三峽ＲＣＣ圍堰施工期外部變形監測

張　勇　胡天祥

摘要：三峽工程三期圍堰包括上、下游土石圍堰及上游碾壓混凝土圍堰。圍堰能否安全運行，直接影響三期工程能否順利進行，因此必須對RCC圍堰的穩定性進行嚴密監測。RCC圍堰堰頂布設了5座水平位移監測點。10座垂直位移監測點，縱向圍堰B塊、C塊布設兩座水平位移監測點、兩座垂直位移監測點，以監測圍堰的穩定性。施工期水平位移變形監測主要采用測邊交會法進行觀測。垂直位移監測點采用精密水準測量法觀測。RCC圍堰蓄水以來，外部變形監測經初步分析，圍堰有一定的變化規律，為三期工程的順利進行提供了準確及時的信息，也為施工人員和物資設備提供了安全保證。

關鍵詞：RCC圍堰；外部變形監測；監測點；基準點

三峽工程三期圍堰包括上、下游土石圍堰及上游碾壓混凝土(RCC)圍堰。三期RCC圍堰為I級臨時重力式壩型，圍堰軸線平行于大壩軸線，距大壩軸線上游114m，全長約580m。圍堰右側同白巖尖山坡相接，左側與混凝土縱向圍堰內段相連，圍堰頂部高程140m，頂寬8m，最大底寬107m，最大堰高115m，迎水面高程70m以上部分為垂直坡，高程70m以下為1:0.3的邊坡，背水面高程130m以上部分為垂直坡，高程130m至50m(58m)平臺間為1:0.75的邊坡。圍堰能否安全運行，直接影響三期工程能否順利進行，因此必須對RCC圍堰的穩定性進行嚴密監測。

變形監測的成果應能準確及時地反映RCC圍堰的實際變形程度或變形趨勢，因此必須采用精度高、且能滿足觀測周期要求和成果可靠的作業方法。

1施工期外部變形監測點的布置及埋設

RCC圍堰堰頂布設了5座水平位移監測點，10座垂直位移監測點，縱向圍堰B塊、C塊布設兩座水平位移監測點、兩座垂直位移監測點，以監測圍堰的穩定性。監測標點埋設設備的對中基座、水準標盒、水準標芯、鋼筋型號、混凝土標號均按設計圖紙中的型號采購和實施。

2變形監測基準點的建立

2.1水平位移監測基準

一般來講，施工區已有的測量控制點，從其精度要求、點位密度、點位分布等方面都無法滿足高精度變形監測的要求，因此必須建立專門的變形監測控制網。根據RCC圍堰大壩的結構、形狀、施工特點及設計要求，在偏巖子和泄洪壩段上布置RCCl和RCC2兩點，與原有控制點TN01BZ構成平面 控制最簡網，并以這3點為水平位移監測的基準。

由于偏巖子是建設中的旅游景點，其旅游景點的至高點設計高程為176m，而當時的山頭高程僅為173.6m。為了既保證網點的穩定，又能適應RCC圍堰監測點的觀測需要，并確保施工過程中不被破壞和埋沒，決定增加標點基礎高度，保證其基礎頂部高度高于設計高程。為了保證標墩的穩定，標點的基礎部分必須埋設在較硬的地質上，因此在基礎開挖時，將原地面向下挖0.6m至基巖，并且在基礎底部打人 28mm的螺紋鋼筋，打人深度為0.7m；基礎底部至上部，用Ф6mm 的4根鋼筋作為插筋，每隔Ф0.5m加一道Ф6mm的箍筋，與底部基礎鋼筋緊密相連，使上下成為一個整體；按1.3mX 1.3m的正方形尺寸進行混凝土基礎澆筑?；炷粱A部分相對高度3.2m，頂部高程為176.2m，高出旅游景點設計高程0.2m。上部的觀測墩按設計進行埋設，并安裝強制對中基座。最簡網點RCCl埋設在泄洪壩段壩頂185m平臺，首先進行基礎打錨，然后進行基礎部分澆筑，其基礎高度為0.3m；按設計進行觀測墩的埋設，并安裝強制對中基座。

2.2垂直位移監測基準

施工期垂直位移監測以LS01MP、LN03SX雙金屬標為基準點。

3監測點觀測

3.1水平位移監測點觀測

水平位移監測點的坐標一般以工作基點為基準采用邊角交會、邊交會、角交會或極坐標法得到。隨著高精度測距儀和全站型電子速測儀的普及應用，施工期水平位移變形監測主要采用測邊交會法進行觀測。

RCC圍堰水平位移監測點觀測以TN01BZ、RCCl、RCC2三點作為工作基點，采用三邊交會法進行觀測，交會點交會方向見圖1。使用標稱精度為±(1mm+1ppm)的測距儀進行邊長觀測，觀測前到有資質、經國家認可的基線場進行測距儀加、乘常數測定；觀測過程中測站和測點同時讀取空盒氣壓計的氣壓和干濕通風溫度計的干溫和濕溫；施測的邊長要進行氣壓、溫度、加乘常數和傾斜改正，并將邊長投影到三峽壩區120m的平均高程投影面上，然后作觀測數據的各項驗查和測邊精度評定。在各項外業成果符合要求后進行嚴密平差計算，最弱點相對于工作基點位移量中誤差不超過±2.0mm。水平位移監測點每測次的點位精度統計見表1。

3.2垂直位移監測點觀測

垂直位移監測點采用精密水準測量法觀測，采用ZeissNi002水準儀和線條式銦瓦水準標尺進行觀測，按《國家一、二等水準測量規范》中的一等水準的測量要求施測，閉合差不應大于，監測點垂直位移量中誤差限值一般為土1.0 mm。

監測水準網以LS01MP、LN03SX為基準點，布置成附合水準路線(觀測線路見圖2)，其線路單程長度約6km，單程測站數約170站。觀測線路以雙金屬標LS01MP為起點，經上壩公路、旅游景點大橋、RCC圍堰、圍堰下游側120m平臺、至雙金屬標LN03SX水準點。每次觀測均滿足附合路線閉合差小于的要求。在蓄水期間的加密觀測，因時間緊迫，為了保證監測工作的及時性和連續性，在既不影響測量精度，又不影響進度的情況下，利用事先埋設的水準留點，作為加密觀測時附合路線的起、閉點，進行加密觀測。由于使用的留點觀測成果距首次值觀測的時間很短，又埋設在比較堅硬的巖石上，不會有太大的變化，因此不會影響觀測成果精度。垂直位移監測精度見表1。

3.3觀測過程中存在的問題及處理辦法

在布設最簡網時，受地形條件限制，其中RCCl點布設在泄洪壩段185m壩頂平臺上，而該點實際也位于變形范圍之內。因此在每次觀測RCC圍堰監測點時，要對該點進行觀測，首先求出該點的坐標，再進行RCC圍堰監測點的坐標計算。

4觀測成果初步分析

RCC圍堰蓄水以來，外部變形監測經初步分析，圍堰有一定的變化規律。在圍堰中間部分受水壓力的影響，向下游位移相對變化較大，最大累計位移量達12.02mm縱向圍堰同時受水壓力的影響，中間部分向右岸累計位移量僅達2.27mm；垂直位移在蓄水期間受圍堰自重和水壓力的影響，左端的變化大于右端的變化，最大累計位移量達4.09mm。RCC圍堰在以后的運行過程中位移量可能還會增大。

為了解圍堰在蓄水期間位移量的變化情況，僅選取了10堰壩段的TP／BM05SW點做了過程曲線，以反映圍堰的變化規律，詳細情況見過程曲線圖。圖3為BM05SW垂直位移過程曲線圖，其中縱軸為位移量，橫軸為觀測時間，向下沉為正值。圖4為TP05SW水平位移過程曲線圖，其中縱軸為位移量，橫軸為觀測時間，沿X軸向下游變化為正值，沿Y軸向左岸變化為正值。

5結束語

RCC圍堰外部變形監測埋設垂直位移監測標墩12座、水平位移監測標墩?座，觀測數據精度可靠，質量優良，為三期工程的順利進行提供了準確及時的信息，也為施工人員和物資設備提供了安全保證。