大型电厂沉降监测技术应用探究

袁华旭

摘 要：建（构）筑物受自身荷载、机械震动、地下水位变化等因素的影响，在建设和使用大型电厂、建筑物的过程中，地基会发生沉降变形情况。当不均匀沉降比较大时，极易导致建（构）筑物倾斜、被毁坏，甚至引发相关的工程事故，所以，在电厂施工建设和运营阶段，要开展相关的沉降监测工作，这具有非常重要的经济价值和实践意义。

关键词：沉降监测；水准线路测量；点位布设；地质条件

中图分类号：TU196.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.147

在大型电厂和构筑物施工的过程中，很容易受到外界环境特别是工程地质条件的影响，难以准确掌握基础的稳定性，同时，随着时间的推移，地面荷载不断增加，会引起地基和地层的变形。如果主体建筑发生不均匀沉降，势必会影响该建筑物本身的稳定性。当主体不均匀沉降超过一定阈值时，则容易使主体产生挠度和倾斜，甚至引发主体裂隙。利用水准观测等手段，按照变形监测规范，周期性采集监测点高程变化信息，有助于掌握其沉降和形变规律，客观预测其发展趋势。本文拟以某在建电厂项目为例，阐述其沉降监测基准点、工作基点和监测点布设方式，并探究和分析其数据采集要求、作业流程，以期为类似电厂沉降监测工程提供参考。

1 工程概况

现有某（2×660）MW机组新建工程厂区位于贵州省境内，场地多年年平均降水量为1 396.6 mm，多年平均风速为2.3 m/s，工程场地均位于北东向构造变形区上，早期—老第三纪时期，以产生裙皱、断裂为主；挽近期—新第三纪以来，以大面积间歇性隆升为主，并伴有裙皱、断裂活动和构造拗褶现象。厂址内未见有断裂分布，场地内及其周边也未见有影响厂址稳定的全新活动断裂发育。场地地下水主要为岩溶水，含水层为泥灰岩和灰岩，分布于基岩裂隙和岩溶管道中。

为了确保电厂建筑物的安全性和稳定性，防止发生不均匀沉降，要科学指导结构施工，避免因沉降原因造成建筑物主体结构被破坏或出现影响结构使用功能的裂缝而造成的经济损失，特对火力电厂场区基础、主控与通信楼、220 kV以上配电楼、高于100 m的烟囱等开展主体沉降监测工作。

2 沉降监测技术指标要求

该电厂沉降监测项目采用水准线路测量的形式进行，其作业依据为《建筑变形测量规范》《电力工程施工测量技术规范》《建筑地基基础设计规范》和《国家一、二等水准测量规范》等。

工程监测中所涉及的高程点位分为基准点、工作基点和监测点3类，前两者对测区高程基准起到控制作用，并需定期复测基准点高程数据，以确定其点位的稳定性。监测点作为反映建筑物变化特征的客观载体，其观测技术指标如表1所示。

3 大型电厂沉降监测网布设与开展实施

电厂沉降监测工程采用Leica DNA03 高精度水准仪配合铟瓦标尺进行，其沉降观测网由3个以上基准点、12个工作基点（一期8个，二期4个）组成，并根据场地类型、构筑物结构布设相应数量的监测点，具体布设情况如下。

3.1 基准点

结合测区的实际情况，为了便于沉降作业和基准点间的相互校核，于电厂周边区域共布置3个水准基点，编号为M01、M02、M03，均位于基岩上，并按一等水准点要求埋石。同时，采用测温钢管式深埋水准点，按1956国家高程基准起算，且均与国家高程控制点联测。

3.2 工作基点

布设工作基点主要是为了便于监测厂区的主要建筑物，且应选在比较稳定且方便使用的位置。在电厂一期建设时，布设8个工作基点，二期建设时，布设4个工作基点，均采用二等混凝土普通水准标石埋设，按一等水准测量要求与基准点联测。

3.3 监测点

综合考虑建筑物形状、结构、地质、材料和桩形等因素，将监测点布设于最能敏感反映建筑物沉降变化的位置，比如汽轮机、锅炉基础各框架柱和平台上表面，变电容量120 MVA及以上变压器的基础四周等。

采集沉降监测数据时，基准点和工作基点网采用徕卡DNA03和铟瓦尺测量，按一等水准测量的要求进行高程联测；基准点和工作基点采用单路线往返测法，观测顺序为往测时，奇数站为后-前-前-后，偶数站为前-后-后-前，返测时奇数站为前-后-后-前，偶数站为后-前-前-后；工作基点与监测点间按二等水准要求进行闭合或水准附合环路观测，起止点均为工作基点，以便水准观测环线精度检核。

外业采用DNA03电子水准仪自身的存储卡记录所采集的数据，数据传输采用徕卡公司的LeicaGeoOffice，内业数据处理采用徕卡的水准网平差软件进行水准网的严密平差计算。分析监测数据资料可知，建筑物稳定性指标控制在0.01～0.04 mm/d之内，可判定为趋于稳定，同时局部倾斜不超过2‰～3‰L，即相邻观测点最大差异沉降量不超出0.002L～0.003L（L为相邻观测点距离）。为了确保监测数据的时效性，要及时整理、分析监测结果，掌握建筑物各部分的沉降动态、沉降规律，以准确掌握监测对象稳定性状态，科学预测未来时段的变形量。

4 结论

由于电厂目前正处于施工建设阶段，尚未总结、分析累积沉降数据，因此，本文仅探究、分析了其沉降监测点位布设方式、数据采集与处理的方法。随着多期沉降数据的汇总、积累，可采用GM（1，1）灰色模型、回归分析等方法研究监测对象随荷载变化、监测时段的形变规律，从而更加有效地指导电力生产建设实践。

参考文献

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〔编辑：白洁〕