三峽ＲＣＣ圍堰施工期外部變形監(jiān)測

張　勇　胡天祥

摘要：三峽工程三期圍堰包括上、下游土石圍堰及上游碾壓混凝土圍堰。圍堰能否安全運行，直接影響三期工程能否順利進行，因此必須對RCC圍堰的穩(wěn)定性進行嚴密監(jiān)測。RCC圍堰堰頂布設(shè)了5座水平位移監(jiān)測點。10座垂直位移監(jiān)測點，縱向圍堰B塊、C塊布設(shè)兩座水平位移監(jiān)測點、兩座垂直位移監(jiān)測點，以監(jiān)測圍堰的穩(wěn)定性。施工期水平位移變形監(jiān)測主要采用測邊交會法進行觀測。垂直位移監(jiān)測點采用精密水準測量法觀測。RCC圍堰蓄水以來，外部變形監(jiān)測經(jīng)初步分析，圍堰有一定的變化規(guī)律，為三期工程的順利進行提供了準確及時的信息，也為施工人員和物資設(shè)備提供了安全保證。

關(guān)鍵詞：RCC圍堰；外部變形監(jiān)測；監(jiān)測點；基準點

三峽工程三期圍堰包括上、下游土石圍堰及上游碾壓混凝土(RCC)圍堰。三期RCC圍堰為I級臨時重力式壩型，圍堰軸線平行于大壩軸線，距大壩軸線上游114m，全長約580m。圍堰右側(cè)同白巖尖山坡相接，左側(cè)與混凝土縱向圍堰內(nèi)段相連，圍堰頂部高程140m，頂寬8m，最大底寬107m，最大堰高115m，迎水面高程70m以上部分為垂直坡，高程70m以下為1:0.3的邊坡，背水面高程130m以上部分為垂直坡，高程130m至50m(58m)平臺間為1:0.75的邊坡。圍堰能否安全運行，直接影響三期工程能否順利進行，因此必須對RCC圍堰的穩(wěn)定性進行嚴密監(jiān)測。

變形監(jiān)測的成果應(yīng)能準確及時地反映RCC圍堰的實際變形程度或變形趨勢，因此必須采用精度高、且能滿足觀測周期要求和成果可靠的作業(yè)方法。

1施工期外部變形監(jiān)測點的布置及埋設(shè)

RCC圍堰堰頂布設(shè)了5座水平位移監(jiān)測點，10座垂直位移監(jiān)測點，縱向圍堰B塊、C塊布設(shè)兩座水平位移監(jiān)測點、兩座垂直位移監(jiān)測點，以監(jiān)測圍堰的穩(wěn)定性。監(jiān)測標點埋設(shè)設(shè)備的對中基座、水準標盒、水準標芯、鋼筋型號、混凝土標號均按設(shè)計圖紙中的型號采購和實施。

2變形監(jiān)測基準點的建立

2.1水平位移監(jiān)測基準

一般來講，施工區(qū)已有的測量控制點，從其精度要求、點位密度、點位分布等方面都無法滿足高精度變形監(jiān)測的要求，因此必須建立專門的變形監(jiān)測控制網(wǎng)。根據(jù)RCC圍堰大壩的結(jié)構(gòu)、形狀、施工特點及設(shè)計要求，在偏巖子和泄洪壩段上布置RCCl和RCC2兩點，與原有控制點TN01BZ構(gòu)成平面 控制最簡網(wǎng)，并以這3點為水平位移監(jiān)測的基準。

由于偏巖子是建設(shè)中的旅游景點，其旅游景點的至高點設(shè)計高程為176m，而當時的山頭高程僅為173.6m。為了既保證網(wǎng)點的穩(wěn)定，又能適應(yīng)RCC圍堰監(jiān)測點的觀測需要，并確保施工過程中不被破壞和埋沒，決定增加標點基礎(chǔ)高度，保證其基礎(chǔ)頂部高度高于設(shè)計高程。為了保證標墩的穩(wěn)定，標點的基礎(chǔ)部分必須埋設(shè)在較硬的地質(zhì)上，因此在基礎(chǔ)開挖時，將原地面向下挖0.6m至基巖，并且在基礎(chǔ)底部打人 28mm的螺紋鋼筋，打人深度為0.7m；基礎(chǔ)底部至上部，用Ф6mm 的4根鋼筋作為插筋，每隔Ф0.5m加一道Ф6mm的箍筋，與底部基礎(chǔ)鋼筋緊密相連，使上下成為一個整體；按1.3mX 1.3m的正方形尺寸進行混凝土基礎(chǔ)澆筑。混凝土基礎(chǔ)部分相對高度3.2m，頂部高程為176.2m，高出旅游景點設(shè)計高程0.2m。上部的觀測墩按設(shè)計進行埋設(shè)，并安裝強制對中基座。最簡網(wǎng)點RCCl埋設(shè)在泄洪壩段壩頂185m平臺，首先進行基礎(chǔ)打錨，然后進行基礎(chǔ)部分澆筑，其基礎(chǔ)高度為0.3m；按設(shè)計進行觀測墩的埋設(shè)，并安裝強制對中基座。

2.2垂直位移監(jiān)測基準

施工期垂直位移監(jiān)測以LS01MP、LN03SX雙金屬標為基準點。

3監(jiān)測點觀測

3.1水平位移監(jiān)測點觀測

水平位移監(jiān)測點的坐標一般以工作基點為基準采用邊角交會、邊交會、角交會或極坐標法得到。隨著高精度測距儀和全站型電子速測儀的普及應(yīng)用，施工期水平位移變形監(jiān)測主要采用測邊交會法進行觀測。

RCC圍堰水平位移監(jiān)測點觀測以TN01BZ、RCCl、RCC2三點作為工作基點，采用三邊交會法進行觀測，交會點交會方向見圖1。使用標稱精度為±(1mm+1ppm)的測距儀進行邊長觀測，觀測前到有資質(zhì)、經(jīng)國家認可的基線場進行測距儀加、乘常數(shù)測定；觀測過程中測站和測點同時讀取空盒氣壓計的氣壓和干濕通風(fēng)溫度計的干溫和濕溫；施測的邊長要進行氣壓、溫度、加乘常數(shù)和傾斜改正，并將邊長投影到三峽壩區(qū)120m的平均高程投影面上，然后作觀測數(shù)據(jù)的各項驗查和測邊精度評定。在各項外業(yè)成果符合要求后進行嚴密平差計算，最弱點相對于工作基點位移量中誤差不超過±2.0mm。水平位移監(jiān)測點每測次的點位精度統(tǒng)計見表1。

3.2垂直位移監(jiān)測點觀測

垂直位移監(jiān)測點采用精密水準測量法觀測，采用ZeissNi002水準儀和線條式銦瓦水準標尺進行觀測，按《國家一、二等水準測量規(guī)范》中的一等水準的測量要求施測，閉合差不應(yīng)大于，監(jiān)測點垂直位移量中誤差限值一般為土1.0 mm。

監(jiān)測水準網(wǎng)以LS01MP、LN03SX為基準點，布置成附合水準路線(觀測線路見圖2)，其線路單程長度約6km，單程測站數(shù)約170站。觀測線路以雙金屬標LS01MP為起點，經(jīng)上壩公路、旅游景點大橋、RCC圍堰、圍堰下游側(cè)120m平臺、至雙金屬標LN03SX水準點。每次觀測均滿足附合路線閉合差小于的要求。在蓄水期間的加密觀測，因時間緊迫，為了保證監(jiān)測工作的及時性和連續(xù)性，在既不影響測量精度，又不影響進度的情況下，利用事先埋設(shè)的水準留點，作為加密觀測時附合路線的起、閉點，進行加密觀測。由于使用的留點觀測成果距首次值觀測的時間很短，又埋設(shè)在比較堅硬的巖石上，不會有太大的變化，因此不會影響觀測成果精度。垂直位移監(jiān)測精度見表1。

3.3觀測過程中存在的問題及處理辦法

在布設(shè)最簡網(wǎng)時，受地形條件限制，其中RCCl點布設(shè)在泄洪壩段185m壩頂平臺上，而該點實際也位于變形范圍之內(nèi)。因此在每次觀測RCC圍堰監(jiān)測點時，要對該點進行觀測，首先求出該點的坐標，再進行RCC圍堰監(jiān)測點的坐標計算。

4觀測成果初步分析

RCC圍堰蓄水以來，外部變形監(jiān)測經(jīng)初步分析，圍堰有一定的變化規(guī)律。在圍堰中間部分受水壓力的影響，向下游位移相對變化較大，最大累計位移量達12.02mm縱向圍堰同時受水壓力的影響，中間部分向右岸累計位移量僅達2.27mm；垂直位移在蓄水期間受圍堰自重和水壓力的影響，左端的變化大于右端的變化，最大累計位移量達4.09mm。RCC圍堰在以后的運行過程中位移量可能還會增大。

為了解圍堰在蓄水期間位移量的變化情況，僅選取了10堰壩段的TP／BM05SW點做了過程曲線，以反映圍堰的變化規(guī)律，詳細情況見過程曲線圖。圖3為BM05SW垂直位移過程曲線圖，其中縱軸為位移量，橫軸為觀測時間，向下沉為正值。圖4為TP05SW水平位移過程曲線圖，其中縱軸為位移量，橫軸為觀測時間，沿X軸向下游變化為正值，沿Y軸向左岸變化為正值。

5結(jié)束語

RCC圍堰外部變形監(jiān)測埋設(shè)垂直位移監(jiān)測標墩12座、水平位移監(jiān)測標墩?座，觀測數(shù)據(jù)精度可靠，質(zhì)量優(yōu)良，為三期工程的順利進行提供了準確及時的信息，也為施工人員和物資設(shè)備提供了安全保證。