任鵬

（浙江省電力建設(shè)有限公司，浙江 寧波315012）

1 引言

近年來，超超臨界機組技術(shù)日益成熟，其容量大、工藝參數(shù)高[1，2]，可為我國的電力建設(shè)提供有力支持[3]。超超臨界機組的運行管理情況直接關(guān)系到國計民生，其中，沉降監(jiān)測是管理任務(wù)的重要組成部分，同時，沉降監(jiān)測是保證機組運行的安全性的基礎(chǔ)[4]。超超臨界機組的廠區(qū)區(qū)域較大、范圍較廣，工作中采用精密數(shù)字水準儀采集沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)較為精確，采集速度、頻率較快[5]，極大地提高了超超臨界機組沉降監(jiān)測的作業(yè)效率和監(jiān)測質(zhì)量。本文以某超超臨界機組沉降監(jiān)測為例，通過監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析，對于如何在室內(nèi)視線較暗、遮擋物較多的情況下進行沉降觀測提出解決方案，使沉降觀測達到較高的精度。

2 工程概況

本工程為1 臺摘要MW 超超臨界燃煤汽輪發(fā)電機組，廠址陸域部分為山地，高程落差超過100m；水域部分為海產(chǎn)品養(yǎng)殖區(qū)，地形地貌由山體、灘涂和蝦塘等組成，其中煤碼頭、循環(huán)水泵房等建（構(gòu)）筑物位于回填而成的地基上，機組汽機房、鍋爐房位于基巖上。為了保證工程質(zhì)量，施工單位在施工期間，對不同的建（構(gòu)）筑物分別以月、季為周期實施沉降觀測，累積了長序列沉降數(shù)據(jù)，為后續(xù)沉降測量工作提供了依據(jù)。

3 沉降觀測

3.1 基準點及觀測點的布設(shè)

由于沿海地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)對沉降的影響較大，在進行監(jiān)測方案設(shè)計時，重點要考慮基準點及工作基點的穩(wěn)定性。基準點和工作基點的布設(shè)應(yīng)遵循由高到低、逐級發(fā)展的原則。超超臨界機組廠區(qū)的建（構(gòu)）筑物較多且分布廣泛，宜按兩級布網(wǎng)。基準點選用在沉降范圍之外且穩(wěn)定、易于長期保存的基巖上，為控制網(wǎng)的起算及檢核點。為了沉降觀測的便利，結(jié)合廠區(qū)原有地質(zhì)資料、圖件及其建筑施工相關(guān)圖紙，分析廠區(qū)汽機房、鍋爐房的地質(zhì)條件及鄰近地區(qū)的地質(zhì)，在主要建筑物周圍又布設(shè)了工作基點。

沉降觀測點根據(jù)建（構(gòu)）筑物的結(jié)構(gòu)、形狀、地質(zhì)條件等因素綜合考慮，布設(shè)在最能反映建（構(gòu)）筑物變形特征和變形明顯的部位。沉降觀測點埋設(shè)應(yīng)按符合設(shè)計要求，建筑物四角、地質(zhì)條件有明顯不同的區(qū)段以及變形縫、沉降縫或伸縮縫的兩側(cè)；新舊建筑物或高低建筑物與縱橫墻的交接處；人工地基和天然地基的接壤處；建筑物不同結(jié)構(gòu)的分界處；煙囪、水塔和大型儲藏罐等高聳構(gòu)筑物基礎(chǔ)軸線的對稱部位；大型設(shè)備基礎(chǔ)及動力設(shè)備基礎(chǔ)的四角；框架結(jié)構(gòu)建筑物的柱基上或者沿縱橫軸線必須設(shè)點。沉降觀測的標志應(yīng)穩(wěn)固、明顯，結(jié)構(gòu)合理，不影響建（構(gòu)）筑物的美觀和使用，且點位應(yīng)避開障礙物，便于觀測和長期保存。

3.2 沉降觀測的實施

根據(jù)本項目實施的目的，綜合考慮原有地質(zhì)資料及其建筑施工相關(guān)圖紙，通過定期監(jiān)測，比較各期的高程變化來計算沉降量，主體工程采用二等水準觀測，附屬一般建（構(gòu)）筑物采用三等水準觀測。每次測量前先檢驗i角，i角均小于15″。監(jiān)測過程應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。

在開始沉降觀測之前，首先量測沉降監(jiān)測基準網(wǎng)，進行平差后檢查各基準點的高程，限差符合規(guī)范要求，基準網(wǎng)點穩(wěn)定可靠，然后再利用水準儀器測量基準點與各監(jiān)測點之間的高差，計算出各監(jiān)測點的高程，對比每點各時間段的高程得出各點沉降量。在客觀上能夠盡量減少觀測誤差的不確定性，使監(jiān)測結(jié)果具有統(tǒng)一趨向性，保證各次監(jiān)測結(jié)果與首次監(jiān)測的結(jié)果可比性更趨一致。監(jiān)測完成后馬上處理數(shù)據(jù)，與前次測量數(shù)據(jù)對比，如果有限差超限等問題應(yīng)重新采集數(shù)據(jù)。

精密數(shù)字水準儀及銦瓦尺與普通光學(xué)水準儀與水準尺有所不同。首先，其測量精度和銦瓦尺的遮擋率有關(guān)[6]，而且其視距越長遮擋率越大，遮擋比例越大對讀數(shù)影響也越大，動態(tài)遮擋相對于靜態(tài)遮擋對讀數(shù)影響相對較小。在設(shè)站時應(yīng)盡量減少儀器與銦瓦尺之間的遮擋物，以提高觀測精度，將監(jiān)測誤差降到最小。同時，盡量避開強震動，特別是銦瓦尺的劇烈震動。此外，還要合理安排作業(yè)時間，規(guī)范作業(yè)，避免日照和觀測方向處于同一方向上。應(yīng)選擇有利的觀測時間，一日之中，上午10 時至下午4 時這段時間大氣比較穩(wěn)定，便于消除大氣折光的影響，但在中午前后觀測時，尺像會有跳動，影響讀數(shù)，應(yīng)避開這段時間，陰天、有微風(fēng)的天氣可全天觀測。主廠房內(nèi)部作業(yè)時，由于光線較暗，致使水準儀讀數(shù)誤差較大，甚至有時不能讀出銦瓦尺上的數(shù)值。因此，在觀測時應(yīng)盡量將標尺安置在光線明亮處，必要時應(yīng)增加照明設(shè)備。

4 數(shù)據(jù)處理及分析

沉降監(jiān)測基準網(wǎng)平差計算采用高程控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理軟件包進行，成果取位至0.01mm。表1 為某期水準觀測的精度統(tǒng)計。

表1 水準觀測的各項精度統(tǒng)計

沉降監(jiān)測分析應(yīng)注重可靠性和可行性[7]。首先，沉降點的相鄰2 次監(jiān)測周期平差值的變化小于沉降觀測中誤差的2倍，則認為該點沒有發(fā)生沉降；其次，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)變化時間上的持續(xù)性判別，即相鄰2 次監(jiān)測數(shù)據(jù)相差較小，并未超出極限誤差范圍，但數(shù)據(jù)的大小趨勢卻很明顯，始終上升或下沉，則說明已發(fā)生變化。

本項目超超臨界機組廠區(qū)主體重要建筑物采用二等水準觀測，包括煙囪、鍋爐、主廠房、汽機、冷卻塔等共布設(shè)487 個沉降監(jiān)測點，根據(jù)JGJ 8—2016《建筑變形測量規(guī)范》、DL/T 5445—2010《電力工程施工測量規(guī)范》中重要建筑物沉降穩(wěn)定判定標準，主體重要建筑物中僅1#、2#電除塵設(shè)備年度平均沉降速率最大值＞0.01mm/d（沉降穩(wěn)定標準），1#、2#電除塵設(shè)備沉降尚未穩(wěn)定，仍需進行跟蹤監(jiān)測，其他各建筑物年度平均沉降速率最大值均≤0.01mm/d（沉降穩(wěn)定標準），沉降已進入穩(wěn)定階段，可以正常使用。

廠區(qū)附屬一般建（構(gòu)）筑物采用三等水準觀測，包括材料庫、值班室、轉(zhuǎn)運站、棧橋、灰?guī)?、水池、水箱等共布設(shè)786 個沉降監(jiān)測點，根據(jù)JGJ 8—2016《建筑變形測量規(guī)范》、DL/T 5445—2010《電力工程施工測量規(guī)范》中一般建（構(gòu)）筑物沉降穩(wěn)定判定標準，附屬一般建（構(gòu)）筑物中僅輸煤10kV 配電間盤柜基礎(chǔ)、1#脫硫工藝水箱、油泵房油泵基礎(chǔ)、1#堿液箱、2#堿液箱2016年度平均沉降速率最大值＞0.04mm/d（沉降穩(wěn)定標準），輸煤10kV 配電間盤柜基礎(chǔ)、1#脫硫工藝水箱、油泵房油泵基礎(chǔ)、1#堿液箱、2#堿液箱沉降尚未穩(wěn)定，仍需進行跟蹤監(jiān)測，其他各建（構(gòu)）筑物年度平均沉降速率最大值均≤0.04mm/d（沉降穩(wěn)定標準），沉降已進入穩(wěn)定階段，可以正常使用。

5 結(jié)語

沉降監(jiān)測是超超臨界機組安全穩(wěn)定運行管理的重要方面，為廠區(qū)安全提供了可靠的技術(shù)支持。在沉降監(jiān)測的過程中需注意4 方面的問題：（1）起算基準點的穩(wěn)定性十分重要，每次監(jiān)測開始前都要嚴格按規(guī)范進行起算點的檢校，檢測無誤方能使用；（2）沉降監(jiān)測點的選擇要結(jié)合現(xiàn)場實際情況，建（構(gòu)）筑物的結(jié)構(gòu)、形狀、地質(zhì)條件等因素綜合考慮，布設(shè)在最能反映建（構(gòu)）筑物變形特征和變形明顯的部位；（3）對于地質(zhì)基礎(chǔ)較差區(qū)域，應(yīng)增加監(jiān)測點的個數(shù)，關(guān)鍵位置以及經(jīng)常性受影響的位置加密監(jiān)測點；（4）沉降監(jiān)測的過程以及數(shù)據(jù)的處理都應(yīng)嚴格執(zhí)行規(guī)范要求。