长洲水利枢纽工程大坝永久观测方案详解.doc

广西长洲水利枢纽工程大坝安全观测方案 1 概述 广西长洲水利枢纽工程坝址位于珠江流域西江干流浔江下游河段、梧州市上游约12km处。挡水建筑物总长3521.18m，坝顶高程34.6m，最大坝高53.4m；通航建筑物为一线千吨级、一线两千吨级船闸，年货运能力4012万吨。枢纽座落在长洲岛端部，坝轴线横跨两岛三江，从右至左布置有：右岸接头重力坝及土石坝，2号1000吨级船闸、2孔冲砂闸、1号2000吨级船闸；外江16孔泄水闸、外江厂房（9台机组）；长987m的鱼道、泗化洲岛土坝；中江15孔泄水闸；长洲岛土坝；内江12孔泄水闸、内江厂房（6台机组）；左岸接头重力坝及土石坝；泗化洲岛及内江左岸台地布置两个开关站。 长洲水利枢纽在同类型水电站中，以其大坝最长、机组大而且台数最多、船闸规模巨大、被业内誉为灯泡贯流式机组电站中的“三峡工程”。 2 长洲水利枢纽工程运行期安全监测技术措施 长洲水利枢纽工程为Ⅰ等工程，安全监测主要项目包括：外部变形观测、内部观测、渗流观测、环境量监测。观测内容包括：水平位移、垂直位移、扬压力、绕坝渗流、上下游水位观测、混凝土的应力应变观测等。观测范围：船闸、泄水闸、厂房、接头重力坝和土坝。 2.1 外部变形观测 2.1.1激光准直系统 主要包括坝顶激光准直系统和沉陷点、船闸激光准直系统和控制楼位移、接头土坝位移、边坡稳定观测、枢纽水准网的观测等。坝顶及船闸激光准直系统是观测水工建筑物水平位移的一种方法。由于激光具有方向性好、能量集中、亮度高、单色性和相干性较好等特点，因此利用激光观测位移变化较传统视准线法观测精度高，且有利于实现自动化。 2.1.1.2激光准直系统的布设 真空激光准直系统分为激光准直系统和真空管道系统两部分，激光准直（波带板激光准直）由激光点光源（发射点）波带板及其支架（测点）和激光探测仪（接收端点）组成，真空管道系统包括：真空管道、测点箱、软连接段、两端平晶密封段 真空泵及其配件，激光准直系统的布设情况为外江2条（35点套）、外江船闸及边坡2条（20点套）、中江1条（20点套）、内江1条（24点套）。 2.1.1.3激光准直观测 a)激光经纬仪准直法与传统视准线法相似，观测误差中也包含着分辨误差、读数误差、折光误差、调焦误差等，此外还有共轴误差、热漂移误差、复位误差、大气的折光和湍流影响。因此在观测时，应仔细调整，尽量使激光轴与视准轴重合；改善激光管与望远镜之间的绝热来减少激光束漂移；利用小孔光栏减少复位误差；选择在夜间或阴天进行观测，以减少大气影响。 b)观测前应先启动真空泵抽气,使管道内压强降到规定的真空度以下,具体要求在设计书中规定。 c)用激光探测仪观测时,每测次应往返观测一测回,两个“半测回”测得偏离值之差不得大于0.3mm。 d)其测点位移量计算公式如下,公式中相对应的符号如下图所示. 式中：di—— i 测点位移量（mm）； K—— 归化系数，K=Si/D Si—— i 测点至右端点的距离（m）； D—— 准直线两工作基点间的距离（m）； ( —— 左、右端点变化量之差，(=(L-(R（mm）； L0——i 点首次监测值（mm）； L ——i 点本次监测值（mm）。 2.1.2倒垂线 倒垂线主要包括浮体组、垂线、观测平台、锚固点等。 2.1.2.1倒垂线的布设 倒垂线的布设情况为外江3条、外江船闸及边坡4条、中江2条、内江2条。 2.1.2.2倒垂线观测 a)垂线人工观测一律采用CG－3型光学垂线坐标仪进行观测，观测前、后应在室内观测墩上检查仪器零点，取其平均值与首次检查值之差为本次观测值的改正数，每次检查观测两测回，每测回之间须重新整平仪器，每测回照准两次，读数两次，两次照准差不得超过0.15mm，测回差也不得超过0.15mm。 b) 一条垂线上各测点的观测，应从上而下，或从下而上，依次在尽量短的时间内完成。若用遥测垂线坐标仪观测，观测前需进行灵敏度系数测定。倒垂线每次均观测两测回，其观测方法和限差与坐标仪零点检查观测方法相同。凡与激光准直系统、直伸监测网和视准线有关的倒垂线，均应与它们同步进行观测，要求在最短的时间内观测完毕。 2.1.3垂直位移 垂直位移水准网的布设是为了枢纽建筑物变位观测提供统一的基准值和校核工作基点的稳定性。枢纽各水工建筑物及控制楼、边坡的沉陷即垂直位移采用几何水准法进行观测。几何水准法观测垂直位移有两项工作：一是由水准基点校测各起测基点是否有变动，二是利用起测基点测定各垂直位移标点的位移情况。 2.1.3.1垂直位移的布设 在外江右岸、内江左岸和长洲岛下游约2km左右各布设一个水准基点组，每组设一个水准