坝体垂直位移监测成果分析

1.电解质式垂直位移监测系统

(1)根据观测数据,绘制6+130断面电解质式垂直位移监测系统相对位移分布曲线图 (见图8-2、图8-3)。从图8-2的曲线趋势中可看出,最大相对位移发生在坝轴线处,为2005年8月20日IN2—2—6测点的相对位移值-110.14mm (“-”表示位移方向向下)。

图8-2　6+130断面水平固定测斜仪相对位移分布曲线图

从图8-2中的曲线变化上看,随着上部荷载的增加,该断面坝基下部的软弱层压缩,发生垂直方向的变形,曲线最终表现为:距坝轴线上下游5m 以内土层最厚,其上部荷载最大,故发生的垂直位移最大;距坝轴线上下游5m 以外土层较薄,其上部荷载较小,故发生的垂直位移最小,从而曲线呈现出与之相对应的“倒钟形”。

结合6+137断面ES2—1—1振弦式沉降仪的观测,绘制出水平固定测斜仪的绝对位移分布曲线图 (见图8-3)。从图8-3中可看出,最大绝对位移发生在坝轴线处(即IN2—2—6测点),为-437mm (“-”表示位移方向向下,2005年8月20日测值),曲线呈现相对应的“倒钟形”。

(2)根据观测数据,绘制7+155断面电解质式垂直位移监测系统相对位移分布曲线图 (见图8-4)。从图8-4的曲线趋势中可看出,曲线表现为:以距坝轴线上游7m 点(IN5—2—4)为分界线,上游端略有扬起,从图中看上游端可能出现侧向挤出的现象。垂直相对位移最大的点发生在距坝轴线上游7m 点 (IN5—2—4),最大时达-72.67mm。(“-”表示位移方向向下,2005年8月20日侧值),较6+130断面的电解质式垂直位移监测系统所测相对位移小37mm 左右,经分析,该断面筑坝前为一条大水沟,由于工程地质条件不好,该断面坝基下采用粉喷桩进行了处理,经处理后的坝基工程地质条件得到改善。

结合7+162断面ES5—1—1 振弦式沉降仪的观测,绘制出水平固定测斜仪的绝对位移分布曲线图(略)。从图中可看出,曲线没有出现明显的 “倒钟形”形状,这与坝基下部软弱层进行粉喷桩处理有关,工程地质条件改善后的坝基压缩量变小,最大绝对位移为-183.67mm。发生在距坝轴线上游7m 的IN2—2—4测点。

图8-3　6+130断面水平固定测斜仪绝对位移分布曲线图

图8-4　7+155断面水平固定测斜仪相对位移分布曲线图

2.振弦式沉降仪

对主坝淮北段原型观测设计中在6+137断面、6+457断面及7+162断面的19.0m 高程处埋设的共3支沉降仪进行观测,根据观测数据绘制沉降量—时间过程线。从过程曲线来看,这3支沉降仪均呈下降趋势。由于沉降仪的测量需借助外部变形测量的结果,外部变形受天气、点位等诸多因素影响,加上沉降仪的储液仓高程不能固定在相对永久不动的地方,而是随坝体的填筑不断抬升,所以测量中尤其在加密观测时难免出现误差。对曲线中个别点出现的“反弹”现象,初步判断是测量误差所致。

至2005年8月20日,洪水前在6+137断面埋设的沉降仪(ES2—1—1)总的沉降量已达406mm,日平均沉降量约0.65mm/d,发生大的沉降主要集中在2004年5～6月,该时间段是淮北段集中上土的时间,由于上部荷载的增大,坝基有较明显的沉降发生,这两个月期间发生132mm 的沉降,日平均沉降量约2.2mm/d。(www.xing528.com)

至2005年8月20 日,在6+457 断面埋设的沉降仪 (ES3—1—1)沉降量为373mm,日平均沉降量约0.79mm/d。2004年5月1日至5月31日沉降约100mm,日平均沉降量3.3mm/d左右。新埋设的仪器在初期不能较好地与土体结合一致,其上部的荷载增加较快,是发生较大沉降的主要原因。

至2005年8 月20 日,7+162 断面埋设的沉降仪 (ES5—1—1)沉降量为160mm,日平均沉降量约0.33mm/d。该断面沉降仪于2004年4月23日埋设,发生最大沉降的时间段在同年5月23日至6月8日之间,沉降约58mm,日平均沉降量3.9mm/d左右。在2004年5月23日之前的几天测试中,出现一截上升的曲线段。由于该断面在筑坝前是一条大的中心沟,上土前打过粉喷桩进行处理,处理后的工程地质条件较好,从2004年6月8日～2005年8月20日,共发生59mm 的沉降,日平均沉降量仅为0.14mm/d,一定程度上验证了7+155断面所埋设的电解质式位移监测系统所测结果。

3.垂直位移理论计算验证

(1)成果分析。坝体轴线处沉降计算结果见表8-6。

表8-6　沉降计算成果表

成果分析:以上坝体及坝基的沉降量及坝顶预留沉降超高,仅是理论上的计算成果,各坝段竣工后实际预留沉降超高,应参照施工期的沉降观测与理论计算成果,结合已建工程经验综合分析确定。

(2)对比分析。按照设计计算,坝基施工期沉降为25.5cm,最终沉降为73.5cm。

6+130断面垂直位移监测系统。由于2004年10月下旬,主坝淮北段工程坝体土方填筑基本结束,开始坝面护坡工作,故垂直位移按时间段分两部分进行比较。

1)至2004年10月12日,6+130断面垂直位移监测系统的整体沉降量为263mm,与理论计算值比较,仅相差8mm。

2)至2005年8月20日,6+130断面垂直位移监测系统的整体沉降量为327mm。

7+155断面垂直位移监测系统。该断面地基经过粉喷桩处理后,工程地质条件得到很大的改善,发生的垂直位移相比6+130断面小许多。

1)至2004年10月12日,7+155断面垂直位移监测系统的整体沉降量为100mm。

2)至2005年8月20日,7+155断面垂直位移监测系统的整体沉降量为111mm。

通过对比分析,实测垂直位移与理论计算值大体是吻合的,对垂直位移监测系统而言,其测量的范围较大,反映出的是线状的垂直位移分布,这也是理论计算的一个很好的补充。