雙向引張線技術(shù)在觀音閣水庫的應(yīng)用

高　峰

(遼寧江河水利水電新技術(shù)設(shè)計研究院，遼寧 沈陽　110003)

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雙向引張線技術(shù)在觀音閣水庫的應(yīng)用

高峰

(遼寧江河水利水電新技術(shù)設(shè)計研究院，遼寧 沈陽110003)

觀音閣水庫是遼寧省水利樞紐工程,它竣工于1995年,為遼寧省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了很大貢獻(xiàn)。為了更好地確保觀音閣水庫大壩的安全性,對其大壩變形監(jiān)測工程進(jìn)行了更新改造,用更科學(xué)的技術(shù)對其進(jìn)行監(jiān)測,其引進(jìn)技術(shù)為——雙向引張線技術(shù)。本文對此加以介紹。

雙向引張線技術(shù)；觀音閣水庫；應(yīng)用

1　概　述

觀音閣水庫是遼寧省重點水利樞紐工程,是以城市供水和防洪為主,兼顧灌溉、發(fā)電和養(yǎng)魚的大(1)型水利樞紐工程,水庫攔河大壩為碾壓式混凝土重力壩(RCD),壩長1040m,共分65個壩段,壩頂高程267m,頂寬10m,壩頂上、下游兩側(cè)各設(shè)1m寬人行道,其中上游側(cè)6～65號壩段為空腹結(jié)構(gòu),兼做電纜溝，壩體剖面為“金包銀”型式，上游3m防滲層、下游2.5m保護(hù)層和2m基礎(chǔ)墊層為常態(tài)混凝土。工程于1990年5月開工，1995年9月主體工程竣工。水庫管理局辦公樓位于水庫下游，距大壩直線距離3km。

2　建設(shè)背景

觀音閣水庫大壩安全監(jiān)測工程始建于筑壩過程,改造于2008年7月—2011年9月,分二期實施了大壩安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)改造,由于當(dāng)時資金原因,前述改造工程未包括43～65號壩段壩體位移監(jiān)測,目前仍處于人工狀態(tài)。

建壩初期該部分壩段的位移監(jiān)測采用視準(zhǔn)線法進(jìn)行，沿用至今已20多年，由于壩體結(jié)構(gòu)的限制，不僅視準(zhǔn)線體長，無校核基點，且無左端永久工作和校核基點，當(dāng)時只能用建在42號壩段懸臂梁上的基點代做工作基點，用常規(guī)光學(xué)方法人工觀測。位移標(biāo)點是利用安裝在下游護(hù)欄邊柱頂上的鋼盤代替位移測點，所在的墩柱其混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)普遍出現(xiàn)裂縫，有些甚至貫穿性裂開，標(biāo)點不規(guī)則變位，已失去實際意義上的監(jiān)測作用，亟需進(jìn)行徹底改造[1]。

觀音閣水庫43～65號壩段是該水庫大壩右端壩軸線轉(zhuǎn)向上游的壩段，與唯一的上壩公路相接，是進(jìn)入主壩壩頂?shù)谋亟?jīng)區(qū)域及觀音閣水庫大壩右端不可或缺的重要擋水壩段之一，是必須監(jiān)測的壩段[2]。

3　系統(tǒng)設(shè)計

3.1任務(wù)和規(guī)模

“觀音閣水庫43～65號壩段變形安全監(jiān)測系統(tǒng)”的工程任務(wù)是在保持監(jiān)測區(qū)壩體外觀形象和形狀均不改變、常態(tài)混凝土層不被穿透的原則基礎(chǔ)上,建設(shè)43～65號壩段監(jiān)測系統(tǒng),建成后納入在役監(jiān)測系統(tǒng)中,形成觀音閣水庫大壩安全監(jiān)測監(jiān)控的完整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

工程規(guī)模是在43～65號壩段壩頂面上游側(cè)人行道(下面是電纜溝)部位及左側(cè)測區(qū)外壩體和右側(cè)壩外山體選定區(qū)域建設(shè)壩體位移監(jiān)測的基礎(chǔ)工程,包括雙向引張線監(jiān)測管道、測點基礎(chǔ)、端點地下室建設(shè)等。

3.2總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

總體結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)采集、信息傳輸、監(jiān)控中心(含分控)和應(yīng)用軟件共同組成位移監(jiān)測系統(tǒng),新建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)利用在役主體物理結(jié)構(gòu)柔性搭接和軟擴(kuò)充進(jìn)行信息傳輸,在監(jiān)控中心和分控形成以數(shù)據(jù)庫為核心的總體邏輯網(wǎng)絡(luò)。

監(jiān)測數(shù)據(jù)分析評價模型采用C/S(客戶端/服務(wù)器)模式開發(fā),供專業(yè)人員使用,運行分析的成果存儲到成果數(shù)據(jù)庫中;決策支持信息化平臺采用B/S(瀏覽器/服務(wù)器)模式開發(fā),為管理和決策人員服務(wù),支持Web方式、信息化平臺與專業(yè)成果數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)專業(yè)成果的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。

系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下。

總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

4　建設(shè)實施

4.1系統(tǒng)選取

引張線系統(tǒng)是當(dāng)今先進(jìn)且常用的大壩位移監(jiān)測手段之一，在國內(nèi)外已有幾十年的應(yīng)用歷史，且有多種類型，部分產(chǎn)品還實現(xiàn)了垂直位移的同步監(jiān)測[3]。特別是在混凝土壩安全監(jiān)測中的應(yīng)用效果很好，技術(shù)成熟，穩(wěn)定可靠，使用壽命長，維護(hù)簡單，我省的觀音閣、白石等水庫均采用了此方案。

引張線雙向位移自動監(jiān)測系統(tǒng)是在原有引張線系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用連通管等液面原理，使線體時刻處于平衡狀態(tài)[4]，從而形成有浮托的雙向引張線系統(tǒng)。該系統(tǒng)于2008年獲大禹水利科技進(jìn)步三等獎，并成為水利部2008年度水利先進(jìn)實用技術(shù)重點推廣項目。根據(jù)多年來引張線技術(shù)及設(shè)備在大壩監(jiān)測中的發(fā)展情況，觀音閣水庫43～65號壩體位移監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用雙向引張線法，施行自動監(jiān)測。

4.2具體實施

在壩頂43～65號壩段上游步行臺(原電纜溝)位置建1條地下式引張線位移監(jiān)測線，沿線與每個壩段中部橫剖面交點處設(shè)為監(jiān)測點，共23個測點。利用原電纜溝擴(kuò)充開挖，最大挖深至臺下0.6m。安裝測點箱與護(hù)管，安裝步進(jìn)式雙向引張線儀23套。引張線的固定端和活動端各建1座全地坪式引張線端點測室，分別位于42號壩段和65號壩段外。在活動端測室內(nèi)建設(shè)“同心”式倒垂+雙金屬標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)、靜力水準(zhǔn)監(jiān)測系統(tǒng)，安裝雙標(biāo)儀、垂線坐標(biāo)儀、靜力水準(zhǔn)儀、智能測控單元(MCU)、活動端緊拉裝置等；在固定端測室內(nèi)安裝引張線緊固裝置。

活動端測室建在水庫大壩右岸壩端，為全地坪式結(jié)構(gòu)，距65號壩右端面3.5m，測室內(nèi)分別建設(shè)雙向引張線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、雙金屬標(biāo)和倒垂監(jiān)測系統(tǒng)(同心結(jié)構(gòu))、靜力水準(zhǔn)及補(bǔ)水系統(tǒng)、信號傳輸系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、室內(nèi)照明系統(tǒng)、加熱除濕系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)等。并且在活動端與65號壩段測點間安裝浮拖點，以保證線體更加平直。

固定端測室建在42號壩段，為全地坪式結(jié)構(gòu)，設(shè)備室中心與引張線軸線在同一延長線上，設(shè)備室內(nèi)安裝固定端緊固裝置1套。

目前，觀音閣水庫43～65號壩段變形安全監(jiān)測系統(tǒng)工程已經(jīng)全部建設(shè)完成，整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定，與前期在役系統(tǒng)無任何軟、硬件沖突和干擾，監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠。

5　結(jié)　語

水庫是調(diào)控水資源時空分布、優(yōu)化水資源配置和防洪減災(zāi)的重要工程設(shè)施。隨著社會不斷發(fā)展，水庫在帶來經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)等效益的同時，也存在巨大安全隱患。雙向引張線監(jiān)測系統(tǒng)在觀音閣水庫的成功應(yīng)用,不僅為混凝土壩水庫安全監(jiān)測帶來新的技術(shù)和手段，極大提高了監(jiān)測的準(zhǔn)確性和可靠性，更為水庫的日常安全、穩(wěn)定運行提供了技術(shù)支撐。希望通過本文探討,可以推廣雙向引張線技術(shù)在更多水庫應(yīng)用。

[1]周大鵬.觀音閣水庫43號～65號壩段變形安全監(jiān)測系統(tǒng)改造工程設(shè)計報告[R].沈陽：2014.

[2]袁雪蓮.觀音閣水庫2010年場次洪水分析[J].水利建設(shè)與管理,2015(1).

[3]黃全福.淺談垂線—引張線技術(shù)在金雞攔河閘水平位移測報中的應(yīng)用[J].水利建設(shè)與管理,2011(8).

[4]韓啟民.觀音閣水庫靜力水準(zhǔn)高程傳遞技術(shù)探討[J].水利建設(shè)與管理,2015(1).

Application of two-way tension wire alignment technology in Guanyinge Reservoir

GAO Feng

(LiaoningJiangheWaterResourcesandHydropowerNewTechnologyDesignandResearchInstitute,Shenyang110003,China)

Guanyinge Reservoir belongs to water-control project in Liaoning Province. It was completed in 1995, which made contribution to the economy development of Liaoning Province. Dam deformation monitoring works are upgraded and transformed in order to better ensure the safety of Guanyinge Reservoir dam. More scientific technology is utilized for monitoring the reservoir. Two-way tension wire alignment technology is introduced in detail in the paper.

two-way tension wire alignment technology; Guanyinge Reservoir; application

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.04.004

TV698

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1673-8241(2016)04- 0016- 03