大型電廠沉降監測技術應用探究

袁華旭

摘 要：建（構）筑物受自身荷載、機械震動、地下水位變化等因素的影響，在建設和使用大型電廠、建筑物的過程中，地基會發生沉降變形情況。當不均勻沉降比較大時，極易導致建（構）筑物傾斜、被毀壞，甚至引發相關的工程事故，所以，在電廠施工建設和運營階段，要開展相關的沉降監測工作，這具有非常重要的經濟價值和實踐意義。

關鍵詞：沉降監測；水準線路測量；點位布設；地質條件

中圖分類號：TU196.2 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.147

在大型電廠和構筑物施工的過程中，很容易受到外界環境特別是工程地質條件的影響，難以準確掌握基礎的穩定性，同時，隨著時間的推移，地面荷載不斷增加，會引起地基和地層的變形。如果主體建筑發生不均勻沉降，勢必會影響該建筑物本身的穩定性。當主體不均勻沉降超過一定閾值時，則容易使主體產生撓度和傾斜，甚至引發主體裂隙。利用水準觀測等手段，按照變形監測規范，周期性采集監測點高程變化信息，有助于掌握其沉降和形變規律，客觀預測其發展趨勢。本文擬以某在建電廠項目為例，闡述其沉降監測基準點、工作基點和監測點布設方式，并探究和分析其數據采集要求、作業流程，以期為類似電廠沉降監測工程提供參考。

1 工程概況

現有某（2×660）MW機組新建工程廠區位于貴州省境內，場地多年年平均降水量為1 396.6 mm，多年平均風速為2.3 m/s，工程場地均位于北東向構造變形區上，早期—老第三紀時期，以產生裙皺、斷裂為主；挽近期—新第三紀以來，以大面積間歇性隆升為主，并伴有裙皺、斷裂活動和構造拗褶現象。廠址內未見有斷裂分布，場地內及其周邊也未見有影響廠址穩定的全新活動斷裂發育。場地地下水主要為巖溶水，含水層為泥灰巖和灰巖，分布于基巖裂隙和巖溶管道中。

為了確保電廠建筑物的安全性和穩定性，防止發生不均勻沉降，要科學指導結構施工，避免因沉降原因造成建筑物主體結構被破壞或出現影響結構使用功能的裂縫而造成的經濟損失，特對火力電廠場區基礎、主控與通信樓、220 kV以上配電樓、高于100 m的煙囪等開展主體沉降監測工作。

2 沉降監測技術指標要求

該電廠沉降監測項目采用水準線路測量的形式進行，其作業依據為《建筑變形測量規范》《電力工程施工測量技術規范》《建筑地基基礎設計規范》和《國家一、二等水準測量規范》等。

工程監測中所涉及的高程點位分為基準點、工作基點和監測點3類，前兩者對測區高程基準起到控制作用，并需定期復測基準點高程數據，以確定其點位的穩定性。監測點作為反映建筑物變化特征的客觀載體，其觀測技術指標如表1所示。

3 大型電廠沉降監測網布設與開展實施

電廠沉降監測工程采用Leica DNA03 高精度水準儀配合銦瓦標尺進行，其沉降觀測網由3個以上基準點、12個工作基點（一期8個，二期4個）組成，并根據場地類型、構筑物結構布設相應數量的監測點，具體布設情況如下。

3.1 基準點

結合測區的實際情況，為了便于沉降作業和基準點間的相互校核，于電廠周邊區域共布置3個水準基點，編號為M01、M02、M03，均位于基巖上，并按一等水準點要求埋石。同時，采用測溫鋼管式深埋水準點，按1956國家高程基準起算，且均與國家高程控制點聯測。

3.2 工作基點

布設工作基點主要是為了便于監測廠區的主要建筑物，且應選在比較穩定且方便使用的位置。在電廠一期建設時，布設8個工作基點，二期建設時，布設4個工作基點，均采用二等混凝土普通水準標石埋設，按一等水準測量要求與基準點聯測。

3.3 監測點

綜合考慮建筑物形狀、結構、地質、材料和樁形等因素，將監測點布設于最能敏感反映建筑物沉降變化的位置，比如汽輪機、鍋爐基礎各框架柱和平臺上表面，變電容量120 MVA及以上變壓器的基礎四周等。

采集沉降監測數據時，基準點和工作基點網采用徠卡DNA03和銦瓦尺測量，按一等水準測量的要求進行高程聯測；基準點和工作基點采用單路線往返測法，觀測順序為往測時，奇數站為后-前-前-后，偶數站為前-后-后-前，返測時奇數站為前-后-后-前，偶數站為后-前-前-后；工作基點與監測點間按二等水準要求進行閉合或水準附合環路觀測，起止點均為工作基點，以便水準觀測環線精度檢核。

外業采用DNA03電子水準儀自身的存儲卡記錄所采集的數據，數據傳輸采用徠卡公司的LeicaGeoOffice，內業數據處理采用徠卡的水準網平差軟件進行水準網的嚴密平差計算。分析監測數據資料可知，建筑物穩定性指標控制在0.01～0.04 mm/d之內，可判定為趨于穩定，同時局部傾斜不超過2‰～3‰L，即相鄰觀測點最大差異沉降量不超出0.002L～0.003L（L為相鄰觀測點距離）。為了確保監測數據的時效性，要及時整理、分析監測結果，掌握建筑物各部分的沉降動態、沉降規律，以準確掌握監測對象穩定性狀態，科學預測未來時段的變形量。

4 結論

由于電廠目前正處于施工建設階段，尚未總結、分析累積沉降數據，因此，本文僅探究、分析了其沉降監測點位布設方式、數據采集與處理的方法。隨著多期沉降數據的匯總、積累，可采用GM（1，1）灰色模型、回歸分析等方法研究監測對象隨荷載變化、監測時段的形變規律，從而更加有效地指導電力生產建設實踐。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕