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水位监测

时间:2023-05-30 10:17:15

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇水位监测,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

水位监测

第1篇

【关键词】气压式;水位监测;选煤厂;应用

1 现状及存在问题分析

1.1 现状

古矿选煤厂现有洗块循环水池和洗末循环水池各一个,分别用于洗块和洗末系统洗水的循环、缓冲、储存和澄清,洗块系统循环水量约700立方米/小时,洗末系统循环水量约1100立方米/小时。

循环池原安装的电极接触式水位指示装置,使用半年后,因电极被煤泥包裹腐蚀严重不能使用,洗煤生产过程中,泵房司机既要操作泵房设备,又要对循环池水位巡视,出现以下影响生产的现象:

(1)选煤厂循环池水位无法监测。

(2)市场使用的水位监测方法主要有电极法、超声波探测法、水压对比法,这些方法在煤泥水监测中使用效果不好

(3)岗位职工需要在循环池和泵房之间来回跑,不能及时发现问题处理,造成泵吸入空气影响生产或循环水过多溢出到马路造成环境污染事故。

1.2 问题分析

市场使用的水位监测方法主要有电极法、超声波探测法、水压对比法,而这些方法在煤泥水监测中经常出现无法显示当前水位、数据不准、无法使用等问题。这些方法在煤泥水监测中出现如下问题,(见表1):

2 发明或改进的目的

实时监测循环池水位,并将数据显示在面板上,通过设置最高和最低水位,实现自动控制启、停水泵。监测用水管在洗水中不会堵塞。

3 l明或主要改进的内容

3.1 原理:密闭管中空气随着水位高低而产生气压变化。

3.2 完成工作:

(1)制作一根一头密闭带放气孔的水位监测管,开口向下垂直插入水中,管中密封空气;

(2)连接气压监测装置,监测管中气压随着循环池水位变化而产生的气压变化

(3)设计、制作电路板;

(4)用工业运行稳定、抗干扰能力强的汇编语言编写程序;

(5)现场安装,在控制屏上显示当前水位,设定最高、最低值,控制水泵启、停。

3.3 使用流程图见图1

3.4 电路图见图2

4 部分汇编语言程序

5 现场使用效果

6 经济及社会效益分析

6.1 经济效益

(1)原装置投入:循环池原安装的电极接触式水位指示装置,使用六个月后,因煤泥包裹,且腐蚀严重而不能使用,更换该装置需投入6000元。

(2)新装置投入:制作电路板,编写程序,购置零部件等投入1000元。

(3)经济效益:每个监测装置一年可节约10000元,制作2个装置,可节约20000元。

(4)避免出现缺水时紧急停车影响生产任务造成的经济损失。

6.2 社会效益:

第2篇

关键词:地下水位 动态监测 系统研究

中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)05(b)-0011-01

对于地下水位动态监测过程的实现对于促进人们提升水资源的利用率以及水资源利用的合理性都有一定意义。本文就建设地下水位动态监测系统的必要性以及地下水位动态监测系统建设要点进行了分析。

1 建设地下水位动态监测系统的必要性

地下水位动态监测的信息直接影响人们生活以及农业模式的选择。对于地下水状况的掌握需要测量多个和地下水资源有关系的多个参数,其中最重要的就是水位的测量,水位一旦发生某些轻微的变动就会对人们生活生产造成极大的影响。因此加强水位动态监测系统的建立和完善对于促进区域内水资源合理利用有着重要作用。但是就我国目前地下水动态监测系统的建立情况来看,其还存在这许多的问题。目前对于地下水测量的主要方式还以传统简单的方式为主,即在被测量地运用手工放线或者简单测量仪器等对水位进行测量,这种方式受外界因素的影响较大,不利于相关部门对于水位精确变化的掌握。

2 地下水位动态监测系统建设要点

2.1 系统建设的总体目标

地下水位动态监测系统的建立最主要的目的就是为了实现简单、高效的对地下水位进行自动实时监测。在此系统中水位测量数据的采集主要运用的就是相关传感器,当各个监测点经由传感器获得水位数据之后利用相关的数据传输方式把其传至系统终端,从而为相关人员对于数据的分析创造条件。在对水位动态监测系统的建立过程中需要公共电信网通讯技术的支撑,数据传输的方式可以以GSM技术为核心。对于各个监测点水位数据的采集可以采用无线控制技术,像ZIGBEE等。一个完善的水位动态监测系统应改能够实现每天都能对水位进行采集并把所采集的数据进行自我储存的功能,从而为水位动态监测系统功能的发挥奠定基础。

2.2 地下水位动态监测系统的组成部分

地下水监测系统所检测的对象主要为地下水位的高度以及埋藏的长度,所检测的地下水位的数据应该能够自己录入相关的数据库中并能够经处理之后以报表和曲线等形式得以体现。一般情况下一个完整的地下水位检测系统应该由传感器、检测主机RTU以及通信网络等组成。

(1)传感器。

根据传感器的作用机理传感器也叫做换能器、变送器以及探测器等。其在地下水位动态监测过程中所具有的最主要的作用就是对水位的变化情况进行检测和感知,并把所感知的变化情况以数据信号的形式得以体现。在地下水位动态监测系统中所运用的传感器的类型为水位传感器,在对传感器类型进行选择时要把传感器的自身性能、传感器被使用的环境以及成本等因素纳入考虑范围之内。一般情况下,所采用的水位传感器的具体参数如下。

测量范围(FS):0--50mH2o;

允许过压:2倍满量程压力;

测量介质:与316不锈钢兼容的液体;

综合精度:±0.25%FS;

长期稳定性:典型为±0.1%FS/年;

使用温度范围:一体式为-20~70℃;

零点温度漂移:典型为±0.02%FS/℃, 最大为±0.05%FS/℃;

灵敏度温度漂移:典型为±0.02%FS/℃, 最大为±0.05%FS/℃;

供电范围:12~36VDC(一般24VDC);

信号输出:4~20mA;

负载电阻:≤(U-12)/0.02Ω;

结构材料:外壳为不锈钢1Cr18Ni9Ni, 膜片不锈钢316L,密封为氟橡胶,电缆为Φ7.2mm聚氯乙烯专用电缆;

绝缘电阻:100MΩ,500VDC;

防雷:三级防雷设计(1万V/5kA);特殊可(2万V/1万A);

防护等级:外壳防护等级IP68;

安全防爆:ExiaⅡ CT5;

分辨率:无限小(理论),1/100000(通常)。

(2)监测主机RTU。

在对监测主机RTU进行选择时一定要综合考量其各种性能,尤其是可靠性以及低能耗性要最大程度的满足于系统设计的要求,在主机上要具有各种通信接口以及传感器接口,能够实现查询--应答式和自报式的混合工作制式。另外主机还应该具有定时自检发送、死机自动复位、站址设定、掉电数据保护、实时时钟校准、直观现场显示和设备测试等功能;可显示、主动发送电源电压、端口工作状态;能接受中心站的远程自动校时,计时误差不超过2min/年;能接受中心站的按时段远程下载存储数据等功能。

(3)通信网络。

在地下水位动态监测系统的建立过程中所采用的通信网络主要为公共运营通信网络,在网络的建设过程中需要遵循一定的原则,为了使这种原则能够实现标准化相关部门则定义了数据网络通信协议,当数据在传输过程中,相关数据压缩和打包过程就需要把设定的数据网络协议作为依据,并按照数据协议的标准对数据进行封装,为数据传输的高效实现创造条件。在把数据传输到终端之后,经过相关设备对数据的转换可以使得数据信号转换为人们能够理解的形式。另外为了获取最准确的水位测量信息,相关技术人员应该根据水位测量要求对通信网络的数据传输的频率进行设定,一般情况下8 h采集一次数据,每条数据中记录至少20个字节,一天传输3条。这样下来,一个月所需要的数据流量也不过6KB左右,加上系统运行所需要的必要的心跳包,整体算下来,一个月的数据流量也会小于4M,这能够极大程度的降低数据传输成本以及提升数据传输效率。

3 某地地下水位动态监测系统实例分析

为了更好的了解地下水位动态监测系统建设的过程,该文以某地地下水位动态监测系统的建设过程为例,对地下水位动态监测系统的建设要点进行分析。

在实例中地下水位检测系统所采用的传感器为文中所述传感器。

主机参数如下所示:

值守功耗:≤2mA

传感器供电5V、12V可选,设备工作电压交流220V;

输数模转换:16位高精度ADC采集芯片,转换误差

可靠性指标:在正常维护条件下,设备的MTBF≥25000h;

工作环境:温度-30~+60℃。

可以看出,地下水位动态监测系统的建立和完善不仅能够实现对相关检测地的水位的测量还能够对相关区域的水量数据进行统计。另外整个系统有多个子系统构成,这对于相关人员对于相关数据的准确查询提供了一定的便利条件。

4 结语

通过该文的论述我们可以发现建立一个完善的地下水动态监测系统是十分必要的,地下水动态监测系统的建立能够为人们对于水资源的管理以及利用提供最为可靠的数据依据。

第3篇

基坑开挖关于地铁基坑开挖和结构施作,现在还没有适用于全国的规范性文件,但在地铁施工较早的城市主要就开挖方法、开挖深度、架设钢支撑等内容出台了相关地铁基坑土方开挖规程。

基坑施工地铁施工主要步序如下:1)施作地连墙—桩基础—格构柱—坑内降水;2)开挖土体至第1道支撑,施作该支撑;3)开挖土体至第2道支撑下05m,施作第2道支撑;4)依次开挖至坑底,施作垫层、结构底板;5)待底板达到设计强度,拆除支撑。从施工步序可以很明显地看到基坑开挖的基本要求就是先撑后挖,施工到支撑下05m后就要架设支撑,然后才能继续开挖。但现实中由于钢支撑的架设干扰挖机挖土,影响施工效率,很多施工单位为抢工期不顾安全,最终导致事故发生。

现场施工存在的隐患图3为某基坑土方施工现场,在基坑端头,土方已经开挖至第2道支撑下5m多,但第2道钢支撑却一直未架设。根据以往监测数据,围护结构在开挖12h内变形最大,变形最大位置集中在基坑底板标高上下5m范围内。如果在基坑开挖到规定深度不及时架设支撑,围护结构很可能会出现大变形,致使围护结构变形过大而开裂,给主体结构施工和基坑开挖带来安全隐患。地铁深基坑土方开挖过程中,另一个常见安全隐患是在围护结构外侧大量堆载。常常堆放大量钢支撑、开挖的土方、机具设备等,大大增加了围护结构的附加荷载,使得围护结构变形过大,导致与其相接的墙体错动开裂,造成围护结构漏水。

水位监测中存在的问题施工监测作为深基坑施工的一部分,是确保工程安全的重要环节。监测的主要作用就是及时发现施工中的风险,提醒施工单位采取措施将事故消灭在萌芽之中。然而在深基坑施工过程中,地下水监测却存在诸多问题。

埋设时间不及时用于指导基坑监测工作的GB50497—2009《建筑基坑工程监测技术规范》对水位监测有如下规定:潜水水位管应在基坑施工前埋设,滤管长度应满足测量要求。什么是“基坑施工前”?一般理解基坑施工前就是基坑开挖之前,许多施工单位都是这时候才开始埋设水位管。水位管的埋设流程如下:1)用地质钻机钻孔,钻孔深度根据所测区域水位决定。2)将装好滤管的水位管下到孔内。由于钻孔时孔内有大量泥浆用于护壁,所以材质较轻的PVC管下不去,只能在管内大量注水,才能将管埋设到设计位置。3)回填土体。因为泥浆密度较大,水位管在浮力作用下会上浮错位,致使虑管不能安设在含水层内,所以需要回填土体固定管体。从水位管的埋设过程可以看到,由于下管过程中管内注有大量清水,水位管埋设后并不能立即开始测量,需要2~3周时间,待到管内水位与地层水位恢复一致时才能开始测量,而且前3天要测量3次值,取平均值作为初始值,之后才能开始水位的正式测量。由此可见,从埋设水位管到真正开始水位测量,周期为17~24d,如果在土方开挖时才开始埋设水位管,可能会出现水位监测不及时,影响基坑安全。如果是基坑开挖后才开始埋设水位管,往往还会错过基坑开挖前的降水阶段监测。基坑降水也是水位监测的重点,因为根据开挖前基坑降水过程中基坑外水位变化的情况,就可以初步分析基坑的渗漏水情况。综上所述,水位管埋设的最佳时间应该是围护结构完成后基坑降水施工前,将水位管埋设好,并测量初始值。

各隔水层隔水措施不力承压水由于其水量一般较大,而且有一定的压力,一旦渗漏往往会造成严重的工程事故,所以承压水是水位监测中的重点。规范中要求承压水位监测时,被测含水层与其他含水层之间应采取有效的隔水措施。规范的隔水层是采用高质量的黏土球回填到孔内,回填高度要大于原地层隔水层高度。但现场施工时,很多单位为图方便,在承压水埋管回填土时都是直接就地取土,使各含水层联通,致使水位监测的数据失去指导意义。

监测预警较难规范中水位监测报警值规定地下水位变化绝对值为1000mm,速率为500mm/d。地层中由于地下水联通性强,当局部发生渗漏,其他区域水很快补给过来,监测显示水位变化不明显,难以评估水位下降带来的施工风险。由于水位监测的非连续性,一旦水位监测出现明显下降,可能已经发生大的渗漏水事故。目前的水位监测方法在实际施工中很难达到预警要求,基坑水位监测仍有大量基础工作需要各方人员不断总结与完善,并最终形成规范性文件,指导水位监测工作,保障基坑施工安全。

渗漏水的预防处理

预防基坑渗漏水事故的发生,不仅需要加强施工管理提高围护结构的施工质量,截断封堵渗漏水发生的通道,更应该加强基坑土方开挖过程的管理,严格按规范施工。但即使施工中严格按规范操作,在围护结构和土方施工中也难免会出现问题,当这种不利情况出现时,及时发现渗漏水并采取措施显得尤为重要,这样就可以用较少的成本,将风险消灭在萌芽之中。21及早发现渗漏根据上文的介绍,现有的水位监测手段无法满足,只能完善和提高基坑施工中的水位监测手段。常用的有如下几种:1)近似计算方法及室内的模型或模拟试验分析方法。该方法主要是通过现场采集数据,并根据流体力学解析解法、水力学法、图解法等进行分析判断。该方法对监测人员要求较高,而且理论计算与选取的计算方法、计算参数关系很大,预测结果只能定性反映水位变化情况。2)同位素示踪法。该方法是通过在地层中放入同位素示踪剂,利用示踪仪进行跟踪测量,找到渗漏通道和渗漏点。可以在渗漏水发生时,对水源进行确定,预测目的不易达到。3)高密度电法[5-6]。它是以岩土体的电性差异为基础的一种探测方法,根据在施加电场作用下的地层的传导电流分布规律,推断地下具有不同电阻率的地质体赋存状态。该方法对山区和采空区等不良地质探测较为准确,但易受电力设施和地下管线干扰,在探测渗漏水方面不具优势,而且也只能是定性的,无法定量监测。4)温度示踪法。随着国内外对于温度示踪法和反分析研究的发展,渗流监测领域出现了新的研究理论和方法,并发展成为一种新的理论,即渗流热监测理论,在此理论基础上发展了渗流热监测技术,它不仅能更准确、有效地反映土体内部的渗流状态,而且能加深对渗流状态发展变化过程的认识,能够准确发现早期渗漏情况和渗漏点。温度示踪法在基坑渗漏监测中主要有以下优点:①监测仪器价格低廉,现场操作简单;②可以实现长时间连续监测;③现场一般技术工人就能进行监测。温度示踪法检测原理:地层表面的温度与环境温度有关,随季节发生周期变化。这主要是因为地层表面的温度不仅受地表附近的大气温度影响,还受到太阳照射的影响,因此地表的温度是有季节性的。由于地表水的温度是随着地表大气环境温度变化的,地表水补给到地下后,将影响地层中的温度,影响的程度与补给量和距离等因素有关。在季节温度影响点(如钻孔温度曲线上的拐点)以下深部地层的温度将随着深度的增加而上升。所以根据地层中温度的变化就可以准确地判定地层渗流的分布情况,从而确定地层的渗透性以及集中渗漏等[7-8]。

当钻孔穿过裂隙或渗漏带时,由于受地下水水平流动的影响,温度分布曲线会出现“尖峰状”异常,如图4所示。图4(a)为地层中无强渗漏带时,钻孔中温度分布的正常曲线,此时温度曲线分布只与深度有关,随深度增加而线性增加,反映正常的地层温度分布。图4(b)为钻孔穿过地层中的强渗漏带,且渗漏水的温度较高时,导致温度分布曲线出现异常,根据曲线发生异常的变化进行分析。温度示踪法现场操作也较为简单,使用测温仪器测量水位管内不同深度水的温度,绘制曲线,根据曲线的变换规律分析渗漏水情况。这一方法与传统的方法相结合,在成本投入不大的情况下,可以较准确地预报渗漏水地点,预防涌水事故的发生。22渗漏封堵措施对于地下连续墙的接头轻微渗漏,可采用先引后堵方式进行封堵。首先,沿地下连续墙竖向接头的混凝土表面开凿出一条约3cm×3cm的凹槽,放入半圆形的PVC管,此时渗水沿半圆槽向下流动,表面用速效水泥进行封堵,形成渗水暗道。其次,进行混凝土衬砌施工,当衬砌混凝土达到设计强度后,再对渗水暗道自下而上反向注双液浆,快速填充渗水通道。

当渗漏水较大时,就需要对地连墙外侧土体进行处理,常用的处理措施为高压旋喷法和袖阀管注浆法。1)高压旋喷。高压旋喷灌浆是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层后,从喷嘴喷射固化剂,冲击破坏土体,同时提升钻杆,强制搅拌,使固化剂与土体充分混合形成一体,经固化后形成一定强度、互相咬合的地下防渗漏帷幕,从而封堵地连墙裂缝,达到阻止泥砂从裂缝处流失的目的。该方法既经济、快速、安全可靠,又不影响后续施工。2)袖阀管注浆。用钻机进行套管钻孔,钻到规定的深度,安设袖阀管。通过袖阀管可实现定点、定位注浆,封堵地下水并对周边土体进行加固。袖阀管注浆工艺具有以下优点:①可实现定点、定位注浆;②可进行多次重复注浆;③注浆时范围较容易控制;④钻孔和注浆作业可平行作业;⑤可根据地层特点选择不同的注浆段长和注浆压力。一般渗漏水,通过上述措施基本可以实现封堵。

结论与建议

第4篇

1大坝渗流渗压监测布置

1.1坝基根据枢纽各建筑物的布置型式、基础的地质条件和渗流控制的工程措施,在基础帷幕灌浆廊道沿坝轴线设一个监测纵断面,在9#、13#、17#坝段中部各设一个监测横断面:纵断面每个坝段埋设一根测压管,另在大坝基础第一排辅助纵向排水廊道埋设5根测压管,第二排辅助纵向排水廊道埋设3根测压管;三个横断面建基面高程从上游至下游布置渗压计;左岸1260m灌浆平硐防渗帷幕后设3个测压管;右岸1254m灌浆平硐防渗帷幕后设4个测压管;用于监测大坝基础的扬压力。

1.2坝体在17#-19#坝段高程1264.00m层面铜片止水后布置了3支渗压计,监测坝体层面渗压。

2坝基扬压力设计控制指标

根据《混凝土重力坝设计规范》[3],坝基渗透压力采用扬压力折减系数作为设计控制指标。河床坝段坝基面扬压力和岸坡坝段坝基面扬压力控制图形见图1,扬压力折减系数设计控。

3渗流渗压监测成果分析

3.1基础帷幕防渗分析

3.1.1时间过程分析坝基各渗压测点随上游水位变化过程线见图2-图7。从图2-图3中可以看出:(1)两岸挡水坝段大部分测点渗压值与坝前水位有较好的相关关系,且基本与水位变化同步,滞后性不明显。(2)大坝蓄水之后,各测压管水头上升较小,坝前水位明显高于各测点渗压水位。(3)测压管水头由河床向两岸逐渐升高,符合大坝渗流场一般规律。(4)UP20和UP21号测压管在短时间内发生水位陡降情况,且该情况与库水位相关性差,较为异常,推测应与坝内施工滞水影响有关。从图4、图5中可以看出:(1)河床坝段各测点测压管水位在水库蓄水后上升不明显,且远远低于坝前水位,表明坝基帷幕防渗效果良好。(2)两排辅助纵向排水廊道测点水位与上游水位相关变化不明显,且远小于上下游水位,与主排水孔处测压管水位相比有一定折减,表明坝基排水效果良好。(3)UP13、UP15和UP28号测压管在短时间内发生水位陡升陡降情况,且该情况与库水位相关性差,较为异常,分析应与坝内施工滞水影响有关。从图6-图7中可以看出:左右岸灌浆平洞各测点测压管水位基本上在1260m上下波动,且远远低于坝前水位,表明坝基帷幕防渗效果良好。

3.1.2空间分布分析为评价大坝坝基防渗排水效果,需要分析坝基扬压力折减系数是否满足设计值。图8为坝基测压管监测水位上游立视图,从图中可以分析出:各测点水位基本在廊道底板高程附近,或略高于廊道底板高程,表明坝基防渗排水效果良好,监测成果与设计值较一致,满足设计要求;随库水位向上抬升各测点水位基本呈上升趋势,左右岸挡水坝段上升幅度较溢流坝段要大,符合大坝渗流场一般规律。图9为典型坝段扬压力折减分布图,从图中可以看出,压力折减系数小于设计值,且沿下游方向逐步递减,符合大坝渗流场一般规律,说明大坝坝基渗控效果较好;在库水位蓄至接近1330.00m高程情况下,典型坝段坝基根据监测数据显示帷幕后主排水孔位置扬压力折减系数均小于设计值,表明大坝的坝基防渗排水效果良好,满足设计要求。根据各测压管测点监测数据及相应上下游水位,可以得目前各坝段坝基关键点的扬压力折减系数与设计值进行比较,评价坝基防渗排水效果,具体见表2。从中可以看出,各测点扬压力折减系数均小于设计值,表明大坝的坝基防渗排水效果良好。

3.2坝体渗流渗压分析坝体层面渗压成果过程线见图10。从图中可以看出:坝层面各渗压测点水位在水库蓄水后上升不明显,表明坝体层面防渗效果较好。

4结论

第5篇

关键词:峡山水电站 变形测量 安全监测

中图分类号:TV698 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)03(a)-0237-01

1 工程概况

峡山水电站地处江西赣州境内贡水干流于都县境内河段,坝址位于于都县罗坳镇峡山村,以发电为主,兼顾航运等综合利用效益。水库正常蓄水位109.8m,相应库容9600万立方米,电站装机总容量35.1MW,设计年发电量1.3261亿kw.h。 工程等别III等,水库为中型水库,电站为小(1)型电站。水库正常蓄水位109.80m,相应库容9600万立方米,电站装机总容量35.1MW,工程等别Ⅲ等,水库为中型水库,电站为小(1)型电站。水库正常蓄水位109.80m,相应库容9600万立方米,电站装机总容量35.1MW,工程等别Ⅲ等,水库为中型水库,电站为小(1)型电站。水库正常蓄水位109.80m,相应库容9600万立方米,电站装机总容量35.1MW,工程等别Ⅲ等,水库为中型水库,电站为小(1)型电站。

峡山水电站为低坝河床式电站枢纽,2010年10月开工建设,2012年底建成。建筑物呈“一”字形布置,坝轴线总布置长度380.0m,从左到右分别为左岸挡水坝段(长22.0m)、船闸(长18.0m)、泄水闸(长241.0m)、厂房坝段(长89m),右岸挡水坝段(长10.0m)。设计坝顶高程118.70m,泄水闸最大闸高26.7m,挡水重力坝最大坝高16.7m。

2 大坝监测项目及布置

该工程大坝观测项目有:变形观测、渗流观测、水位和气温观测。其中渗流观测、水位和气温观测采用自动化监测设施进行,变形观测由人工采用光学及电子仪器观测仪器进行。

2.1 渗流监测

利用渗压计(孔隙水压力计)为主和测压管(利用电测水位计人工现场测量)备用的方式监测地下水位。共布置18个测压管,安装18支渗压计,用于测量坝基扬压力。从2014.1~7的测量结果来看,坝基扬压力变化平稳,主要受上游水位变化影响。峡山水电站为贯流式水电站,为日调节水库,水位涨幅变化不大。

2.2 水位监测

分别在船闸上游、闸室及船闸下游各安装一台遥测水位计,在水位计旁布置了水尺,分别监测水库上游、闸室及下游水位。遥测水位计可将水位实时传送至控制室的大坝监测自动化系统,并可通过水尺进行校核。水尺每年汛前、汛后分别进行一次校测。

2.3 温度监测

大坝安全气温计一支,采用玻璃钢百叶箱保护。布置了1个测点,安装于船闸段,用于对库区气温的监测。测量周期采用每时测量一次。

2.4 变形观测

(1) 坝顶水平位移监测:坝顶水平位移观测采用视准线法,共布置28个测点,两岸各布置一个工作基点和一个校核基点。

(2) 坝顶垂直位移监测:垂直位移监测点与水平位移监测点共用,为28个测点。采用精密水准测量方法进行观测。

3 大坝变形监测成果分析

3.1 坝顶水平位移人工监测

厂房、泄水闸、船闸、重力坝段及连接坝段水平位移采用视准线法进行监测。大坝共28个测点,两岸各布置一个工作基点和一个校核基点。使用精度为0.5'的徕卡全站仪和一个棱镜进行观测。测量时,全站仪安置在工作基墩上,先对中安装在校核基墩上的后视点,再对中各测点棱镜,读取测点的X坐标值为水平位移观测值。盘左盘右各读一个值,其平均值作为一个测回,每测点观测二测回,测回间的限差不大于1毫米。在工程运行初期每月人工测量一次,2014年5~7月的测量成果来看,3个月测量的数据变化基本在厘米范围内,变化不明显。水平位移受上下游水位变化、气温变化较为明显。

3.2 坝顶垂直位移人工监测

大坝垂直位移监测点与水平位移监测点共用,为28个测点。在坝址上游附近地基稳固可靠处布设1个水准基点(BM2)。大坝垂直位移按《国家水准测量规范》二等水准测量进行,使用东德蔡司Ni007和铟钢水准尺,采用精密水准测量法进行观测。在工程运行初期每月人工测量一次,从2014年5~7月的大坝垂直位移变化的测量成果来看,随着时间的推移,变化值增大,但是不明显,在毫米范围内。分析原因为工程建设投运初期,大坝沉陷变化较大。

4 结语

受建筑物地基的工程地质、水文地质、大气温度变化及建筑物本身结构、形式、动荷载作用等因素的影响,建筑物产生变形是不可避免的。因此,对建筑物进行变形监测有着重大意义。通过变形监测取得的资料,可以监视建筑物的状态变化和工作情况,在发生不正常现象时,可以及时分析原因,采取措施防止事故发生,以保证建筑物的安全。

通过对峡山水电站大坝变形监测及对监测数据的分析来看,大坝处于安全运行状态之中,该项目的监测设施布置较合理。但是电站处于运行初期,随着时间的推移,地面或者大坝外形等部位会发生相应的变形,这就需要监测工作者,加强监测工作,获得相关数据分析信息,提前预测出了大坝变形的轨迹,及时为后期的施工或者补救提供科学的数据,同时为后期电站的平稳运行和安全生产提供了强有力的保障。

参考文献

[1] 中华人民共和国电力行业标准DL/T5178-2003,混凝土坝安全监测技术规范.141.

第6篇

关键词:围护监测;工程概况;监测成果;围护

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

中图分类号:K826.16文献标识码:A 文章编号:

一、工程概况

本工程±0.000相当于黄海高程5.05m,取自然地坪相对标高-1.2m。(A区)底板面标高均为-11.600m,防火分区一处(B区)底板面标高为-12.800m,二、三层机械车位处(C区)底板面标高为-14.800m。设计时按承台底标高控制,假设承台高2m。估计承台底标高A区域-13.600m,B区域-14.800m,C区域-16.800m,则挖深分别为A区域12.40m,B区域13.60m,C区域15.60m。地下夹层底板面标高-4.200m,地下一层底板面标高-7.800m。

二、监测内容

1、地下水位观测;

2、内支撑轴力观测;

3、深层土移;

4、内支撑立柱沉降观测点。

三、监测成果汇总分析

为了能接近施工进度对资料进行科学的分析,现将该基坑工程的整个施工过程进行分析。

1、地下水位

基坑周边4只水位观测孔的地下水位相对于该工程±0.000(绝对标高5.05m)标高的下降量曲线见图1,依据时间~水位下降量曲线可以看出:地下水位变化相对比较平稳,与该工地周边的原始地下水位接近,偶有变化主要是受大气降水的影响,随着基坑开挖深度的加大,四只孔的水位均有所下降,主要是受基坑土方开挖后围护桩间隙渗水及季节性地表水位的影响。

图1 各水位测试孔时间~水位下降量曲线

2.内支撑轴力

第一道内支撑上4组监测点的支撑轴力随时间的变化曲线见图2,依据曲线分析认为:各支撑轴力监测点的支撑轴力2000N~3000KN,均小于设计预警值,随着第二道支撑的逐步浇注,各点的支撑轴力变化逐步趋于稳定,随着基坑的不断挖深,第一道支撑内的轴力监测点的轴力相对变化幅度继续增加, G2、G3、G4轴力均超过预警值(4000kN),第二道支撑G6、G7、G8轴力也超过预警值(8000kN),第三道支撑浇筑之后,各点的支撑轴力变化逐步趋于稳定,在支撑轴力超过预警值时,我方按时发出监测报警,得到了建设单位、设计单位及监理单位的及时回复。

3、深层土移

随着基坑内土方的不断开挖,基坑周边的土移不断增大,最大位移点由地表下5米左右以逐渐下移至地表以下8m~13.0m,且最大位移速率变化相对较小,均为超过设计要求,但各孔的最大位移均超过设计要求,我方及时提出,并加强了监测频率,事后证实设计方案安全可靠。

4、沉降观测

随着基坑不断开挖,内支撑上的各沉降观测点的累计沉降较小,沉降速率较小,在最后支撑破除、回填阶段,S12点沉降过大,研究确认系回填过程中重型机械引起。加密追踪监测后证明内基坑内支撑系统稳定可靠。

四、结论

第7篇

【关键词】PLC;无线通信;水池水位

1引言

在工农业生产、百姓日常生活中,供水是一个绕不开的需求。供水过程中,对水位的实施监测,是保障供水安全的必要条件。在一些交通和地形不便,不宜铺设线路或传输距离较远(如高山蓄水池水位监测、江河水位监测、引用水源地水位监测、高位水塔水位监测等)的水位监控中,水位信号的无线传输控制就变得十分必要,基于这样的现实需要,本文设计了一种基于PLC无线通信的高位蓄水池水位远距离控制系统。

2系统设计的思路

项目背景:山顶有一个圆形蓄水池,深8米,直径10米,泵房位于山下,泵房距离山顶蓄水池2KM左右。蓄水池分为3段,即有高中低3个水位,高水位为7米,中水位为4.5米,低水位为2米。水位的检测通过液位开关实现,液位开关与无线水位发射装置连接,无线接收装置与PLC连接,泵房控制室无线接收装置收到发来的水位信号后,传送给PLC,PLC经过信号处理后,通过控制电路驱动水泵启停,使水位保持在一个合理的水平。

3系统的硬件构成

系统主要硬件设备有浮球式液位开关、FX2N-32MR、水泵、接触器、断路器、西安达泰电子有限责任公司的点对点无线开关量信号传输器DTD110HEY-4等。浮球式液位开关采用电缆浮球液位开关,它是利用重力与浮力的原理设计而成,当浮球收液体浮力作用而随液位上升或下降到与水平面约30度时及通过设置在体内的驱动机构驱动大容量微动开关输出开或关的信号。浮球个数为3个,重锤数量为3个,分别固定在蓄水池的高中低三个位置。DTD110H通过无线方式传输工业现场的开关量信号,可以实现点对点通信,也适合于点对多点而且分散不便于挖沟布线等应用场合,不需要编写程序,不需要布线。发射端提供4~16路开关信号输入,接收端提供4~16路开关信号输出。输入信号是无源开关触点或者0~24VDC电压信号,输出信号是OC门输出,可以直接驱动24VDC直流继电器。DTD110HEY-4型号,单向传输,有4个开关信号输入端,4个开关信号输出端,成对使用。无线传输距离可达5千米。如图1所示。

4系统的工作原理

本系统设置三台水泵,一台备用泵,两台运行泵。三台泵每隔一季度轮流成为备用泵,以方便保养维护。当水位低于低水位2米时,系统有6个输入信号,分别为1个启动信号、1个停止信号、3个过载信号、高中低3个液位信号。有4个输出信号,分别为3个水泵启停信号、1个故障报警输出信号。按下启动按钮,若水池水位低于低水位2米时,两台水泵同时开启;当水位到达中水位4.5米时,运行一台水泵;当水位到达高水位7米时,停止水泵运行。若水位到达高水位,水泵3秒内没有停止,则自动断电,报警;若水位持续1分在低水位下,则自动断电,报警;若水泵产生过载行为,系统停止运行。按下停止按钮,系统停止运行。为保证安全运行,系统分自动控制和手动控制两种方式。

5系统的优点

采用无线通信的方式,方便快捷,能有效解决挖沟布线不便的问题,尤其适合山区蓄水池水位远程控制。若水池旁没有电源,水位无线传输控制器还可以采用太阳能电源供电,若同时配备一台DTP_RE短信终端,则可以给工作人员手机发送短信,实时报告当前水位状态和水泵工作状况。短信的收发借助公用GSM网络,采用自主无线通信方式,没有运行费用。

6总结

第8篇

关键词:引用测绘标注技术要求实施方案成果处理

中图分类号:P2文献标识码: A

一、工程概况:拟建场地位于厦门市集美区后溪镇厦门火车北站西南侧,场地北侧临珩圣路,东侧为预留绿化带,为圣果路,南侧靠珩源路、对面为厦门站片区营运中心,西侧为珩丰路。场地±0.00相当于黄海高程+14.90m,场地一层地下室拟开挖至-5.50(-6.90)m,二层地下室部分开挖至-9.40(-10.80)m。基坑开挖深度为5.25~10.62m。

支护结构型式:本工程采用土钉墙、自然放坡与人工挖孔桩加锚索联合支护体系。本基坑工程为二级基坑,重要系数1.0。

二、监测目的:本基坑工程面积较大,开挖深度较深,地下室开挖范围内分布的地层有素填土、杂填土、砂质粘土、含泥粗砂。场地内地下水水位埋深4m~5m。基坑监测是保证本基坑支护结构的稳定和安全、保护周围环境必不可少的措施。

在基坑开挖过程中,由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界其它因素的复杂影响,很难单纯从理论上预测工程中可能遇到的问题,而且,理论预测值还不能全面而准确地反映工程的各种变化。所以,在理论指导下有计划地进行现场工程监测十分必要。

本工程监测的目的主要有:

(1)通过将监测数据与预测值作比较,判断上一步施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求,同时实现对下一步的施工工艺和施工进度控制,从而切实实现信息化施工;

(2)通过监测及时发现围护施工过程中的环境变形发展趋势,及时反馈信息,达到有效控制施工对建(构)筑物、道路、管线影响的目的;

(3)通过监测及时调整支撑系统的受力均衡问题,使得整个基坑开挖过程能始终处于安全、可控的范畴内;

(4)通过监测及早发现基坑止水帷幕的渗漏问题,并提请施工单位进行及时、有效的堵漏准备工作,防止施工中发生大面积涌砂现象;

⑸将现场监测结果反馈设计单位,使设计能根据现场工况发展,进一步优化方案,达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的;

三、测点布置:基坑工程监测点的布置应能反映监测对象的实际状态及其变化趋势,监测点应布置在内力及变形关键特征点上,并满足监控要求。

(一) 周边环境监测点布置要求

1、周边地表沉降监测点:宜按监测剖面设在坑边中部或其他有代表性的部位。监测剖面应与坑边垂直,数量视具体情况确定,共布置10个点。

(二) 基坑围护监测点布置要求

1、围护墙顶部水平、竖向位移监测点:应沿基坑周边布置,周边中部、阳角处应布置监测点。监测点水平间距不宜大于20m,每边监测点数目不宜少于3个。水平和竖向位移监测点宜为共用点,共布置59个点。

2、土体深层水平位移监测点:宜布置在基坑周边的中部、阳角处及有代表性的部位。监测点水平间距宜为20~50m,每边数目不应少于1个,共布置10个。

3、地下水位观测点:基坑外地下水位监测点应沿基坑、被保护对象的周边或在基坑与被保护对象之间布置,监测点间距为20m~50m,共布置10个点。

监测方法及精度要求:

表3-1监控量测设计表

3.1 坡顶水平及竖向位移

利用视准线法,用经纬仪量测墙顶各点与基线之间距离的变化,若视线受阻则采用全站仪测角和水平距离进行计算,以达到了解围护结构顶位移的目的。

3.2深层土体侧向变形

土体侧向变形使用sinco活动式测斜仪进行监测。测斜仪是一种可以精确地测量沿铅垂方向围护结构内部水平位移的监测仪器。

量测时将探头插入测斜管,使滚轮卡在两道槽上缓慢下至孔底以上50cm处,自下而上沿导槽全长每隔50cm测读一次,为提高测量结果的可靠性,在每一次测量步骤中均须一定的时间延迟,以确保读数系统与温度及其他条件平稳(平稳的特征是读数不再变化)。测量完毕后将探头旋转180°插入同一对导槽中,按以上方法重复测量。前后两次测量时各测点应在同一位置上,在这种情况下,两次测量同一测点的读数绝对值之差应小于10%,两次结果符号应相反,否则应重新量测本孔数据。

3.3 地下水位

对于地下水位监测,设水位观测井,将水位管安装在钻好的孔内对水位进行监测以了解其变化过程。首先将带有进水孔直径50mm的水位管(PVC管)放入孔中,接着从管外回填净砂至地表下50cm处,管口设必要的保护装置,水位监测管的埋置深度(管底标高)应在控制地下水位之下3~5m,然后用电测水位计量测水位管顶到水面的距离,根据测出水位管的高程,推算出水位的标高。通过对水位的监测,可以进一步得到基坑内降水、开挖对基坑外部地下水的影响。地表和建筑物的沉降,基本上都是因为大面积降水引起的,因此要严格控制地下水位,必要时加强观测频率。坑内降水、开挖引起坑外的降水,每天不超过500 mm,累计不超过1000 mm。

3.4 地面沉降

利用精密水准仪、铟瓦尺观测高程的方法对地面进行竖向变形观测。量测地面的下沉量和下沉规律,以保证基坑结构的安全。

监测报警指标:坡顶水平位移40mm(或变化速率大于5mm/d且不能收敛);坡顶地面沉降30mm(或变化速率大于5mm/d且不能收敛);周围地面沉降大于30mm(或变化速率大于6mm/d且不能收敛)。周围建构筑物的沉降大于45mm,或建筑物的倾斜速率已连续三日大于5mm/d;

四、监测应急措施:详细说明监测达到报警值、控制值或施工过程出现异常情况时的监测应急措施,异常情况请参照《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)相关条文。

1基坑支护结构或周边土体的位移出现异常情况或基坑出现渗漏、流砂、管涌、隆起或陷落等;

2基坑支护结构的支撑或锚杆体系出现过大变形、压屈、断裂、松弛或拔出的迹象;

3周边建(构)筑物的结构部分、周边地面出现可能发展的变形裂缝或较严重的突发裂缝;

4根据工程经验判断,出现其他必须报警的情况。

五、监测频率:详细说明各监测项目不同施工阶段、不同开挖深度的监测频率,监测周期应为基坑开挖前到基坑回填完毕。

表6-1监测频率

如遇到下列情况之一,应提高监测频率.

a、监测数据达到报警值;

b、监测数据变化较大或速率加快;

c、存在勘察中未发现的不良地质条件;

d、超深、超长开挖或未及时加撑等违反设计工况施工;

e、基坑及周边大量积水、长时间连续降雨;

f、 基坑附近地面荷载突然增大,超过设计限值;

g、支护结构出现开裂,周边地表出现较大沉降或地表严重开裂;

h、基坑底部、侧壁出现管涌、渗漏或流砂等现象。

六、监测报警指标:坡顶水平位移40mm(或变化速率大于5mm/d且不能收敛);坡顶地面沉降30mm(或变化速率大于5mm/d且不能收敛);周围地面沉降大于30mm(或变化速率大于6mm/d且不能收敛)。周围建构筑物的沉降大于45mm,或建筑物的倾斜速率已连续三日大于5mm/d;

七、监测数据成果处理:采用标准的记录表格记录监测数据,并绘出记录表格样表,说明监测质量保证措施及相关人员签字认可制度,监测当日报表、阶段性报告、总结报的格式及内容要求,说明监测数据出现异常时的处理措施,绘出监测成果变化曲线或图形。参照文件为《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99及《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)相关条文。

每次量测后进行成果整理,将原始数据及时整理成正式记录,并对每一个量测断面内每一种量测项目按照以下要求进行资料整理:

1、原始记录表及实际测点图;

2、位移(应力) 值随时间及随开挖面的变化图;

3、位移速度、位移(应力) 加速度随时间以及随开挖面变化图。

每次量测后,对量测面内的每个量测点(线) 分别进行回归分析,求出各自精度最高的回归方程,并进行相关分析和预测,推算出最终位移(应力) 和掌握位移(应力) 变化规律, 并由此判断建筑物的稳定性。

第9篇

关键词:深基坑;支护结构;施工监测

1 深基坑工程监测的意义

随着城市化进程的快速发展,从而诞生了深基坑监测。目前,对软土地区的深基坑变形的现场监测已经成为确保深基坑工程施工安全可靠的必要和有效手段。通过在基坑开挖过程中的基坑监测,实行信息化施工能减少基坑工程事故发生。在软土地区实行深基坑支护工程的施工过程中,一定要有专业人员在场进行监测,及时对监测结果预测基坑开挖所能承受的最大强度,从而更好的控制工程成本并及时的将数据反馈给工程设计部门,避免由于盲目施工而造成工期延误和经济损失问题的发生。

2 工程实例分析

某工程拟建25~31层楼房、1栋30层酒店及1~4层商业及附属建筑物,设2层地下室,为框剪结构楼房,占地面积25000O,场区交通便利,场地东面为在建30层商住楼。场地南面、北面、西面均为市政道路,基坑自然地坪标高为-0.8m,基坑底标高为-9.5m。本基坑采用钻孔桩+锚索的支护形式,冠梁下放至地面下1.8~2.5m,支护桩为Φ1000mm钻孔灌注桩,设计桩长16m~20.5m。本地下工程的基坑平均深度9.8m,且基坑周边受控制范围的地下埋藏有各种市政管线,按照本工程的勘察报告显示,开挖范围内均为淤泥及淤泥质土,为软弱土地层。

3 监测内容及数量

(1) 基坑支护桩深层水平位移(测斜)的监测点:该监测点共计有19 个点,埋设深度都是以开挖深度的1.5倍左右,与支护桩桩长一致,深度约为14~18m。

(2) 支护结构顶部水平位移监测:共 31 点;

(3) 支护结构顶部竖向位移监测:共 31 点;

(4) 锚索应力监测:共 9点;

(5) 周边环境监测:南侧及北侧道路沉降监测共12点,其余管线监测点数量根据现场具体情况布置。

(6) 地下水位监测:南北各6个,东西各4个。

4 基坑监测及注意事项

测点位置的确定应结合工程性质、周边环境、地质条件、设计要求、施工特点、监测费用等因素综合考虑。在实施多项监测内容时,各类测点的布置在时间上和空间上应该有机结合,力求使同一监测部位能同时反映不同的物理变化量,以便找出其内在的联系和变化规律。

测点布置重点在降水及开挖土方的影响区域,主要着眼于监测支护结构的变形,建筑物的变形和基坑周边地下水位的变化。测点布置还应充分考虑施工方法和施工顺序,同时还要考虑施工过程中对测点影响的问题。对重要的监测对象,监测点宜适当加密布置,有利于监测数据信息对设计施工的指导。根据本工程项目而言,要结合项目施工的周边环境按照有关规定进行有针对的监测,具体监测方案如下:

4.1支护桩深层水平位移监测

基坑的两侧尽量对称布置测斜孔,布设时一定要保证好监测点之间的间距,通常在25~30m。测斜孔深度要与钻孔灌注桩钢筋笼等长,将测斜管绑扎在钢筋笼主筋上,测斜管管口封闭,接头处连接牢固,在放置测斜管时,一组导槽应垂直于基坑立面,另一组则平行于基坑立面,与灌注桩一起成型。

测量方法:测斜管内壁有二组90度的纵向导槽,导槽控制了测斜方位,垂直于基坑立面的一组导槽,实测位移指向基坑内为正,反之为负。在监测中要注意温差对监测结果的印象,为此,应该将探头提前放在测孔中。测试时,测斜仪探头沿导槽缓缓下沉至孔底,在温度稳定一段时间后,自下而上以0.5m为间隔逐段测出位移,测完后,将探头旋转180度,重新观测一次,通过两次之间的数据进行修正。

4.2支护结构顶水平位移监测

在支护桩冠梁上,用膨胀螺丝将加工好的“L”型角铁固定在冠梁面上,并在角铁面贴上反光片。在工地适当的地方测设3个工作基点,看施工情况,随时复核工作基点的座标。基坑开挖前必须测得至少3次的监测点座标,并保证测量误差满足要求,取其平均值,作为所监测点的原始座标。

测量方法:全站仪测量采用极座标法,导线测量,现场记录所测点到起始边的夹角及所测点到工作基点的距离。本次所测座标与该点的原始座标比较,分别计算x、y的位移量及其距离(绝对位移量),将本次坐标与初测坐标或上次坐标之差求出,即得到本次位移及累计位移。

4.3支护结构顶竖向位移及沉降监测

高程控制网测量需要在施工影响范围之外,设置3个以上的稳固高程基准点。这些高程基准点与施工用高程控制点进行联测,沉降变形监测基准网以稳固高程基准点作为起算点,组成水准网进行联测。

竖向位移监测主要就是为了监测深基坑在开挖的时候,基坑对周围环境会造成的影响。监测点通常情况下会在地下深埋300mm的螺纹钢筋地上直径达16mm后用水泥砂浆进行加固,起到固定的作用,可以使得数据分析更加的准确。

测量方法:测量线路是经过工作基点间联测一条二等水准闭合或附合线路,由线路的工作点进行测量各监测点的高程,各监测点高程初始值在监测工程前期两次测定(两次取平均),某监测点本次高程减前次高程的差值为本次竖向位移,本次高程减初始高程的差值为累计竖向位移。

4.4锚索应力监测

锚索测力计的埋设与预应力施工同时进行,把测力计安装在锚头,通过预应力的施加使测力计锁定在锚头上,把导线引到坑边的防护栏杆上。

测量方法:把振弦频率读数仪连接线的两极与传感器导线的两极接好,操作读数仪,显示屏上就会显示出该传感器的频率读数,把此读数记录在监测记录表相应栏上。

4.5基坑地下水位监测

在深基坑开挖地区的周围, 我们通常都会布置止水帷幕。为了更好的监测到基坑水位对建筑的影响,我们通常会在帷幕选择对基坑外的地下水位进行监测,布置水位观测孔,其间距需要保持在25~40m,管底埋深应在最低设计水位以下3~5m。如果遇到地理条件相对复杂,我们就要根据需要适时的对间距进行调节。如遇特殊情况,需要降低承压水或水位的时候在设立监测点的时候就要在相邻的降压井附近的中间部位两边需至少增加 1 个监测点。

测量方法:降水前测得各水位孔孔口高程及各孔水位面到孔口高度,再计算出各水位孔水位标高;埋设结束后约两天测其初始值,初始水位为连续两次均值。本次水位观测值减去初始值即为水位累计变化量,本次水位观测值减去前次观测值即为本次水位变化量。监测过程中要定期监测孔口标高。

5 结语

深基坑工程是一项具有极谨性的系统工程,也是一门新兴的学科。深基坑软土工程因受地质地震条件复杂等影响,施工难度大。对深基坑支护体系、地面沉降、周边重要管线的变形观测和基坑顶部沉降、位移等诸项目的合理准确监测,可以实时了解基坑的稳定状况,判断工程的安全性,发现可能发生的危险征兆,及时对施工险情做出预报,对防止工程事故和环境事故的发生起到直接的指导作用;另外,合理全面的深基坑工程监测,能为本基坑设计与施工方提供支护结构设计优化和施工组织设计所需的、可靠的技术信息。

参考文献:

第10篇

摘要:

[目的]研究黄泥巴蹬坎滑坡的变形规律及失稳机制,旨在为库区同类型滑坡的研究提供借鉴。[方法]分析该滑坡的宏观变形特征,结合专业监测数据,研究其变形规律及失稳机制,并运用数值模拟计算研究库水位下降的致滑机理。[结果]黄泥巴蹬坎Ⅰ号滑体变形严重,分别于2007年4—6月,2009年4—6月,2012年4—6月发生加速变形,且加速变形速率逐次呈快速增长趋势。库水位下降对该滑坡稳定性的影响表现为坡体外部卸荷效应和内部动水压力推动作用。一方面,库水位下降使得指向坡内的静水压力消失,导致抗滑力减小。另一方面,库水位下降引起坡内地下水位下降,地下水沿滑带方向渗流,产生的动水压力推动滑坡向外发生变形。[结论]目前黄泥巴蹬坎滑坡处于欠稳定状态,库水位下降加之连续强降雨是导致黄泥巴蹬坎滑坡变形失稳的主要因素。

关键词:

三峡库区;黄泥巴蹬坎滑坡;变形规律;失稳机制

三峡水库自2003年蓄水以来,已造成一系列库岸边坡失稳案例[1-6]。库岸滑坡对当地人民生命财产安全以及航运造成了重大威胁[7-10]。库区涉水滑坡灾害引起了学者专家们的广泛关注,关于这方面的研究成果也颇为丰富[11-18]。三峡库区重庆市云阳县黄泥巴蹬坎滑坡为库区二期专业监测滑坡,该滑坡自2004年实施监测以来,一直持续变形[19]。该滑坡体上住有9户居民,共26人受威胁。且滑坡距长江主航道1.4km,一旦失稳,不仅造成滑坡体上居民的生命财产损失,而且还会对长江出航道过往船只造成涌浪威胁。因此本文拟对该滑坡的变形失稳机制进行深入分析,以做到准确预测预报,确保生命财产安全,对库区同类型滑坡的研究提供借鉴意义。

1滑坡概况

1.1区域地质条件黄泥巴蹬坎滑坡位于重庆市云阳县人和街道莲花社区2组,长江支流箭竹溪左岸,距河口1.4km。该滑坡所在斜坡结构为横向坡,斜坡坡顶高程为400m,坡高267m,坡长653m,斜坡整体坡度约为22°,坡向为276°。该斜坡平面上呈横长形,剖面上呈上凹下凸形,在高程225~250m范围内为宽200m的平台,平台处物质成分主要为崩积物,块石含量较多,该平台沿着后缘基岩陡崖延伸,平台以下地形呈16°的凸形坡,坡脚处被箭竹溪所切割,形成高约15m的临空面。坡体的物质主要为碎块石土,为坡积物。黄泥巴蹬坎滑坡在该斜坡平台以下的坡积物中发育(图1)。图1研究区黄泥巴蹬坎滑坡全貌第四系土为紫红色夹灰绿色碎块石土,土石比约为2∶8,碎石粒径为3~10cm,大者60~100cm,土层厚3~50m,靠近斜坡后部土层较薄,前部土层较厚,结构松散,为第四系残坡积土。该斜坡基岩为侏罗系中统上沙溪庙组灰绿色厚层—巨厚层长石砂岩,泥质粉砂岩与粉砂质泥岩不等厚互层,基岩倾角沿坡顶至坡脚有所变缓,倾向变化不大,依次为170°∠26°,155°∠20°,150°∠15°,160°∠5°。该斜坡位于铁峰山背斜南东翼,其基岩发育两组裂隙:(1)320°/NE∠70°,多闭合,少量切层,每0.2m一条,延伸稳定;(2)75°/NE∠70°,多闭合,少量切层,每0.5m一条,延伸稳定。裂隙(1)切割裂隙(2)。两组裂隙面与层面共同影响岩体的完整性,裂隙控制滑坡的后缘及边界地貌走向。

1.2滑坡基本特征黄泥巴蹬坎滑坡可分为Ⅰ,Ⅱ号滑体,Ⅰ号滑于南侧,Ⅱ号滑于北侧(图1)。Ⅰ号滑体平面上呈舍形,剖面呈直线形,主滑方向为212°,为斜顺坡,前缘高程130m,后缘高程250m,后缘以上为平台地貌,左侧边界为冲沟地貌,右侧边界190m以下为鼓丘地貌,190m以上为临空面。其纵长530m,宽180m,厚30m,面积约为9.54×104m2,体积约为2.86×106m3。Ⅱ号滑体平面上呈矩形,剖面呈凸形,主滑方向为265°,为横向坡,前缘高程145m,后缘高程210m,后缘以上为基岩陡坎,左侧与Ⅰ号滑体共边界,右侧边界为临空面。其纵长180m,宽260m,厚10m,面积约为4.68×104m2,体积约为4.68×106m3。根据监测资料及本次现场调查,目前Ⅰ号滑体变形较为严重,Ⅱ号滑体基本无宏观变形,GPS地表位移监测数据显示,Ⅰ号滑体地表位移变形远大于Ⅱ号滑体。滑体物质为紫红色夹灰绿色碎块石土,土石比约为3∶7,碎石粒径为3~10cm,大者30~50cm,土层厚3~40m,靠近斜坡后部土层较薄,前部土层较厚,结构松散。滑带处物质为粉质黏土夹碎块石,遇水易软化。滑床基岩为侏罗系中统上沙溪庙组灰绿色厚层—巨厚层长石砂岩,泥质粉砂岩与粉砂质泥岩不等厚互层。

2滑坡变形特征分析

2.1宏观变形

2.1.1后缘宏观变形(1)滑坡后缘一家民房处出现多处墙裂缝,据测量,该民房东面墙体裂缝QL01,下宽3cm,上宽1cm,延伸3m,墙裂缝多呈下宽上窄,为拉裂缝。通过吊重物测得该民房墙体顶部向224°方向倾斜24cm,与滑坡主滑方向大致相同,据访问,该变形初次出现于2008年,以后每年3月退水时变形进一步加剧。(2)后缘240m高程处的公路亦发生较大变形,沿着公路出现走向160°,延伸超过100m,宽3~10cm的弧形裂缝,裂缝走向与滑坡后缘走向大致相同,该段公路向滑坡主滑方向错动30cm,据访问,该变形初次出现于2002年,以后每年3月退水时变形进一步加剧。

2.1.2左侧边界宏观变形(1)左侧边界215m高程处有公路穿过,经过该边界处的路段因滑坡变形而导致该处路面破坏,据访问该处曾发生过较大的剪切变形,具体时间不详,为滑坡滑动剪切所致,随着滑坡的变形,该左侧边界冲沟会进一步下切。(2)左侧边界前缘可见体积约30m3的坍塌体,向箭竹溪坍塌,变形时间不详,据分析为滑坡滑动过程中对右侧边界以外的基岩产生挤压作用,使其破碎,加之两组裂隙面及岩层面的控制,且前缘临空,从而发生坍塌,随着滑坡的变形,该处坍塌会进一步加剧。2.1.3右侧边界宏观变形(1)在右侧边界后缘公路下方高程为220m处,见一大坍滑体,长40m,宽30m,后缘见30cm裂口,沿300°方向滑动,为浅层坍滑,据访问,该处坍滑发生于2014年6月初,据分析,该坍滑体上部因修公路,对该处土体有扰动,公路来往车辆对其产生加载作用,加之滑坡整体变形的影响,该处土体出现裂缝,在降雨作用下即发生坍滑,在雨季该坍滑体变形会加剧。(2)在右侧边界高程190m以下,可见长200m,宽100m的次级小滑坡,其滑动方向为248°,该次级滑坡体上可见多处地裂缝及局部小型坍滑,变形时间不详,据分析,在大滑坡的滑动过程中,中后部滑体向前滑动,因前部滑体下伏基岩产状较缓,前部滑带处具较大的抗滑阻力,进而前部滑体将中后部滑体的推力传递至两侧,加之右侧地形较陡,土体结构松散,前缘临箭竹溪,具临空面,从而产生该次级滑坡。

2.2地表位移监测数据分析黄泥巴蹬坎滑坡为三峡库区二期专业监测灾害点,于2004年10月份开始实施专业监测。在Ⅰ,Ⅱ号滑体上共安装了9个GPS地表位移监测点(YY025-YY033)。从监测数据来看(图2),位于Ⅰ号滑体上的YY025,YY026,YY027,YY028等4个监测点累计位移较大,截止于2014年5月31日,该4点累积位移分别为2865,3578,3244,3806mm,位移方向分别为246°,211°,203°,209°。而位于Ⅱ号滑体上的YY029,YY030,YY031,YY032,YY033等5个监测点累积位移较小,分别为88,433,96,218,611mm,位移方向分别为245°,252°,276°,265°,282°。从各监测点的位移大小及方向,加之现场调查的变形特征,可证实Ⅰ号滑体的主滑方向为212°,Ⅱ号滑体的主滑方向为265°,且Ⅰ号滑体整体变形严重,滑距较远,Ⅱ号滑体仅局部发生变形,未发生明显整体滑移。鉴于Ⅰ号滑体变形较严重,本研究着重分析Ⅰ号滑体的变形规律。从图2可以看出,YY025,YY026,YY027,YY028等4个点的累积位移—时间曲线呈台阶状增长,且表现出3个较为明显的台阶,分别出现于2007年4—6月,2009年4—6月和2012年4—6月。因此,可将累积位移—时间曲线划分为7段,即:2004年11月至2007年3月为第1段,为自监测以来的第1次匀速增长段;2007年4—6月为第2段,为第1次加速增长段;2007年7月至2009年3月为第3段,为第2次匀速增长段;2009年4—6月为第4段,为第2次加速增长段;2009年7月至2012年3月为第5段,为第3次匀速增长段;2012年4—6月为第6段,为第3次加速增长段;2012年7月至2014年5月为第7段,为第4次匀速增长段。为了量化以上各段的增长速率,且考虑到YY025,YY026,YY027,YY028等4个点的变形规律大致相同,选取变形量最大的监测点YY028作为研究对象,计算了其在各阶段的平均月位移速率(如图3所示)。从图3中可以总结两点重要信息:(1)该滑坡的加速变形段(即第2,4,6段)平均月位移速率逐次增加,呈指数增长趋势;(2)该滑坡的匀速变形段(即第1,3,5,7段)平均月位移亦逐次增加,其中第1段与第3段跨度较大,第3,5,7段呈平稳增长趋势。根据分析结果,该滑坡的加速变形段均发生在4—6月,且自2007年后变形加剧,不难推断该滑坡的变形与库水位和降雨的关系十分密切。因此对该滑坡累积位移与库水位和降雨量的关系进行分析。由图4可得,加速变形阶段正值库水位下降之际,且期间降雨量较为充沛,由此可知库水位下降以及连续强降雨加速了该滑坡的变形。野外调查人员根据当地老百姓反映得知,每年库水位下降期间,家里房屋裂缝变形增大,且靠近后缘的公路变形亦在此期间内加剧。自2007年156m蓄水,2008—2009年175m试验性蓄水后,该滑坡的变形表现出明显的加速增长趋势。为此,对自监测以来的月位移速率与库水位的关系进行分析(图5),结果表明,每一次月位移速率增大的时候,正值库水位下降之际,证实了库水位下降对该滑坡的稳定性影响十分明显。

2.3滑坡成因机制分析根据现场调查及资料收集,分析认为地形地貌、地层岩性、库水位变化、大气降雨以及人类工程活动等是控制该滑坡变形及影响其稳定性的主要因素。(1)地形地貌。该滑坡所在斜坡后缘平台上的崩积物为其提供物质基础,滑坡地貌呈凸形,前缘被箭竹溪所切割,形成基岩陡坎,为其提供卸荷空间。(2)地层岩性。该滑坡所在基岩地层为侏罗系中统上沙溪庙组灰绿色厚层—巨厚层长石砂岩,泥质粉砂岩与粉砂质泥岩不等厚互层,属于易滑地层,且滑坡为斜顺坡,后缘基岩倾角较大,不利于上覆土体的稳定。(3)库水位变化。该滑坡在回水区滑体厚度较大,达30~40m,且透水性较差,在库水位下降的过程中,坡内地下水位滞后于库水位的变化,不能及时排出,坡内外产生较大的压力差,此为影响该滑坡稳定的主要因素之一。(4)大气降雨。大气降雨时,雨水一部分以地表径流形式汇入箭竹溪中,一部分则被洼地截留或向下入渗,一方面增加了滑体的重力,导致下滑力增大;另一方面补给地下水,滑带处粉质黏土被地下水浸泡,软化,导致抗滑力降低,从而导致滑坡失稳。(5)人类工程活动。该滑坡前部左侧曾因“移土培肥”被开挖,为滑坡提供了良好的卸荷空间,导致Ⅰ号滑体向212°方向滑移,据分析,此次人工改造对该滑坡的变形发展影响较大。此外,滑坡后缘人类工程活动强烈,修有民房和公路,对滑坡后缘产生加载作用,增加了其滑动力。在这些影响因子的共同作用下,Ⅰ号滑体沿着212°方向顺着“楔形槽”发生加速变形,滑移一定距离后,受左侧基岩陡崖的阻挡,部分下滑力自左向右传递,推动右侧土体变形,从而产生右侧前部次级滑坡。随着Ⅰ号滑体的加速滑移,Ⅰ号滑体与Ⅱ号滑体逐步解体。Ⅱ号滑体土体较薄,且位于横向坡上,其下滑力较小,故变形远小于Ⅰ号滑体。

3库水位下降致滑机理分析

分析可知,该滑坡变形受库水位下降影响十分明显,加之连续强降雨的激励,从而导致加速变形。因此,重点研究变形较大的Ⅰ号滑体受库水位下降的影响机制。从库水位下降导致坡体外部卸荷和坡体内部动水压力拖曳作用两方面分析。

3.1外部卸荷效应在库水位上升以及维持高水位运行的期间,坡体涉水部位表层受到静水压力作用,相当于坡体表层阻滑段增加了外部荷载,对滑坡体产生两方面的作用效果,一方面对滑体产生指向坡体内侧的推力作用,抵消了部分下滑力;另一方面,对滑体前部产生竖直向下的压力作用,增加了滑带处土体的有效正应力,从而提高了其抗剪强度,增大了阻滑力。这两方面的作用效应均提高了滑坡的稳定性。一旦库水位下降,坡体外部作用力消失,滑体下滑力增大,且阻滑力减小,其稳定性将随之降低。为了更好地说明上述卸荷效应,对黄泥巴蹬坎滑坡进行了渗流场模拟及稳定性计算。本研究将滑体划分为72个条块,模拟了库水位从175~145m过程中滑体表层的受力情况。选取了模型中第63号条块进行受力分析,当库水位为175m时,该块体受到垂直于块体表面的静水压力作用,大小为1390.9kN,将该作用力沿滑带方向和垂直滑带方向分解为F1和F2,沿滑带方向力F1抵消了部分下滑力,垂直滑带方向力F2增加了滑带正应力,提高了抗剪强度,增加了抗滑阻力。而当库水位下降至145m时,该条块外部作用力消失。由此说明,库水位下降,从外部静水压力的变化来看,增加了坡体下滑力,减小了抗滑阻力,从而促使滑坡稳定性降低。

3.2内部动水压力在库水位下降的过程中,坡体内地下水位也随之下降,由此而产生指向坡体前部的渗流作用。地下水在向水压较低处渗流的过程中,受到土体颗粒的阻碍,从而对土体产生向坡体外侧的拖曳作用,即渗透力,整体上表现为对滑体产生向外的推力作用,增加了其下滑力[20]。本研究模拟了库水位从175m下降至145m过程中滑坡内部的渗流特征,结果表明,库水位下降过程中,坡内地下水多沿滑带方向向前缘渗流,在水压较低处渗出,且越靠近前缘渗流速度越大。由此可见,在库水位下降过程中,该滑坡内部动水压力对滑坡产生了向外的推动作用,增大了其下滑力,故稳定性降低。

4结论

第11篇

关键词:水资源量 监测站网 布局 优化 青岛市

水资源量监测站点是经常性收集一项或多项水文、水资源要素而在自然河流、人工渠道或湖泊水库内设置的观测站点。水资源量监测站点提供的数据能够及时全面掌握区域水资源来水、蓄水、用水等状况,是区域水资源可持续开发和利用的重要基础保障。青岛市是我国东部重要的沿海城市,但也是我国严重缺水的城市之一,水资源供需矛盾突出。青岛市修建了大量的地表和地下水利工程,同时也依托引黄济青工程调引黄河水,来有效保障区域供水安全。为了有效掌握青岛市水资源的供需变化状况,当地先后设置了一系列的水资源量监测站点。本文拟对青岛市的水资源量监测站网现状进行分析,并就现状存在问题及下一步的发展规划,对站网布局进行增减优化。该研究对有效、及时掌握青岛市水资源状况,保障用水安全具有重要的战略意义。

1 青岛市水资源量站网组成与功能

根据监测目的和监测指标的不同,目前青岛市水资源量监测站点主要包括雨量站、出入境水量监测站、地表水蓄水工程蓄水量监测站、地表水工程供水量监测站、地下水水位监测站和地下集中水源地供水量监测站等6项。其中,雨量站是对降水量的监测;水文站和出入境河流监测站是对河流重要断面、出入境断面进行流量等水文要素进行监测;地表水蓄水工程蓄水量监测站是对重要水库、湖泊蓄水水位监测;地表水工程供水量监测站是对集中供水工程供水流量进行监测;地下水水位监测站是观测区域地下水位;地下集中水源地供水量监测站是集中水源地供水量监测。

2 青岛市水量监测站网现状布局

2.1 地表水量站(雨量、水文)现状布局。根据调查统计,目前青岛市共有雨量站115处,雨量站密度(即每站控制面积)95km2/站。水文站10处,出入境河流水量监测站28处,地表水蓄水工程蓄水量监测站23处。将水文站、出入境河流水量监测站、地表水蓄水工程蓄水量监测站统一作为地表水量站,那么地表水量站密度约178km2/站。青岛市各区县雨量站及水量站数量、密度见表1所示。

通过与世界气象组织推荐的水文站站网容许最稀密度相比较,青岛市作为暖温带低山区,其实际雨量站和水量站的密度均高于气象组织的容许最稀密度。

2.2 地下水位水量监测站现状布局。青岛市现有地下水位监测站点297处,地下水集中供水水源地水量监测站点6处。仅从数量上来看,青岛市的地下水位监测站点控制密度为6km2/眼,较为密集。当时从空间上来看,地下水位监测站主要集中在胶莱平原、大沽河流域等第四系较发育的河谷地区,特别是沿大沽河两岸,地下水位监测站点占总数量的50%以上。而在胶北大泽山、胶南铁撅山-崂山地区,由于含水层风化裂隙不发育,富水性较弱,因此地下水位监测井布置较少。

3 青岛市水资源量监测站网的布局优化

3.1 水量站布设及优化原则

3.1.1 监测站点相关技术导则。①《水文站网规划技术导则》(SL34-92),分别规定了流量站网、雨量、水面蒸发站网、水质站网、地下水井站网的规划原则,以及受到水利工程等各方面条件影响的站网调整原则。②《水资源水量监测技术导则》(SL365-2007),规定了水资源水量监测站网的布设原则、水量监测方法选择、监测频率一般规定、测验误差控制以及资料整理等。③《地下水监测规范》(SL183-2005)是对原规范(SL/T183-96)的修订,主要内容有站网规划与设计、测验的技术要求与规定、资料整编的程序与规定、信息系统建设的技术要求,新增了地下水类型区划分的级别、基本监测站的类别、地下水自动监测系统规划、信息系统建设、标准的用词和用语说明等内容,是规范、衡量地下水监测工作的强制性技术标准。

3.1.2 水量监测站点优化原则。①区域水平衡原则。根据水平衡原理,以水平衡区为监测对象,观测水平衡要素的分布情况。②区域总量控制原则。基本控制区域产、蓄水量,实测水量能控制水平衡区内水资源总量的70%以上。③不重复原则。充分利用现有水文站点,在此基础上优化或增加专用站。④有利于水资源调度配置。在有水资源调度配置要求的区域,在主要控制断面、引、取、供及排(退)水附近设置监测站点。⑤实测与调查相结合原则。根据水文气象特征和下垫面条件,选择有代表性的分区设站监测,获得类似分区水资源水量信息。典型区域调查和实测相结合进行水资源分析评价。

3.2 水资源量站网优化布局

3.2.1 雨量站。青岛市雨量站分布较均匀,只在黄岛区的东南部、平度市的西南部以及即墨市的中部需要增加雨量监测站。因此,基于每个镇至少布设一个雨量站的考虑,需要增加5个雨量站,分别是黄岛区张家楼镇、即墨市段泊岚镇、灵山镇,平度市明村镇、白埠镇。

3.2.2 水文站和出入境河流水量监测站。青岛市流域面积50km2以上的河流基本设置了断面流量监测站。对于水文站和出入境河流监测站做如下优化布设:一是平度市泽河郑家、城阳区白沙河崂山水库、李沧区李村、崂山区东韩四个水文站和出入境水量监测站合并。二是增加部分出入境河流水量监测站,分别是:胶州市于家庄村站(胶河,青岛-潍坊市界)、闫家村站(墨水河,入南胶莱河),黄岛区埠上兰村站(胶河,黄岛区-胶州市县界)、黄山后村站(洋河,黄岛区-胶州市县界),平度市南湖家庄村站(落药河,入大沽河)、小王家庄村站(白沙河,青岛-潍坊市界)。

3.2.3 地表蓄水和供水工程蓄水量监测站。青岛市的地表水蓄水工程和供水工程主要为大型、中型和小(一)型水库。目前,青岛市区内的大型水库、中型水库已基本布设了蓄水水量监测站。下一步对于其它未设置蓄水量监测站的水库需要增设蓄水量监测站。已建工程19处:棘洪滩水库、贾疃橡胶坝、大河东水库、登瀛水库、流清河水库、大石村水库、晓望水库、张家河水库、柏乡水库、山冯水库、朱戈庄水库、库山沟水库、大珠山水库、林子水库、尹家河水库、解家水库、团彪水库、白马-吉利河拦河闸、大任河拦河闸,新建工程2处:黄岛区的沐官岛水库和平度的新河水库。地表水供水工程监测站主要有沐官岛水库和新河水库。

3.2.4 地下水位水量监测站。青岛市的地下水监测站主要分布在第四系松散岩类孔隙水区域,下一步重点在黄岛区白马河、胶州市洋河、胶莱平原等第四系松散岩类孔隙水富集区布设地下水位监测站。根据实际需求,需要补充的监测站有17处,分别是黄岛区河崖村站、冯家坊村站、井戈庄站、北寺站、张家大庄村、后茂甲庄村、大石岭村站、北柳圈村站,胶州市土埠台村、洋河崖村站、姜戈庄村站、昭文村站,平度市圈子村站、后集村站、大马丘村站、史家村站、欧家村站。

4 小结

水资源量监测是系统掌握一个区域内水资源供需、存蓄等状况的重要基础,而站点的布局与优化更是这项工作的基础。本文根据青岛市水资源监测工作的实际情况,系统分析了该区域水资源量监测站网的组成,并对各种站点的布设现状进行了分析。根据我国水文水资源监测站网的布设原则和青岛市实际发展需求,分别对雨量站、水文站、出入境河流监测站、地表蓄水和供水工程蓄水量监测站以及地下水位水量监测站的空间布局进行适当增加,同时对四个水文站和出入境河流监测站进行合并优化。

参考文献:

[1]夏军,苏人琼,何希吾,黄铁青.中国水资源问题与对策建议[J].中国科学院院刊,2008(02).

第12篇

关键词:软基处理;沉降监测;真空预压;监测技术

工程概况

本软基工程为中船龙穴造船基地,该项目位于虎门外珠江右岸、龙穴岛围垦区的东岸线,南面与经济开发区港区相邻,东面与东莞市隔江相望,西面是万顷沙围垦区,靠近伶仃水道的东侧岸线长约20公里,其东侧岸线前沿自然水深约0m~2m。本次回填中粗砂及软基处理工程是在前期陆域吹填泥面上进行回填中粗砂及对回填砂后进行真空预压软基处理。本工程为中船龙穴造船基地民船项目回填中粗砂工程(第二标段),由广州航道局施工,软基处理面积为67.38万m2。对本软基工程的处理要求为:(1)交工面上地基承载力不小于80kPa;(2)加固后土体十字板剪切强度增加18kPa;(3)地基加固后残余沉降≯200mm(80kPa荷载下),地基土固结度>85%;(4)分区地基处理工期不超过4个月。

监测方案

2.1监测分区布置

本软基处理工程(第2标段)的软基处理面积为67.38万m2,分为18个区,各区具体分布见图1所示。为了更好地指导本软基工程加固处理,对该软土地基进行18个真空预压区的插板前后场地标高测量、场地表层沉降标的布设与观测、孔隙水压力观测、深层沉降观测及地下水位观测等监测项目。

2.2监测布设及监测频率

(1)表层沉降。本软土地基工程表层沉降按2000~3000m2布设一个沉降观测点,表层沉降板于铺设真空膜后开始抽真空前。各区布设沉降板详见下表1所示。本软基工程的表层沉降观测频率为一般情况2~3天观测一次,如遇特殊情况可增加观测。

(2)孔隙水压力。在本软基工程的每个真空预压单元块中心布置一组孔隙水压力传感器,以监控真空预压过程中孔隙水压力的变化情况。共布设18个孔隙水压力观测孔,每孔按深度3m布设一个孔隙水压力传感器。观测频率为抽真空期间,每两天观测一次,特殊情况可加密观测。

(3)深层沉降。在本软基工程的每个真空预压单元中心布置了一个分层沉降观测孔,采用钻探成孔法钻孔(用φ127mm套管护孔)至设计孔深,在清干净孔内余泥后,先放入量测管,再在量测管外从孔底向上每隔3m埋设一个伸展磁环,埋设完毕后对不同深度磁环按顺序编号,并测量其初始标高。观测频率为每两天观测一次,特殊情况可加密观测。

(4)地下水位监测。在本软基工程的地下水位监测到加固区地下水位变化情况,充分了解超静孔隙水压力变化情况。监测埋设时采用φ108mm孔土器开孔,孔深按设计深度,在孔底依次倒入洗净粗砂和小瓜片厚约20cm;水位管有小孔的一端向下放入钻孔内,到孔底后在水位管四周用洗净粗砂或小瓜片填实,钻孔口处留30~40cm水位管作观测用;待钻孔淤实后,用水准仪测量水位管管口高程,并以后需定期测量,当测量孔隙水压力时,应同时量测地下水位深度。观测频率为每两天观测一次,特殊情况可加密观测。

实测沉降曲线推算软基最终沉降量

3.1双曲线法推算原理

根据双曲线法进行推算,双曲线法是广东省内工程常用的推算方法。所谓双曲线法就是利用实测沉降量―时间曲线,确定某拐点(起点,通常取恒载下的某个时刻),将实测曲线的起点放在处,则沉降曲线将接近于双曲线,可近似地用双曲线方程表示,即如公式(1)所示:

(1)

当t∞时,由公式(1)式可得最终沉降量,见公式(2)所示:

(2)

上式中:为任选一起始时刻对应的沉降量(恒载下),A、B为待定常数。为求取待定常数A、B,将公式(1)进行改写,见公式(3)所示:

(3)

通过公式(3)可发现,它是一个 ―关系的直线方程,该直线可从后实测沉降曲线绘制出,A、B即分别为该直线的截距和斜率。

3.2双曲线法计算结果

现利用实测沉降资料,绘制 ―t(取t0=0)直线见图1,根据图1即可求出各断面最终沉降量,计算结果见表2所示。同时给出了2-9区部分沉降观测点最终沉降推断曲线见图2所示。

3.3处理效果分析

本工程的2-9区于2006年12月23日开始打设塑料排水板,并测得打设塑料排水板前场地的平均标高为+6.900m,至2007年1月29日埋设沉降标前场地平均标高为+6.588 m,即在进行软基抽真空前场地平均沉降为312mm。从目前的监测数据可发现,从1月29日至5月12日(其中抽真空99天),最大沉降量为1527mm,平均沉降量为1088mm,且至4月7日始平均每天沉降速率小于2mm/d。。根据2-9区各沉降观测点最终沉降推断曲线(双曲线法)可表明,各点的固结度均>85%,工后沉降<20cm,同时沉降速率已经满足要求,故2-9区可以卸除真空荷载。

结语

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