劉和平，楊 帥

(中國水利水電第五工程局有限公司，成都，610066)

1 工程概況

紅魚洞水庫位于四川省巴中市南江縣，是一座以灌溉、防洪、城鄉(xiāng)生活及工業(yè)供水等綜合利用的水利工程。水庫壩址位于南江縣橋亭鄉(xiāng)境內(nèi)的南江河紅魚洞河段，灌區(qū)分布在巴中市南江縣及巴州區(qū)境內(nèi)。水庫正常蓄水位650m，死水位600m，汛期限制水位645.5m，水庫總庫容1.68億m3。水庫控灌南江縣、巴州區(qū)30個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，設(shè)計灌溉面積2.73萬hm2。右總干渠渠首設(shè)計引用流量為18.17m3/s，環(huán)境用水流量0.724m3/s，南江縣城供水引用流量0.7m3/s。

2016年12月1日，大壩Ⅲ區(qū)圍堰施工正式進行，Ⅲ區(qū)圍堰填筑后將作為大壩擋水的一部分。截止2017年4月24日，填筑至設(shè)計高程597m，Ⅲ區(qū)圍堰壩長110m、寬12m、垂直高度45m。滿足2017年度汛20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。

2 測點布置及觀測頻次

2.1 測點布置

由于紅魚洞水庫大壩Ⅲ區(qū)圍堰后期將作為大壩的一部分，圍堰填筑的質(zhì)量至關(guān)重要。內(nèi)觀儀器的埋設(shè)成本過高，為了能正確，全面地了解、掌握Ⅲ區(qū)圍堰的工作性態(tài)，分析和預(yù)測圍堰的變化趨勢，Ⅲ區(qū)圍堰頂部布置了5個監(jiān)測斷面(每間隔30m一個斷面，上下游側(cè)各布置1個監(jiān)測點)，共計布置10個位移觀測墩(含沉降位移監(jiān)測)，右岸654平臺、左岸觀景平臺各設(shè)置一座位移觀測基點、水準(zhǔn)基點(LDSwy11、LDSwy12、TPswy11、TPswy12)，測點坐標(biāo)見表1，測點布置示意見圖1。

表1 Ⅲ區(qū)圍堰位移觀測點坐標(biāo)統(tǒng)計

圖1 Ⅲ區(qū)圍堰外部變形監(jiān)測平面布置示意

2.2 觀測頻次

Ⅲ區(qū)圍堰外部變形觀測頻次計劃見表2。

表2 Ⅲ區(qū)圍堰外部變形觀測頻次計劃

3 作業(yè)依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)

3.1 作業(yè)依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)

按照設(shè)計要求執(zhí)行GB/T 17492-2000《國家三角測量規(guī)范》二等邊角觀測精度要求，以及《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(SL 551-2012)、《水利水電工程測量規(guī)范》(SL 197-2013)、《工程測量規(guī)范》(GB 50026-2007)等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 起算基準(zhǔn)

規(guī)定空間水平面上“X”方向，指針指向上游時為方位角0°方向，方位角按順時針方向增大。

3.2.1 水準(zhǔn)觀測

Ⅲ區(qū)圍堰水準(zhǔn)觀測采用二等水準(zhǔn)測量。左岸泄洪放空洞閘室上游側(cè)擋墻處基巖部位設(shè)置基準(zhǔn)點J3為起測點；左岸泄洪放空洞閘室下游側(cè)擋墻處基巖部位設(shè)置基準(zhǔn)點J1、J2為校核點；右岸邊坡圍堰與山體連接處基巖部位設(shè)置基準(zhǔn)點J4為校核點。以基準(zhǔn)點J3為起點及終點，測站觀測順序為往測奇數(shù)站后前前后，偶數(shù)站前后后前，返測奇數(shù)站前后后前，偶數(shù)站后前前后，測量垂直位移觀測點LD1-LD10高程。根據(jù)垂直位移觀測點LD1-LD10高程值變化情況，計算Ⅲ區(qū)圍堰堰頂垂直位移觀測點LD1-LD10處沉降位移量。

3.2.2 水平位移觀測

左岸654觀景平臺處設(shè)置基準(zhǔn)點TP12為測站；右岸取水口下游654平臺處設(shè)置基準(zhǔn)點TP11為后視點；右岸溢洪道665馬道(樁號：溢0+035.00m)處設(shè)置基準(zhǔn)點TP13為校核點，通過已知基準(zhǔn)點TP11、TP12坐標(biāo)值測量位移觀測點TP1-TP10坐標(biāo)值，計算Ⅲ區(qū)圍堰堰頂處位移觀測點TP1-TP10在三維坐標(biāo)系中空間水平面上發(fā)生的位移量。

4 觀測成果

4.1 符號規(guī)定

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，設(shè)置空間立體三維坐標(biāo)系，三維坐標(biāo)系中X、Y、Z三個方向具體規(guī)定如下：

(1)規(guī)定空間水平面上“X”方向，指針指向上游時為方位角0°方向，方位角按順時針方向增大。

(2)水平位移X：規(guī)定空間水平面上垂直圍堰、即上下游方向為三維坐標(biāo)系“X”方向。位移觀測點向下游方向發(fā)生位移時產(chǎn)生的變化量數(shù)值符號規(guī)定為“+”；位移觀測點向上游方向發(fā)生位移時產(chǎn)生的變化量數(shù)值符號規(guī)定為“-”。

(3)水平位移Y：規(guī)定空間水平面上平行圍堰、即左右岸方向為三維坐標(biāo)系“Y”方向。位移觀測點向右岸方向發(fā)生位移時產(chǎn)生的變化量數(shù)值符號規(guī)定為“-”，反之為“+”。

(4)垂直位移Z：規(guī)定空間垂直方向為三維坐標(biāo)系“Z”方向。

(5)沉降位移：向下沉降為“+”，反之為“-”。

4.2 累計變形量范圍(沉降位移)

紅魚洞Ⅲ區(qū)圍堰建好后，目前正處于正常沉降期間，圍堰沉降的速率外界影響因素較多，無法確定沉降量、沉降速率的警戒值。根據(jù)目前現(xiàn)有資料查閱土石壩相關(guān)技術(shù)規(guī)范及咨詢監(jiān)測專家、設(shè)計，對土石壩的沉降量或者沉降速率未做出統(tǒng)一規(guī)定。土石壩的沉降量或者沉降速率與填筑料、施工工藝、降雨量、降雨頻率有關(guān)系。監(jiān)測從業(yè)人員根據(jù)多個土石壩的數(shù)據(jù)總結(jié)，累計沉降量與壩高比在1%左右，基本在正常范圍，但也有個別壩體沉降量接近2%的土石壩。另外，壩體設(shè)計時應(yīng)該有理論沉降量，但是沒有理論沉降速率。

土石壩不均勻沉降(沿壩軸線的傾度)產(chǎn)生裂縫的臨界值為0.7%～1.4%(沉降量與壩高比)。若不均勻沉降小于0.7%，一般情況下不會產(chǎn)生裂縫。

4.3 水準(zhǔn)觀測成果(沉降位移)

4.3.1 基準(zhǔn)點

紅魚洞水庫Ⅲ區(qū)圍堰堰頂外部變形垂直位移觀測共設(shè)置基準(zhǔn)點4個，各基準(zhǔn)點于2017年7月9日測得基準(zhǔn)值，各基準(zhǔn)點基準(zhǔn)值見表3。

表3 Ⅲ區(qū)圍堰垂直位移觀測基準(zhǔn)點基準(zhǔn)值

4.3.2 垂直位移

紅魚洞水庫Ⅲ區(qū)圍堰堰頂外部變形垂直位移觀測共設(shè)置10個變形點，各變形點于2017年7月9日測得基準(zhǔn)值。后期按照圍堰沉降期3個月的時間，對圍堰進行了長達3個月的監(jiān)測。垂直位移監(jiān)測成果值見表4。

表4 Ⅲ區(qū)圍堰垂直位移觀測成果值 單位：mm

經(jīng)過長達3個月的外部變形觀測，從所有統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，Ⅲ區(qū)圍堰最大累計垂直位移沉降量為81.1mm，出現(xiàn)在左岸LD9點號，結(jié)合Ⅲ區(qū)圍堰垂直高度45m，Ⅲ區(qū)圍堰的垂直沉降量，符合現(xiàn)有技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。

4.4 水平位移觀測成果(上下游、左右岸位移)

4.4.1 基準(zhǔn)點

Ⅲ區(qū)圍堰堰頂外部變形水平位移觀測目前共設(shè)置基準(zhǔn)點3個，各基準(zhǔn)點于2017年7月8日測得基準(zhǔn)值。各基準(zhǔn)點基準(zhǔn)值見表5。

表5 Ⅲ區(qū)圍堰水平位移觀測基準(zhǔn)點基準(zhǔn)值

4.4.2 水平位移

紅魚洞水庫Ⅲ區(qū)圍堰堰頂外部變形水平位移觀測目前共設(shè)置觀測點10個，各觀測點于2017年7月8日測得基準(zhǔn)值。外部變形觀測水平位移成果值見表6。

表6 Ⅲ區(qū)圍堰水平位移觀測成果值 單位：mm

從外部變形水平位移觀測整體數(shù)據(jù)來看，Ⅲ區(qū)圍堰水平位移觀測各測點X方向(上下游)累計位移量介于0.2mm～48.1mm之間，Y方向(左右岸)累計位移量介于-16.4mm～15.1mm之間。

5 結(jié)論

(1)根據(jù)Ⅲ區(qū)圍堰壩頂布置的10個變形觀測點觀測成果值，Ⅲ區(qū)圍堰堰頂各測點沉降觀測累計位移最大值為81.10mm，出現(xiàn)在LD9測點(圍堰上游側(cè)靠近左岸)，沉降量基本正常，未超出累計沉降量1%的正常沉降值。

(2)根據(jù)3個月的觀測數(shù)據(jù)顯示，強降雨對Ⅲ區(qū)圍堰的沉降變形量及上下游變形量影響都不大(部分原因為前后兩次觀測時間間隔較短)，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，同一斷面(上下游兩監(jiān)測點)堰頂下游側(cè)測點沉降位移量均大于上游側(cè)設(shè)置的測點，圍堰整體呈下沉變形趨勢。

(3)水平位移X方向(上下游)累計位移最大值48.1mm，出現(xiàn)在TP1測點(圍堰上游側(cè)左起第一排)，圍堰有整體呈向下游變形趨勢，變形量不大(局部變形)。

(4)水平位移Y方向(左右岸方向)位移值測值較小，目前變形趨勢不明顯。