師寧焉

（遼寧省白石水庫管理局，遼寧 朝陽 122000）

1 監(jiān)測系統(tǒng)設計原則和主要功能

白石水庫大壩安全監(jiān)測，以外部觀測為主，內(nèi)部觀測在滿足要求的前提下，適當簡化。其中：外部監(jiān)測項目有變形監(jiān)測和滲流監(jiān)測；內(nèi)部觀測布置在11號溢流壩段和27號擋水壩段的中部。監(jiān)測項目有溫度監(jiān)測、應力應變監(jiān)測、裂縫監(jiān)測。此外，在庫區(qū)設置氣象站，進行氣溫、氣壓、蒸發(fā)、風速風向等環(huán)境量觀測。

1.1 變形監(jiān)測測點布置

1.1.1 壩基水平和垂直位移監(jiān)測

壩基水平位移監(jiān)測，在灌漿廊道水平段6號～26號壩段布置一條全長350 m引張線，每壩段中部設一個測點，共19個，高程89.4 m。

壩基垂直位移采用精力水準監(jiān)測，在灌漿廊道水平段6號、8號、9號、10號、12號、14號、16號、17號、18號、20號、22號、24號、25號、26 號壩段中心處，各布置一臺靜力水準儀，共14個測點，測點高程88.7 m。

在水平廊道6號和26號壩段，各布置一條三維倒垂線，作為壩基位移監(jiān)測的基準。

1.1.2 壩頂水平和垂直位移監(jiān)測

在壩頂上游側(cè)，采用真空激光準直技術(shù)監(jiān)測壩頂水平和垂直位移。該系統(tǒng)全長500 m，在每個壩段中部設一個測點,共30個，測點高程134.3 m。

在0號和31號壩段，各布置一條三維倒垂線作為壩頂位移監(jiān)測的基準。

1.1.3 水準測量

為校核壩基、壩頂自動化位移監(jiān)測系統(tǒng)的準確性，增設了精密水準監(jiān)測網(wǎng)，采用數(shù)字式精密水準儀進行人工測量。

1.2 滲流監(jiān)測測點布置

1.2.1 壩基揚壓力監(jiān)測

在灌漿廊道（1號～31號壩段），共布置47支揚壓力計。其中，9號、16號、24號壩段橫向排水廊道作為壩基揚壓力的3個橫向觀測斷面，9號、16號壩段。各布置4支揚壓力計，24號壩段布置3支揚壓力計；縱向斷面9號、11號、20號、22號壩段各布置2支揚壓力計，其余每壩段布置1支揚壓力計。

1.2.2 壩基和壩體滲透流量監(jiān)測

在灌漿廊道底板，每2 m布置一個壩基排水管，排水管深入基巖2 m，通過壩基排水管由人工監(jiān)測壩基滲漏量；對于壩體滲流，根據(jù)壩體排水孔滲漏情況，亦由人工方法定期觀測。

在9號、16號、24號壩段，橫向廊道排水溝內(nèi)，安裝了3個量水堰，分區(qū)測量壩體、壩基滲透流量。此外，在3個集水井內(nèi)各安裝一套排水量自動監(jiān)測裝置。

1.3 溫度測點的布置

1.3.1 壩體溫度測點的布置

在11號、27號壩段，分別從高程87.5 m和92.75 m開始按網(wǎng)格布置，間距為7.5 m。 為了能同時監(jiān)測水庫水溫，對27號壩段距上游立面0.3 m的壩面溫度測點做了適當加密。

在27號壩段107 m高程下游距壩面0.06 m處，埋設5支溫度計，間距0.1 m，監(jiān)測混凝土的導溫性。

1.3.2 基巖溫度測點的布置

在11號壩段基礎staD0+16.5（垂直壩軸線方向）和sta0+221.5（壩軸線方向）交線處，從基巖下10 m向上，依次埋設4支溫度計，間距為2 m，進行基巖溫度監(jiān)測。

1.4 應力應變測點的布置

在11號溢流壩段壩踵和壩趾89 m高程、距上游面1.5 m、距下游面3.0 m處，分別埋設1組五向應變計和1支無應力計，在壩踵應變計組附近距上游面2.5 m，埋設1支水平壓應力計和1支垂直壓應力計。

在27號擋水壩段94.25 m高程，距上游面2.5 m，距下游面4.0 m處，分別布設1組五向應變計和1支無應力計，在壩踵應變計組附近距上游壩面2.5 m處，布置1支水平壓應力計和1支垂直壓應力計。

1.5 裂縫監(jiān)測測點布置

為研究24號、26號壩段下游111.5 m高程，越冬面水平誘導縫開裂情況，在兩壩段各埋設3支裂縫計，距下游面分別為0.5 m、1.5 m、3.0 m。

2 觀測儀器設備的安裝與埋設

2.1 內(nèi)部觀測儀器的埋設

儀器埋設中應注意的問題：

1）將率定好的儀器按設計接長電纜，電纜接頭按要求硫化。

2）在碾壓混凝土內(nèi)埋設儀器，必須采用后埋法，即在該層混凝土碾壓后，采用預留或人工造坑埋設，以避免混凝土碾壓時儀器損壞，并嚴格按技術(shù)要求注意其方向性。

3）儀器埋設后，坑槽回填混凝土必須保證與周圍混凝土結(jié)合良好，確保儀器與混凝土成為一個整體。

4）儀器在埋設過程中，應加強觀測，如發(fā)現(xiàn)儀器有異常變化或損壞，及時采取補救措施。 儀器和電纜埋設完畢，經(jīng)檢測確認儀器工作正常后，記錄初始讀數(shù)，繪制埋設施工草圖，填寫施工記錄。

5）將敷設好的電纜集中引到指定的臨時觀測站，并加以保護，避免施工機械或人為的損壞。

2.2 變形監(jiān)測儀器的安裝

2.2.1 引張線的安裝與調(diào)試

1）首先按照圖紙要求，進行引張線觀測墩的混凝土澆筑施工。

2）校核觀測墩的位置，保證所有觀測墩在一條直線上，且墩面高程差不超過5 mm。

3）在引張線兩端點分別安裝固定端和活動端裝置。

4）引張線線體采用高強不銹鋼絲，用φ140 mm PVC管保護，保護管支架由角鋼制成，用膨脹螺栓固定于廊道側(cè)壁。

5）觀測墩上放置引張線儀測點箱，箱內(nèi)安裝水箱和浮船等。

6）在活動端加上砝碼，調(diào)整測點箱，使線體處于保護管中心軸線位置。

7）安裝SWT-50型引張線儀、人工比測標尺等。

8）儀器調(diào)試，主要包括復位試驗和精度試驗，以考核系統(tǒng)的綜合精度。

2.2.2 三維倒垂線的安裝與調(diào)試

三維倒垂線儀是由一臺STC-50型垂線坐標儀和一臺SWC-50型引張線坐標儀組成。將垂線坐標儀水平安裝，測量水平位移；引張線坐標儀垂直安裝，測量垂直位移。

1）φ168 mm倒垂孔巖石鉆孔：孔口安裝定位盤，埋設導向管，并經(jīng)常用萬能角尺檢查和校正巖芯孔的傾角。鉆孔過程中，如果發(fā)現(xiàn)孔斜超過允值時，采用掃孔、中心導向管等方法進行糾偏。

2）保護管采用φ110 mm的無縫鋼管，底部封堵，管內(nèi)涂防銹漆，安裝合格后，用水泥漿固定管與鉆孔間隙。

3）倒垂線線體采用φ1.65 mm銦鋼絲，一端錨固于管底，另一端連接浮體，浮筒采用浸沒式不銹鋼浮筒。

4）在孔口處澆筑混凝土觀測墩，墩與壩體用預埋筋錨固成一整體。

5）焊接光學垂線坐標儀支架，并安裝垂線坐標儀。

6）安裝引張線坐標儀，并在垂線合適位置固定一水平鋼桿，作為垂直位移測量基準。

7）倒垂線調(diào)試。

2.2.3 靜力水準儀的安裝、調(diào)試與標定

1）與引張線相似，首先進行觀測墩的混凝土澆筑施工，并校核觀測墩的位置，保證所有觀測墩在一條直線上，墩面高程差不超過3 mm。

2）管路連接前，清洗水管、錐體和管接頭。然后進行連接管路，安裝靜力水準儀、標定裝置。

3）從末端錐體沿內(nèi)壁徐徐注入蒸餾水，注意排除氣泡。

4）將位移傳感器移動件安裝在浮子上，把浮子放在錐體內(nèi)，瞄準鉛垂線，輕敲浮子，直至傳感器移動件垂直。

5）調(diào)整、固定目視測微固定座，使目視讀數(shù)清晰。6）靜力水準系統(tǒng)安裝完成后，接入自動化系統(tǒng)，進行系統(tǒng)調(diào)試和標定工作。

2.3 施工期間應注意的問題

1）選擇合適的儀器，按規(guī)定的頻次進行觀測。

2）認真填寫觀測記錄，記錄儀器工作狀態(tài)、注意觀測日常氣溫、庫水位和水溫變化情況。

3）使用便攜式讀數(shù)儀，每月應對儀表進行一次準確度檢驗。

3 結(jié)語

白石水庫大壩安全監(jiān)測除滲流觀測、精密水準觀測采用人工外，其它觀測項目均實現(xiàn)了自動化觀測。其中壩基和壩頂?shù)淖冃斡^測還可進行人工比測；內(nèi)觀儀器由于沒有人工觀測接口，完全依靠自動化監(jiān)測。兩年來，由于自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定，因此，資料分析時仍然采用自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)，人工比測資料只作為參考。