大型電廠沉降監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用探究

袁華旭

摘 要：建（構(gòu)）筑物受自身荷載、機(jī)械震動(dòng)、地下水位變化等因素的影響，在建設(shè)和使用大型電廠、建筑物的過(guò)程中，地基會(huì)發(fā)生沉降變形情況。當(dāng)不均勻沉降比較大時(shí)，極易導(dǎo)致建（構(gòu)）筑物傾斜、被毀壞，甚至引發(fā)相關(guān)的工程事故，所以，在電廠施工建設(shè)和運(yùn)營(yíng)階段，要開(kāi)展相關(guān)的沉降監(jiān)測(cè)工作，這具有非常重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和實(shí)踐意義。

關(guān)鍵詞：沉降監(jiān)測(cè)；水準(zhǔn)線(xiàn)路測(cè)量；點(diǎn)位布設(shè)；地質(zhì)條件

中圖分類(lèi)號(hào)：TU196.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.147

在大型電廠和構(gòu)筑物施工的過(guò)程中，很容易受到外界環(huán)境特別是工程地質(zhì)條件的影響，難以準(zhǔn)確掌握基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，同時(shí)，隨著時(shí)間的推移，地面荷載不斷增加，會(huì)引起地基和地層的變形。如果主體建筑發(fā)生不均勻沉降，勢(shì)必會(huì)影響該建筑物本身的穩(wěn)定性。當(dāng)主體不均勻沉降超過(guò)一定閾值時(shí)，則容易使主體產(chǎn)生撓度和傾斜，甚至引發(fā)主體裂隙。利用水準(zhǔn)觀測(cè)等手段，按照變形監(jiān)測(cè)規(guī)范，周期性采集監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程變化信息，有助于掌握其沉降和形變規(guī)律，客觀預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)。本文擬以某在建電廠項(xiàng)目為例，闡述其沉降監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)方式，并探究和分析其數(shù)據(jù)采集要求、作業(yè)流程，以期為類(lèi)似電廠沉降監(jiān)測(cè)工程提供參考。

1 工程概況

現(xiàn)有某（2×660）MW機(jī)組新建工程廠區(qū)位于貴州省境內(nèi)，場(chǎng)地多年年平均降水量為1 396.6 mm，多年平均風(fēng)速為2.3 m/s，工程場(chǎng)地均位于北東向構(gòu)造變形區(qū)上，早期—老第三紀(jì)時(shí)期，以產(chǎn)生裙皺、斷裂為主；挽近期—新第三紀(jì)以來(lái)，以大面積間歇性隆升為主，并伴有裙皺、斷裂活動(dòng)和構(gòu)造拗褶現(xiàn)象。廠址內(nèi)未見(jiàn)有斷裂分布，場(chǎng)地內(nèi)及其周邊也未見(jiàn)有影響廠址穩(wěn)定的全新活動(dòng)斷裂發(fā)育。場(chǎng)地地下水主要為巖溶水，含水層為泥灰?guī)r和灰?guī)r，分布于基巖裂隙和巖溶管道中。

為了確保電廠建筑物的安全性和穩(wěn)定性，防止發(fā)生不均勻沉降，要科學(xué)指導(dǎo)結(jié)構(gòu)施工，避免因沉降原因造成建筑物主體結(jié)構(gòu)被破壞或出現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)使用功能的裂縫而造成的經(jīng)濟(jì)損失，特對(duì)火力電廠場(chǎng)區(qū)基礎(chǔ)、主控與通信樓、220 kV以上配電樓、高于100 m的煙囪等開(kāi)展主體沉降監(jiān)測(cè)工作。

2 沉降監(jiān)測(cè)技術(shù)指標(biāo)要求

該電廠沉降監(jiān)測(cè)項(xiàng)目采用水準(zhǔn)線(xiàn)路測(cè)量的形式進(jìn)行，其作業(yè)依據(jù)為《建筑變形測(cè)量規(guī)范》《電力工程施工測(cè)量技術(shù)規(guī)范》《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》等。

工程監(jiān)測(cè)中所涉及的高程點(diǎn)位分為基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)3類(lèi)，前兩者對(duì)測(cè)區(qū)高程基準(zhǔn)起到控制作用，并需定期復(fù)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)高程數(shù)據(jù)，以確定其點(diǎn)位的穩(wěn)定性。監(jiān)測(cè)點(diǎn)作為反映建筑物變化特征的客觀載體，其觀測(cè)技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

3 大型電廠沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)布設(shè)與開(kāi)展實(shí)施

電廠沉降監(jiān)測(cè)工程采用Leica DNA03 高精度水準(zhǔn)儀配合銦瓦標(biāo)尺進(jìn)行，其沉降觀測(cè)網(wǎng)由3個(gè)以上基準(zhǔn)點(diǎn)、12個(gè)工作基點(diǎn)（一期8個(gè)，二期4個(gè)）組成，并根據(jù)場(chǎng)地類(lèi)型、構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)布設(shè)相應(yīng)數(shù)量的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，具體布設(shè)情況如下。

3.1 基準(zhǔn)點(diǎn)

結(jié)合測(cè)區(qū)的實(shí)際情況，為了便于沉降作業(yè)和基準(zhǔn)點(diǎn)間的相互校核，于電廠周邊區(qū)域共布置3個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)，編號(hào)為M01、M02、M03，均位于基巖上，并按一等水準(zhǔn)點(diǎn)要求埋石。同時(shí)，采用測(cè)溫鋼管式深埋水準(zhǔn)點(diǎn)，按1956國(guó)家高程基準(zhǔn)起算，且均與國(guó)家高程控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)。

3.2 工作基點(diǎn)

布設(shè)工作基點(diǎn)主要是為了便于監(jiān)測(cè)廠區(qū)的主要建筑物，且應(yīng)選在比較穩(wěn)定且方便使用的位置。在電廠一期建設(shè)時(shí)，布設(shè)8個(gè)工作基點(diǎn)，二期建設(shè)時(shí)，布設(shè)4個(gè)工作基點(diǎn)，均采用二等混凝土普通水準(zhǔn)標(biāo)石埋設(shè)，按一等水準(zhǔn)測(cè)量要求與基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)。

3.3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)

綜合考慮建筑物形狀、結(jié)構(gòu)、地質(zhì)、材料和樁形等因素，將監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)于最能敏感反映建筑物沉降變化的位置，比如汽輪機(jī)、鍋爐基礎(chǔ)各框架柱和平臺(tái)上表面，變電容量120 MVA及以上變壓器的基礎(chǔ)四周等。

采集沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)網(wǎng)采用徠卡DNA03和銦瓦尺測(cè)量，按一等水準(zhǔn)測(cè)量的要求進(jìn)行高程聯(lián)測(cè)；基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)采用單路線(xiàn)往返測(cè)法，觀測(cè)順序?yàn)橥鶞y(cè)時(shí)，奇數(shù)站為后-前-前-后，偶數(shù)站為前-后-后-前，返測(cè)時(shí)奇數(shù)站為前-后-后-前，偶數(shù)站為后-前-前-后；工作基點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)間按二等水準(zhǔn)要求進(jìn)行閉合或水準(zhǔn)附合環(huán)路觀測(cè)，起止點(diǎn)均為工作基點(diǎn)，以便水準(zhǔn)觀測(cè)環(huán)線(xiàn)精度檢核。

外業(yè)采用DNA03電子水準(zhǔn)儀自身的存儲(chǔ)卡記錄所采集的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸采用徠卡公司的LeicaGeoOffice，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理采用徠卡的水準(zhǔn)網(wǎng)平差軟件進(jìn)行水準(zhǔn)網(wǎng)的嚴(yán)密平差計(jì)算。分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料可知，建筑物穩(wěn)定性指標(biāo)控制在0.01～0.04 mm/d之內(nèi)，可判定為趨于穩(wěn)定，同時(shí)局部?jī)A斜不超過(guò)2‰～3‰L，即相鄰觀測(cè)點(diǎn)最大差異沉降量不超出0.002L～0.003L（L為相鄰觀測(cè)點(diǎn)距離）。為了確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)效性，要及時(shí)整理、分析監(jiān)測(cè)結(jié)果，掌握建筑物各部分的沉降動(dòng)態(tài)、沉降規(guī)律，以準(zhǔn)確掌握監(jiān)測(cè)對(duì)象穩(wěn)定性狀態(tài)，科學(xué)預(yù)測(cè)未來(lái)時(shí)段的變形量。

4 結(jié)論

由于電廠目前正處于施工建設(shè)階段，尚未總結(jié)、分析累積沉降數(shù)據(jù)，因此，本文僅探究、分析了其沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)方式、數(shù)據(jù)采集與處理的方法。隨著多期沉降數(shù)據(jù)的匯總、積累，可采用GM（1，1）灰色模型、回歸分析等方法研究監(jiān)測(cè)對(duì)象隨荷載變化、監(jiān)測(cè)時(shí)段的形變規(guī)律，從而更加有效地指導(dǎo)電力生產(chǎn)建設(shè)實(shí)踐。

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〔編輯：白潔〕