常 亮

（中國水電十五局科研設計院，陜西咸陽 712000）

老撾南俄5水電站碾壓混凝土壩變形監(jiān)測資料分析

常 亮

（中國水電十五局科研設計院，陜西咸陽 712000）

介紹了老撾南俄 5水電站碾壓混凝土大壩安全監(jiān)測設施布置及施工，并通過兩設計院（文中簡稱 A設計院和B設計院）的監(jiān)測數(shù)據(jù)對比對產(chǎn)生數(shù)值誤差的原因進行了分析。

正倒垂線；變形監(jiān)測；位移

Nam Ngum5水電站位于老撾Nam Ngum河上游右岸支流 Nam Ting河上，電站壩址距首都萬象以北300km左右，位于老撾北部山區(qū)。主壩位于萬象省，廠房位于鄰近的川壙省（Xiangkhuang）。流域以北和以西分別有7號公路和13號公路通過。壩址控制流域面積483km2，占全流域面積的2.9%，多年平均流量22.8m3/s，年徑流量7.19億m3。

該工程攔河壩為碾壓混凝土重力拱壩，大壩按500年一遇洪水設計，10000年一遇洪水校核，相應設計洪水位為 EL1100.27m，校核洪水位為EL1101.84m；水庫正常蓄水位EL1100.00m，最大壩高100.50m。

1 安全監(jiān)測設施布置

老撾南俄5水電站壩體共布設倒垂線3條、正垂線2條。正垂線PL2置在壩右0+008.31m、壩下11.25m，EL1058.000m-EL1010.000m，孔深48m；倒垂線 IP3布置在壩右 0+008.31m、壩下 12.75m，EL1010.000m-EL974.000m，孔深36m。

外部變形監(jiān)測點共布設9點，用于監(jiān)測壩體水平位移。其中壩頂 EL1103.000m布置 DB-TP-01～DB-TP-06測點；壩后EL1058.000m布置DB-TP-07～DB-TP-09測點。（DB-TP-07測點位置為壩左0+050.762m、DB-TP-08測點位置為壩右0+008.31、DB-TP-09測點位置為壩右0+50.839。）外部變形監(jiān)測點DB-TP-08與大壩內(nèi)部正垂線PL2安裝埋設位置在壩體同一斷面，故此采用大壩外部變形監(jiān)測點DB-TP-08的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行對比分析。

2 安全監(jiān)測設施施工

2.1 正倒垂孔施工

2.1.1 造孔

鉆孔必須鉛直，孔斜要求需達到 1/1000的要求。鉆孔時，應選擇性能良好的鉆機，XY－2C等。鉆機滑軌（或轉(zhuǎn)盤）應水平，立軸應豎直，鉆桿和鉆具必須嚴格保持平直。在鉆孔處用混凝土澆筑鉆機底盤，預埋緊固螺栓。嚴格調(diào)平鉆機滑軌，其傾斜度應小于0.1%。然后將鉆機緊固在底盤上。孔口處埋設導向管，導向管必須調(diào)整垂直，并用混凝土加以固結(jié)。更換豎機下接手，選用粗鉆桿，鉆具盡量加長，鉆具上部裝設導向環(huán)。導向環(huán)外徑略小于導向管內(nèi)徑 2～4mm。鉆進時，采用低轉(zhuǎn)速、小壓力、小水量。在每次一定的進尺深度時，加導向箍。鉆孔中，經(jīng)常檢測鉆孔偏斜值。每鉆進1m檢測孔斜一次，發(fā)現(xiàn)孔斜超限時，及時采取措施加以糾正。鉆孔做到位置、有效孔徑、垂直度符合設計圖紙和有關規(guī)范要求。

2.1.2 保護管安裝

全面沖洗鉆孔，去凈孔內(nèi)殘留物。測量鉆孔偏斜值，確定保護管埋設位置。保護管底部 0.5m的內(nèi)壁應加工為粗糙面，以便用水泥固結(jié)錨塊。鋼管接頭處，進行精細加工，保證連接后保護管平直，不漏水。下管前，在高于孔底 0.5m的部位先放入少量水泥漿。保護管放下后，用鉆機或千斤頂加以固定，準確測定保護管的偏斜值，滿足要求后用水泥加以固結(jié)。在水泥漿凝固前，保持對保護管采取固定措施，以水泥漿或水泥砂漿將錨塊澆固在保護管底。

浮體組安裝時，保持浮子水平、連桿垂直，浮子要在浮桶中心，并處于自由狀態(tài)。浮子不可觸及浮桶底部。浮體組的浮力要調(diào)整到設計浮力。

正、倒垂線觀測墩制作時，要使墩邊線平行位移坐標軸線。安裝時，先安裝測線或臨時測線，再安裝坐標儀底盤。根據(jù)坐標儀的量程、估計位移量的大小確定底盤的具體安裝位置。保持儀器導軌平行于監(jiān)測方向，坐標儀底盤要調(diào)整水平。

2.2 外部變形觀測點施工

依據(jù)設計圖紙位置測量儀器放樣，按照觀測墩底座尺寸將壩體混凝土斜面進行鑿毛處理，在用手風鉆在該位置鉆設孔深 1.5m的注漿孔，采用Φ25的鋼筋注入水泥凈漿，待錨桿凝固后安裝底座模板與鋼筋，將底座鋼筋與觀測墩墩體鋼筋連接為一個整體。澆筑底座混凝土待其凝固后鑿毛墩體底部，墩體澆筑分為2次澆筑，當混凝土澆筑到距墩體頂部約 30cm時，安裝埋設強制對中盤，用水平尺測量強制對中盤的平整度。

大壩初蓄期正垂線PL2、倒垂線IP3與外部變形監(jiān)測點 DB-TP-07～DB-TP-09測點已經(jīng)全部投入水平位移監(jiān)測中，正倒垂線監(jiān)測工作由A設計院負責。

測量設備：為南京某廠生產(chǎn)的 MZ-1垂線瞄準儀，該設備為人工目測位移變化。

測量原理：移動游標尺，通過瞄準孔用目視線將瞄準孔與垂線鋼絲及瞄準針三點瞄準排列在一條直線上。利用左、右標尺的刻度值來確定垂線位置的坐標值。

外部變形監(jiān)測點的監(jiān)測工作由B設計院負責。

測量設備：測角和測距采用某 2003機器人、由于正倒垂線測量采用人工目測位移變化量，與精密儀器設備測量方面有一定的誤差。

現(xiàn)將兩種測量儀器設備的主要技術參數(shù)做一對比見表1。

3 測量成果對比

從測量結(jié)果可以看出，截止2012年7月24日隨著壩體蓄水高度的增加大壩整體向下游方向有所位移。A設計院人工測量出正垂線PL2目前壩體的位移量為+7.58mm(下游方向)、+0.12mm(左岸方向)。B設計院精密儀器測量出大壩外部位移監(jiān)測點 DB-TP-08的位移量為+8.45mm(下游方向)。兩組測量數(shù)據(jù)的位移方向相同都是向下游方向位移，但是兩者存在一定的數(shù)值誤差。數(shù)值誤差為0.87mm。

4 誤差原因分析

通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的對比，筆者對可能產(chǎn)生測量數(shù)據(jù)誤差的原因提出下述幾點看法。

（1）測量儀器設備不同導致測量數(shù)據(jù)的誤差，正垂線PL2測量設備為人工目測位移變化量，不同的觀測人員與不同觀測時間會造成測量數(shù)據(jù)的誤差。

（2）內(nèi)部安全監(jiān)測與外部觀測的觀測周期不同。A設計院觀測周期為1次/天，而B設計院的觀測周期為 1次/周。兩者的周期不同會對監(jiān)測數(shù)據(jù)造成誤差。

（3）由于大壩目前還在施工尤其正垂線 PL2的觀測站EL1010.000m觀測廊道中有施工人員與設備，因此避免不了人為和機械對測量儀器設備的輕微擾動，造成測量數(shù)據(jù)的誤差。

（4）正垂線的工作原理是假設錨固端與固定端的位移量是不變量為零，但是實際情況建筑物是個整體也許會有受力位移不均勻的位移變化。這樣就導致錨固段與固定端部分的位移量丟失。造成測量數(shù)據(jù)的誤差。

5 結(jié) 論

通過兩設計院的監(jiān)測數(shù)據(jù)對比和對產(chǎn)生數(shù)值誤差的原因進行分析，上述數(shù)據(jù)誤差產(chǎn)生的原因有些是人為造成的，可以消除和避免的。建議固定時間、固定人員與固定監(jiān)測周期，“三固定”進行平時的監(jiān)測工作。兩方數(shù)值的誤差還是很小的（0.87mm）。監(jiān)測數(shù)據(jù)真實、可靠，基本能反映出大壩初蓄期的位移變化情況。

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.01.004

TV642.2；TV698.1

B

1008-1305（2014）01-0011-02

常 亮(1981年-)，男，工程師。