時間:2023-05-30 10:17:15
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇水位監測,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1 現狀及存在問題分析
1.1 現狀
古礦選煤廠現有洗塊循環水池和洗末循環水池各一個,分別用于洗塊和洗末系統洗水的循環、緩沖、儲存和澄清,洗塊系統循環水量約700立方米/小時,洗末系統循環水量約1100立方米/小時。
循環池原安裝的電極接觸式水位指示裝置,使用半年后,因電極被煤泥包裹腐蝕嚴重不能使用,洗煤生產過程中,泵房司機既要操作泵房設備,又要對循環池水位巡視,出現以下影響生產的現象:
(1)選煤廠循環池水位無法監測。
(2)市場使用的水位監測方法主要有電極法、超聲波探測法、水壓對比法,這些方法在煤泥水監測中使用效果不好
(3)崗位職工需要在循環池和泵房之間來回跑,不能及時發現問題處理,造成泵吸入空氣影響生產或循環水過多溢出到馬路造成環境污染事故。
1.2 問題分析
市場使用的水位監測方法主要有電極法、超聲波探測法、水壓對比法,而這些方法在煤泥水監測中經常出現無法顯示當前水位、數據不準、無法使用等問題。這些方法在煤泥水監測中出現如下問題,(見表1):
2 發明或改進的目的
實時監測循環池水位,并將數據顯示在面板上,通過設置最高和最低水位,實現自動控制啟、停水泵。監測用水管在洗水中不會堵塞。
3 l明或主要改進的內容
3.1 原理:密閉管中空氣隨著水位高低而產生氣壓變化。
3.2 完成工作:
(1)制作一根一頭密閉帶放氣孔的水位監測管,開口向下垂直插入水中,管中密封空氣;
(2)連接氣壓監測裝置,監測管中氣壓隨著循環池水位變化而產生的氣壓變化
(3)設計、制作電路板;
(4)用工業運行穩定、抗干擾能力強的匯編語言編寫程序;
(5)現場安裝,在控制屏上顯示當前水位,設定最高、最低值,控制水泵啟、停。
3.3 使用流程圖見圖1
3.4 電路圖見圖2
4 部分匯編語言程序
5 現場使用效果
6 經濟及社會效益分析
6.1 經濟效益
(1)原裝置投入:循環池原安裝的電極接觸式水位指示裝置,使用六個月后,因煤泥包裹,且腐蝕嚴重而不能使用,更換該裝置需投入6000元。
(2)新裝置投入:制作電路板,編寫程序,購置零部件等投入1000元。
(3)經濟效益:每個監測裝置一年可節約10000元,制作2個裝置,可節約20000元。
(4)避免出現缺水時緊急停車影響生產任務造成的經濟損失。
6.2 社會效益:
關鍵詞:地下水位 動態監測 系統研究
中圖分類號:TP277 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)05(b)-0011-01
對于地下水位動態監測過程的實現對于促進人們提升水資源的利用率以及水資源利用的合理性都有一定意義。本文就建設地下水位動態監測系統的必要性以及地下水位動態監測系統建設要點進行了分析。
1 建設地下水位動態監測系統的必要性
地下水位動態監測的信息直接影響人們生活以及農業模式的選擇。對于地下水狀況的掌握需要測量多個和地下水資源有關系的多個參數,其中最重要的就是水位的測量,水位一旦發生某些輕微的變動就會對人們生活生產造成極大的影響。因此加強水位動態監測系統的建立和完善對于促進區域內水資源合理利用有著重要作用。但是就我國目前地下水動態監測系統的建立情況來看,其還存在這許多的問題。目前對于地下水測量的主要方式還以傳統簡單的方式為主,即在被測量地運用手工放線或者簡單測量儀器等對水位進行測量,這種方式受外界因素的影響較大,不利于相關部門對于水位精確變化的掌握。
2 地下水位動態監測系統建設要點
2.1 系統建設的總體目標
地下水位動態監測系統的建立最主要的目的就是為了實現簡單、高效的對地下水位進行自動實時監測。在此系統中水位測量數據的采集主要運用的就是相關傳感器,當各個監測點經由傳感器獲得水位數據之后利用相關的數據傳輸方式把其傳至系統終端,從而為相關人員對于數據的分析創造條件。在對水位動態監測系統的建立過程中需要公共電信網通訊技術的支撐,數據傳輸的方式可以以GSM技術為核心。對于各個監測點水位數據的采集可以采用無線控制技術,像ZIGBEE等。一個完善的水位動態監測系統應改能夠實現每天都能對水位進行采集并把所采集的數據進行自我儲存的功能,從而為水位動態監測系統功能的發揮奠定基礎。
2.2 地下水位動態監測系統的組成部分
地下水監測系統所檢測的對象主要為地下水位的高度以及埋藏的長度,所檢測的地下水位的數據應該能夠自己錄入相關的數據庫中并能夠經處理之后以報表和曲線等形式得以體現。一般情況下一個完整的地下水位檢測系統應該由傳感器、檢測主機RTU以及通信網絡等組成。
(1)傳感器。
根據傳感器的作用機理傳感器也叫做換能器、變送器以及探測器等。其在地下水位動態監測過程中所具有的最主要的作用就是對水位的變化情況進行檢測和感知,并把所感知的變化情況以數據信號的形式得以體現。在地下水位動態監測系統中所運用的傳感器的類型為水位傳感器,在對傳感器類型進行選擇時要把傳感器的自身性能、傳感器被使用的環境以及成本等因素納入考慮范圍之內。一般情況下,所采用的水位傳感器的具體參數如下。
測量范圍(FS):0--50mH2o;
允許過壓:2倍滿量程壓力;
測量介質:與316不銹鋼兼容的液體;
綜合精度:±0.25%FS;
長期穩定性:典型為±0.1%FS/年;
使用溫度范圍:一體式為-20~70℃;
零點溫度漂移:典型為±0.02%FS/℃, 最大為±0.05%FS/℃;
靈敏度溫度漂移:典型為±0.02%FS/℃, 最大為±0.05%FS/℃;
供電范圍:12~36VDC(一般24VDC);
信號輸出:4~20mA;
負載電阻:≤(U-12)/0.02Ω;
結構材料:外殼為不銹鋼1Cr18Ni9Ni, 膜片不銹鋼316L,密封為氟橡膠,電纜為Φ7.2mm聚氯乙烯專用電纜;
絕緣電阻:100MΩ,500VDC;
防雷:三級防雷設計(1萬V/5kA);特殊可(2萬V/1萬A);
防護等級:外殼防護等級IP68;
安全防爆:ExiaⅡ CT5;
分辨率:無限小(理論),1/100000(通常)。
(2)監測主機RTU。
在對監測主機RTU進行選擇時一定要綜合考量其各種性能,尤其是可靠性以及低能耗性要最大程度的滿足于系統設計的要求,在主機上要具有各種通信接口以及傳感器接口,能夠實現查詢--應答式和自報式的混合工作制式。另外主機還應該具有定時自檢發送、死機自動復位、站址設定、掉電數據保護、實時時鐘校準、直觀現場顯示和設備測試等功能;可顯示、主動發送電源電壓、端口工作狀態;能接受中心站的遠程自動校時,計時誤差不超過2min/年;能接受中心站的按時段遠程下載存儲數據等功能。
(3)通信網絡。
在地下水位動態監測系統的建立過程中所采用的通信網絡主要為公共運營通信網絡,在網絡的建設過程中需要遵循一定的原則,為了使這種原則能夠實現標準化相關部門則定義了數據網絡通信協議,當數據在傳輸過程中,相關數據壓縮和打包過程就需要把設定的數據網絡協議作為依據,并按照數據協議的標準對數據進行封裝,為數據傳輸的高效實現創造條件。在把數據傳輸到終端之后,經過相關設備對數據的轉換可以使得數據信號轉換為人們能夠理解的形式。另外為了獲取最準確的水位測量信息,相關技術人員應該根據水位測量要求對通信網絡的數據傳輸的頻率進行設定,一般情況下8 h采集一次數據,每條數據中記錄至少20個字節,一天傳輸3條。這樣下來,一個月所需要的數據流量也不過6KB左右,加上系統運行所需要的必要的心跳包,整體算下來,一個月的數據流量也會小于4M,這能夠極大程度的降低數據傳輸成本以及提升數據傳輸效率。
3 某地地下水位動態監測系統實例分析
為了更好的了解地下水位動態監測系統建設的過程,該文以某地地下水位動態監測系統的建設過程為例,對地下水位動態監測系統的建設要點進行分析。
在實例中地下水位檢測系統所采用的傳感器為文中所述傳感器。
主機參數如下所示:
值守功耗:≤2mA
傳感器供電5V、12V可選,設備工作電壓交流220V;
輸數模轉換:16位高精度ADC采集芯片,轉換誤差
可靠性指標:在正常維護條件下,設備的MTBF≥25000h;
工作環境:溫度-30~+60℃。
可以看出,地下水位動態監測系統的建立和完善不僅能夠實現對相關檢測地的水位的測量還能夠對相關區域的水量數據進行統計。另外整個系統有多個子系統構成,這對于相關人員對于相關數據的準確查詢提供了一定的便利條件。
4 結語
通過該文的論述我們可以發現建立一個完善的地下水動態監測系統是十分必要的,地下水動態監測系統的建立能夠為人們對于水資源的管理以及利用提供最為可靠的數據依據。
基坑開挖關于地鐵基坑開挖和結構施作,現在還沒有適用于全國的規范性文件,但在地鐵施工較早的城市主要就開挖方法、開挖深度、架設鋼支撐等內容出臺了相關地鐵基坑土方開挖規程。
基坑施工地鐵施工主要步序如下:1)施作地連墻—樁基礎—格構柱—坑內降水;2)開挖土體至第1道支撐,施作該支撐;3)開挖土體至第2道支撐下05m,施作第2道支撐;4)依次開挖至坑底,施作墊層、結構底板;5)待底板達到設計強度,拆除支撐。從施工步序可以很明顯地看到基坑開挖的基本要求就是先撐后挖,施工到支撐下05m后就要架設支撐,然后才能繼續開挖。但現實中由于鋼支撐的架設干擾挖機挖土,影響施工效率,很多施工單位為搶工期不顧安全,最終導致事故發生。
現場施工存在的隱患圖3為某基坑土方施工現場,在基坑端頭,土方已經開挖至第2道支撐下5m多,但第2道鋼支撐卻一直未架設。根據以往監測數據,圍護結構在開挖12h內變形最大,變形最大位置集中在基坑底板標高上下5m范圍內。如果在基坑開挖到規定深度不及時架設支撐,圍護結構很可能會出現大變形,致使圍護結構變形過大而開裂,給主體結構施工和基坑開挖帶來安全隱患。地鐵深基坑土方開挖過程中,另一個常見安全隱患是在圍護結構外側大量堆載。常常堆放大量鋼支撐、開挖的土方、機具設備等,大大增加了圍護結構的附加荷載,使得圍護結構變形過大,導致與其相接的墻體錯動開裂,造成圍護結構漏水。
水位監測中存在的問題施工監測作為深基坑施工的一部分,是確保工程安全的重要環節。監測的主要作用就是及時發現施工中的風險,提醒施工單位采取措施將事故消滅在萌芽之中。然而在深基坑施工過程中,地下水監測卻存在諸多問題。
埋設時間不及時用于指導基坑監測工作的GB50497—2009《建筑基坑工程監測技術規范》對水位監測有如下規定:潛水水位管應在基坑施工前埋設,濾管長度應滿足測量要求。什么是“基坑施工前”?一般理解基坑施工前就是基坑開挖之前,許多施工單位都是這時候才開始埋設水位管。水位管的埋設流程如下:1)用地質鉆機鉆孔,鉆孔深度根據所測區域水位決定。2)將裝好濾管的水位管下到孔內。由于鉆孔時孔內有大量泥漿用于護壁,所以材質較輕的PVC管下不去,只能在管內大量注水,才能將管埋設到設計位置。3)回填土體。因為泥漿密度較大,水位管在浮力作用下會上浮錯位,致使慮管不能安設在含水層內,所以需要回填土體固定管體。從水位管的埋設過程可以看到,由于下管過程中管內注有大量清水,水位管埋設后并不能立即開始測量,需要2~3周時間,待到管內水位與地層水位恢復一致時才能開始測量,而且前3天要測量3次值,取平均值作為初始值,之后才能開始水位的正式測量。由此可見,從埋設水位管到真正開始水位測量,周期為17~24d,如果在土方開挖時才開始埋設水位管,可能會出現水位監測不及時,影響基坑安全。如果是基坑開挖后才開始埋設水位管,往往還會錯過基坑開挖前的降水階段監測。基坑降水也是水位監測的重點,因為根據開挖前基坑降水過程中基坑外水位變化的情況,就可以初步分析基坑的滲漏水情況。綜上所述,水位管埋設的最佳時間應該是圍護結構完成后基坑降水施工前,將水位管埋設好,并測量初始值。
各隔水層隔水措施不力承壓水由于其水量一般較大,而且有一定的壓力,一旦滲漏往往會造成嚴重的工程事故,所以承壓水是水位監測中的重點。規范中要求承壓水位監測時,被測含水層與其他含水層之間應采取有效的隔水措施。規范的隔水層是采用高質量的黏土球回填到孔內,回填高度要大于原地層隔水層高度。但現場施工時,很多單位為圖方便,在承壓水埋管回填土時都是直接就地取土,使各含水層聯通,致使水位監測的數據失去指導意義。
監測預警較難規范中水位監測報警值規定地下水位變化絕對值為1000mm,速率為500mm/d。地層中由于地下水聯通性強,當局部發生滲漏,其他區域水很快補給過來,監測顯示水位變化不明顯,難以評估水位下降帶來的施工風險。由于水位監測的非連續性,一旦水位監測出現明顯下降,可能已經發生大的滲漏水事故。目前的水位監測方法在實際施工中很難達到預警要求,基坑水位監測仍有大量基礎工作需要各方人員不斷總結與完善,并最終形成規范性文件,指導水位監測工作,保障基坑施工安全。
滲漏水的預防處理
預防基坑滲漏水事故的發生,不僅需要加強施工管理提高圍護結構的施工質量,截斷封堵滲漏水發生的通道,更應該加強基坑土方開挖過程的管理,嚴格按規范施工。但即使施工中嚴格按規范操作,在圍護結構和土方施工中也難免會出現問題,當這種不利情況出現時,及時發現滲漏水并采取措施顯得尤為重要,這樣就可以用較少的成本,將風險消滅在萌芽之中。21及早發現滲漏根據上文的介紹,現有的水位監測手段無法滿足,只能完善和提高基坑施工中的水位監測手段。常用的有如下幾種:1)近似計算方法及室內的模型或模擬試驗分析方法。該方法主要是通過現場采集數據,并根據流體力學解析解法、水力學法、圖解法等進行分析判斷。該方法對監測人員要求較高,而且理論計算與選取的計算方法、計算參數關系很大,預測結果只能定性反映水位變化情況。2)同位素示蹤法。該方法是通過在地層中放入同位素示蹤劑,利用示蹤儀進行跟蹤測量,找到滲漏通道和滲漏點。可以在滲漏水發生時,對水源進行確定,預測目的不易達到。3)高密度電法[5-6]。它是以巖土體的電性差異為基礎的一種探測方法,根據在施加電場作用下的地層的傳導電流分布規律,推斷地下具有不同電阻率的地質體賦存狀態。該方法對山區和采空區等不良地質探測較為準確,但易受電力設施和地下管線干擾,在探測滲漏水方面不具優勢,而且也只能是定性的,無法定量監測。4)溫度示蹤法。隨著國內外對于溫度示蹤法和反分析研究的發展,滲流監測領域出現了新的研究理論和方法,并發展成為一種新的理論,即滲流熱監測理論,在此理論基礎上發展了滲流熱監測技術,它不僅能更準確、有效地反映土體內部的滲流狀態,而且能加深對滲流狀態發展變化過程的認識,能夠準確發現早期滲漏情況和滲漏點。溫度示蹤法在基坑滲漏監測中主要有以下優點:①監測儀器價格低廉,現場操作簡單;②可以實現長時間連續監測;③現場一般技術工人就能進行監測。溫度示蹤法檢測原理:地層表面的溫度與環境溫度有關,隨季節發生周期變化。這主要是因為地層表面的溫度不僅受地表附近的大氣溫度影響,還受到太陽照射的影響,因此地表的溫度是有季節性的。由于地表水的溫度是隨著地表大氣環境溫度變化的,地表水補給到地下后,將影響地層中的溫度,影響的程度與補給量和距離等因素有關。在季節溫度影響點(如鉆孔溫度曲線上的拐點)以下深部地層的溫度將隨著深度的增加而上升。所以根據地層中溫度的變化就可以準確地判定地層滲流的分布情況,從而確定地層的滲透性以及集中滲漏等[7-8]。
當鉆孔穿過裂隙或滲漏帶時,由于受地下水水平流動的影響,溫度分布曲線會出現“尖峰狀”異常,如圖4所示。圖4(a)為地層中無強滲漏帶時,鉆孔中溫度分布的正常曲線,此時溫度曲線分布只與深度有關,隨深度增加而線性增加,反映正常的地層溫度分布。圖4(b)為鉆孔穿過地層中的強滲漏帶,且滲漏水的溫度較高時,導致溫度分布曲線出現異常,根據曲線發生異常的變化進行分析。溫度示蹤法現場操作也較為簡單,使用測溫儀器測量水位管內不同深度水的溫度,繪制曲線,根據曲線的變換規律分析滲漏水情況。這一方法與傳統的方法相結合,在成本投入不大的情況下,可以較準確地預報滲漏水地點,預防涌水事故的發生。22滲漏封堵措施對于地下連續墻的接頭輕微滲漏,可采用先引后堵方式進行封堵。首先,沿地下連續墻豎向接頭的混凝土表面開鑿出一條約3cm×3cm的凹槽,放入半圓形的PVC管,此時滲水沿半圓槽向下流動,表面用速效水泥進行封堵,形成滲水暗道。其次,進行混凝土襯砌施工,當襯砌混凝土達到設計強度后,再對滲水暗道自下而上反向注雙液漿,快速填充滲水通道。
當滲漏水較大時,就需要對地連墻外側土體進行處理,常用的處理措施為高壓旋噴法和袖閥管注漿法。1)高壓旋噴。高壓旋噴灌漿是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進土層后,從噴嘴噴射固化劑,沖擊破壞土體,同時提升鉆桿,強制攪拌,使固化劑與土體充分混合形成一體,經固化后形成一定強度、互相咬合的地下防滲漏帷幕,從而封堵地連墻裂縫,達到阻止泥砂從裂縫處流失的目的。該方法既經濟、快速、安全可靠,又不影響后續施工。2)袖閥管注漿。用鉆機進行套管鉆孔,鉆到規定的深度,安設袖閥管。通過袖閥管可實現定點、定位注漿,封堵地下水并對周邊土體進行加固。袖閥管注漿工藝具有以下優點:①可實現定點、定位注漿;②可進行多次重復注漿;③注漿時范圍較容易控制;④鉆孔和注漿作業可平行作業;⑤可根據地層特點選擇不同的注漿段長和注漿壓力。一般滲漏水,通過上述措施基本可以實現封堵。
結論與建議
1大壩滲流滲壓監測布置
1.1壩基根據樞紐各建筑物的布置型式、基礎的地質條件和滲流控制的工程措施,在基礎帷幕灌漿廊道沿壩軸線設一個監測縱斷面,在9#、13#、17#壩段中部各設一個監測橫斷面:縱斷面每個壩段埋設一根測壓管,另在大壩基礎第一排輔助縱向排水廊道埋設5根測壓管,第二排輔助縱向排水廊道埋設3根測壓管;三個橫斷面建基面高程從上游至下游布置滲壓計;左岸1260m灌漿平硐防滲帷幕后設3個測壓管;右岸1254m灌漿平硐防滲帷幕后設4個測壓管;用于監測大壩基礎的揚壓力。
1.2壩體在17#-19#壩段高程1264.00m層面銅片止水后布置了3支滲壓計,監測壩體層面滲壓。
2壩基揚壓力設計控制指標
根據《混凝土重力壩設計規范》[3],壩基滲透壓力采用揚壓力折減系數作為設計控制指標。河床壩段壩基面揚壓力和岸坡壩段壩基面揚壓力控制圖形見圖1,揚壓力折減系數設計控。
3滲流滲壓監測成果分析
3.1基礎帷幕防滲分析
3.1.1時間過程分析壩基各滲壓測點隨上游水位變化過程線見圖2-圖7。從圖2-圖3中可以看出:(1)兩岸擋水壩段大部分測點滲壓值與壩前水位有較好的相關關系,且基本與水位變化同步,滯后性不明顯。(2)大壩蓄水之后,各測壓管水頭上升較小,壩前水位明顯高于各測點滲壓水位。(3)測壓管水頭由河床向兩岸逐漸升高,符合大壩滲流場一般規律。(4)UP20和UP21號測壓管在短時間內發生水位陡降情況,且該情況與庫水位相關性差,較為異常,推測應與壩內施工滯水影響有關。從圖4、圖5中可以看出:(1)河床壩段各測點測壓管水位在水庫蓄水后上升不明顯,且遠遠低于壩前水位,表明壩基帷幕防滲效果良好。(2)兩排輔助縱向排水廊道測點水位與上游水位相關變化不明顯,且遠小于上下游水位,與主排水孔處測壓管水位相比有一定折減,表明壩基排水效果良好。(3)UP13、UP15和UP28號測壓管在短時間內發生水位陡升陡降情況,且該情況與庫水位相關性差,較為異常,分析應與壩內施工滯水影響有關。從圖6-圖7中可以看出:左右岸灌漿平洞各測點測壓管水位基本上在1260m上下波動,且遠遠低于壩前水位,表明壩基帷幕防滲效果良好。
3.1.2空間分布分析為評價大壩壩基防滲排水效果,需要分析壩基揚壓力折減系數是否滿足設計值。圖8為壩基測壓管監測水位上游立視圖,從圖中可以分析出:各測點水位基本在廊道底板高程附近,或略高于廊道底板高程,表明壩基防滲排水效果良好,監測成果與設計值較一致,滿足設計要求;隨庫水位向上抬升各測點水位基本呈上升趨勢,左右岸擋水壩段上升幅度較溢流壩段要大,符合大壩滲流場一般規律。圖9為典型壩段揚壓力折減分布圖,從圖中可以看出,壓力折減系數小于設計值,且沿下游方向逐步遞減,符合大壩滲流場一般規律,說明大壩壩基滲控效果較好;在庫水位蓄至接近1330.00m高程情況下,典型壩段壩基根據監測數據顯示帷幕后主排水孔位置揚壓力折減系數均小于設計值,表明大壩的壩基防滲排水效果良好,滿足設計要求。根據各測壓管測點監測數據及相應上下游水位,可以得目前各壩段壩基關鍵點的揚壓力折減系數與設計值進行比較,評價壩基防滲排水效果,具體見表2。從中可以看出,各測點揚壓力折減系數均小于設計值,表明大壩的壩基防滲排水效果良好。
3.2壩體滲流滲壓分析壩體層面滲壓成果過程線見圖10。從圖中可以看出:壩層面各滲壓測點水位在水庫蓄水后上升不明顯,表明壩體層面防滲效果較好。
4結論
關鍵詞:峽山水電站 變形測量 安全監測
中圖分類號:TV698 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)03(a)-0237-01
1 工程概況
峽山水電站地處江西贛州境內貢水干流于都縣境內河段,壩址位于于都縣羅坳鎮峽山村,以發電為主,兼顧航運等綜合利用效益。水庫正常蓄水位109.8m,相應庫容9600萬立方米,電站裝機總容量35.1MW,設計年發電量1.3261億kw.h。 工程等別III等,水庫為中型水庫,電站為小(1)型電站。水庫正常蓄水位109.80m,相應庫容9600萬立方米,電站裝機總容量35.1MW,工程等別Ⅲ等,水庫為中型水庫,電站為小(1)型電站。水庫正常蓄水位109.80m,相應庫容9600萬立方米,電站裝機總容量35.1MW,工程等別Ⅲ等,水庫為中型水庫,電站為小(1)型電站。水庫正常蓄水位109.80m,相應庫容9600萬立方米,電站裝機總容量35.1MW,工程等別Ⅲ等,水庫為中型水庫,電站為小(1)型電站。
峽山水電站為低壩河床式電站樞紐,2010年10月開工建設,2012年底建成。建筑物呈“一”字形布置,壩軸線總布置長度380.0m,從左到右分別為左岸擋水壩段(長22.0m)、船閘(長18.0m)、泄水閘(長241.0m)、廠房壩段(長89m),右岸擋水壩段(長10.0m)。設計壩頂高程118.70m,泄水閘最大閘高26.7m,擋水重力壩最大壩高16.7m。
2 大壩監測項目及布置
該工程大壩觀測項目有:變形觀測、滲流觀測、水位和氣溫觀測。其中滲流觀測、水位和氣溫觀測采用自動化監測設施進行,變形觀測由人工采用光學及電子儀器觀測儀器進行。
2.1 滲流監測
利用滲壓計(孔隙水壓力計)為主和測壓管(利用電測水位計人工現場測量)備用的方式監測地下水位。共布置18個測壓管,安裝18支滲壓計,用于測量壩基揚壓力。從2014.1~7的測量結果來看,壩基揚壓力變化平穩,主要受上游水位變化影響。峽山水電站為貫流式水電站,為日調節水庫,水位漲幅變化不大。
2.2 水位監測
分別在船閘上游、閘室及船閘下游各安裝一臺遙測水位計,在水位計旁布置了水尺,分別監測水庫上游、閘室及下游水位。遙測水位計可將水位實時傳送至控制室的大壩監測自動化系統,并可通過水尺進行校核。水尺每年汛前、汛后分別進行一次校測。
2.3 溫度監測
大壩安全氣溫計一支,采用玻璃鋼百葉箱保護。布置了1個測點,安裝于船閘段,用于對庫區氣溫的監測。測量周期采用每時測量一次。
2.4 變形觀測
(1) 壩頂水平位移監測:壩頂水平位移觀測采用視準線法,共布置28個測點,兩岸各布置一個工作基點和一個校核基點。
(2) 壩頂垂直位移監測:垂直位移監測點與水平位移監測點共用,為28個測點。采用精密水準測量方法進行觀測。
3 大壩變形監測成果分析
3.1 壩頂水平位移人工監測
廠房、泄水閘、船閘、重力壩段及連接壩段水平位移采用視準線法進行監測。大壩共28個測點,兩岸各布置一個工作基點和一個校核基點。使用精度為0.5'的徠卡全站儀和一個棱鏡進行觀測。測量時,全站儀安置在工作基墩上,先對中安裝在校核基墩上的后視點,再對中各測點棱鏡,讀取測點的X坐標值為水平位移觀測值。盤左盤右各讀一個值,其平均值作為一個測回,每測點觀測二測回,測回間的限差不大于1毫米。在工程運行初期每月人工測量一次,2014年5~7月的測量成果來看,3個月測量的數據變化基本在厘米范圍內,變化不明顯。水平位移受上下游水位變化、氣溫變化較為明顯。
3.2 壩頂垂直位移人工監測
大壩垂直位移監測點與水平位移監測點共用,為28個測點。在壩址上游附近地基穩固可靠處布設1個水準基點(BM2)。大壩垂直位移按《國家水準測量規范》二等水準測量進行,使用東德蔡司Ni007和銦鋼水準尺,采用精密水準測量法進行觀測。在工程運行初期每月人工測量一次,從2014年5~7月的大壩垂直位移變化的測量成果來看,隨著時間的推移,變化值增大,但是不明顯,在毫米范圍內。分析原因為工程建設投運初期,大壩沉陷變化較大。
4 結語
受建筑物地基的工程地質、水文地質、大氣溫度變化及建筑物本身結構、形式、動荷載作用等因素的影響,建筑物產生變形是不可避免的。因此,對建筑物進行變形監測有著重大意義。通過變形監測取得的資料,可以監視建筑物的狀態變化和工作情況,在發生不正常現象時,可以及時分析原因,采取措施防止事故發生,以保證建筑物的安全。
通過對峽山水電站大壩變形監測及對監測數據的分析來看,大壩處于安全運行狀態之中,該項目的監測設施布置較合理。但是電站處于運行初期,隨著時間的推移,地面或者大壩外形等部位會發生相應的變形,這就需要監測工作者,加強監測工作,獲得相關數據分析信息,提前預測出了大壩變形的軌跡,及時為后期的施工或者補救提供科學的數據,同時為后期電站的平穩運行和安全生產提供了強有力的保障。
參考文獻
[1] 中華人民共和國電力行業標準DL/T5178-2003,混凝土壩安全監測技術規范.141.
關鍵詞:圍護監測;工程概況;監測成果;圍護
Abstract: based on the author's experience, the who's century square at the pit enclosure monitoring project are discussed in this paper.
Keywords: retaining monitoring; Engineering outline; Monitoring results; palisade
中圖分類號:K826.16文獻標識碼:A 文章編號:
一、工程概況
本工程±0.000相當于黃海高程5.05m,取自然地坪相對標高-1.2m。(A區)底板面標高均為-11.600m,防火分區一處(B區)底板面標高為-12.800m,二、三層機械車位處(C區)底板面標高為-14.800m。設計時按承臺底標高控制,假設承臺高2m。估計承臺底標高A區域-13.600m,B區域-14.800m,C區域-16.800m,則挖深分別為A區域12.40m,B區域13.60m,C區域15.60m。地下夾層底板面標高-4.200m,地下一層底板面標高-7.800m。
二、監測內容
1、地下水位觀測;
2、內支撐軸力觀測;
3、深層土移;
4、內支撐立柱沉降觀測點。
三、監測成果匯總分析
為了能接近施工進度對資料進行科學的分析,現將該基坑工程的整個施工過程進行分析。
1、地下水位
基坑周邊4只水位觀測孔的地下水位相對于該工程±0.000(絕對標高5.05m)標高的下降量曲線見圖1,依據時間~水位下降量曲線可以看出:地下水位變化相對比較平穩,與該工地周邊的原始地下水位接近,偶有變化主要是受大氣降水的影響,隨著基坑開挖深度的加大,四只孔的水位均有所下降,主要是受基坑土方開挖后圍護樁間隙滲水及季節性地表水位的影響。
圖1 各水位測試孔時間~水位下降量曲線
2.內支撐軸力
第一道內支撐上4組監測點的支撐軸力隨時間的變化曲線見圖2,依據曲線分析認為:各支撐軸力監測點的支撐軸力2000N~3000KN,均小于設計預警值,隨著第二道支撐的逐步澆注,各點的支撐軸力變化逐步趨于穩定,隨著基坑的不斷挖深,第一道支撐內的軸力監測點的軸力相對變化幅度繼續增加, G2、G3、G4軸力均超過預警值(4000kN),第二道支撐G6、G7、G8軸力也超過預警值(8000kN),第三道支撐澆筑之后,各點的支撐軸力變化逐步趨于穩定,在支撐軸力超過預警值時,我方按時發出監測報警,得到了建設單位、設計單位及監理單位的及時回復。
3、深層土移
隨著基坑內土方的不斷開挖,基坑周邊的土移不斷增大,最大位移點由地表下5米左右以逐漸下移至地表以下8m~13.0m,且最大位移速率變化相對較小,均為超過設計要求,但各孔的最大位移均超過設計要求,我方及時提出,并加強了監測頻率,事后證實設計方案安全可靠。
4、沉降觀測
隨著基坑不斷開挖,內支撐上的各沉降觀測點的累計沉降較小,沉降速率較小,在最后支撐破除、回填階段,S12點沉降過大,研究確認系回填過程中重型機械引起。加密追蹤監測后證明內基坑內支撐系統穩定可靠。
四、結論
【關鍵詞】PLC;無線通信;水池水位
1引言
在工農業生產、百姓日常生活中,供水是一個繞不開的需求。供水過程中,對水位的實施監測,是保障供水安全的必要條件。在一些交通和地形不便,不宜鋪設線路或傳輸距離較遠(如高山蓄水池水位監測、江河水位監測、引用水源地水位監測、高位水塔水位監測等)的水位監控中,水位信號的無線傳輸控制就變得十分必要,基于這樣的現實需要,本文設計了一種基于PLC無線通信的高位蓄水池水位遠距離控制系統。
2系統設計的思路
項目背景:山頂有一個圓形蓄水池,深8米,直徑10米,泵房位于山下,泵房距離山頂蓄水池2KM左右。蓄水池分為3段,即有高中低3個水位,高水位為7米,中水位為4.5米,低水位為2米。水位的檢測通過液位開關實現,液位開關與無線水位發射裝置連接,無線接收裝置與PLC連接,泵房控制室無線接收裝置收到發來的水位信號后,傳送給PLC,PLC經過信號處理后,通過控制電路驅動水泵啟停,使水位保持在一個合理的水平。
3系統的硬件構成
系統主要硬件設備有浮球式液位開關、FX2N-32MR、水泵、接觸器、斷路器、西安達泰電子有限責任公司的點對點無線開關量信號傳輸器DTD110HEY-4等。浮球式液位開關采用電纜浮球液位開關,它是利用重力與浮力的原理設計而成,當浮球收液體浮力作用而隨液位上升或下降到與水平面約30度時及通過設置在體內的驅動機構驅動大容量微動開關輸出開或關的信號。浮球個數為3個,重錘數量為3個,分別固定在蓄水池的高中低三個位置。DTD110H通過無線方式傳輸工業現場的開關量信號,可以實現點對點通信,也適合于點對多點而且分散不便于挖溝布線等應用場合,不需要編寫程序,不需要布線。發射端提供4~16路開關信號輸入,接收端提供4~16路開關信號輸出。輸入信號是無源開關觸點或者0~24VDC電壓信號,輸出信號是OC門輸出,可以直接驅動24VDC直流繼電器。DTD110HEY-4型號,單向傳輸,有4個開關信號輸入端,4個開關信號輸出端,成對使用。無線傳輸距離可達5千米。如圖1所示。
4系統的工作原理
本系統設置三臺水泵,一臺備用泵,兩臺運行泵。三臺泵每隔一季度輪流成為備用泵,以方便保養維護。當水位低于低水位2米時,系統有6個輸入信號,分別為1個啟動信號、1個停止信號、3個過載信號、高中低3個液位信號。有4個輸出信號,分別為3個水泵啟停信號、1個故障報警輸出信號。按下啟動按鈕,若水池水位低于低水位2米時,兩臺水泵同時開啟;當水位到達中水位4.5米時,運行一臺水泵;當水位到達高水位7米時,停止水泵運行。若水位到達高水位,水泵3秒內沒有停止,則自動斷電,報警;若水位持續1分在低水位下,則自動斷電,報警;若水泵產生過載行為,系統停止運行。按下停止按鈕,系統停止運行。為保證安全運行,系統分自動控制和手動控制兩種方式。
5系統的優點
采用無線通信的方式,方便快捷,能有效解決挖溝布線不便的問題,尤其適合山區蓄水池水位遠程控制。若水池旁沒有電源,水位無線傳輸控制器還可以采用太陽能電源供電,若同時配備一臺DTP_RE短信終端,則可以給工作人員手機發送短信,實時報告當前水位狀態和水泵工作狀況。短信的收發借助公用GSM網絡,采用自主無線通信方式,沒有運行費用。
6總結
關鍵詞:引用測繪標注技術要求實施方案成果處理
中圖分類號:P2文獻標識碼: A
一、工程概況:擬建場地位于廈門市集美區后溪鎮廈門火車北站西南側,場地北側臨珩圣路,東側為預留綠化帶,為圣果路,南側靠珩源路、對面為廈門站片區營運中心,西側為珩豐路。場地±0.00相當于黃海高程+14.90m,場地一層地下室擬開挖至-5.50(-6.90)m,二層地下室部分開挖至-9.40(-10.80)m。基坑開挖深度為5.25~10.62m。
支護結構型式:本工程采用土釘墻、自然放坡與人工挖孔樁加錨索聯合支護體系。本基坑工程為二級基坑,重要系數1.0。
二、監測目的:本基坑工程面積較大,開挖深度較深,地下室開挖范圍內分布的地層有素填土、雜填土、砂質粘土、含泥粗砂。場地內地下水水位埋深4m~5m。基坑監測是保證本基坑支護結構的穩定和安全、保護周圍環境必不可少的措施。
在基坑開挖過程中,由于地質條件、荷載條件、材料性質、施工條件和外界其它因素的復雜影響,很難單純從理論上預測工程中可能遇到的問題,而且,理論預測值還不能全面而準確地反映工程的各種變化。所以,在理論指導下有計劃地進行現場工程監測十分必要。
本工程監測的目的主要有:
(1)通過將監測數據與預測值作比較,判斷上一步施工工藝和施工參數是否符合或達到預期要求,同時實現對下一步的施工工藝和施工進度控制,從而切實實現信息化施工;
(2)通過監測及時發現圍護施工過程中的環境變形發展趨勢,及時反饋信息,達到有效控制施工對建(構)筑物、道路、管線影響的目的;
(3)通過監測及時調整支撐系統的受力均衡問題,使得整個基坑開挖過程能始終處于安全、可控的范疇內;
(4)通過監測及早發現基坑止水帷幕的滲漏問題,并提請施工單位進行及時、有效的堵漏準備工作,防止施工中發生大面積涌砂現象;
⑸將現場監測結果反饋設計單位,使設計能根據現場工況發展,進一步優化方案,達到優質安全、經濟合理、施工快捷的目的;
三、測點布置:基坑工程監測點的布置應能反映監測對象的實際狀態及其變化趨勢,監測點應布置在內力及變形關鍵特征點上,并滿足監控要求。
(一) 周邊環境監測點布置要求
1、周邊地表沉降監測點:宜按監測剖面設在坑邊中部或其他有代表性的部位。監測剖面應與坑邊垂直,數量視具體情況確定,共布置10個點。
(二) 基坑圍護監測點布置要求
1、圍護墻頂部水平、豎向位移監測點:應沿基坑周邊布置,周邊中部、陽角處應布置監測點。監測點水平間距不宜大于20m,每邊監測點數目不宜少于3個。水平和豎向位移監測點宜為共用點,共布置59個點。
2、土體深層水平位移監測點:宜布置在基坑周邊的中部、陽角處及有代表性的部位。監測點水平間距宜為20~50m,每邊數目不應少于1個,共布置10個。
3、地下水位觀測點:基坑外地下水位監測點應沿基坑、被保護對象的周邊或在基坑與被保護對象之間布置,監測點間距為20m~50m,共布置10個點。
監測方法及精度要求:
表3-1監控量測設計表
3.1 坡頂水平及豎向位移
利用視準線法,用經緯儀量測墻頂各點與基線之間距離的變化,若視線受阻則采用全站儀測角和水平距離進行計算,以達到了解圍護結構頂位移的目的。
3.2深層土體側向變形
土體側向變形使用sinco活動式測斜儀進行監測。測斜儀是一種可以精確地測量沿鉛垂方向圍護結構內部水平位移的監測儀器。
量測時將探頭插入測斜管,使滾輪卡在兩道槽上緩慢下至孔底以上50cm處,自下而上沿導槽全長每隔50cm測讀一次,為提高測量結果的可靠性,在每一次測量步驟中均須一定的時間延遲,以確保讀數系統與溫度及其他條件平穩(平穩的特征是讀數不再變化)。測量完畢后將探頭旋轉180°插入同一對導槽中,按以上方法重復測量。前后兩次測量時各測點應在同一位置上,在這種情況下,兩次測量同一測點的讀數絕對值之差應小于10%,兩次結果符號應相反,否則應重新量測本孔數據。
3.3 地下水位
對于地下水位監測,設水位觀測井,將水位管安裝在鉆好的孔內對水位進行監測以了解其變化過程。首先將帶有進水孔直徑50mm的水位管(PVC管)放入孔中,接著從管外回填凈砂至地表下50cm處,管口設必要的保護裝置,水位監測管的埋置深度(管底標高)應在控制地下水位之下3~5m,然后用電測水位計量測水位管頂到水面的距離,根據測出水位管的高程,推算出水位的標高。通過對水位的監測,可以進一步得到基坑內降水、開挖對基坑外部地下水的影響。地表和建筑物的沉降,基本上都是因為大面積降水引起的,因此要嚴格控制地下水位,必要時加強觀測頻率。坑內降水、開挖引起坑外的降水,每天不超過500 mm,累計不超過1000 mm。
3.4 地面沉降
利用精密水準儀、銦瓦尺觀測高程的方法對地面進行豎向變形觀測。量測地面的下沉量和下沉規律,以保證基坑結構的安全。
監測報警指標:坡頂水平位移40mm(或變化速率大于5mm/d且不能收斂);坡頂地面沉降30mm(或變化速率大于5mm/d且不能收斂);周圍地面沉降大于30mm(或變化速率大于6mm/d且不能收斂)。周圍建構筑物的沉降大于45mm,或建筑物的傾斜速率已連續三日大于5mm/d;
四、監測應急措施:詳細說明監測達到報警值、控制值或施工過程出現異常情況時的監測應急措施,異常情況請參照《建筑基坑工程監測技術規范》(GB50497-2009)相關條文。
1基坑支護結構或周邊土體的位移出現異常情況或基坑出現滲漏、流砂、管涌、隆起或陷落等;
2基坑支護結構的支撐或錨桿體系出現過大變形、壓屈、斷裂、松弛或拔出的跡象;
3周邊建(構)筑物的結構部分、周邊地面出現可能發展的變形裂縫或較嚴重的突發裂縫;
4根據工程經驗判斷,出現其他必須報警的情況。
五、監測頻率:詳細說明各監測項目不同施工階段、不同開挖深度的監測頻率,監測周期應為基坑開挖前到基坑回填完畢。
表6-1監測頻率
如遇到下列情況之一,應提高監測頻率.
a、監測數據達到報警值;
b、監測數據變化較大或速率加快;
c、存在勘察中未發現的不良地質條件;
d、超深、超長開挖或未及時加撐等違反設計工況施工;
e、基坑及周邊大量積水、長時間連續降雨;
f、 基坑附近地面荷載突然增大,超過設計限值;
g、支護結構出現開裂,周邊地表出現較大沉降或地表嚴重開裂;
h、基坑底部、側壁出現管涌、滲漏或流砂等現象。
六、監測報警指標:坡頂水平位移40mm(或變化速率大于5mm/d且不能收斂);坡頂地面沉降30mm(或變化速率大于5mm/d且不能收斂);周圍地面沉降大于30mm(或變化速率大于6mm/d且不能收斂)。周圍建構筑物的沉降大于45mm,或建筑物的傾斜速率已連續三日大于5mm/d;
七、監測數據成果處理:采用標準的記錄表格記錄監測數據,并繪出記錄表格樣表,說明監測質量保證措施及相關人員簽字認可制度,監測當日報表、階段性報告、總結報的格式及內容要求,說明監測數據出現異常時的處理措施,繪出監測成果變化曲線或圖形。參照文件為《建筑基坑支護技術規程》(JGJ120-99及《建筑基坑工程監測技術規范》(GB50497-2009)相關條文。
每次量測后進行成果整理,將原始數據及時整理成正式記錄,并對每一個量測斷面內每一種量測項目按照以下要求進行資料整理:
1、原始記錄表及實際測點圖;
2、位移(應力) 值隨時間及隨開挖面的變化圖;
3、位移速度、位移(應力) 加速度隨時間以及隨開挖面變化圖。
每次量測后,對量測面內的每個量測點(線) 分別進行回歸分析,求出各自精度最高的回歸方程,并進行相關分析和預測,推算出最終位移(應力) 和掌握位移(應力) 變化規律, 并由此判斷建筑物的穩定性。
關鍵詞:深基坑;支護結構;施工監測
1 深基坑工程監測的意義
隨著城市化進程的快速發展,從而誕生了深基坑監測。目前,對軟土地區的深基坑變形的現場監測已經成為確保深基坑工程施工安全可靠的必要和有效手段。通過在基坑開挖過程中的基坑監測,實行信息化施工能減少基坑工程事故發生。在軟土地區實行深基坑支護工程的施工過程中,一定要有專業人員在場進行監測,及時對監測結果預測基坑開挖所能承受的最大強度,從而更好的控制工程成本并及時的將數據反饋給工程設計部門,避免由于盲目施工而造成工期延誤和經濟損失問題的發生。
2 工程實例分析
某工程擬建25~31層樓房、1棟30層酒店及1~4層商業及附屬建筑物,設2層地下室,為框剪結構樓房,占地面積25000O,場區交通便利,場地東面為在建30層商住樓。場地南面、北面、西面均為市政道路,基坑自然地坪標高為-0.8m,基坑底標高為-9.5m。本基坑采用鉆孔樁+錨索的支護形式,冠梁下放至地面下1.8~2.5m,支護樁為Φ1000mm鉆孔灌注樁,設計樁長16m~20.5m。本地下工程的基坑平均深度9.8m,且基坑周邊受控制范圍的地下埋藏有各種市政管線,按照本工程的勘察報告顯示,開挖范圍內均為淤泥及淤泥質土,為軟弱土地層。
3 監測內容及數量
(1) 基坑支護樁深層水平位移(測斜)的監測點:該監測點共計有19 個點,埋設深度都是以開挖深度的1.5倍左右,與支護樁樁長一致,深度約為14~18m。
(2) 支護結構頂部水平位移監測:共 31 點;
(3) 支護結構頂部豎向位移監測:共 31 點;
(4) 錨索應力監測:共 9點;
(5) 周邊環境監測:南側及北側道路沉降監測共12點,其余管線監測點數量根據現場具體情況布置。
(6) 地下水位監測:南北各6個,東西各4個。
4 基坑監測及注意事項
測點位置的確定應結合工程性質、周邊環境、地質條件、設計要求、施工特點、監測費用等因素綜合考慮。在實施多項監測內容時,各類測點的布置在時間上和空間上應該有機結合,力求使同一監測部位能同時反映不同的物理變化量,以便找出其內在的聯系和變化規律。
測點布置重點在降水及開挖土方的影響區域,主要著眼于監測支護結構的變形,建筑物的變形和基坑周邊地下水位的變化。測點布置還應充分考慮施工方法和施工順序,同時還要考慮施工過程中對測點影響的問題。對重要的監測對象,監測點宜適當加密布置,有利于監測數據信息對設計施工的指導。根據本工程項目而言,要結合項目施工的周邊環境按照有關規定進行有針對的監測,具體監測方案如下:
4.1支護樁深層水平位移監測
基坑的兩側盡量對稱布置測斜孔,布設時一定要保證好監測點之間的間距,通常在25~30m。測斜孔深度要與鉆孔灌注樁鋼筋籠等長,將測斜管綁扎在鋼筋籠主筋上,測斜管管口封閉,接頭處連接牢固,在放置測斜管時,一組導槽應垂直于基坑立面,另一組則平行于基坑立面,與灌注樁一起成型。
測量方法:測斜管內壁有二組90度的縱向導槽,導槽控制了測斜方位,垂直于基坑立面的一組導槽,實測位移指向基坑內為正,反之為負。在監測中要注意溫差對監測結果的印象,為此,應該將探頭提前放在測孔中。測試時,測斜儀探頭沿導槽緩緩下沉至孔底,在溫度穩定一段時間后,自下而上以0.5m為間隔逐段測出位移,測完后,將探頭旋轉180度,重新觀測一次,通過兩次之間的數據進行修正。
4.2支護結構頂水平位移監測
在支護樁冠梁上,用膨脹螺絲將加工好的“L”型角鐵固定在冠梁面上,并在角鐵面貼上反光片。在工地適當的地方測設3個工作基點,看施工情況,隨時復核工作基點的座標。基坑開挖前必須測得至少3次的監測點座標,并保證測量誤差滿足要求,取其平均值,作為所監測點的原始座標。
測量方法:全站儀測量采用極座標法,導線測量,現場記錄所測點到起始邊的夾角及所測點到工作基點的距離。本次所測座標與該點的原始座標比較,分別計算x、y的位移量及其距離(絕對位移量),將本次坐標與初測坐標或上次坐標之差求出,即得到本次位移及累計位移。
4.3支護結構頂豎向位移及沉降監測
高程控制網測量需要在施工影響范圍之外,設置3個以上的穩固高程基準點。這些高程基準點與施工用高程控制點進行聯測,沉降變形監測基準網以穩固高程基準點作為起算點,組成水準網進行聯測。
豎向位移監測主要就是為了監測深基坑在開挖的時候,基坑對周圍環境會造成的影響。監測點通常情況下會在地下深埋300mm的螺紋鋼筋地上直徑達16mm后用水泥砂漿進行加固,起到固定的作用,可以使得數據分析更加的準確。
測量方法:測量線路是經過工作基點間聯測一條二等水準閉合或附合線路,由線路的工作點進行測量各監測點的高程,各監測點高程初始值在監測工程前期兩次測定(兩次取平均),某監測點本次高程減前次高程的差值為本次豎向位移,本次高程減初始高程的差值為累計豎向位移。
4.4錨索應力監測
錨索測力計的埋設與預應力施工同時進行,把測力計安裝在錨頭,通過預應力的施加使測力計鎖定在錨頭上,把導線引到坑邊的防護欄桿上。
測量方法:把振弦頻率讀數儀連接線的兩極與傳感器導線的兩極接好,操作讀數儀,顯示屏上就會顯示出該傳感器的頻率讀數,把此讀數記錄在監測記錄表相應欄上。
4.5基坑地下水位監測
在深基坑開挖地區的周圍, 我們通常都會布置止水帷幕。為了更好的監測到基坑水位對建筑的影響,我們通常會在帷幕選擇對基坑外的地下水位進行監測,布置水位觀測孔,其間距需要保持在25~40m,管底埋深應在最低設計水位以下3~5m。如果遇到地理條件相對復雜,我們就要根據需要適時的對間距進行調節。如遇特殊情況,需要降低承壓水或水位的時候在設立監測點的時候就要在相鄰的降壓井附近的中間部位兩邊需至少增加 1 個監測點。
測量方法:降水前測得各水位孔孔口高程及各孔水位面到孔口高度,再計算出各水位孔水位標高;埋設結束后約兩天測其初始值,初始水位為連續兩次均值。本次水位觀測值減去初始值即為水位累計變化量,本次水位觀測值減去前次觀測值即為本次水位變化量。監測過程中要定期監測孔口標高。
5 結語
深基坑工程是一項具有極謹性的系統工程,也是一門新興的學科。深基坑軟土工程因受地質地震條件復雜等影響,施工難度大。對深基坑支護體系、地面沉降、周邊重要管線的變形觀測和基坑頂部沉降、位移等諸項目的合理準確監測,可以實時了解基坑的穩定狀況,判斷工程的安全性,發現可能發生的危險征兆,及時對施工險情做出預報,對防止工程事故和環境事故的發生起到直接的指導作用;另外,合理全面的深基坑工程監測,能為本基坑設計與施工方提供支護結構設計優化和施工組織設計所需的、可靠的技術信息。
參考文獻:
摘要:
[目的]研究黃泥巴蹬坎滑坡的變形規律及失穩機制,旨在為庫區同類型滑坡的研究提供借鑒。[方法]分析該滑坡的宏觀變形特征,結合專業監測數據,研究其變形規律及失穩機制,并運用數值模擬計算研究庫水位下降的致滑機理。[結果]黃泥巴蹬坎Ⅰ號滑體變形嚴重,分別于2007年4—6月,2009年4—6月,2012年4—6月發生加速變形,且加速變形速率逐次呈快速增長趨勢。庫水位下降對該滑坡穩定性的影響表現為坡體外部卸荷效應和內部動水壓力推動作用。一方面,庫水位下降使得指向坡內的靜水壓力消失,導致抗滑力減小。另一方面,庫水位下降引起坡內地下水位下降,地下水沿滑帶方向滲流,產生的動水壓力推動滑坡向外發生變形。[結論]目前黃泥巴蹬坎滑坡處于欠穩定狀態,庫水位下降加之連續強降雨是導致黃泥巴蹬坎滑坡變形失穩的主要因素。
關鍵詞:
三峽庫區;黃泥巴蹬坎滑坡;變形規律;失穩機制
三峽水庫自2003年蓄水以來,已造成一系列庫岸邊坡失穩案例[1-6]。庫岸滑坡對當地人民生命財產安全以及航運造成了重大威脅[7-10]。庫區涉水滑坡災害引起了學者專家們的廣泛關注,關于這方面的研究成果也頗為豐富[11-18]。三峽庫區重慶市云陽縣黃泥巴蹬坎滑坡為庫區二期專業監測滑坡,該滑坡自2004年實施監測以來,一直持續變形[19]。該滑坡體上住有9戶居民,共26人受威脅。且滑坡距長江主航道1.4km,一旦失穩,不僅造成滑坡體上居民的生命財產損失,而且還會對長江出航道過往船只造成涌浪威脅。因此本文擬對該滑坡的變形失穩機制進行深入分析,以做到準確預測預報,確保生命財產安全,對庫區同類型滑坡的研究提供借鑒意義。
1滑坡概況
1.1區域地質條件黃泥巴蹬坎滑坡位于重慶市云陽縣人和街道蓮花社區2組,長江支流箭竹溪左岸,距河口1.4km。該滑坡所在斜坡結構為橫向坡,斜坡坡頂高程為400m,坡高267m,坡長653m,斜坡整體坡度約為22°,坡向為276°。該斜坡平面上呈橫長形,剖面上呈上凹下凸形,在高程225~250m范圍內為寬200m的平臺,平臺處物質成分主要為崩積物,塊石含量較多,該平臺沿著后緣基巖陡崖延伸,平臺以下地形呈16°的凸形坡,坡腳處被箭竹溪所切割,形成高約15m的臨空面。坡體的物質主要為碎塊石土,為坡積物。黃泥巴蹬坎滑坡在該斜坡平臺以下的坡積物中發育(圖1)。圖1研究區黃泥巴蹬坎滑坡全貌第四系土為紫紅色夾灰綠色碎塊石土,土石比約為2∶8,碎石粒徑為3~10cm,大者60~100cm,土層厚3~50m,靠近斜坡后部土層較薄,前部土層較厚,結構松散,為第四系殘坡積土。該斜坡基巖為侏羅系中統上沙溪廟組灰綠色厚層—巨厚層長石砂巖,泥質粉砂巖與粉砂質泥巖不等厚互層,基巖傾角沿坡頂至坡腳有所變緩,傾向變化不大,依次為170°∠26°,155°∠20°,150°∠15°,160°∠5°。該斜坡位于鐵峰山背斜南東翼,其基巖發育兩組裂隙:(1)320°/NE∠70°,多閉合,少量切層,每0.2m一條,延伸穩定;(2)75°/NE∠70°,多閉合,少量切層,每0.5m一條,延伸穩定。裂隙(1)切割裂隙(2)。兩組裂隙面與層面共同影響巖體的完整性,裂隙控制滑坡的后緣及邊界地貌走向。
1.2滑坡基本特征黃泥巴蹬坎滑坡可分為Ⅰ,Ⅱ號滑體,Ⅰ號滑于南側,Ⅱ號滑于北側(圖1)。Ⅰ號滑體平面上呈舍形,剖面呈直線形,主滑方向為212°,為斜順坡,前緣高程130m,后緣高程250m,后緣以上為平臺地貌,左側邊界為沖溝地貌,右側邊界190m以下為鼓丘地貌,190m以上為臨空面。其縱長530m,寬180m,厚30m,面積約為9.54×104m2,體積約為2.86×106m3。Ⅱ號滑體平面上呈矩形,剖面呈凸形,主滑方向為265°,為橫向坡,前緣高程145m,后緣高程210m,后緣以上為基巖陡坎,左側與Ⅰ號滑體共邊界,右側邊界為臨空面。其縱長180m,寬260m,厚10m,面積約為4.68×104m2,體積約為4.68×106m3。根據監測資料及本次現場調查,目前Ⅰ號滑體變形較為嚴重,Ⅱ號滑體基本無宏觀變形,GPS地表位移監測數據顯示,Ⅰ號滑體地表位移變形遠大于Ⅱ號滑體。滑體物質為紫紅色夾灰綠色碎塊石土,土石比約為3∶7,碎石粒徑為3~10cm,大者30~50cm,土層厚3~40m,靠近斜坡后部土層較薄,前部土層較厚,結構松散。滑帶處物質為粉質黏土夾碎塊石,遇水易軟化。滑床基巖為侏羅系中統上沙溪廟組灰綠色厚層—巨厚層長石砂巖,泥質粉砂巖與粉砂質泥巖不等厚互層。
2滑坡變形特征分析
2.1宏觀變形
2.1.1后緣宏觀變形(1)滑坡后緣一家民房處出現多處墻裂縫,據測量,該民房東面墻體裂縫QL01,下寬3cm,上寬1cm,延伸3m,墻裂縫多呈下寬上窄,為拉裂縫。通過吊重物測得該民房墻體頂部向224°方向傾斜24cm,與滑坡主滑方向大致相同,據訪問,該變形初次出現于2008年,以后每年3月退水時變形進一步加劇。(2)后緣240m高程處的公路亦發生較大變形,沿著公路出現走向160°,延伸超過100m,寬3~10cm的弧形裂縫,裂縫走向與滑坡后緣走向大致相同,該段公路向滑坡主滑方向錯動30cm,據訪問,該變形初次出現于2002年,以后每年3月退水時變形進一步加劇。
2.1.2左側邊界宏觀變形(1)左側邊界215m高程處有公路穿過,經過該邊界處的路段因滑坡變形而導致該處路面破壞,據訪問該處曾發生過較大的剪切變形,具體時間不詳,為滑坡滑動剪切所致,隨著滑坡的變形,該左側邊界沖溝會進一步下切。(2)左側邊界前緣可見體積約30m3的坍塌體,向箭竹溪坍塌,變形時間不詳,據分析為滑坡滑動過程中對右側邊界以外的基巖產生擠壓作用,使其破碎,加之兩組裂隙面及巖層面的控制,且前緣臨空,從而發生坍塌,隨著滑坡的變形,該處坍塌會進一步加劇。2.1.3右側邊界宏觀變形(1)在右側邊界后緣公路下方高程為220m處,見一大坍滑體,長40m,寬30m,后緣見30cm裂口,沿300°方向滑動,為淺層坍滑,據訪問,該處坍滑發生于2014年6月初,據分析,該坍滑體上部因修公路,對該處土體有擾動,公路來往車輛對其產生加載作用,加之滑坡整體變形的影響,該處土體出現裂縫,在降雨作用下即發生坍滑,在雨季該坍滑體變形會加劇。(2)在右側邊界高程190m以下,可見長200m,寬100m的次級小滑坡,其滑動方向為248°,該次級滑坡體上可見多處地裂縫及局部小型坍滑,變形時間不詳,據分析,在大滑坡的滑動過程中,中后部滑體向前滑動,因前部滑體下伏基巖產狀較緩,前部滑帶處具較大的抗滑阻力,進而前部滑體將中后部滑體的推力傳遞至兩側,加之右側地形較陡,土體結構松散,前緣臨箭竹溪,具臨空面,從而產生該次級滑坡。
2.2地表位移監測數據分析黃泥巴蹬坎滑坡為三峽庫區二期專業監測災害點,于2004年10月份開始實施專業監測。在Ⅰ,Ⅱ號滑體上共安裝了9個GPS地表位移監測點(YY025-YY033)。從監測數據來看(圖2),位于Ⅰ號滑體上的YY025,YY026,YY027,YY028等4個監測點累計位移較大,截止于2014年5月31日,該4點累積位移分別為2865,3578,3244,3806mm,位移方向分別為246°,211°,203°,209°。而位于Ⅱ號滑體上的YY029,YY030,YY031,YY032,YY033等5個監測點累積位移較小,分別為88,433,96,218,611mm,位移方向分別為245°,252°,276°,265°,282°。從各監測點的位移大小及方向,加之現場調查的變形特征,可證實Ⅰ號滑體的主滑方向為212°,Ⅱ號滑體的主滑方向為265°,且Ⅰ號滑體整體變形嚴重,滑距較遠,Ⅱ號滑體僅局部發生變形,未發生明顯整體滑移。鑒于Ⅰ號滑體變形較嚴重,本研究著重分析Ⅰ號滑體的變形規律。從圖2可以看出,YY025,YY026,YY027,YY028等4個點的累積位移—時間曲線呈臺階狀增長,且表現出3個較為明顯的臺階,分別出現于2007年4—6月,2009年4—6月和2012年4—6月。因此,可將累積位移—時間曲線劃分為7段,即:2004年11月至2007年3月為第1段,為自監測以來的第1次勻速增長段;2007年4—6月為第2段,為第1次加速增長段;2007年7月至2009年3月為第3段,為第2次勻速增長段;2009年4—6月為第4段,為第2次加速增長段;2009年7月至2012年3月為第5段,為第3次勻速增長段;2012年4—6月為第6段,為第3次加速增長段;2012年7月至2014年5月為第7段,為第4次勻速增長段。為了量化以上各段的增長速率,且考慮到YY025,YY026,YY027,YY028等4個點的變形規律大致相同,選取變形量最大的監測點YY028作為研究對象,計算了其在各階段的平均月位移速率(如圖3所示)。從圖3中可以總結兩點重要信息:(1)該滑坡的加速變形段(即第2,4,6段)平均月位移速率逐次增加,呈指數增長趨勢;(2)該滑坡的勻速變形段(即第1,3,5,7段)平均月位移亦逐次增加,其中第1段與第3段跨度較大,第3,5,7段呈平穩增長趨勢。根據分析結果,該滑坡的加速變形段均發生在4—6月,且自2007年后變形加劇,不難推斷該滑坡的變形與庫水位和降雨的關系十分密切。因此對該滑坡累積位移與庫水位和降雨量的關系進行分析。由圖4可得,加速變形階段正值庫水位下降之際,且期間降雨量較為充沛,由此可知庫水位下降以及連續強降雨加速了該滑坡的變形。野外調查人員根據當地老百姓反映得知,每年庫水位下降期間,家里房屋裂縫變形增大,且靠近后緣的公路變形亦在此期間內加劇。自2007年156m蓄水,2008—2009年175m試驗性蓄水后,該滑坡的變形表現出明顯的加速增長趨勢。為此,對自監測以來的月位移速率與庫水位的關系進行分析(圖5),結果表明,每一次月位移速率增大的時候,正值庫水位下降之際,證實了庫水位下降對該滑坡的穩定性影響十分明顯。
2.3滑坡成因機制分析根據現場調查及資料收集,分析認為地形地貌、地層巖性、庫水位變化、大氣降雨以及人類工程活動等是控制該滑坡變形及影響其穩定性的主要因素。(1)地形地貌。該滑坡所在斜坡后緣平臺上的崩積物為其提供物質基礎,滑坡地貌呈凸形,前緣被箭竹溪所切割,形成基巖陡坎,為其提供卸荷空間。(2)地層巖性。該滑坡所在基巖地層為侏羅系中統上沙溪廟組灰綠色厚層—巨厚層長石砂巖,泥質粉砂巖與粉砂質泥巖不等厚互層,屬于易滑地層,且滑坡為斜順坡,后緣基巖傾角較大,不利于上覆土體的穩定。(3)庫水位變化。該滑坡在回水區滑體厚度較大,達30~40m,且透水性較差,在庫水位下降的過程中,坡內地下水位滯后于庫水位的變化,不能及時排出,坡內外產生較大的壓力差,此為影響該滑坡穩定的主要因素之一。(4)大氣降雨。大氣降雨時,雨水一部分以地表徑流形式匯入箭竹溪中,一部分則被洼地截留或向下入滲,一方面增加了滑體的重力,導致下滑力增大;另一方面補給地下水,滑帶處粉質黏土被地下水浸泡,軟化,導致抗滑力降低,從而導致滑坡失穩。(5)人類工程活動。該滑坡前部左側曾因“移土培肥”被開挖,為滑坡提供了良好的卸荷空間,導致Ⅰ號滑體向212°方向滑移,據分析,此次人工改造對該滑坡的變形發展影響較大。此外,滑坡后緣人類工程活動強烈,修有民房和公路,對滑坡后緣產生加載作用,增加了其滑動力。在這些影響因子的共同作用下,Ⅰ號滑體沿著212°方向順著“楔形槽”發生加速變形,滑移一定距離后,受左側基巖陡崖的阻擋,部分下滑力自左向右傳遞,推動右側土體變形,從而產生右側前部次級滑坡。隨著Ⅰ號滑體的加速滑移,Ⅰ號滑體與Ⅱ號滑體逐步解體。Ⅱ號滑體土體較薄,且位于橫向坡上,其下滑力較小,故變形遠小于Ⅰ號滑體。
3庫水位下降致滑機理分析
分析可知,該滑坡變形受庫水位下降影響十分明顯,加之連續強降雨的激勵,從而導致加速變形。因此,重點研究變形較大的Ⅰ號滑體受庫水位下降的影響機制。從庫水位下降導致坡體外部卸荷和坡體內部動水壓力拖曳作用兩方面分析。
3.1外部卸荷效應在庫水位上升以及維持高水位運行的期間,坡體涉水部位表層受到靜水壓力作用,相當于坡體表層阻滑段增加了外部荷載,對滑坡體產生兩方面的作用效果,一方面對滑體產生指向坡體內側的推力作用,抵消了部分下滑力;另一方面,對滑體前部產生豎直向下的壓力作用,增加了滑帶處土體的有效正應力,從而提高了其抗剪強度,增大了阻滑力。這兩方面的作用效應均提高了滑坡的穩定性。一旦庫水位下降,坡體外部作用力消失,滑體下滑力增大,且阻滑力減小,其穩定性將隨之降低。為了更好地說明上述卸荷效應,對黃泥巴蹬坎滑坡進行了滲流場模擬及穩定性計算。本研究將滑體劃分為72個條塊,模擬了庫水位從175~145m過程中滑體表層的受力情況。選取了模型中第63號條塊進行受力分析,當庫水位為175m時,該塊體受到垂直于塊體表面的靜水壓力作用,大小為1390.9kN,將該作用力沿滑帶方向和垂直滑帶方向分解為F1和F2,沿滑帶方向力F1抵消了部分下滑力,垂直滑帶方向力F2增加了滑帶正應力,提高了抗剪強度,增加了抗滑阻力。而當庫水位下降至145m時,該條塊外部作用力消失。由此說明,庫水位下降,從外部靜水壓力的變化來看,增加了坡體下滑力,減小了抗滑阻力,從而促使滑坡穩定性降低。
3.2內部動水壓力在庫水位下降的過程中,坡體內地下水位也隨之下降,由此而產生指向坡體前部的滲流作用。地下水在向水壓較低處滲流的過程中,受到土體顆粒的阻礙,從而對土體產生向坡體外側的拖曳作用,即滲透力,整體上表現為對滑體產生向外的推力作用,增加了其下滑力[20]。本研究模擬了庫水位從175m下降至145m過程中滑坡內部的滲流特征,結果表明,庫水位下降過程中,坡內地下水多沿滑帶方向向前緣滲流,在水壓較低處滲出,且越靠近前緣滲流速度越大。由此可見,在庫水位下降過程中,該滑坡內部動水壓力對滑坡產生了向外的推動作用,增大了其下滑力,故穩定性降低。
4結論
關鍵詞:水資源量 監測站網 布局 優化 青島市
水資源量監測站點是經常性收集一項或多項水文、水資源要素而在自然河流、人工渠道或湖泊水庫內設置的觀測站點。水資源量監測站點提供的數據能夠及時全面掌握區域水資源來水、蓄水、用水等狀況,是區域水資源可持續開發和利用的重要基礎保障。青島市是我國東部重要的沿海城市,但也是我國嚴重缺水的城市之一,水資源供需矛盾突出。青島市修建了大量的地表和地下水利工程,同時也依托引黃濟青工程調引黃河水,來有效保障區域供水安全。為了有效掌握青島市水資源的供需變化狀況,當地先后設置了一系列的水資源量監測站點。本文擬對青島市的水資源量監測站網現狀進行分析,并就現狀存在問題及下一步的發展規劃,對站網布局進行增減優化。該研究對有效、及時掌握青島市水資源狀況,保障用水安全具有重要的戰略意義。
1 青島市水資源量站網組成與功能
根據監測目的和監測指標的不同,目前青島市水資源量監測站點主要包括雨量站、出入境水量監測站、地表水蓄水工程蓄水量監測站、地表水工程供水量監測站、地下水水位監測站和地下集中水源地供水量監測站等6項。其中,雨量站是對降水量的監測;水文站和出入境河流監測站是對河流重要斷面、出入境斷面進行流量等水文要素進行監測;地表水蓄水工程蓄水量監測站是對重要水庫、湖泊蓄水水位監測;地表水工程供水量監測站是對集中供水工程供水流量進行監測;地下水水位監測站是觀測區域地下水位;地下集中水源地供水量監測站是集中水源地供水量監測。
2 青島市水量監測站網現狀布局
2.1 地表水量站(雨量、水文)現狀布局。根據調查統計,目前青島市共有雨量站115處,雨量站密度(即每站控制面積)95km2/站。水文站10處,出入境河流水量監測站28處,地表水蓄水工程蓄水量監測站23處。將水文站、出入境河流水量監測站、地表水蓄水工程蓄水量監測站統一作為地表水量站,那么地表水量站密度約178km2/站。青島市各區縣雨量站及水量站數量、密度見表1所示。
通過與世界氣象組織推薦的水文站站網容許最稀密度相比較,青島市作為暖溫帶低山區,其實際雨量站和水量站的密度均高于氣象組織的容許最稀密度。
2.2 地下水位水量監測站現狀布局。青島市現有地下水位監測站點297處,地下水集中供水水源地水量監測站點6處。僅從數量上來看,青島市的地下水位監測站點控制密度為6km2/眼,較為密集。當時從空間上來看,地下水位監測站主要集中在膠萊平原、大沽河流域等第四系較發育的河谷地區,特別是沿大沽河兩岸,地下水位監測站點占總數量的50%以上。而在膠北大澤山、膠南鐵撅山-嶗山地區,由于含水層風化裂隙不發育,富水性較弱,因此地下水位監測井布置較少。
3 青島市水資源量監測站網的布局優化
3.1 水量站布設及優化原則
3.1.1 監測站點相關技術導則。①《水文站網規劃技術導則》(SL34-92),分別規定了流量站網、雨量、水面蒸發站網、水質站網、地下水井站網的規劃原則,以及受到水利工程等各方面條件影響的站網調整原則。②《水資源水量監測技術導則》(SL365-2007),規定了水資源水量監測站網的布設原則、水量監測方法選擇、監測頻率一般規定、測驗誤差控制以及資料整理等。③《地下水監測規范》(SL183-2005)是對原規范(SL/T183-96)的修訂,主要內容有站網規劃與設計、測驗的技術要求與規定、資料整編的程序與規定、信息系統建設的技術要求,新增了地下水類型區劃分的級別、基本監測站的類別、地下水自動監測系統規劃、信息系統建設、標準的用詞和用語說明等內容,是規范、衡量地下水監測工作的強制性技術標準。
3.1.2 水量監測站點優化原則。①區域水平衡原則。根據水平衡原理,以水平衡區為監測對象,觀測水平衡要素的分布情況。②區域總量控制原則。基本控制區域產、蓄水量,實測水量能控制水平衡區內水資源總量的70%以上。③不重復原則。充分利用現有水文站點,在此基礎上優化或增加專用站。④有利于水資源調度配置。在有水資源調度配置要求的區域,在主要控制斷面、引、取、供及排(退)水附近設置監測站點。⑤實測與調查相結合原則。根據水文氣象特征和下墊面條件,選擇有代表性的分區設站監測,獲得類似分區水資源水量信息。典型區域調查和實測相結合進行水資源分析評價。
3.2 水資源量站網優化布局
3.2.1 雨量站。青島市雨量站分布較均勻,只在黃島區的東南部、平度市的西南部以及即墨市的中部需要增加雨量監測站。因此,基于每個鎮至少布設一個雨量站的考慮,需要增加5個雨量站,分別是黃島區張家樓鎮、即墨市段泊嵐鎮、靈山鎮,平度市明村鎮、白埠鎮。
3.2.2 水文站和出入境河流水量監測站。青島市流域面積50km2以上的河流基本設置了斷面流量監測站。對于水文站和出入境河流監測站做如下優化布設:一是平度市澤河鄭家、城陽區白沙河嶗山水庫、李滄區李村、嶗山區東韓四個水文站和出入境水量監測站合并。二是增加部分出入境河流水量監測站,分別是:膠州市于家莊村站(膠河,青島-濰坊市界)、閆家村站(墨水河,入南膠萊河),黃島區埠上蘭村站(膠河,黃島區-膠州市縣界)、黃山后村站(洋河,黃島區-膠州市縣界),平度市南湖家莊村站(落藥河,入大沽河)、小王家莊村站(白沙河,青島-濰坊市界)。
3.2.3 地表蓄水和供水工程蓄水量監測站。青島市的地表水蓄水工程和供水工程主要為大型、中型和小(一)型水庫。目前,青島市區內的大型水庫、中型水庫已基本布設了蓄水水量監測站。下一步對于其它未設置蓄水量監測站的水庫需要增設蓄水量監測站。已建工程19處:棘洪灘水庫、賈疃橡膠壩、大河東水庫、登瀛水庫、流清河水庫、大石村水庫、曉望水庫、張家河水庫、柏鄉水庫、山馮水庫、朱戈莊水庫、庫山溝水庫、大珠山水庫、林子水庫、尹家河水庫、解家水庫、團彪水庫、白馬-吉利河攔河閘、大任河攔河閘,新建工程2處:黃島區的沐官島水庫和平度的新河水庫。地表水供水工程監測站主要有沐官島水庫和新河水庫。
3.2.4 地下水位水量監測站。青島市的地下水監測站主要分布在第四系松散巖類孔隙水區域,下一步重點在黃島區白馬河、膠州市洋河、膠萊平原等第四系松散巖類孔隙水富集區布設地下水位監測站。根據實際需求,需要補充的監測站有17處,分別是黃島區河崖村站、馮家坊村站、井戈莊站、北寺站、張家大莊村、后茂甲莊村、大石嶺村站、北柳圈村站,膠州市土埠臺村、洋河崖村站、姜戈莊村站、昭文村站,平度市圈子村站、后集村站、大馬丘村站、史家村站、歐家村站。
4 小結
水資源量監測是系統掌握一個區域內水資源供需、存蓄等狀況的重要基礎,而站點的布局與優化更是這項工作的基礎。本文根據青島市水資源監測工作的實際情況,系統分析了該區域水資源量監測站網的組成,并對各種站點的布設現狀進行了分析。根據我國水文水資源監測站網的布設原則和青島市實際發展需求,分別對雨量站、水文站、出入境河流監測站、地表蓄水和供水工程蓄水量監測站以及地下水位水量監測站的空間布局進行適當增加,同時對四個水文站和出入境河流監測站進行合并優化。
參考文獻:
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關鍵詞:軟基處理;沉降監測;真空預壓;監測技術
工程概況
本軟基工程為中船龍穴造船基地,該項目位于虎門外珠江右岸、龍穴島圍墾區的東岸線,南面與經濟開發區港區相鄰,東面與東莞市隔江相望,西面是萬頃沙圍墾區,靠近伶仃水道的東側岸線長約20公里,其東側岸線前沿自然水深約0m~2m。本次回填中粗砂及軟基處理工程是在前期陸域吹填泥面上進行回填中粗砂及對回填砂后進行真空預壓軟基處理。本工程為中船龍穴造船基地民船項目回填中粗砂工程(第二標段),由廣州航道局施工,軟基處理面積為67.38萬m2。對本軟基工程的處理要求為:(1)交工面上地基承載力不小于80kPa;(2)加固后土體十字板剪切強度增加18kPa;(3)地基加固后殘余沉降≯200mm(80kPa荷載下),地基土固結度>85%;(4)分區地基處理工期不超過4個月。
監測方案
2.1監測分區布置
本軟基處理工程(第2標段)的軟基處理面積為67.38萬m2,分為18個區,各區具體分布見圖1所示。為了更好地指導本軟基工程加固處理,對該軟土地基進行18個真空預壓區的插板前后場地標高測量、場地表層沉降標的布設與觀測、孔隙水壓力觀測、深層沉降觀測及地下水位觀測等監測項目。
2.2監測布設及監測頻率
(1)表層沉降。本軟土地基工程表層沉降按2000~3000m2布設一個沉降觀測點,表層沉降板于鋪設真空膜后開始抽真空前。各區布設沉降板詳見下表1所示。本軟基工程的表層沉降觀測頻率為一般情況2~3天觀測一次,如遇特殊情況可增加觀測。
(2)孔隙水壓力。在本軟基工程的每個真空預壓單元塊中心布置一組孔隙水壓力傳感器,以監控真空預壓過程中孔隙水壓力的變化情況。共布設18個孔隙水壓力觀測孔,每孔按深度3m布設一個孔隙水壓力傳感器。觀測頻率為抽真空期間,每兩天觀測一次,特殊情況可加密觀測。
(3)深層沉降。在本軟基工程的每個真空預壓單元中心布置了一個分層沉降觀測孔,采用鉆探成孔法鉆孔(用φ127mm套管護孔)至設計孔深,在清干凈孔內余泥后,先放入量測管,再在量測管外從孔底向上每隔3m埋設一個伸展磁環,埋設完畢后對不同深度磁環按順序編號,并測量其初始標高。觀測頻率為每兩天觀測一次,特殊情況可加密觀測。
(4)地下水位監測。在本軟基工程的地下水位監測到加固區地下水位變化情況,充分了解超靜孔隙水壓力變化情況。監測埋設時采用φ108mm孔土器開孔,孔深按設計深度,在孔底依次倒入洗凈粗砂和小瓜片厚約20cm;水位管有小孔的一端向下放入鉆孔內,到孔底后在水位管四周用洗凈粗砂或小瓜片填實,鉆孔口處留30~40cm水位管作觀測用;待鉆孔淤實后,用水準儀測量水位管管口高程,并以后需定期測量,當測量孔隙水壓力時,應同時量測地下水位深度。觀測頻率為每兩天觀測一次,特殊情況可加密觀測。
實測沉降曲線推算軟基最終沉降量
3.1雙曲線法推算原理
根據雙曲線法進行推算,雙曲線法是廣東省內工程常用的推算方法。所謂雙曲線法就是利用實測沉降量―時間曲線,確定某拐點(起點,通常取恒載下的某個時刻),將實測曲線的起點放在處,則沉降曲線將接近于雙曲線,可近似地用雙曲線方程表示,即如公式(1)所示:
(1)
當t∞時,由公式(1)式可得最終沉降量,見公式(2)所示:
(2)
上式中:為任選一起始時刻對應的沉降量(恒載下),A、B為待定常數。為求取待定常數A、B,將公式(1)進行改寫,見公式(3)所示:
(3)
通過公式(3)可發現,它是一個 ―關系的直線方程,該直線可從后實測沉降曲線繪制出,A、B即分別為該直線的截距和斜率。
3.2雙曲線法計算結果
現利用實測沉降資料,繪制 ―t(取t0=0)直線見圖1,根據圖1即可求出各斷面最終沉降量,計算結果見表2所示。同時給出了2-9區部分沉降觀測點最終沉降推斷曲線見圖2所示。
3.3處理效果分析
本工程的2-9區于2006年12月23日開始打設塑料排水板,并測得打設塑料排水板前場地的平均標高為+6.900m,至2007年1月29日埋設沉降標前場地平均標高為+6.588 m,即在進行軟基抽真空前場地平均沉降為312mm。從目前的監測數據可發現,從1月29日至5月12日(其中抽真空99天),最大沉降量為1527mm,平均沉降量為1088mm,且至4月7日始平均每天沉降速率小于2mm/d。。根據2-9區各沉降觀測點最終沉降推斷曲線(雙曲線法)可表明,各點的固結度均>85%,工后沉降<20cm,同時沉降速率已經滿足要求,故2-9區可以卸除真空荷載。
結語