设计方案与仪器布置优化建议

由于主坝淮北段7+155断面 (中心沟断面)是整个淮北段中坝体填筑最高 (17m)、地形最为复杂、地质条件恶劣的断面,其沟基中粉质壤土夹淤泥质土厚2～4m,且该层渗透系数小,含水量大;6+130断面原始地势低洼,是淮北段南侧的典型断面;故选取6+130断面、7+155断面做为主要监测断面(见图8-1)。

图8-1　6+130断面 (7+155断面) 监测设计图

1.坝体垂直位移监测设计

对坝体竖向位移(垂直位移)监测规范规定:一般可取1～3个观测断面,每个断面上可布设1～3条观测垂线,其中一条宜布设在坝轴线附近,观测垂线的布置应尽量形成纵向观测断面。观测垂线上测点的间距,应根据坝高、结构形式、坝料特性及施工方法与质量等定,一般2～10m。一条观测垂线上的测点,一般宜3～15个,最下一个测点应位于坝基表面,以监测坝基的沉降量。

参照坝体竖向位移监测规范,就本项目坝基垂直位移的监测,在淮北段选取6+130断面、7+155断面高出坝基1～1.5m 处各布设1套电解质式垂直位移监测系统,每套系统有10支电解质式水平固定测斜仪传感器,从距坝轴线上游17.5m 处每隔3.5m 布置1支传感器至下游14m 处,连续监测坝基的垂直位移变化。

对6+130断面的电解质式垂直位移监测系统,结合主坝淮北段原型观测设计中在6+135断面19.0m 高程距坝轴线下游5.5m 的位置布设的1支振弦式沉降仪辅助监测;对7+155断面的电解质式垂直位移监测系统,结合主坝淮北段原型观测设计中在7+162断面19.0m 高程距坝轴线下游5.5m 的位置布设的1支振弦式沉降仪辅助监测,以比较和互相验证。为更全面反映建筑物的内部变形状态及其变化规律,结合主坝淮北段原型观测设计中在6+455断面19.0m 高程距坝轴线下游5.5m 的位置布设的1支振弦式沉降仪监测该断面坝基的垂直位移。

2.坝体水平位移监测设计(www.xing528.com)

对坝体水平位移观测规范规定:其观测布置与坝体竖向位移观测相同。一般可设1～3个观测断面。观测垂线一般布设在坝轴线或坝肩附近,或其他需要测定的部位。

就本项目坝体水平位移的监测,在淮北段选取6+130断面、7+155断面各布设1套电解质式水平位移监测系统,每套系统有3支电解质式垂直固定测斜仪传感器,在距坝轴线下游5.5m 处每隔5m 布置1支传感器,构成一条观测垂线。

3.孔隙水压力消散监测设计

在临淮岗洪水控制工程主坝淮北段的原型观测设计方案中,布置有坝体孔隙水压力计,其作用主要是坝体渗流压力监测,在本项目中结合它作为施工过程中孔隙水压力消散监测,合理确定和控制施工强度,确保施工安全。主坝淮北段原型观测设计中坝体渗流压力监测设计方案如下。

依据规范并结合专家审查意见中少而精的原则,在本工程中每个断面各布设4个测点,位置沿预计最低浸润线安排。上游坝肩下布设1条铅垂线,1个测点。下游排水体之前布置有1个测点。上游坝肩与下游排水体之间作了1条观测铅垂线,1个测点。在上游渗流进口,由于浸润线变幅较大,故埋设了1个测点。在主坝淮北段科技创新项目中监测仪器分布位置见表8-2。

表8-2　主坝淮北段科技创新项目监测仪器分布位置表

上述仪器的电缆线可以很方便地接入到坝顶机房内的MCU (测控单元)内,通过光纤将数据传入中央控制室,实现自动化监测。每台MCU 具有模拟量测量、A/D 转换、数据自动存储和与上位机进行数据通讯等功能,连接到中央控制室内后,通过监测管理软件实现在线监控、离线分析、安全管理、数据库管理、远程网络管理等自动化功能。