原型观测（共3篇）
原型观测 篇1
1 原型锚定板拉拔试验
锚定板抗拔能力随着土质、填土密度、土体含水量等因素而变化, 因此规范、参考文献等一般只能给出锚定板容许抗拔能力的基本数值 (如100～150kPa) , 虽然基本上可以保证挡土墙的安全, 但不一定是经济合理的。因此如果有条件的话, 应在施工单位配合下, 取用与工程设计相同的土质、相同的填土高度、相同尺寸的锚定板, 选择适当地点做原型拉拔试验, 以拉拔试验得到的极限抗拔力作为确定锚定板容许抗拔力的依据。
1.1 拉拔试验方法
试验时可用油压式张拉千斤顶 (如YC-60型) 与高压油泵 (如A6-400型) 在拉杆外端施加拉力, 并用自动控制油压装置控制拉力在锚定板受拉变形过程中保持稳定。千斤顶的反力作用在一对2 m跨长的钢梁上, 钢梁的支点在浆砌片石垛上, 试验中用挠度计量测拉杆端部的位移量, 挠度计的支架固定在距离浆砌片石垛较远不受拉力影响的固定桩上。
试验开始时每级荷载按预估极限抗拔力的1/10施加。加载后每隔10 min测读一次拉杆端部的变位数值, 每级加载阶段内记录值不少于3次, 如果连续3次位移量的总和不超过0.1mm (即30 min的位移量不超过0.1 mm) , 则认为已经达到稳定, 可以施加下一级荷载。接近极限抗拔力时, 每级荷载按预估极限抗拔力的1/15～1/20施加, 在拉力小于极限抗拔力的1/3～1/2时, 锚定板受力后变位数值很小, 并且迅速稳定。当拉力逐渐接近极限抗拔力时, 变位持续发展的时间延长, 并且变位量和变位速率也逐渐增大。如果变位量不断地迅速增大, 则锚定板已经丧失稳定, 此时应采用前一级拉力作为锚定板的极限稳定抗拔力。
1.2 极限抗拔力的确定
在确定极限抗拔力时, 往往需要综合使用上述三个标准。采用第一种标准时, 由于试验设备和时间所限, 有些试验不能达到极限稳定抗拔力, 这时可采用第二种标准。但当采用前两种标准所得到的变形量超过了第三种标准的极限变形值时, 则在锚定板尚未丧失稳定之前, 结构物已不能承受, 这时应以第三种标准确定极限抗拔力。
1.3 锚定板容许抗拔力
容许抗拔力是锚定板设计拉力的最大容许值, 等于锚定板的极限抗拔力除以安全系数。安全系数值应考虑影响抗拔力的各种因素的复杂程度, 以及工程结构的性质和重要程度。实测得到的极限抗拔力是锚定板所能承受的极限抗拔力, 考虑到在实际工程中填土的不均匀性、墙面变形的影响, 群锚的相互影响以及荷载的长期作用等因素, 安全系数不应小于2.5～3.0。一般情况下, 采用局部破坏抗拔力标准时安全系数取2.5, 采用极限变形抗拔力标准时, 安全系数取3.0。
2 锚定板挡土墙观测
2.1 拉杆拉力观测
拉杆的作用是将墙面土压力传递给埋在填土中的锚定板, 因此, 对拉杆拉力进行监测, 就可以测知土压力的大小及其变化, 从而可监测拉杆的安全度。采用钢筋应力计焊接在拉杆的中段, 焊接后进行防锈包扎, 并将从钢筋拉力计上引出的电缆用镀锌铁皮软管保护, 通过填土接入规定的接线箱。接线箱可埋在墙脚或墙顶便于观测处, 以便于长期进行观测工作, 据此可计算拉杆拉力值。
2.2 肋柱位移观测
肋柱在施工和使用过程中的位移包括肋柱的下沉 (竖向变形) 和侧向位移。
2.2.1 肋柱下沉观测
一般在全部肋柱吊装就位后, 即在肋柱上编号, 在填土前即用水准仪测量柱顶标高及基顶标高, 对所有测点均应标记并记录原始数据, 注明测量日期及填土高度, 以后在每层填土完成后, 即测量一次, 直至完工。如有条件, 完工以后, 仍应定期进行测量, 直至达到稳定不再下沉为止。
2.2.2 肋柱侧向位移观测
肋柱的侧向位移观测, 是在每一根肋柱上预埋位移标记, 一般是设在肋柱的顶部和底部 (或上、中、下部) 。肋柱吊装前, 预先设置3个以上位移控制桩。应严格保护控制桩的位置不发生变化。当肋柱就位, 墙后尚未填土时, 用经纬仪测量肋柱上位移标记的初读数。当墙背填土后, 用经纬仪对肋柱上位移标记进行定期测量。新读数与初读数之差即为该测点的位移值, 如此即可得到施工过程中的肋柱侧向位移量。
2.3 填土沉降观测
当填土压实质量不能保证时, 会造成填土的不均匀沉降, 使得拉杆弯曲产生次应力。因此, 除按施工程序严格控制压实质量外, 还应在填土过程中和使用期间, 定期进行填土沉降观测。填土沉降观测常采用沉降杯。
沉降杯是按连通器的原理设计的, 它的组成部件有容水杯、罩盖、注水管、排水管、通气管、水杯底座。进出水管为透明塑料管, 埋入填料中的部分, 应套有镀锌铁皮软管, 以免被填土压扁堵塞水管的过水能力。沉降杯一般安放埋设在拉杆中部及锚定板上, 安装结束后, 用水准仪测量其水杯杯口的标高作为初始读数, 填土发生沉降之后, 沉降杯随之下沉。测量方法是从进水管向容水杯内注水, 当容水杯内水面超过杯口时, 多余的水由杯口溢出, 然后经过排水管排出, 此时注水, 注水管内的水位即恒定在一个标高上, 此标高可标定在固定的标志上, 并用水准仪测量高程。它与初始读数之差, 即为测点的填土沉降量。
2.4 土压观监测
土压力在肋柱上的实测方法有两种:一是用土压力盒观测, 要求在挡土板背面实测位置处预留土压力盒的孔穴, 在施工中一边填土, 一边埋设土压力盒进行量测;二是用传感器观测, 在挡土板与肋柱接触处, 一般在挡土板四个角分别安装传感器, 实测土压力值。一般来说, 用传感器实测值比较可靠。
参考文献
[1]刘天亮.锚定板支挡结构立柱弯矩和拉杆拉力计算[J].铁道建筑, 1982, (8) .
[2]吴桂英, 王引仓, 梁为民, 等.锚拉结构抗拔力中土对锚拉杆摩阻力的研究[J].华北工学院学报, 1997, (2) .
原型观测 篇2
巴厘岛地处热带, 且受海洋的影响, 气候温和多雨, 土壤十分肥沃, 四季绿水青山, 万花烂漫, 林木参天。岛上大部分为山地, 全岛山脉纵横, 地势东高西低, 有四、五座锥形完整的火山峰, 其中阿贡火山 (巴厘峰) 海拔3142m, 是岛上的最高点, 附近有曾于1963年喷发过的巴都尔活火山。岛上沙努尔、努沙·杜尔和库达等处的海滩, 是该岛景色最美的海滨浴场, 这里沙细滩阔、海水湛蓝清澈, 每年来此游览的各国游客络绎不绝。
印尼巴厘岛CELUKAN BAWANG电厂工程位于巴厘岛北部的Celukan Bawang, 电厂为滨海电厂, 采用直流循环供水系统, 循环冷却水以及海水淡化厂原水均取自厂址海域海水。
分析电厂工程海域水文调查要素的时空分布特征和水文泥沙运动规律, 为工程设计及温排水计算、环境影响评价等专题研究提供基本资料, 2008年7月23日至8月7日对工程海域进行了潮位观测和全潮水流测验。水文测验期间的测点布置见图1。
1 主要工作内容
在厂址附近布设一个临时潮位站A2, 巴厘岛西、东两端各布设一个临时潮位站A1和A3, 共3个潮位站, 进行了连续潮位观测。
注:统计时最大流速时涨、落潮流速根据流向控制。
在厂址前沿海域布设6条垂线, 其中码头前沿布设2条垂线B3和B4, 码头外侧布设1条垂线B5, 电厂取水口附近布设1条垂线B2, 电厂西侧、东侧海域各布设1条垂线B1和B6, 进行大、小潮全潮同步综合水文测验。
2 组织实施
本次测量任务前后共投入技术骨干3 0余人, 现场测验采用的仪器设备主要包括G P S定位仪8台、海流计6台、流速流向仪7台、压力式水位计4台及分光光度计、粒度仪等水质泥沙分析仪, 还有其他辅助仪器设备。为确保测量成果的质量, 所有仪器设备在测验前均进行了检定和比测。
3 工作方法
3.1 平面控制
平面控制采用UTM zone 50 south坐标系, 在测区中已有平面控制点GEB02的基础上用星站差分GPS进行校核。
3.2 高程控制
高程控制采用M S L高程系, 高程控制以T T G 1 5 9 4、T T G 1 5 9 5、T T G 1 5 8 5、TTG1713、TTG1714为引据点, 采用Topcn AT-G2型水准仪、双面水准尺按四等水准左右路线方法施测校核点和水尺零点高程。所有测量精度均满足规范及技术设计要求。
3.3 潮位测量
潮位观测采用压力式水位仪记录结合直立式水尺人工比测的方式。为提高记录精度, 采用压力式水位仪记录时, 记录间隔为3min。在仪器记录的同时, 进行现场人工校核水位观测。
3.4 潮流测量
潮流测量采用LS25-1型流速流向仪或SCL-2型海流计施测。
各条测流垂线的测船在开始测验前2小时用星站差分G P S接收机接收差分信号进行平面定位并抛锚。施测时随时监测测船位置, 以防走锚。流速流向施测时每1小时观测1次。流速流向测点根据水深情况采用6点法往返施测, 并使施测底层时为整点。
4 主要测验成果分析
4.1 潮位
潮位测量成果按一小时一次整理, 统计出每天的高低潮位及相应的时间, 并绘制出测量期间的潮位过程如图2所示。
分析该图可见, 工程海区测验期间潮位主要受潮汐影响, 以半日潮为主, 其中在小潮转大潮期间有个潮逐渐变小直至消失, 转化为全日潮, 在大潮期间又逐渐转变成半日潮。通过水位高低潮特征值可以看出, 小潮测流期间一日有两涨两落, 潮差均较小;大潮测流期间一日中一个潮潮差较大, 另一潮潮差较小。
4.2 潮流
本次水文测验6条垂线均采用矢量法计算垂线平均流速、流向, 水文测验各垂线平均流速矢量时间图见图3, 各垂线各潮次流速特征统计见表1。
分析上述图表可见。
(1) 小潮期间, 海区流速呈往复流和旋转流相结合的流态, 且涨落潮流速除B1垂线略大外其余均非常小, 其中垂线平均最大涨潮流速在0.08~0.21m/s, 流向在76°~121°之间;最大落潮流速在0.06~0.26m/s, 流向在240°~313°之间。
(2) 大潮期间, 海区流速呈往复流和旋转流相结合的流态, 且涨落潮流速除B1垂线略大外其余均非常小, 其中垂线平均最大涨潮流速在0.03~0.24m/s, 流向在83°~101°之间;最大落潮流速在0.06~0.30m/s, 流向在240°~310°之间。
5 结语
(1) 针对印尼巴厘岛CELUKANBAW ANG电厂海域进行的同步全潮水文测验, 根据相关规范规程的技术要求按时组织实施, 为工程设计及相关专题研究提供了可靠的基础资料。
(2) 为满足本次同步全潮水文测验的技术要求, 项目部认真组织实施, 各道工序操作规范, 所有资料经过外业人员现场自检、校核, 技术负责人员现场检查、修正。内业检查验收部门对测验成果进行了全面检查, 项目部对测验成果进行了审查, 确保本次水文测验产品系统、准确、完整, 符合规范、规定的要求, 各项测验精度指标满足规范要求。
参考文献
[1]海洋调查规范 (GBT12763.9-2007) .
[2]海洋监测规范 (GB17378.7-07) .
[3]水文资料整编规范 (SL247-1999) .
原型观测 篇3
关键词：陇或,混凝土面板堆石坝,原型观测,设计
1 工程概述
广西罗城宝坛水电站工程以发电为主, 兼有灌溉、旅游等综合利用效益, 工程区位于罗城、环江、融水三县交界的宝坛乡, 距罗城县城60~90km。整个工程由二座水库和三个梯级引水式水电站组成。修建于新华河上的陇或水库总库容3270万m3, 宝坛河上的坡甲水库总库容2270万m3。陇或水库坝址位于新华河上陇或屯北面400m处, 坝址以上控制集面积79km2, 多年平均流量3.04m3/s, 多年平均径流量0.96亿m3。正常蓄水位为755.00m, 死水位715.00m, 总库容3270万m3。陇或水库由拦河大坝、发电引水系统、水库放空隧洞及溢流道等建筑组成。
拦河大坝为混凝土面板堆石坝坝, 顶长229.62m, 宽5.97m, 坝顶高程760.82m, 最大坝高70.82m。上游坝面边坡1:1.4, 下游坝坡面设上坝公路, 下游坝面平均边坡为1:1.6 (公路间坝面边坡为1:1.37) , 最大坝体底宽211.48m, 钢筋混凝土防渗面板厚0.30~0.55m, 面板下为3.0m厚 (水平厚度) 的垫层, 垫层下为3.5m厚 (水平厚度) 的过渡层, 坝体堆石体为分为主堆石区、次堆石区、下游堆石区, 坝下游面用0.35m的干砌石护坡。为减少工程造价, 坝体堆石区采用部分风化软岩、河卵石上坝填筑。
坝址河谷深切, 河床宽15~18m, 高程696m, 河谷呈大致对称的“V”形, 两边岸坡坡度40~50°。坝址出露的地层有前震旦系下板溪群鱼西组 (Ptay) 变质粉砂岩、变质砂岩夹千枚岩、局部地段为变质粉砂岩夹千枚岩互层, 第四系覆盖层主要为残坡积层及河床冲洪积层。坝址两岸坡岩体风化强烈, 强风化带深厚, 左岸存在较厚的残坡积覆盖层, 岩层倾向与坡向相近, 边坡稳定性较差。大坝河床及凸岸漫滩, 成分主要为漂石、卵砾石, 厚2~4m。坝址未发现较大断裂, 岩体结构面主要为河床小断层以及岩体中的节理裂隙, 且各组节理相互切割, 岩体完整性较差。
地基处理:河床覆盖层, 采取部分挖除, 保留部分作碾压处理后作为堆石区坝基;735m高程以下趾板持力层开挖到强风化下限至弱风化岩体, 735m高程以上需开挖到强风化上限岩体;左岸趾板ZB0~ZB1▽747~760.82m段地基为全风化岩及残坡积层 (粉质粘土) , 地质条件差, 采用固结灌浆进行理, 同时742m高程以上帷幕灌浆孔距由1.5m变为0.75m进行加密补强处理;右岸734~760m高程岩体风化强烈, 风化裂隙发育, 岩体完整性差, 采用固结灌浆进行理, 以提高岩体完整性;帷幕灌浆沿趾板连续布置, 右岸向溢洪道右岸山体延伸20.5m, 左岸坝肩沿山脊布置, 向左岸延伸30.0m。
主体工程于2003年11月开工, 2006年2月建成蓄水, 目前运行良好。
2 观测设计目的及及原则
安全监测的主要目的是了解和掌握施工期和运行期坝体和面板结构的工作状态, 为大坝安全运行服务。
监测设计的原则是以安全监测为主, 以一般性的观测项目为重点, 充分了解工程各阶段运行工况, 监视大坝安全运行, 当险情出现时可及早发现并处理, 避免事故扩大。同时, 适当考虑一些专门性观测项目, 以检验结构设计所取参数、假定及设计成果的合理性。根据土石坝监测技术要求、结合陇或水库大坝的特点布置观测项目和测点, 既能较全面反映大坝的工作状态, 又要减少仪器的测点数量;尽量选用已通过鉴定并长期稳定性考核质量较好、且为国内外工程运用多年的仪器, 观测设施布置尽量集中, 观测方法简捷直观, 满足精度要求。
3 观测项目选择
根据《土石坝安全监测技术规范》 (SL60-94) 要求, 结合本工程的实际情况, 坝址未岩体完整性较差, 坝体堆石区保留河床部分覆盖层为堆石区坝基, 软岩坝料上坝填筑, 坝址两岸坡岩体风化强烈, 强风化带深厚等不利情况, 监设计的重点选择为是坝体沉降、面板变形、坝基渗漏状况, 其次为坝坡面水平位移, 兼顾面板混凝土应力应变观测及岸坡稳定观测;安全监测主要内容如下:
(1) 变形监测:坝体表面变形监测 (表面水平位移、表面竖向位移) 、坝体内部变形监测 (内部水平位移、内部垂直位移) 、面板表面变形监测 (周边缝变形、垂直缝变形、面板挠度) 。
(2) 渗流监测:渗流压力监测、渗流量监测。
(3) 应力应变监测:面板混凝土应力应变监测。
4 原型分项监测设计
4.1 变形监测设计
4.1.1 坝体表面变形观测
坝体表面变形观测包括坝顶面和下游坝坡面水平位移和垂直位移观测。垂直位移采用水准观测, 水平位移采用视准线法观测。测点采用柱式, 同时兼做垂直和横向水平位移观测的测点, 其立柱高出坝面1.0m, 立柱顶部设有强制对中底盘。每条视准线设两个工作基点和个校核基点。工作基点和校核点采用整体钢筋混凝土结构, 立柱高度为1.2m, 以方便观测人员操作。工作基点和校核点要求位移坚实的基础上, 并与枢纽控制网相连, 便于对其校核。
在坝顶面及下游坝坡共布置4条视准线, 设置20个变形观测点 (分布在6个横断面上) 、8个工作基点、8个校核基点。在坝顶布置2条视准线, 在下游坝坡面坝下0+041.323m和坝下0+076.723m处各布置1条视准线。
4.1.2 坝体内部变形观测
坝体内部变形观测包括竖向位移观测和水平位移观测。内部竖向位移采用水管式沉降仪监测, 内部水平位移采用引张线式水平位移计监测。
考虑到坝址处河谷狭窄, 坝顶长度较短 (坝长229.62m) , 结合坝坡及两岸地形, 陇或大坝选取一个横断面即最大断面0+139.00剖面为竖向位移和水平位移观测横断面。
在高程740.00m坝内布置3个竖向位移和3个水平位移测点, 在高程720.00m坝内布置7个竖向位移和4个水平位移测点。位移观测设施安装于下游坝坡的观测房内, 并与下游坝坡视准线位移测点相结合以确定坝体内的位移变量。沉降仪和水平位移计随坝体填筑埋设, 仪器埋设见图1:大坝0+139.00横剖面观测仪器布置图。
4.1.3 面板表面变形观测
面板表面变形观测包括周边缝、垂直缝、面板挠度观测。
周边缝采用三向测缝计监测面板与趾板之间的开合度、垂直面板方向的相对沉降以及沿缝方向的剪切位移, 根据面板周边缝计算结果, 本工程面板周边缝变形不大, 共安设综合三向测缝计5套, 均布置于水库运行时面板切向、沉陷、张拉变形较大的部位。
垂直缝采用单向测缝计观测其张开度。根据垂直缝计算结果, 本工程面板垂直缝有张有拉, 总体而言, 靠近两岸垂直缝为拉缝, 河床部位垂直缝基本为压缝。对垂直缝监测, 共安设单向测缝计4套, 均布置于水库运行时面板张拉变形较大的部位。
面板挠度观测用紧靠面板下垫层中测点的沉降与水平位移间接测定。
4.2 渗流观测设计
渗流压力观测, 采用孔隙水压力计进行观测, 选取1个典型断面 (桩号坝0+139.00) 进行布置, 沿坝基共布置6支振弦式孔隙水压力计用于观测坝基沿河床方向的渗透压力。仪器埋设见图1:大坝0+139.00横剖面观测仪器布置图。
渗流量观测在大坝下游设置防渗墙及量水堰进行观测。陇或大坝下游防渗墙位于大坝下游坡脚, 距坡脚14m处, 长147.725m, 防渗墙基础采用固结灌浆处理, 固结灌浆双排布置, 排距2.5m, 孔距2.5m。防渗心墙底板为C15混凝土底板, 厚1.0m, 其基础进行帷幕灌浆防渗。防渗墙采用复合土工膜防渗, 垂直于防渗墙轴线顶设一引水渠, 渠内设1个不锈钢三角量水堰进行量测。
4.3 应力应变观测设计
混凝土面板应力应变监测在桩号坝0+076、坝0+138、坝0+199断面按5个断面高程即756.53m、740.00m、720.00m、691.62m共布置11组应变计、无应力计、钢筋计和温度计组。
应变计的埋设使用专用仪器支座、支杆, 并在面板钢筋绑扎后随面板混凝土浇筑进行, 无应力计的埋设采用板下埋设法, 即将无应力计埋设在面板之下的垫层中;钢筋计的埋设采用焊接法;温度计的埋设将温度计绑在钢筋网上。
5 结语
广西罗城宝坛水电陇或混凝土堆面板堆石坝于2006年2月开始初步蓄水并进行了初测, 2006年6月完工蓄水至正常水位后至今, 大坝埋设的各项观测仪器设备均运行正常, 对大坝各项运行指标提供了精确可靠的数据。特别是针对本工程为混凝土堆面板堆石坝, 坝体堆石区采用部分风化软岩、河卵石上坝填筑, 坝体基岩裂隙发育, 岩体完整性差, 渗漏通道多的情况针对性布置的各项监测设备, 有效地监测了坝体表面变形、坝体内部变形、面板表面变形、面板应力应变及坝基渗流情况, 满足了大坝安全运行的监测要求。
参考文献
[1]傅志安, 凤家冀, 主编.混凝土面板堆石坝[M].武昌:华中理工大学出版社, 1993.
[2]《土石坝安全监测技术规范》 (SL60-94) [S].