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浅谈施工期间围堰变形监测及风险预估

更新时间:2016-07-05

1 工程概况及监测目的

本工程位于六安市裕安区独山镇西淠河主干河道上,为改善枯水期景观效果,新建翻板坝一座,拦蓄河道径流,雍高水位4.5m,构筑开阔水域面积约37500㎡,改善区域环境。主要建设内容包括:七段翻板坝、两孔冲砂闸、空箱翼墙、扶臂式翼墙及启闭机房、水电站(民营投资)等。结合施工条件及水文环境,本工程分两期施工,一期施工冲砂闸、启闭机房、空箱及第七坝段、水电站,二期施工余下坝段及翼墙工程等。由于深基坑工程位于一期围堰内侧,围堰作为分隔西淠河水与作业面的堤防结构,其受力和影响具有很强的不可预知性和复杂性,围堰能否安全运行,直接影响一期工程能否顺利进行,对围堰进行全方位监测显得很有必要。

2 围堰概述

按汛期度汛标准,新建翻板坝坝址区20年一遇设计洪水位高程60.35m,为满足汛期度汛安全要求,一期围堰顶高程设计为61.0m,围堰设计为土石围堰,轴线长度为185m。围堰采用土工膜斜墙防渗围堰,最大堰高5m,堰顶宽5m,最大底宽25m,内外坡坡比为1:2,堰体迎水面采用土工膜防渗,土工膜上再采用粘土铺盖,外用砂砾石防护,汛期围堰在坡脚抛填块石防止水流冲刷。

3 控制网布设及监测点选取

本次变形监测所用控制网采用本工程所布设的施工控制网,其中控制点4个(DS1、DS2、DS3、DS4),为保证监测数据的准确性,需要定期对控制网进行校核。周期监测点选取迎水面斜坡5个、堰顶5个、背水面坡底5个(如图1、图2),监测点均为直径10cm混凝土桩,深入表层约50cm,保证监测点不会因偶然因素而受到破坏。监测周期为1周一次,若遇水位上涨、基坑开挖等对围堰稳定性有影响的因素时,适时加密观测周期。

图1 一期围堰布置平面图

图2 一期围堰剖面图

图3 监测点布置图

4 监测数据记录及变形曲线绘制

本工程围堰于3月15日填筑完成,由于前期围堰结构松散,容易产生较大变形,为保证数据的客观性和可靠性,因此待围堰沉降稳定后再开始变形数据采集,即从4月1日开始采集数据,并以此作为监测的初始值,分析变形趋势。同时在监测过程中发现,从4月25日开始河水突然上涨至56.5m高程且居高不下,另外在5月5日—5月10日本工程开始对第七坝段的基坑进行开挖,这都可能对围堰的稳定性造成影响,因此在这两时段进行了加密观测(监测数据见表1)。

表1 监测数据记录表

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通过对监测数据的分析处理,计算出每期监测的变形量(见表2):

表2 围堰变形监测数据记录表

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并分别绘制出围堰迎水侧坡面(1-5号监测点)、堰顶(6-10号监测点)及背水侧坡底(11-15号检测点)的变形曲线图(如图4、5、6、7、8、9)。

图4 1-5点水平变形量

图5 1-5点垂直变形量

图6 6-10点水平变形量

图7 6-10点垂直变形量

图8 11-15点水平变形量

图9 11-15点垂直变形量

何守一“是是是”的直点头,等权头辛燕晓一走,何守一和郑玉英就逼问何东到底为什么没登记,何东说不想,再问为什么,就说不出来了,因为怎么看何东都不觉得现在是阐述自己理想的时候,结果父母意见就是,赶紧结了,别折腾了。

4.2 水位上涨会对迎水面造成较大变形,对堰顶影响较小,对背水面几乎没有影响。结合图4、6、8发现,在水位上涨前变形幅度呈递减趋势并逐渐趋于稳定,但从4月25日开始,图4出现大幅变形,图6、8继续保持以前趋势,这说明水位变化对迎水面影响较大,因此在围堰迎水面铺设土工膜、黏土、砂砾等可以加强迎水面的稳定性,减小水位上涨对围堰的影响。

4.1 不管处于任何阶段,上游监测点变形量总是高于下游监测点,且呈现出递减趋势。这是由于上游面受河水冲刷,受压比下游大,因此出现此种变形趋势。

4.3 基坑开挖对背水面有很大的影响,对堰顶影响较小,对迎水面基本没有影响。从图8、9发现,从5月5日基坑开挖开始后,背水面水平和垂直方向位移量较大,在开挖完成后,变形又基本趋于稳定。但在整个过程中,迎水面监测点基本无较大变形,堰顶变形幅度也较小,故基坑开挖对围堰背水面影像较大。

结合表2和变形曲线图,对围堰变形作出以下结论并进行分析:

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4.4 所有监测点变形总体趋于稳定。综合以上6种变形曲线,排除水位上涨,基坑开挖等客观因素,曲线幅度逐渐变小,曲线的走向逐渐趋于0,这也符合变形监测的基本规律。

5 风险预估及防治

从为期两个月的监测中发现,围堰总体变形幅度不大,对于水位的影响,可对迎水面进行进一步加固。如对上游冲刷面设双层土工膜并加大黏土厚度、坡脚填砌抛石用于防冲护坡,同时在水位有明显上涨期间加强堰顶、迎水面的监测,若出现变形超限或危及基坑安全时及时上报并处理。对于基坑开挖对围堰的影响,在开挖工程中,保证开口线至少距离围堰坡底十米,并在开挖过程中跟踪监测,若出现大幅变形,应立即停止开挖,对围堰坡脚加宽处理或减缓坡比,在保证安全的前提下再继续作业。

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参考文献:

[1]周良景,鄢双红.水利水电工程围堰设计规范[S].中国水利水电出版社,2013.

[2]潘松庆,许捍卫.围堰工程施工中的水平位移和沉降观测[J].工程勘察,1999(4).

杜文兵,谷安民,杜香霖
《阜阳职业技术学院学报》2018年第01期文献

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