基于滑动测微计的某拱坝坝基岩体变形研究.pdf

2012年第8期
东北水利水电
水利科研
[文章编号]1002-0624(2012)08-0041-02
基于滑动测微计的某拱坝坝基岩体变形研究
王大治1,李克绵2,3,张文东2,刘天鹏2·3,赵立旺2,3
(1.南水北调中线干线工程建设管理局河北直管项目建设管理部,河北石家庄050035;2.中水东北勘测设
计研究有限责任公司,吉林长春130061;3.水利部寒区工程技术研究中心,吉林长春130061)
摘要]基于滑动测微计,成功监测了某拱坝蓄水期及运行期坝基岩体变形规律,探测了裂
隙、断层、软弱央层分布和变形量。监测结果表明,坝基岩体在蓄水后处于受压的工作状态,岩
体累积位移量比较小,坝基表面岩体变形最大,随着深度的增加,岩体变形越小,总体上反映
出基岩的变形规律。
[关键词]拱坝;坝基岩体;滑动测微计;安全监测
中图分类号]TV698
[文献标识码]A
动测微计是一种监测沿直线应变分布的高100mm的钻孔或任何混凝上预制的管状空中。使
精度似器,由瑞士联邦苏黎世科技大学的K.便携式滑动测微计和测标顶紧,利用球锥定位原
Kovari教授于20世纪80年代根据"线法监测原理理而获得高精度测量。滑动测微计的测头从孔外
l”开发研制的。用于高精度地测量任意方向的钻伸入套管内;测量相郐测环的精确距离。滑动测微
孔及岩石、混凝土或土壤中测线的轴向位移。测量计测头内装有两套高精度的线圈系统,测头内的
系统由便携式的和模块化的测量系统由探头、电两套线圈系统在测量位置上通过两个测环感应,
缆、导杆、读出单元、数据处理单元和校准装置组产生一个与两测量环实际间距成比例的电信号
成。模块化的系统结构使得所有组成部件能进行滑动测微计输出信号是线圈间的标距与两测量环
优化组合。探头采用球锥定位原理来测量测管上实际间距的差值四。
的标记,而且传感器精度很高,在每次测量前后进1监测布置
行定期校准,可达到非常高的测量精度和长期稳
大坝基岩变形观测孔共有8个,用滑动测微
定性。它的测量原理是在塑性套管上每米间隔有
计来观测沿着孔向岩体的变形分布。对于坝基基
个金属测标,将测线划分成若干段,通过灌浆,
岩的变形,选择拱冠12号坝段、7号坝段和16号
测标与被测介质牢固地浇筑在一起,当被测介质
坝段为主要监测梁向断面,在基础廊道坝基岩体
发生变形时;将带动测标与之同步变形。用滑动测
内部钻孔,埋设滑动测微计测管与测标。其中,12
微计逐段测出各标距长度随时的变化,从而得
号坝段在基础廊道内布设两个孔,其中一个孔倾
到反映被测介质沿测线的变形分布规律的数据。向上游;另一孔倾向下游。对于两岸拱座岩体变
具体方法为在测量套管内有一对用HPVC保护套
形,在3号、5号、8号、19号坝段拱座处,沿垂直坝
管连接起来的金属测标,牢固地浇注在一直径约
基拱座开挖面的方向钻孔布设滑动测微计。
水利科研
东北水利水电
2012年第8期
2运行期坝基岩体变形分析
33.38m。实测岩体变形范围约为0~31.5m,该范
右坝肩3号坝段3HV1滑动测微计,孔深394围内岩体变形较均匀,相邻测点之间的相对位移
m。实测岩体变形范围约为0~27m,并在距坝肩槽一般在0.05mm以下。2008以前变形很小,之后变
表面,5m,22m和24m深处存在裂隙张开,张开形以压缩为主,孔口最大累计变形为7,30mo
宽度0.1~0.3mm。在替水初期为拉伸变化,后期位
左坝肩19号坝段19HV1滑动测微计,孔深
移向压缩变化,最大累计变形为0.84mm。
33.25m。实测岩体变形范围约为0~31m,并在距
右坝肩5号坝段3HV1滑动测微计,孔深坝肩槽表画135,21.5mm和2065m深处存在裂
32.41m。实测岩体变形范围约为~29m,该范图隙张开,张开宽度在0.1~0.125mm范围内。除
内岩体变形较均匀,相邻测点之间的相对位移一200年至2005年为微量拉伸外,位移以压缩为
般在0.05mm以下。蓄水后位移以压缩为主,孔口主,蓄水后基岩的压缩位移量是比较小的,孔口最
最大累计变形为1.2mm
大累计变形为0.65mm。
右坝肩7号坝段3HV1滑动测微计,孔深31.63结论
m。实测岩体变形范围约为0~-29.5m,该范围内岩
1)滑动测微计可有效测量岩体变形,掌握岩
体变形较均匀,相邻测点之间的相对位移一般在体内软弱夹层、断层、裂除分布,可广泛应用于岩
0.08m以下。蓄水后位移以压缩为主,深度5m体变形监测。
至孔口有一定回弹。孔口最大累计变形为0.4mm
2)蓄水期及运行期大坝基岩基本以压缩变形
河床12号坝段倾向上游的12HV1滑动测微为主,坝基表面岩体变形最大,随着深度的增加,
计,孔深3.48m。实测若体变形范围约为0~24岩体变形越小。左岸坝段0~31.5m范围内基岩发
m,并在距坝肩槽表面23m深处存在压缩软弱生变形了,孔口累计变形最大值为7.3mm。右岸
层,压缩变形0.15mo除20030年至2004年为微坝段-29m范围内基岩发生变形,孔口累计变形
量拉伸外,蓄水后位移以压缩为主,孔口最大累计最大值为1.2mm。河床坝段0~-32m范围内基岩
变形为0.79mm。
发生了变形,孔口累计变形最大值为1.52mm,上
河床12号坝段倾向下游的12HV2滑动测微游基岩变形量及范围较下游小。
计,孔深34.32m。实测岩体变形范围约为0~32
3)所有测点总体表现出拱座和坝基在蓄水后
m,并在距坝肩槽表面7.5m,18.5mn和32.5m深处于受压的工作状态,岩体累积位移量比较小,多
处存在压缩软弱层,压编变形0.12-0.15mm。位移在1.0m以内,从孔底到孔口平均应变一般在3
以压缩为主,蓄水后基岩的压缩累计位移量比p以下,总体上反映出拱座基岩的应变情况。
12HV1明显偏大,孔口最大累计变形为1.52mm
[参考文献]
坝基表面岩体变形最大,随着深度的增加,岩体变[1]李光煜,黄岩士工程应变监测中的线法原理及便携
形越小,符合基本变化规律。
式系列仪器[」].岩土力学与工程学报,2001,20(1):9
左坝肩16号坝段16HV1滑动测微计,孔深
109
3356m。实测岩体变形范围约为0~-30m,并在距[2]泽荣,赵华,黄仕俊,段会文,廖建军,李仕胜,姜云辉
坝肩糟表面29.5m深处存在裂隙张开,张开宽度
采用滑动测微计监测坝基岩体卸荷变形」].地下空间与
0.45m。除2003年至2005年为微量拉伸外,位
工程学报,2006,6(2):1014-1018
移以压缩为主,蓄水后基岩的压缩位移量是比较
小的,孔口最大累计变形为0.62mma
左坝肩18号坝段18HV1滑动测微计,孔深收目期2012-0-12