长沟泵站工作基点对建筑物垂直位移的影响

邵明猛，杜 森，伊成涛

（南水北调东线山东干线有限责任公司，山东 济南250109）

工作基点是水利工程中重要的观测设施，通过工作基点对建筑物垂直位移标点的观测和累计垂直位移过程线的绘制，能直接反映建筑物的沉陷状况，对保障工程安全和建筑物的稳定起着至关重要的作用。

1 长沟泵站安全监测基本情况

1.1 安全监测布置

泵站主厂房设位移监测标点32 个,测压管4支，应变计31 支；节制闸设位移监测标点14 个，测压管12 个；引水闸设位移监测标点11 个,测压管3 支，渗压计9 支；出水闸设位移监测标点12个，渗压计6 支。

1.2 监测频次

垂直位移和水平位移观测一般在通水初期每个月观测一次，正常通水期须每季度观测一次。测压管、应变计、渗压力计采用自动化系统自动采集数据，设置为每2 h 自动采集一次，每10 d整理一次。

1.3 安全监测工作流程

1）编制监测计划：监测计划应满足监测频次要求；2）审定监测计划：监测计划要报长沟泵站管理处分管副主任审定，只有经审定的监测计划方可执行；3）实施监测：监测人员按照审定后的监测计划进行现场观测；4）记录监测结果：监测过程中，应及时、客观、真实地记录监测结果；5）监测资料整编分析：对监测记录及相关资料进行整理，与前期资料对比，及时发现异常情况，并进行简单分析，编制有关报表或报告；6）监测资料归档：监测原始记录、声像图片、分析报表或报告等有关资料归档。

1.4 数据采集及管理

水位观测采用人工测读水尺的方式及自动水位计获得成果。垂直位移采用徕卡LS10 型电子水准仪进行观测，水平位移采用徕卡LS60 全站仪进行观测。主厂房应变计、引水闸测压管（内安装水位传感器）、出水闸渗压计和节制闸测压管（内安装渗压计）均采用葛南MCU-32 型自动监测系统进行监测。

泵站、引水闸、出水闸和节制闸垂直位移均按照一等水准要求进行往返观测，利用徕卡水准网平差软件进行精密平差；水平位移利用全站仪进行多测回测角方法观测，同样用徕卡平差软件进行平差；内部变形观测采用葛南MCU-32 型自动监测系统进行采集整理。安全监测数据按月份、季度、年度整理并向上级部门报送，所有数据均有原始记录，并已按年度进行归档。

2 改造前概况

2.1 长沟泵站测区概况

长沟泵站原设有工作基点16 个，其中主厂房4 个、节制闸4 个、引水闸4 个、出水闸4 个。通过查阅以往施工期记录资料显示，长沟泵站所有工作基点均于2011 年6 月30 日前施工完成。垂直位移工作基点和水平位移工作基点埋设在同一观测墩上，工作基点基础位于地面以下2.4 m。长沟泵站原始地面高程平均约为36.5 m，厂区地面设计高程39.0 m，现状地面以下2.5 m 均为回填土，主厂房的4 个工作基点均埋设在回填土上。3 个闸的12 个工作基点也基本埋设在回填土上，由于节制闸下游西侧的工作基点已被施工的自卸车辆撞歪，可见埋设并不牢固。

2.2 工作基点改造前历年观测数据分析

从2013 年10 月到2015 年12 月长沟泵站管理处一直都是按原工作基点高程不变的情况下对泵站及3 个闸进行垂直位移观测，选取站区上游翼墙垂直位移观测为代表进行分析，其中上右翼1-1 上升了15 mm，通过观测发现，绝大部分观测标点都出现了上升现象，初步分析原因为工作基点实际下沉造成。 2015 年10 月12 日，原干线公司信息办提供了1985 国家高程基准H-三等水准点（38.879 m），此水准点是为了校核泵站上下游水位所埋设，不具备校核工作基点的条件，为了能够进一步掌握改造前工作基点的状况，长沟泵站管理处利用此水准点对工作基点进行了校核，3 个月之内工作基点下沉约5 mm 左右。为了做好与之前观测数据的衔接，长沟泵站管理处对2015 年12 月的观测数据按旧基点高程进行了转换，并形成了与以前数据对比的成果表。然后再将2015 年12 月的观测数据作为初始数据，之后的观测以校核后的基点高程为准。

3 改造后分析

3.1 改造方案

长沟泵站管理处与南水北调山东干线公司工程部、设计单位、监理单位、施工单位共同确认了新建3 个基准点及9 个工作基点的具体位置。2018 年4 月25 日开始施工，基准点新建3 座，工作基点新建9 座。平面基准点与高程基准点共用，基准点和工作基点均为具有强制归心装置的钢筋混凝土标墩，均设置了保护盖。3 座基准点基础为φ600 钢筋混凝土灌注桩，桩长15 m；9 座工作基点基础为φ600 钢筋混凝土灌注桩，其中桩长15 m 的2 座，桩长10 m 的7 座。

3.2 改造后观测要求

工作基点改造后的垂直位移观测工作均是利用新的基点高程为引点进行一等水准往返观测，采用瑞士徕卡电子水准仪，每千米往返测不等差不低于0.3 mm ，所采用的仪器均按《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）中6.2仪器的检校要求进行仪器检验，水准仪技术指标满足《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）中6.3 表6 的要求。数据处理利用平差软件进行严密平差，高程系采用1985 国家高程基准。

3.3 观测数据分析

改造后的垂直位移观测成果表及累计垂直位移变化过程线，如图1 所示。为了便于测量数据的连续分析，把2018 年11 月份原有监测点的累计垂直位移量接入到新的变形监测系统中再次进行数据衔接，又得到了工作基点改造后的累计垂直位移变化过程线，如图2 所示。经过比较分析后发现，测量数据符合冬季下沉，夏季上升的年周期变化规律。2019 年度上游翼墙最大累计位移为-2.1 mm，位于上右翼1-1，相邻部位变化均匀，表明建筑物无较大沉陷产生，变化趋势稳定，符合建筑物自身沉陷、测量误差和变化趋势要求。长沟泵站基准点和工作基点的改造，保证了长沟泵站安全监测的测量精度，为泵站机组的安全稳定运行提供了有力支持。

图1 改造后累计垂直位移变化过程线

图2 数据衔接后累计垂直位移变化过程线