葛洲坝三号船闸安全监测设施改造设计和实施.pdfVIP

8．葛洲坝三号船闸安全监测设施改造设计与实施 长江三峡通航管理局 陈国仿 摘要：在分析葛洲坝三号船闸安全监测监测设施存在的问题的基础上，提出观测设施改造的 原则和布置内容，阐述了改造工程的埋设与安装技术要求，介绍了工程的实施情况。 关键词：船闸安全监测 设计实施 自动化 1．工程概况 葛洲坝三号船闸位于葛洲坝三江航道左侧，船闸轴线与坝轴线正交，右侧为三江冲沙闸，左侧 连接左岸土石坝。船闸主要建筑物由上、下闸首及闸室组成，闸首及闸窒均采用分离式结构。闸室 有效长度120米、宽18米、槛上水深3．5米、最大水头差27米，闸室段顺水流方向分为7块， 每块长16米。 三号船闸主体建筑物建基面高程在26米左右，建基岩石为灰白色中细粒砂岩．岩石较新鲜、强度 高、能够满足建筑物承载要求，但丰富的软弱夹层以及部分地段的粉砂岩强度较低是主要的工程地 质问题。 三号船闸是葛洲坝水利枢纽的主力船闸之一，是客轮和小型货轮的快速过坝通道，过闸任务极 为繁重，船闸充泄水频繁。 2．出现的主要水工问题 三号船闸先后出现了一系列水工问题，如1989年1月11日下闸首底坎沿左右纵结构缝产生严 起闸室底板止水系统失效引起的基础排水廊道严重漏水，漏量最大达lOm3／min；基础排水廊道、输 水廊道及闸室底板纵缝发现的较为严重的砼挤压破损以及1997年前后发现的左下人字I1I1体支垫 与闸墙枕垫的挤卡等问题；。这些问题大部分在1997年、2004年该闸的计划性大修中进行了处理或 完善，消除了船闸安全运行的隐患。但仍有部分问题，特别是自1999年出现了基础排水廊道析出物 问题，受有关客观条件的限制，尤其是该闸的安全监测设施存在不同类型的问题，难以通过精确、 有效的观测数据解释出现的问题，虽经系统研究仍不能得出科学合理的解释，受到各级领导的高度 重视。 3．水工监测设施及存在的问题 3．1水工监测项目和布置 三号船闸外部变形监测设施全部集中在闸面，分为垂直位移监溺和平面位移监测两类。 垂直位移监测由52个测点组成，左右闸墙各布置26点，分别在坝面一等水准点间布置成附和 水准路线，按二等水准测量精度实施观测，沉陷位移每月观测，一次。 水平位移监测采用在左右闸墙顶各布置一条视准线进行观测。每条测线共6个视准线测点，左 闸墙视准线工作基点为左上及左下点，右闸墙视准线工作基点为右1和右6测点，视准线工作基点 的稳定性检查是分剐通过与左岸基左、综合基点组成的两个大地四边形进行的。其中基左、综合基 点设置了正、倒垂线，对大地四边形基点位移进行改正。大地四边形采用WILD T3经纬仪实施二等 三角观测。上述测点除基左、综合、左下、右下测点采用强制基座对中外，其他测点采用光学对点 器对中。水平位移观测每月一次。 三号船闸变形监测系统布置略图见图一所示。 图一 三号船闸变形监测系统布置略图 3．2监测系统存在的问题 3．2．1监榭设施存在的弊端 由于三号船闸外部变形监测系统仅是对闸面位移的观测，而对于基础部位的位移情况没有任何 观测设施．针对所出现的这些结构问题，是否是因为基础的位移而导致，当前仅根据闸面的变形监 测资料对三号船闸整体变形作出综合判断缺乏严密性、科学性。 视准线左上、右1、右6基点以及除右下测点外所有视准线测点均未设置强制基座对中装置。 而是采用光学对中，这种观测方式对观测精度影响较大，不符合《混凝土大坝安全监测技术规范》 观测墩上应设置强制对中底盘，底盘对中精度不应低于0．2ram”的规定。 3．2．2观测精度不能满足安全监测的需要 51 三号船闸视准线工作基点采用二等三角精度的大地四边形进行稳定检验。三角测量误差来源主 要有外界因素、仪器误差、照准和读数误差的影响等。对于三号船闸大地四边形测量精度而言，主 要受闸室充泄水、测点对中、照准误差、观测过程中的大气折光以及观测设施本身布景的图形条件 等因素的影响较大。 河海大学土木工程学院对三号船闸观测资料进行的系统分析结果表明，平面位移测点受各种因 素的影响而存在较大的误差，回归效