毛里求斯巴加泰勒大坝多点位移计在坝基沉降监测中的应用

2016-07-01李伟，张帆

四川水力发电 2016年3期

关键词：毛里求斯数据分析

李　伟，　张　帆

(中国水利水电第五工程局有限公司科研设计咨询公司，四川成都　610225)

毛里求斯巴加泰勒大坝多点位移计在坝基沉降监测中的应用

李伟，张帆

(中国水利水电第五工程局有限公司科研设计咨询公司，四川成都610225)

摘要：根据毛里求斯巴加泰勒大坝多点位移计的布置和运行情况，介绍了多点位移计在用于监测大坝坝基沉降时的安装和数据分析方法。其特殊的应用方式，对应用多点位移计监测坝基沉降具有一定的借鉴意义。

关键词：毛里求斯；坝基沉降；多点位移计；安装埋设；数据分析；巴加泰勒大坝

1工程概述

巴加泰勒大坝位于毛里求斯中北部莫卡地区的Terre Rouge河上，为水库及其供水配套设施，以满足毛里求斯首都路易港和下游冰威廉两个地区的用水需求，以及可能延伸的农业灌溉用水。Terre Rouge河年平均流量为2 530万m3。巴加泰勒水库集水面积为25.85 km2。

巴加泰勒大坝工程主要包括土石坝段、堆石坝段、混凝土溢洪道、取水塔四部分。土石坝段：长度为2 250 m，坝顶高程为400 m，最大坝高28 m，坝顶宽度为7 m；堆石坝段：长度为315 m，坝顶高程为400 m，最大坝高45 m，坝顶宽度为7 m；溢洪道：为无闸门曲线型重力式混凝土溢洪道，下游为台阶式溢流面，长度为80 m，高度为48 m，上部设有交通桥；取水塔：布置在混凝土溢洪道内，三个取水口分层取水。

2巴加泰勒大坝多点位移计的布置情况

巴加泰勒大坝共布置多点位移计4处，分别布置在桩号0+800.71、0+976.04、1+291.04、1+492.03的下游基础处，基础表层为玄武岩全强风化后形成的残积土，10 m以下为玄武岩层。为钻孔埋设，孔深为11 m，各测点距孔口的距离分别为3，10 m，2014年10月10日取得基准值。0+976.04、1+291.04为土石坝段和堆石坝段的分界处。

3多点位移计的工作原理

多点位移计是一种高精度、用于测量岩石或混凝土钻孔纵向位移的仪器设备。

通过放置在保护套管内的延长杆将锚头和测头进行连接，该保护管应保证延长杆可以自由的移动，当被测结构物发生变形时，将会通过多点位移计的锚头带动测杆，测杆拉动测头内参考杆产生位移变形，变形传递给振弦转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率，电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出被测结构物的变形量。

4巴加泰勒大坝多点位移计采用的埋设方法

巴加泰勒大坝采用的是由法国Telemac公司生产的BOR-EX振弦式多点位移计，可以测得钻孔内多个深度产生的变形量。

4.1安装多点位移计的钻孔

为了不影响原基础地层内的岩层状态，确保观测数据的准确，结合巴加泰勒大坝特殊的基础地质特征，采用XY-2B型地质钻机边套管、边清水钻进的方法，使用金刚钻头清水钻进，钻进过程中严格控制孔斜率，防止孔斜过大而影响多点位移计的埋设。钻进结束后冲洗孔，在孔径、孔深、斜率检验合格后方可进行多点位移计的安装。本项目多点位移计孔深11 m，0～1 m时孔径为120 mm,其余深度孔径为76 mm。

4.2多点位移计的埋设

考虑到本工程多点位移计是用于监测坝基沉降的，故其锚固装置的埋设并不是以往常用的整孔灌浆回填法，而是采用分层灌浆回填的方法。

将锚头通过延长杆组装成符合设计要求的长度并用保护管保护。将组装好的锚固装置放置在钻孔内，因其是垂直向下进行安装，为防止延长杆受力产生弯曲造成后期观测数据的不准确，必须确保延长杆是垂直放置在钻孔内的，故锚固装置的顶部需用夹具固定。按照1∶1的比例配制水泥浆，将配制好的水泥浆通过灌浆管灌入孔底，灌浆管随着灌浆的进行缓慢向上提升，在灌浆的同时需频繁检查灌浆深度，当浆液深度到达最深处锚头上方20 cm时停止灌浆，拔出灌浆管。向钻孔内缓慢放入膨润土球，并同时向钻孔内注入清水，当膨润土球深度到达第二点锚头下方20 cm时停止，放入灌浆管继续灌浆至第二点锚头上方20 cm时停止，继续放入膨润土球一直到锚固套管底部停止，其余钻孔使用水泥浆封孔，待一周后水泥浆达到一定强度时将测头与锚固装置进行连接并记录初始值。多点位移计埋设情况见图1。