齊小斌，楊昆侖

(1.西安水務(wù)集團(tuán)黑河金盆水庫管理公司，陜西 西安 710401；2.陜西省水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院測繪分院，陜西 西安 710002)

黑河水庫位于陜西省西安市周至縣馬召鎮(zhèn)，距西安市86 km。是一項(xiàng)以城市供水為主，兼有農(nóng)灌、發(fā)電、防洪等綜合利用的大(Ⅱ)型水利工程。水庫壩高130 m，水庫面積4.55 km2，總庫容2億 m3。是西安市的主要供水來源。溢洪道布置在壩體右岸，進(jìn)口堰頂高程578.0 m，堰寬12 m，堰后為跌落段、下接平流段，洞身為圓拱直墻式明流洞，斷面尺寸為12 m×14 m～10 m×11 m，出口為舌型擴(kuò)散挑流鼻坎，建筑物總長471.242 m。溢洪洞設(shè)計(jì)水位下泄洪量537 m3/s，校核水位時下泄流量為2 000 m3/s。

近年來隨著黑河水庫運(yùn)行時間的延長，溢洪道閘室段混凝土擋墻表面出現(xiàn)了一些裂縫，近期裂縫長度增加，縫寬擴(kuò)大，閘室頂部混凝土產(chǎn)生變形，給溢洪道閘門的正常啟閉帶來一定影響。需要對溢洪道閘室段整體穩(wěn)定進(jìn)行分析，為此，對溢洪道閘室段進(jìn)行變形監(jiān)測。

1 裂縫的設(shè)置

1.1 游標(biāo)卡尺測量基線的設(shè)置

該項(xiàng)目中所采用的游標(biāo)卡尺為0～300 mmⅠ型機(jī)械游標(biāo)卡尺，讀數(shù)值0.02 mm。游標(biāo)卡尺按規(guī)定通過了檢定，并在有效期內(nèi)使用。在閘槽右岸山坡坡腳穩(wěn)定處設(shè)立1處基線觀測標(biāo)志(編號JX)，該基線觀測標(biāo)志處無裂縫、處在基巖上，十分穩(wěn)固，其標(biāo)志寬度隨氣溫等因素變化量微小。作為游標(biāo)卡尺測量的基線，用來修正游標(biāo)卡尺所測量的裂縫寬度值。圖1為游標(biāo)卡尺測量基線標(biāo)志和觀測圖。

圖1 游標(biāo)卡尺測量基線標(biāo)志

1.2 裂縫的設(shè)置

在閘室段混凝土擋墻頂面選取12處裂縫設(shè)立監(jiān)測標(biāo)志，其中溢洪道左側(cè)設(shè)置5處(編號：LF1-LF5)，右側(cè)設(shè)置7處(LF6-LF12)。圖2為裂縫監(jiān)測點(diǎn)標(biāo)志布設(shè)示意圖。

圖2 裂縫監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)圖

2 裂縫測量及計(jì)算

2.1 游標(biāo)卡尺測量基線寬度標(biāo)準(zhǔn)值測定

基線觀測標(biāo)志采用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量，首期觀測之前需要確定基線標(biāo)準(zhǔn)值，對基線標(biāo)志觀測4測回，每測回讀數(shù)4次，讀數(shù)較差及測回差小于0.2 mm，首先計(jì)算出每測回內(nèi)的平均值，然后取四測回的均值作為游標(biāo)卡尺測量基線寬度的標(biāo)準(zhǔn)值(表1為基線寬度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算表，標(biāo)準(zhǔn)值為0.245 14 m)。用來修正后期各周期裂縫寬度觀測值。

表1 游標(biāo)卡尺測量基線寬度標(biāo)準(zhǔn)值測量 m

2.2 裂縫寬度測量和計(jì)算

各期基線觀測標(biāo)志和裂縫均采用游標(biāo)卡尺測量，均觀測2測回，每測回讀數(shù)4次，讀數(shù)較差及測回差限差為0.2 mm，滿足限差要求后首先計(jì)算出每測回內(nèi)的平均值，然后取兩測回的均值作為該裂縫的寬度值。表2為某監(jiān)測周期裂縫觀測計(jì)算表。

表2 某周期裂縫寬度觀測記錄計(jì)算表 m

2.3 裂縫寬度修正計(jì)算

設(shè)定基線標(biāo)準(zhǔn)值為A，游標(biāo)卡尺測量修正系數(shù)為K，某周期觀測基線寬度為AX，裂縫寬度觀測值為LFX，裂縫寬度修正值為LFXZ。按照計(jì)算公式：，計(jì)算出游標(biāo)卡尺在該期測量的修正系數(shù)。然后再按照公式：，將該期內(nèi)的所有裂縫寬度觀測值進(jìn)行修正，計(jì)算出精確的裂縫寬度值。表3為某周期裂縫寬度修正計(jì)算表。

表3 某周期裂縫寬度修正計(jì)算表

3 裂縫寬度變化量統(tǒng)計(jì)

按照2.3項(xiàng)中裂縫寬度修正計(jì)算方法將17期的裂縫觀測值進(jìn)行修正計(jì)算。然后進(jìn)行裂縫寬度變化量統(tǒng)計(jì)，圖3為溢洪道閘室左側(cè)5個裂縫的周期寬度變化量統(tǒng)計(jì)圖，圖4為右側(cè)7個裂縫的周期寬度變化量統(tǒng)計(jì)圖。

圖3可以看出溢洪道閘室左側(cè)5個裂縫寬度周期變化量及總變化量相對較小，LF2總變化量最大,為1.4 mm；圖4可以看出右側(cè)7個裂縫寬度周期變化量及總變化量相對較大，LF9總變化量最大，為3.5 mm。說明溢洪道閘室段右側(cè)擋墻變化量較大。

圖3 溢洪道左側(cè)裂縫寬度周期變化量統(tǒng)計(jì)圖

圖4 溢洪道右側(cè)裂縫寬度周期變化量統(tǒng)計(jì)圖

4 結(jié)語

從目前的監(jiān)測成果分析：閘槽左側(cè)墻頂各裂縫處寬度變化量相對較??；但右側(cè)墻頂部分裂縫點(diǎn)寬度變化量較大，裂縫寬度仍處于持續(xù)增大趨勢。這也與該項(xiàng)目溢洪道閘室段整體性變形監(jiān)測趨勢一致，說明監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠。設(shè)立游標(biāo)卡尺測量基線有效的避免了觀測粗差的產(chǎn)生，同時對每期的裂縫觀測值進(jìn)行了修正，得到更加精準(zhǔn)的裂縫寬度值。