珊溪面板堆石坝平面变形控制网稳定性分析

林国良

(紧水滩水力发电厂，浙江 丽水323000)

1 工程概述

珊溪水库工程位于浙江省文成县境内的飞云江干流中段河流，其坝址位于珊溪镇上游1km，距温州市117km。珊溪水库的正常蓄水位为142.00m，总库容为18.24亿m3，电站装机容量为200MW。主要建筑物由钢筋混凝土面板堆石坝、溢洪道、泄洪洞、发电隧洞及厂房等组成，其中钢筋混凝土面板堆石坝最大坝高132.5m，坝顶长度448.0m，坝顶高程156.80m。工程于1996年动工，2000年5月蓄水，2001年底主体工程完工。

2 控制网的布置

水平位移平面变形控制网由S1-1、S1-2、S2-1、S2-2、S3、S4、S5、S6共8点组成，左右岸各4点，其中S1-1、S1-2、S2-1、S2-2点距大坝较近(约120～260m不等)，下游最远点S6位于鲤鱼山，距大坝约1.32km，网中共有43个方向，22条观测边，最大边长约1.21km，最短边长约0.75km，平均边长0.86km，网点平均高程约135.80m，相对下游河边高差平均约82 m，网形见图1。

图1 平面变形控制网

3 控制网监测及其精度

为了对每一期监测精度进行评价，每期均进行经典平差计算，以S6为起始点、S6S5方向为起始方向(每期均取相同值)，采用±( 0.2mm+1ppm)和±0.5″精度指标作为边长和方向观测的先验中误差进行边角网严密平差，平差后各期的单位误差分别为±0.43″、±0.45″、±0.39″、±0.44″、±0.43″、±0.46″、±0.44″、±0.42″、±0.38″、±0.41″，均小于±0.5″、最弱点S1-1(或S1-2)的点位精度分别为±0.93mm、±0.94mm、±0.85mm、±0.93mm、±0.94mm、±0.99mm、±0.94m、±0.93mm、±0.85mm、±0.89mm，均小于±1.0mm，说明各期监测精度高，控制网布设合理。

4 稳定分析

在观测了多期平面变形控制网以后，总是希望能在网中发现一定数量的稳定点，使得观测成果的计算有一个比较稳定可靠的基准。

4.1 利用拟稳平差成果进行稳定分析

拟稳平差时边长先验中误差取±(0.2mm+1ppm)、方向先验中误差取±0.5″、单位权先验中误差取±0.5，分别对首期(2001年1—2月)、第9期(2013年2月)、第10期(2015年12月)的观测数据进行拟稳平差，平差时三期共同点作为拟稳点并取相同的坐标作为近似坐标。平差后可以得到这些共同点的坐标差、坐标差中误差，另外计算坐标差与坐标差中误差的比值，其结果见表1、表2，从表1和表2中可以看出，除S1-1、S2-1点外，其余各点比值都小于2。下面剔除S1-1点，以第一次拟稳平差成果为起算点进行第二次拟稳平差，结果见表3、表4，从表3、表4中可以看出，剔除S1-1点后， S2-1点比值仍然较大，其余各点比值都小于2；下面剔除S2-1点，再次以第一次拟稳平差结果为起算点进行第二次拟稳平差,结果见表5、表6，从表5、表6中可以看出，剔除S2-1点后，S1-1点比值仍然较大，其余各点比值都小于2。经过以上拟稳平差分析可以看出，S1-2、S2-2、S3、S4、S5、S6六个点保持稳定状态，而其余两个点S1-1和S2-1存在不同程度的位移。

表1 第一次拟稳平差后第10期与首期数据比较

按上面相同方法，分别对其余各相邻二期和首期之间的资料进行各自拟稳分析，经分析，S1-2、S2-2、S3、S4、S5、S6点自首期(2001年1—2月)开始至今始终保持稳定，可视为基准点；S1-1、S2-1点在首期(2001年1—2月)至第5期(2005年11月)时间段内存在不同程度的位移，而自第5期(2005年11月)开始至今时间段内保持相对稳定状态，可视为工作基点。

表2 第一次拟稳平差后第10期与第9期数据比较

表3 第二次拟稳平差后(剔除S1-1点)第10期与首期数据比较

表4 第二次拟稳平差后(剔除S1-1点)第10期与第9期数据比较

表5 第二次拟稳平差后(剔除S2-1点)第10期与首期数据比较

表6 第二次拟稳平差后(剔除S2-1点)第10期与第9期数据比较

4.2 以平差后的坐标差进行稳定分析

同理，以平差后的坐标差对其余各期间资料进行稳定分析，经检验分析同样可以看出，S1-2、S2-2、S3、S4、S5、S6点自首期(2001年1—2月)开始至今始终保持稳定，可视为基准点；S1-1、S2-1点在首期(2001年1—2月)至第5期(2005年11月)时间段内存在不同程度的位移，而自第5期(2005年11月)开始至今时间段内保持相对稳定状态，可视为工作基点。

表7 第1、第10两期间控制网点位移统计量t的计算

5 结 语

通过对珊溪面板堆石坝平面变形控制网10期实测资料进行数据处理和稳定性分析，控制网网型结构合理，各期监测精度高，能满足大坝安全监测要求；平面变形控制网点S1-2、S2-2、S3、S4、S5、S6位移量甚小，一直保持稳定，可视为基准点；其他网点S1-1、S2-1与运行初期相比，存在不同程度的位移，而自第5期(2005年11月)开始至今，保持相对稳定状态，可视为工作基点；为了进一步掌握基准点的稳定状况和工作基点的变形情况，建议今后每3～5年进行复测。

[1] 林国良.珊溪水电站大坝变形监测中的若干问题[J].水力发电,2005(4):79-81.

[2] 王黎敏,林国良，毛小平，等.珊溪大坝安全监测现状及展望[J].西北水电,2004(1):32-34.

[3] 林国良,林周成.紧水滩平面变形控制网监测中的几点思考[J].西北水电,2002(3):55-58.

[4] 林国良.紧水滩电厂平面变形控制网监测中的几点思考[J].四川水力发电,2003(4):101-105.

[5] 宋恩来.大坝变形监测应注意的几个问题[J].大坝与安全,2002(1):12-14.

[6] 林国良.紧水滩拱坝平面变形控制网稳定分析[J].大坝观测与土工测试,2000(2):29-31.

[7] 陶本藻.自由网平差与变形分析[M].北京:测绘出版社,1984.

[8] 吴子安.工程建筑物变形观测数据处理[M].北京:测绘出版社,1982.

[9] 任权.大坝变形观测[M].南京:河海大学出版社,1989.