浅谈土体位移计在大藤峡南木江副坝施工期安全监测中的应用

浅谈土体位移计在大藤峡南木江副坝施工期安全监测中的应用

丁腾腾

身份证号码：34120319880604XXXX

摘要：土体位移计，是建筑物变形监测的一种常用仪器，常用于测量大坝、堤坝的纵向变形也可以测量岩石、混凝土、土体等的钻孔的轴向变形，常见于多只仪器串联使用。为建筑物运行状态提供判断的基础数据资料。本文主要浅谈土体位移计在大藤峡南木江副坝施工期安全监测中的应用。

关键词：大藤峡南木江副坝；安全监测；土体位移计；应用

一、工程概况

大藤峡水利枢纽工程是国务院批准的珠江流域防洪控制性枢纽工程，也是珠江—西江经济带和“西江亿吨黄金水道”基础设施建设的标志性工程，是两广合作、桂澳合作的重大工程。是以防洪、航运、发电、补水压咸、灌溉等综合利用的流域关键性工程。工程正常蓄水位为61.0m，汛期洪水起调水位和死水位为47.6m，防洪高水位和1000年一遇设计洪水位为61.0m，10000年一遇校核洪水位为64.23m；水库总库容为30.13亿m3，防洪库容和调节库容均为15亿m3；电站装机容量1600兆瓦，多年平均发电量72.39亿千瓦时；控制灌溉面积136.66万亩、补水灌溉面积66.35万亩。

南木江副坝布置在南木江与黔江汇合口下游750m处，主要由粘土心墙石渣坝段、灌溉取水口及生态泄水坝段和混凝土重力坝坝段组成，南木江鱼道过鱼口布置在混凝土重力坝坝段上。坝轴线方位角为NW334°15'44''，坝顶长647.60m。粘土心墙石渣坝布置在桩号0+114.90m～0+696.90m之间，长度582.00m，坝顶高程65.00m，坝顶宽8m，最大坝高39.80m。上游坝坡为1：2.8，下游坝坡为1：2.5，上游坝坡设干砌石护坡，护坡下设碎石垫层，护坡在上游坝脚设干砌石齿脚，下游坝坡设干砌石护坡。粘土心墙防渗体顶高程61.50m，宽3m，粘土心墙上、下游坡比均为1：0.2，心墙与坝体石渣间设两层反滤层。

二、土体位移计监测点的布置

南木江副坝长度582.00m，坝顶高程65.00m，坝顶宽8m，最大坝高39.80m，基础建在弱风化基岩上。所以，对坝体变形的监测尤为重要。

依据监测设计，南木江副坝土体位移计安装埋设选择3个竖向典型断面和6个水平安装典型监测断面，共计选择9个典型监测断面，每个典型断面又有数十支进行串联安装（数量位置见表1-1）。笔者以基康GK-4430土体位移计，耐水压1Mp为例说明，

三、施工期观测及资料分析

（一）本副坝共计需安装104支土体位移计，受土建单位施工计划及进度影响，各仪器取得初始值从2016年11月20开始，截止目前，累积安装89支土体位移计，监测仪器频率模数测值稳定，电阻测值范围正常，仪器运行状态良好。笔者选择个2监测断面为例（分别一个竖向安装、一个水平安装），进行施工期观测及资料分析。

表2-1南木江副坝土体位移计月监测成果表SR-I-1~16，竖向安装（2018年1月-2019年1月）

备注：拉伸为正，收缩为负。单位：mm。空白栏为未安装，受篇幅限制，曲线图此处省略。

（二）观测数据分析

土体位移计根据使用地预测目的值不同，安装方式也不相同，参照不动点不同，通常安装竖向安装和水平安装2种方式分别进行数据分析，鉴于本副坝正在填筑高峰期，正处于施工期监测过程中，竖向安装的土体位移计，底部采用钻孔安装，假设最底部的仪器为不动点，测得数据后，利用计算公式进行计算。水平安装的土体位移计，以帯锚头混凝土固定的一端为假设不动点，测得数据后，利用计算公式进行计算。计算分析在不同深度测点位相对位移量，对南木江副坝施工期变形进行稳定性分析判断。

土体位移计监测数据成果分析：

1、竖向安装土体位移计（串联），采用分段测量、组段累加的计算方法对南木江副坝整个高程的各个监测点的位移进行行之有效的观测，对于基岩覆盖面以下，随着测点埋设深度逐渐增加，位移量绝对值而逐渐变小，随深度增加，基础变形量减小，基础稳定性增强。对于基础面以上的土石填筑部分，结合工程现场实际情况，坝体沉降数据趋势与坝体填筑高程线成正相关，当填筑过程结束后，碾压过程中，会有瞬间迅速沉降趋势，碾压完成后，沉降速率开始逐渐减少；少量部分数据突变，与填筑过程中降雨量、填筑料含水率成相关性。

2、水平方向安装土体位移计（串联），从观测数据分析看，位移量普遍较小，数据基本能够反应施工期南木江副坝坝体位移变化规律，现阶段水平位移变形量较小，受不均匀沉降影响。

综上所述，根据南木江副坝土体位移计监测数据成果分析，南木江副坝基础变形整体位移量较小，目前基础部位累计沉降量变化为0.75mm，且全部测点的变化速率不大于0.01mm/d，基础稳定性较强。坝体整体累计沉降量255.22毫米，远低于施工期设计允许值坝高1%，测点累计沉降量也较小，变化速率均不大于0.01mm/d，且在填筑料碾压完成后，沉降变化趋于平稳。在施工期，尚未起到挡水作用，因此，水平位移本文不在分析。以上可知，施工期南木江副坝位移变形量较小，通过施工期安全监测分析得知，南木江副坝基础和填筑的坝体稳定性较强。

参考文献：

[1]《岩土工程安全监测手册》第二版，中国水利水电出版社。