摘要： 結(jié)合沉降觀測的目的和內(nèi)容，介紹了洙水河嘉祥船閘主體建筑物沉降觀測方案，具體闡述了觀測儀器、觀測路線、觀測周期、觀測方法四方面要點，為今后同類工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：船閘，沉降觀測，精度，注意事項

一.工程概述

嘉祥船閘為Ⅳ級船閘，設(shè)計船型為500t級船舶（可兼顧通過1000噸級船舶），建設(shè)規(guī)模為230×23×4m（閘室長×寬×檻上水深），船閘設(shè)計通過能力為1960萬噸。本項目所在航道為蘇北運河，二級通航標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計最大船舶等級為2000噸級；皂河三線船閘建設(shè)級別為Ⅱ級，船閘基本尺度為23×260×5（米）（口門寬×閘室長×最小檻上水深）。

上閘首采用鋼筋混凝土實體底板和箱型邊墩組成的整體式結(jié)構(gòu)，平面尺寸27.0×39.0m（長×寬），口門寬23m，邊墩寬8m，墩頂高程37.50m，門檻頂高程30.30m，底板厚2.2m。上閘首設(shè)置格柵式帷墻消能室，輸水廊道段面尺度為2.5m×3m（寬×高）。

下閘首采用鋼筋混凝土實體底板和箱型邊墩組成的整體式結(jié)構(gòu)，平面尺寸均為27.3×39.0m（長×寬），口門寬23m，邊墩寬8m，墩頂高程37.50m，門檻頂高程29.90m，底板厚2.5m。下閘首設(shè)消力檻進(jìn)行對沖消能，輸水廊道段面尺度為2.5m×3m（寬×高）。

閘室長度為230m，采用C25鋼筋混凝土整體式結(jié)構(gòu)，沿長度方向設(shè)沉降—伸縮縫，間距布置為（10000+14×15000+10000）mm。閘室墻口寬為23.2m，凈寬23m，迎水面布置10cm厚鋼護(hù)木。閘室墻頂高程37.50m，胸墻頂高程38.45m，上設(shè)0.25m扶手。閘室底板厚2.1m，閘室墻底寬2.1m，頂寬0.9m。閘墻兩側(cè)設(shè)鋼護(hù)木、爬梯、固定式系船柱及系船鉤，結(jié)構(gòu)段沉降—伸縮縫設(shè)置紫銅和遇水膨脹橡膠兩道止水。

二.沉降觀測目的和內(nèi)容

沉降觀測非常重要，通過沉降觀測，可以監(jiān)測建筑物的沉降變位情況，不但為今后的船閘底板內(nèi)力計算提供數(shù)據(jù)，提高了準(zhǔn)確性，而且能便于及時發(fā)現(xiàn)異常情況，及時采取措施，保證工程的安全運行。

通過定期進(jìn)行沉降觀測，可以掌握軟基的固結(jié)過程，用來確定預(yù)留施工寬縫對內(nèi)力的影響，同時為確定封鉸時機(jī)和地下水位控制、加載速率提供依據(jù)。

三、沉降觀測方案

3.1精度指標(biāo)與觀測儀器的選擇

根據(jù)設(shè)計要求和現(xiàn)行國家《工程測量規(guī)定》、《建筑物變形測量規(guī)程》及交通部《水運工程測量規(guī)范》中對沉降觀測的各項規(guī)定，結(jié)合皂河三線船閘工程具體的特點，我們選擇變形測量的二級標(biāo)準(zhǔn)作為本項沉降觀測的精度指標(biāo)，詳見表1。

特高精度要求的特種精密工程和重要科研項目變形觀測

高精度要求的大型建筑和重要科研項目變形觀測

中等精度要求的建筑物和科研項目變形觀測，重要建筑物

低精度要求的建筑物變形觀測，一般建筑物主體傾斜觀測

沉降觀測是船閘工程中精度較高的測量工作，儀器設(shè)備、布設(shè)路線、觀測方法及人員素質(zhì)等多方面都會影響觀測數(shù)據(jù)的精度。在該測量工作中我們選擇拓普康TOPCON-AG2精密水準(zhǔn)儀，配合銦鋼水準(zhǔn)尺進(jìn)行作業(yè)，省測繪局鑒定部門對儀器的各項指標(biāo)進(jìn)行了技術(shù)鑒定，在作業(yè)期間我們多次對儀器i角差進(jìn)行檢核，為觀測工作提供了技術(shù)保證。

3.2 觀測路線的布設(shè)

3·2·1 水準(zhǔn)基點、工作基點的設(shè)置

水準(zhǔn)基點由測區(qū)原有等級水準(zhǔn)點（設(shè)計部門提供）BM5（38.671m）、K1（33.725m）組成，該兩點高程數(shù)據(jù)經(jīng)多次聯(lián)測檢核，高差誤差均小于1.0mm。且因水準(zhǔn)基點均位于水利節(jié)制閘區(qū) 較為偏僻地方，是水利節(jié)制閘施工期間（1968-1971年）設(shè)置的，點位穩(wěn)定可靠。我們以觀測條件較好的K1作為工作基點，BM5做為校核點。與K1、BM形成一個閉合環(huán)，檢測起始數(shù)據(jù)的正確性。

3·2·2 觀測點的布設(shè)

上、下閘首及閘室塢式段均在邊墩底板及施工寬縫的兩端各布設(shè)8個沉降釘計16個觀測點、閘室14節(jié)扶壁段均在閘墻底板兩端各布設(shè)4個沉降釘計56個觀測點；沉降釘?shù)闹谱鞑捎?0cm ? 16銅釘，埋設(shè)時配以斜鋼筋接在底板面層及豎向鋼筋上，頂端突出砼表面1.5cm～2.0cm左右，以保證點位穩(wěn)固。

由工作基點K2至觀測點路線基本沿閘塘外圍原狀土上設(shè)置，中間轉(zhuǎn)點全部埋設(shè)測樁，采用50～100 cm ?20螺紋鋼打入土層，表面澆筑20～30㎝厚砼，進(jìn)入閘塘邊坡段，除轉(zhuǎn)點采用同前設(shè)置外，測站架鏡的位置也埋設(shè)30㎝厚砼，以保證觀測時儀器的穩(wěn)定。

3.3 觀測方法及注意事項

本次沉降觀測工作采用精密幾何水準(zhǔn)測量方法進(jìn)行，觀測過程中，各項偏差控制及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理按照國家《建筑物變形測量規(guī)程》中各項規(guī)定執(zhí)行。 進(jìn)行沉降觀測過程中，須注意的幾個問題：⑴、每次觀測應(yīng)遵守“四固定”原則，即：觀測所用儀器及水準(zhǔn)標(biāo)尺固定；觀測人員固定；觀測路線固定；觀測環(huán)境和條件基本相同。⑵、水準(zhǔn)儀i角是一個變化值，每次作業(yè)前，對i角進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)i角大于10秒，應(yīng)及時進(jìn)行檢驗校正。 ⑶、布設(shè)觀測路線時，前后視距不超過30m，前后視距差不超過0.5m，以控制i角的誤差影響，同時提高觀測時的清晰度。

⑷、觀測時間及環(huán)境：不在日出前后1小時、中午時分進(jìn)行觀測，更不能在大風(fēng)或有霧的情況下進(jìn)行觀測。 ⑸、為保證水準(zhǔn)尺氣泡穩(wěn)定居中，自制一些簡單的水準(zhǔn)尺輔助標(biāo)桿，以使扶尺員快速穩(wěn)定地堅直標(biāo)尺，提高觀測效率。

3.4觀測周期

對于建筑物變形觀測周期，有關(guān)測量規(guī)范、規(guī)程都沒有作統(tǒng)一規(guī)定，我們根據(jù)以往同類型船閘經(jīng)驗，結(jié)合本工程閘室墻采用龍門架支撐大模板一次到頂澆筑砼的施工方案，分析基礎(chǔ)加載的情況，制定如下觀測周期：施工初期20天，封鉸前期至封鉸期間10天，封鉸后至觀測點移測到閘室墻頂部30天。

船閘主體建筑物施工期間，如遇到特殊情況（回填土與地下水位發(fā)生較大變化，底板或墻體產(chǎn)生裂縫，沉降縫兩側(cè)出現(xiàn)較大不均勻沉降等），應(yīng)立即進(jìn)行逐日或幾天一次的連續(xù)觀測，及時提供觀測數(shù)據(jù)，確保建筑物安全。

四、沉降觀測成果

從2010年8月至2012年1月，共完成31次沉降觀測2012年1月06日以后移測到閘室墻頂部觀測），閉合環(huán)線的高差閉合差在-0.3～+1.5㎜之間，滿足二等水準(zhǔn)測量精度要求。

五、結(jié)語

1、觀測數(shù)據(jù)表明，本工程整個施工階段基礎(chǔ)的沉降量及回彈量的變化與施工順序、地基上的加載大小、施工進(jìn)度、地下水位情況等密切相關(guān)。

2、沉降觀測資料反映施工階段的實際沉降量，所以與設(shè)計部門提供的理論預(yù)留沉降量相符，其主要原因是理論計算假設(shè)條件變化出入較大，計算無法考慮施工期各種動態(tài)影響因素，另外地質(zhì)條件復(fù)雜。目前理論計算雖考慮土體的固結(jié)過程，把地基作為粘彈性模型進(jìn)行計算，但由于計算參數(shù)隨不同土質(zhì)而不盡相同，難以正確選取，故只能通過現(xiàn)場觀測，采用反分析法來確定計算參數(shù)，才能為投計提供有效的數(shù)據(jù)。

3、船閘工程沉降觀測工作是一項非常繁雜的工作，技術(shù)要求高，需要付出艱辛的勞動。閘室墻后回填土施工時部分觀測線路須臨時調(diào)整，且達(dá)不到固定如初，這是影響觀測精度的主要原因。采用全站儀在固定測站及鏡高的情況下，通過三角高程的方法來代替幾何水準(zhǔn)進(jìn)行沉降觀測，可以減少勞動強度，但能否滿足精度要求，是值得在今后船閘建設(shè)中加以研究的。

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