張士平

（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責任公司，浙江 天臺 317200）

0 工程概況

桐柏抽水蓄能電站工程位于浙江省天臺縣境內(nèi)的棲霞百丈村，距天臺縣城7km。該電站是一座日調(diào)節(jié)純抽水蓄能電站，共安裝4臺立軸單級混流可逆式水泵水輪機組，機組單機容量300MW，總裝機容量為1200MW。

電站樞紐建筑物由上水庫、下水庫、輸水系統(tǒng)、地下廠房、地面建筑物等部分組成。上水庫為原桐柏電站老水庫均質(zhì)土壩加固處理；下水庫為新建鋼筋混凝土面板堆石壩；輸水系統(tǒng)包括引水隧洞、尾水隧洞及導流泄放洞等；地下廠房包括主廠房、副廠房、主變洞及排水廊道等。2001年12月30日，主體工程開工，2006年1～4號機組陸續(xù)投入商業(yè)運行。

1 下水庫壩體水平位移監(jiān)測項目

下水庫工程由主壩、副壩、壩身溢洪道和泄放洞組成。下水庫主壩為鋼筋混凝土面板堆石壩，壩頂高程148.25m，壩頂長434.0m，壩頂寬8.0m，最大壩高68.25m。副壩為混凝土重力式擋墻，位于庫尾埡口上，壩頂高程148.25m，最大壩高6.25m，壩頂寬1.0m，壩頂長度28.5m。下庫正常高水位141.17m，相應(yīng)庫容1283.6萬m3，死水位110.00m，相應(yīng)庫容214.0萬m3。

為了監(jiān)測下水庫大壩壩體水平位移情況，進行在壩頂上游側(cè)、壩頂下游側(cè)、壩后100馬道、壩后120馬道等采用視準線法觀測的壩體外部水平位移監(jiān)測項目，0＋181.00m斷面、0＋313.00m斷面等壩體內(nèi)部水平位移監(jiān)測項目。

2 下水庫平面控制網(wǎng)監(jiān)測

2.1 平面控制網(wǎng)的組成

根據(jù)《混凝土大壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（DL/T5178-2003）、《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（SL60-94）有關(guān)規(guī)定，為了監(jiān)測下水庫水平位移監(jiān)測項目8個工作基點的穩(wěn)定情況，在左右岸穩(wěn)定的山體上布置了4個基準點，與8個工作基點組成平面控制網(wǎng)，采用測邊測角法進行觀測，以分析、判斷工作基點運行情況，確保壩體水平位移監(jiān)測項目所測數(shù)據(jù)的可靠性、真實性。控制網(wǎng)結(jié)構(gòu)見圖1，其中XJ1～XJ4是4個基準點，X1～X8是8個工作基點。

圖1 控制網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 平面控制網(wǎng)的監(jiān)測

根據(jù)大壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范要求，每年對平面控制網(wǎng)進行復測，2005年對控制網(wǎng)進行了首次觀測，至今共觀測了7次。

平面控制網(wǎng)按一等邊角網(wǎng)的要求進行觀測，根據(jù)現(xiàn)場通視情況共觀測方向角68個、觀測邊長34條。主要觀測儀器為Leica TCA2003

2.2.1 平面控制網(wǎng)水平角觀測

水平角觀測采用“方向觀測法”觀測12測回，讀數(shù)采用雙照準法，即照準目標二次、讀數(shù)二次，具體操作均附合《國家三角測量規(guī)范》（GB/T17942-2000）要求。

水平角所有觀測數(shù)據(jù)均需滿足表1要求方可使用

表1 水平角觀測限差表

2.2.2 平面控制網(wǎng)邊長觀測

每條邊均進行對向觀測，所有測距斜邊均經(jīng)過加常數(shù)、乘常數(shù)、周期誤差、氣象、濕度等改正，改正后的邊長用三角高程網(wǎng)平差后或平差前概算的高程進行改平，并投影至148m高程面上。

表2 邊長觀測限差表

3 下水庫平面控制網(wǎng)監(jiān)測分析

3.1 平面控制網(wǎng)平差計算

平面控制網(wǎng)的首次觀測以起算數(shù)據(jù)基準點XJ2作為起算點，以XJ2-XJ1的方向作為起算方位角進行平差計算。起算數(shù)據(jù)具體見表3。

表3 平差計算起算數(shù)據(jù)表

控制網(wǎng)建成后于2005年進行了首次觀測，平差后獲得的控制網(wǎng)各測點坐標作為以后評價控制網(wǎng)測點穩(wěn)定性的首次值。以后每次平面控制網(wǎng)觀測的平差計算均以2005年觀測平差坐標計算值作為近似值按自由網(wǎng)進行平差，可以得到平差后兩次坐標差、點位差中誤差，經(jīng)測點坐標差與中誤差的比值計算，比值大于中誤差3倍的測點作為不穩(wěn)定點，然后進行擬穩(wěn)平差計算，計算出本次觀測各測點坐標變化量，歷年控制網(wǎng)觀測平差計算結(jié)果見表4：

表4 平面控制網(wǎng)歷年觀測結(jié)果坐標變化量一覽表

3.2 平面控制網(wǎng)測點穩(wěn)定性分析

從2006年開始，每年平面控制網(wǎng)觀測經(jīng)自由網(wǎng)平差后，得出X7測點為不穩(wěn)定測點，然后設(shè)定X7測點作為不穩(wěn)定點，進行擬穩(wěn)平差計算作為最終計算結(jié)果，歷年平差后坐標變化量過程線見圖2、圖3。

圖2 X方向坐標變化量過程線

圖3 Y方向坐標變化量過程線

從表4及圖2、圖3可以看出，平面控制網(wǎng)測點X7不穩(wěn)定，每年坐標變化量都在增加，到2011年已累計向右岸位移14.8mm，向下游位移5.0mm?？刂凭W(wǎng)其它測點坐標變化量均在點位中誤差2倍范圍內(nèi)，說明這些基點均處于穩(wěn)定狀態(tài)。

X7測點作為壩后100馬道視準線工作基點，因處于不穩(wěn)定狀態(tài)，故壩后100馬道壩體上的水平位移測點所測得的位移量應(yīng)進行改正，改正原則：從前一次改正時至本次觀測，當X7測點坐標變化量超過控制網(wǎng)觀測點位中誤差的2倍時，進行測值改正。

當工作基點變位時壩體測點位移量進行改正計算的方法：設(shè)A、B分別為視準線二個工作基點，a、b為相應(yīng)工作基點通過控制網(wǎng)測得的變形量，P為壩體某個觀測點，該測點本測次觀測位移量為x，S為二個工作基點的水平距離，S1為工作基點B至測點P的水平距離，見圖4。

圖4 工作基點變動后與測點測值改正關(guān)系圖

從圖4看出：工作基準線由原A-B變?yōu)锳1-B1，測點P本次觀測位移量為C1至P的距離x，但真正的位移量還應(yīng)加上因工作基準線本身變位而引起的C至C1的距離Δx,作為測點P本次觀測的實際位移量。

4 結(jié)語

桐柏蓄能電站下水庫大壩安全監(jiān)測平面控制網(wǎng)至今已進行了6次復測，盡管控制網(wǎng)網(wǎng)型不好，短邊與長邊長度相差較大，最長邊邊長為744.0m，最短邊邊長只有19.9m，導致在測量過程中三角形閉合差及邊長限差容易超限，但按要求進行補測后能滿足限差要求，且多余觀測數(shù)達到69個，經(jīng)平差計算后平面控制網(wǎng)監(jiān)測精度高，最弱點點位中誤差在1mm之內(nèi)，完全滿足大壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范要求。因X7測點的不穩(wěn)定，每年應(yīng)及時對下水庫平面控制網(wǎng)進行復測，并應(yīng)根據(jù)工作基點的變化情況對大壩壩體測點水平位移量進行必要的改正，以求得壩體真實的水平位移量。