点，以LB 2为基点，采用三等水准观测土坝垂直位移。视准线测点17个，水准点17个。
在右土坝TN 5与右端点之间布设了1条连续视准线，采用“逐点设站分段观测法”观测其水平位移。在视准线混凝土观测墩上游端埋设了水准点，以LB 1为基点采用三等水准观测土坝垂直位移。视准线测点13个，水准点13个。
2 变形监测系统施工与设备安装调试
211 工程施工与蓄水情况
大广坝工程于1989年4月开始施工，混凝土坝于1990年4月9日开始浇筑混凝土。1993年12月导流发电底孔封堵，水库进入初期蓄水阶段,1993年底第1台机组投产发电期间，库水位为116m ～118m 。1994年汛前溢流堰全线浇至堰顶高程126m ,1994年汛期库水位为126m ～127m ,9月17日洪水最高库水位达128172m ,1994年11月19日闸顶全线到顶。1995年9月1日，当时受8号台风影
响，库水位首次达到132m 。
随着工程施工进展，同时进行变形监测系统施工与设备安装调试以及施工期的观测。212 倒垂孔施工与倒垂线安装
1991年6月～1992年10月，进行混凝土坝基础廊道IP 1,IP 2,IP 3,IP 4和水平位移监测网TN 3,TN 4倒垂孔造孔和保护管安装埋设施工。倒垂孔采用金钢石钻头造孔，钻孔和保护管垂直度(孔斜、管斜)检
测采用浮体法进行。6个倒垂孔保护管有效管
径均满足“混凝土大坝安全监测技术规范”(SDJ 336—89)必须大于50mm 的要求，其中IP 4,IPTN 3,IPTN 4倒垂保护管有效管径优于设计要求100mm ，合格孔3个，优质孔3个。
1993年11月～12月，进行倒垂线IP 1～IP 4的安装施工，安装施工按有关技术要求进行，于同年12月12日完成安装调试，取得首次值并转入施工期周期观测。但其中IP 3初期观测出现异常，判定孔内有异物，经处理于1994年4月恢复正常观测。IPTN 3,IPTN 4倒垂线安装施工于1995年5月进行安装调试，并于7月5日取得首次值。213 正垂管埋设与正垂线安装
1991年11月～1994年4月，随着混凝土坝浇筑施工，进行了正垂管安装埋设施工，有效管径均优于设计要求300mm ，埋管质量均为优质，正垂线安装从1994年5月开始,7月2日完成安装调试，并取得首次值，转入施工期周期观测。214 引张线安装施工
混凝土坝基础廊道引张线线长710m ，测点18个，左右端点由倒垂IP 1,IP 4控制，受基础廊道地面高程变化的影响，引张线为“竖折式”，结构较复杂。这种形式的引张线运用于工程实践，国内尚属首次。1993年3月开始施工，因基础处理施工干扰影响,1993年10月25日暂停安装,1994年6月恢复安装施工。严格执行有关技术要求，精准定线定位，仔细检查，反复调试，于同年7月下旬完成安装调试,7月25日取得首次值，并转入施工期观测。215 坝顶激光准直安装施工
混凝土坝坝顶上游面3号～20号坝段布设的激光准直系统，线长478m ，发射端设在20号坝段，接收端设在3号坝段，分别由正垂PL 2,PL 3控制，测点9个。土建施工于1995年6月完成，设备安装调试于1995年6月～7月进行。两测回观测值之差最大值为±017mm ，优于设计限差要求±115mm 。于1995年7月21日取得首次值，并转入周期观测。216 坝顶视准线施工
混凝土坝坝顶1号～3号坝段,20号～22号坝
9
2・监测技术与监测设计・ 樊哲林 大广坝工程变形监测系统施工及施工期观测
段视准线施工于1995年5月完成，视准线各测点中心与两端点底盘中心连线的偏差分别为-312mm, -317mm，小于技术规范要求±10mm。于1995年7月23日取得首次值，并转入周期观测。
赫塔 米勒左岸土坝连续视准线施工于1994年7月～8月进行，于1995年8月取得首次值；右岸土坝连续视准线施工于1994年8月～9月进行，于1995年8月取得首次值。左右岸视准线观测墩形成以后，共有13个被损坏，虽经多次及时修复，仍给正常观测带来了不利影响。
217 水准点埋设
混凝土坝基础廊道水准点于1993年3月～10月埋设完成，于1993年10月开始首次值观测，随后转入周期观测。左、右岸土坝水准点埋设施工与视准线观测墩施工同时完成，于1995年5月开始首次值观测，随后转入周期观测。
混凝土坝坝顶水准点于1995年3月～5月埋设完成。
218 水平位移监测网与垂直位移监测网施工水平位移监测网TN3,TN4观测亭土建施工于1994年4月～1995年3月进行，正倒垂线安装于1995年5月完成。TN1,TN2,TN5,TN6,TN7混凝土观测墩施工于1995年4月完成，首次观测值于1995年6月～8月进行。
垂直位移监测网LB1,LB2,LB3三组水准基点施工于1994年5月～6月完成。双弦水准基点钻孔与埋管施工于1993年12月完成,5159保护管有效管径为12716mm，优于设计要求120mm，为优质孔。双弦水准基点8月下旬完成设备加工，设备安装调试于9月20日完成。开关站水准基点施工于1993年3月完成。
垂直位移监测网首次值观测于1995年4月进行，首次值观测时，因双弦水准基点尚未形成，经征得设计部门同意，在附近建立了1组临时基点。219 混凝土坝自动化观测系统安装调试
混凝土坝自动化观测系统包容4条倒垂线、4条正垂线、1条引张线、2条静力水准。仪器数量计有:R Y—
10引张线仪20台;R Z—25坐标仪8台；静力水准仪4台;SRB—16检测装置1套;YKC—16集线箱4台;486微机及外设1套;D S I M S大坝自动化监测软件1套。目前系统已调试完成，并投入周期观测。
综上所述，大广坝工程变形监测系统施工与设备安装调试从1991年6月～1995年8月，随着工程施工进度及时进行，至1995年8月，已全面完成了大广坝工程变形监测系统施工与设备安装调试。各项施工与安装质量均经监理部门验收。3 施工期观测与资料初步整理分析
311 变形监测网观测
垂直位移监测网首次值观测于1995年4月～5月进行，按“国家一、二等水准测量规范”进行作业，水准路线按照设计要求组成，起算高程采用开关站基点1993年接测高程。W I L D N3水准仪观测,PC—E500计算器记录。一等水准路线全长10154km。
测回高差中数每公里偶然中误差为±0128 mm, 测回高差中数每公里偶然中误差为±0131 mm，均小于国家一等水准测量每公里偶然中误差±0145mm的精度要求。
以测站为单位权，按公式
M∃=±
[∃∃]
4n
统计每测站往返测高差中数的偶然中误差, , 测回测站中误差为±0107mm～0108mm，均优于设计限差M∃=±0109mm。
水平位移监测网首次值观测于1995年6月～8月进行，水平角观测按照国家一等三角测量精度要求进行，观测使用W I L D T3000电子经纬仪；测边按照设计有关要求进行，使用Ke m M e5000测距仪(标称精度为:±012mm+012×10-6mm)观测。所用仪器与气象仪表均在测前送检。边长“斜改平”所用高差采用二等水准观测。经平差计算，作业精度优良，满足设计要求。
姚俐竹起算点TN3的坐标及TN3至TN4之方位角联测是利用施工控制网 12- 07采用“极坐标法”按国家四等三角测量要求进行的，使用W I L D T2经纬仪测角,W I L D D I5测距仪测边。
312 混凝土坝水平位移与垂直位移
在大坝蓄水以后，混凝土坝基础水平位移向下游增大，上下游方向累计位移量∃X接近+1mm；左右岸方向累计位移量IP1,IP3的∃Y接近±013 mm;IP2,IP4的∃Y约为+016mm～018mm。
在库水位处于较低状态时，随着气温升高，混凝土坝坝体水平位移向上游增大，左端混凝土坝坝体(1号～3号坝段)向左岸增大，右岸混凝土坝坝体(20号～22号坝段)向右岸增大，河床坝段位移量大于两
岸坝段。
在库水位处于较高状态时，随着气温降低，混凝土坝坝体水平位移向下游增大，左岸混凝土坝坝体(1号～3号坝段)向右岸增大，右岸混凝土坝坝体(20号～22号坝段)向左岸增大，河床坝段位移量小于两岸坝段。
基础廊道引张线所测混凝土各坝段基础上下游方向累计位移量1994年7月～1995年6月年变幅
03
大 坝 观 测 与 土 工 测 试
为+013mm ～-113mm ，变形规律不明显，分析其原因是混凝土坝基础水平位移量微小，而设施观测误差偏大(设计最弱点观测精度不低于±017mm ，设计经验精度为1×10-6F .S )。有待于库水位升高，水荷载增大的条件下进行观测，积累更多的观测资料，进行分析验证。
混凝土坝基础垂直位移在库水荷载的影响下呈压缩沉陷变形,1994年10月最大累计位移量为+312mm ,5号～10号坝段变形量大于两岸坝段。当库水位下降时，变形略呈“回弹状”。
由于坝顶激光准直和视准线观测时间短、资料少，有待今后再进行分析。坝顶垂直位移受气温升高的影响，略呈“上升状”。
313 左右土坝水平位移与垂直位移
1994年6月，测定施工期土坝的沉陷量，为其坝顶结构施工提供资料，左右土坝坝顶布置了临时沉陷观测点，左土坝观测到10月初，右土坝观测到10月底，左土坝月沉陷量为+3mm ～+5mm ，右土坝月沉陷量为+1mm ～+2mm 。
左右土坝坝顶连续视准线首次值观测分别于1995年8月与7月进行，测回差最大为114″，测角中误差:±0131″～±0140″。
左右土坝坝顶垂直位移观测于1995年5月进行,5月～8月呈压缩沉陷变形，左土坝月平均下沉量为+1mm ～+2mm ，变形量最大处在桩号0+
59810～0+74810坝段,L 左1～L 左2最大累计位移量为+616mm ～+516mm ；右土坝月平均下沉量为:+1mm ～+2mm ，变形量最大处在桩号:-1-12310～-1-27310坝段,L 右4～L 右6最大累计位移量为:+510mm ～+615mm 。沉陷变形量大的部位
为土坝最大坝高坝段以及填筑到顶较迟的坝段。
4 结语
大广坝工程变形监测系统施工与设备安装调试以及施工期观测，质量均符合设计要求，满足工程各阶段的验收要求。根据1993年以来收集到的资料，以及1995年8月31日库水位132m 高程的观测资料，混凝土坝基础和坝体变形符合规律，表明大坝本身工程施工质量符合设计要求。因受到工程形象进度的影响，变形监测系统在坝面的施工与设备安装调试要待坝面基本形成以后进行，坝面水平位移与垂直位移观测资料偏少。
参考文献
1 邱山鸣.大广坝水利水电工程变形观测设计.大坝观测与土工测试,1993,17(1):27～31
樊哲林，男，工程测量专业工程师，葛洲坝集团公司测绘总队队长。
CONSTRUCTI ON AND OBSERVATI ON D UR I NG CONSTRUCTI ON MON I T OR I NG S Y STE M
OF DAGUANGBA DA M F OR D EF OR M ATI ON
F an Z helin
;Surveying and M app ing General T eam of Ch ina Gezhouba Con structi on Group Co rpo rati on fo r W ater R es ources and H ydropow er ΚYichang ΚH ubei 443002Γ
Abstract ΠIn troduced are the design Κcon ten t ite m s of mon ito ring Κand con structi on details of the mon ito ring syste m Κmon ito ring
during con structi on and p reli m inary p rocessing and analysis of the data of defo r m ati on fo r the D aguangba hydroelectric p ro ject .T he mon ito ring date and defo r m ati on regularity of the dam foundati on and dam body have been p rocessed and analysed fo r the
w ater level of 132m .It is indicated that the con structi on quality is compatible w ith the design require m en ts新疆7.5
.Keywords Πdefo r m ati on Μmon ito ring syste m Μin stallati on and adjustm en t of equi pm en t Μequi pm en t adjustm en t Μcon structi on
董振堂peri od Μmon ito ring data analysis
清江隔河岩大坝安全自动化监测系统建设工程通过竣工验收
1999年11月12日湖北清江水电开发有限责任公司(清江公司)在隔河岩水电厂召开了“清江隔河岩大坝安全自动化监测系统”建设工程竣工验收会议。清江公司副总工程师吴晓铭主持了会议，参加会议的有清江公司和国家电力公司电力自动化研究院(NA R I )大坝及工程监测技术研究所的领导和专家。与会代
表对监测设施进行了实地检查验收，并且对《设计总结》、《安装调试报告》、《施工安装竣工总结》和《试运行报告》等文件进行了认真而细致的讨论，一致认为：由NA R I 大坝研究所负责设计、施工安装的“清江隔河岩大坝安全自动化监测系统”建设工程于1998年1月建成后，经过了1998年和1999年两个高水位汛期的严峻考验，系统运行正常可靠，测量精度高，服务质量好，满足设计要求，同意竣工验收。
清江隔河岩大坝安全自动化监测系统是迄今为止大坝所承接的最大项目，从技术支持、咨询设计到设备供应、现场土建施工、设备的安装调试和一年多的现场运行监护等，为隔河岩大坝和高边坡的安全监测提供了全方位服务。本系统主要包括厂房引水出口高边坡的变形变位监测和大坝的变形变位监测、应力应变监测、沉陷倾斜监测、渗漏渗流监测等子项目。本系统使用的仪器种类和数量多、分布范围广，现场土建施工条件差、难度大，大坝所克服了重重困难，于1998年1月圆满完成任务。
(坝讯)
1
3・监测技术与监测设计・ 樊哲林 大广坝工程变形监测系统施工及施工期观测
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议