浅谈航电枢纽运行工况下高水头船闸原型监测

2018-01-04欧千1张向东2江苏科兴项目管理有限公司杭州市港航管理局

消费导刊 2017年22期

关键词：船闸原型锚杆

欧千1. 张向东2.1.江苏科兴项目管理有限公司; 2.杭州市港航管理局

欧千1. 张向东2.1.江苏科兴项目管理有限公司; 2.杭州市港航管理局

利用自动化系统和各种测试手段之间相互分析验证监控数据，第一时间准确掌握新建船闸的真实状况，确保施工期的安全，以此指导施工和优化设计。

高水头船闸原型监测扬压力土压力

一、船闸原型监测内容

某某江船闸扩建改造工程新建Ⅳ级标准船闸一座，船闸兼顾1000吨级船舶的过闸要求，船闸有效尺度为300m×23m×4.5m（闸室长×宽×门槛水深），水头差20.2m，船闸总长364m；船闸建设在航电枢纽-某某某水电站位于浙江某某江上，控制流域面积31300平方公里，多年平均流量1000秒立米，设计洪水流量23100秒立米，总库容8.74亿立米，设计灌溉面积6万亩。装机容量29.72万千瓦。原有船闸加固改造；船闸下游引航道整治，坝下唐家洲左侧河道切滩疏浚及行洪渠道开挖，船闸配套及附属工程，建设上游锚泊服务区及远方调度站、助航安全保障设施及其他配套设施等。安全监测中的变形监测内容涉及水平位移监测、垂直位移监测、变形监测数据分析、基准点监测、地下水位监测、锚杆应力、钢筋应力、土压力、水压力、裂缝、内部变形（测斜）、内部变形（多点变位）、渗流监测等。

位移监测采用全自动全站仪极坐标法和视准线法，沉降观测使用水准测量法，深层位移采用测斜仪，通过测量测斜仪轴线与铅垂线之间夹角变化量，可以测出不同深度土体的水平位移，监测土、岩石和建筑物的侧向位移，测量深度可达百米，且能连续测出钻孔不同深度的相对位移的大小和方向。扬压力监测采用用于土木基底扬压力观测的渗压计，推荐采用原装振弦式传感器，应具有高灵敏度、高精度、高稳定性的特点，适于长期观测。不锈钢结构体，防水性能好，坚固耐用。能兼测测点的温度。冲击水压保护。墙后土压力监测采用土压力计，当被测结构物内土应力发生变化时，土压力计感应板同步感受应力的变化，感应板将会产生变形，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压应力值。同时可同步测出埋设点的温度值。混凝土裂缝观测应对裂缝分布、位置、长度、宽度、深度及是否形成贯穿裂缝进行观测，可在裂缝两侧的混凝土表面各埋设一个金属标点，裂缝宽度采用游标卡尺测量，裂缝深度采用超声波法观测。每条裂缝的测试区不宜少于 3 个，每个测试区内裂缝宽度观测点不宜少于 4个。沉降缝观测主要观测沉降缝的宽度、竖向错位变化。对沉降缝观侧时，应同时观测混凝土温度、气温和水温及上、下游和闸室水位。对地下水位的监测，采用钢尺水位计量测。钢筋应力监测采用应力计，通过电焊的方式将应力计焊接在钢筋（锚杆）上，焊接强度不低于钢筋（锚杆）强度。本工程使用的钢筋（锚杆）计为振弦式，其原理是：利用应力计受力后产生的变形，内部电阻片产生变形，从而测出应变值，得出钢筋（锚杆）所受作用力的大小。根据采用的仪器，量测精度要求为 0.1MPa

二、数据处理与分析

原型观测主要监测在特殊环境下，传感器在受外部环境的影响下在短时间内表现的显著反应。我们对在特殊外部环境情况下监测得到的变动数值进行分析，从而确定结构体在当前环境下的受力状况。因此，对传感器监测数据的分析不针对长期条件下的累计变化。原型观测传感器在获取测值的情况下，需要经过公式计算，才能得出相关的力学值并进行分析。因所涉及的数据量较大，论文中数据仅罗列传感器的部分相关参数。通过受力曲线图的变化来判断在监测周期内传感器的数据变化，分析相关结构部位的受力状况。在项目整体完成情况下，我方实现了对原型观测自动化的实现，将所有原型观测感应计纳入自动化监测系统。渗流（扬压力）监测埋设渗压计主要针对老船闸的基底渗流监测和新船闸地基扬压力。渗压计计算公式为：

P = AR12+BR1+C+K(T1−T0)− （S1 − S0）

通过监测研究回填土在不同标高下的受力状态，从而分析回填土在稳定后的力学稳定性。土压力计的布设及相关系数见表1。