长洲水利枢纽安全监测仪器布置_长洲水利枢纽设备
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长洲水利枢纽安全监测仪器布置
长洲水利枢纽安全监测仪器布置
摘要：长洲水利枢纽为大型水利枢纽，为有效监控水工建筑物在施工期和运行期的工作性态，进行了位移、渗流、应力应变、环境量等安全监测布置，布置和埋设了激光准直系统、测压管、渗压计、应力应变计、温度计等众多的监测仪器，收到了较好的效果。
关键词：位移、水工建筑物、渗流、应力应变
中图分类号： TV61 文献标识码： A 文章编号：
1前言
长洲水利枢纽位于西江水系干流浔江下游河段广西梧州市上游12公里处，枢纽坝轴线横跨三江（内江、中江、外江）、两岛（长洲岛、泗化洲岛），是一座以发电为主，兼有航运、灌溉和养殖等综合利用效益的大型水利枢纽。长洲水利枢纽工程等级为Ⅰ等工程，根据《混凝土大坝安全监测技术规范》DL／T5178-2003和《土石坝安全监测技术规范》（SL60—94）的要求，结合本工程建筑物的结构特点，对本工程进行了水工建筑物的安全监测进行了设计，进行施工期和运行期的原型观测。本工程的主要观测项目有：外部变形观测、渗流观测、内部观测、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：泄水闸、厂房、船闸、接头重力坝和土石坝。
2大坝表面变形监测
长州水利枢纽大坝表面变形观测项目主要有水平位移、垂直位移等。
水平位移：水平位移采用二维激光准直法观测（同时也可监测垂直位移），激光准直线端点用倒垂线和双金属标控制。船闸、外江观测廊道分别设置4条激光准直线，中江设置一条、内江设置1条，共6条激光准直线计98个测点。
垂直位移：在坝区布置了垂直位移监测网组成2个环水准线。另在三江坝顶各布置1条水准线路计107个测点，对大坝进行垂直位移
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观测，均采用精密水准法进行观测，按一等水准限差施测。
⑴垂直位移监测网
长洲水利枢纽施工期垂直位移观测实施的总方案为“先建网，后监测；先外江，次内江，后中江”。
从枢纽左岸至右岸共布置水准网工作基点8座，其中2座双金属标（水
1、水6），5座钢管标（水
3、水
4、水
5、水
7、水8），根据工程实际布设2个水准环线，分别是：①枢纽主坝环线：从“长水基右铜（已知施工深层基岩双金属标）”开始，经过“水6”、“水5”、“水4”、“水3”、“水1”至“长水基右铜”，水准路线总长10.311Km；②右岸船闸水准网环线：从“水6”开始，经过“水7”、“水8”至“水6”，水准路线总长2.641Km。，从2009年6月18日开始施测。各水准环线均按一等水准测量规范要求施测。
⑵大坝垂直位移监测
在外江、中江、内江坝顶布置了垂直位移测点，各布设1条水准线路，计3条水准线路103个测点。
3渗流监测
大坝渗流监测项目主要有坝基扬压力、渗漏量，在帷幕后顺坝轴线方向不同部位布置有测压管及渗压计，另在代表性坝段沿断面上、下游方向布置测点，以监测坝基扬压力横向分布。渗流监测仪器布置如表3.1～3.3所示。
表3.1 内江渗流监测项目一览表
⑴埋设测压管106根，采用压力表或孔隙水压力计进行观测，两仪表可相互对比测，其中内江23根、中江38根、外江布设45根。
⑵埋设渗压计152支，其中内江48支、中江31支、外江布设73支，在相同部位如有测压管时，两监测成果也可相互验证。
4接缝监测
长州水利枢纽大坝接缝监测项目主要有：基岩变形、混凝土施工缝开合及混凝土坝与土石坝接合部开合等。监测仪器布置如表4.1～4.3所示。
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⑴在坝踵处基岩埋设基岩变形计43支，仪器型号为“CF-20”，以监测坝踵处基岩的开合变形，其中内江11支、中江8支、外江布设24支。内江分布设在“内厂房”、“内泄水闸”处；中江分布设在“内泄水闸”处；外江分别布设在“外1-2#重力坝”、“外4-7#重力坝”、“外厂房”、“外泄水闸”处。
⑵在混凝土坝与土坝接合部处埋设25支大量程位移计，仪器型号“CF-200”，以监测混凝土坝与土坝接合部的开合变形，其中内江7支、中江8支、外江布设10支。内江布设在“内江左岸土石坝”处，中江布设在“左右岸土石坝”处，外江分别布设在“外1-2#重力坝”、“外江左岸泗化州土石坝”处。
⑶在混凝土坝施工缝处埋设63支测缝计，仪器型号“CF-12”，以监测混凝土坝施工缝的开合变形，其中内江32支、外江布设31支。内江仪器布设在“内厂房”处、外江仪器分别布设在“外厂房1-2#机”、“2#船闸下闸首”、“外泄水闸门机大梁”处。
表4.1内江接缝监测仪器一览表
5应力应变及温度监测
应力应变监测项目主要有土压力、钢筋应力、无应力、混凝土应变及温度。
⑴ 埋设土压力计11支，以监测混凝土坡脚受土体或回填料的压力，仪器分别布置在“外江1#重力坝”、“外船闸上闸首”、“下航”混凝土与土石体的结合处。
⑵埋设钢筋计104支，以监测钢筋混凝土的钢筋应力，其中内江37支、中江9支、外江布设67支。内江仪器分别布置在“内电站厂房”、“泄水闸”处；中江仪器布置在“内泄水闸”处，外江仪器分别布置在“外电站厂房”、“外船闸上闸首”、“泄水闸”“下航”处。
⑶埋设三向应变计57组，其中外江布设41组（120支）、内江16组（87支）、中江4组（12支）。相应部位还埋设了无应力（共78套），以测量混凝土自生体积的变化，即可测量由重力所产生的应力
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应变值。内江、中江泄水闸各埋设二向应变计2组。
⑷埋设温度计119支，其中内江38支、中江19支、外江布设62支，以监测施工期的混凝土温度变化值，并监测运行期的混凝土温度变化值。还在外江安装间、内江厂房及中江上游混凝土表面处沿铅直向布置了表面温度计，以监测库水温。边坡位移
埋设13+7=20套多点位移计（44+7=51个锚头），仪器型号“BWC-4100”，以监测边坡岩体孔深内不同高程的的位移，其中内江布设2套，中江7套（每套1支仪器）、外江布设11套。内江仪器布设在内江左岸土石坝；中江仪器布设在中江左、右岸土石坝处；外江仪器分别布设在“船闸控制楼”、“下游引航道”处。
在外江下航高边坡处钻孔埋设了7套钻孔倾斜管，观测仪器型号“BWC-4100”，以监测边坡岩体孔深内不同高程的位移分布。结论
长洲水利枢纽工程按规范要求布设了变形、渗流、应力应变等监测项目，到现在已经稳定运行了较长时间，有效地监控了建筑物的工作性态，为工程蓄水和竣工安全鉴定提供了非常有益的数据。
参考文献：
【1】王德厚,刘景僖,华锡生。三峡工程安全监测系统仪器布置优化研究【J】，长江科学院院报，2011，5：73-75.【2】张松涛,陆辛；大化水电站扩建工程安全监测设计【J】，广西水利水电，2012，2：62-64.【3】李克绵,黄涛,谭继文,姜盛吉。满拉大坝安全监测设计与仪器布置【J】，水利水电技术，1999，s1：17-19.作者简介：黄杰（1976~），男，广西平果人，广西南宁东桂环保科技有限公司工程师，学士，主要从水工、水土保持设计工作
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