水利类船闸工程观测管理实践--中国期刊网

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水利类船闸工程观测管理实践

发表时间：2021/6/22 来源：《基层建设》2021年第6期作者：王丽丽

[导读] 摘要：近年来，随着水利航运事业的不断壮大和国家水利经济带建设等国家战略稳步推进，水利船闸年通过量逐年高位稳定增长，通航需求与水利船闸通过能力之间的矛盾日益突出，船舶大量积压已成常态。

        蒙城闸管理处安徽亳州 233500
        摘要：近年来，随着水利航运事业的不断壮大和国家水利经济带建设等国家战略稳步推进，水利船闸年通过量逐年高位稳定增长，通航需求与水利船闸通过能力之间的矛盾日益突出，船舶大量积压已成常态。水利工程的观测工作是及时掌握工程实际状态和当前运行情况，及时发现工程隐患，充分有效发挥工程效益的基础性工作。水利类船闸与常规水工建筑物不同，由于船闸全天24小时运行，船舶过闸引起的水流对地基基础与航道的冲刷，会导致水工建筑物基础部分因河道冲刷，产生不均匀沉降、扬压力异常，甚至影响工程正常运行等情况。观测工作的目的就是及时发现并掌握变形规律，采取预防和改善措施，避免造成工程事故。
        关键词：精细化管理；工程观测；船闸
        1工程概况
        淮北大堤堤圈是保护淮北平原的主要防洪屏障，保护区内有耕地1086万亩，人口682万人。淮北大堤堤圈由淮河左堤、颍河左堤、西淝河左堤、涡河左、右堤组成，现状堤圈总长640.782km。根据《防洪标准》（GB50201-94），《堤防工程设计规范》（GB50286-98）以及水利部批复，确定涡河左、右堤为Ⅰ级堤防。蒙城涡河船闸工程位于蒙城县涡河，属淮河一级支流，建于1969年3月，于1971年底投入运行，于2016年11月—2018年11月实施蒙城涡河船闸加固工程，闸室长108m，净宽10m，闸室底板高程14.0m，上闸首结构形式为钢筋混凝土重力式，槛上水深3.5m，上下闸首均为整体平底板坞式结构，采用短廊道输水对冲消能方式，引航道为对称布置，闸室为半重力式透水底板。上游闸门为钢板弧形门、下游为钢板人字门，输水洞为钢板直升式，船闸等级为Ⅳ级船闸。船闸工程设计按地震基本烈度7度设防。
        2观测方法及频次
        2.1工作基点的考证
        蒙城船闸工作基点埋设均超过5a，因此工作基点考证每5年1次，每当遇地震、地面升降或受重车碾压等可能使观测设施产生位移时，需对其进行考证。蒙城船闸工作基点考证观测线路从国家三等水准点进行环形路线观测，路线按一等闭合水准方法施测。施测前对仪器进行i角检验且小于一等水准测量i角≤15″，观测线路总长约为1.12km。
        2.2垂直位移观测
        根据《水利工程观测规程》、《蒙城船闸观测任务书》的要求，蒙城船闸每季度进行一次水准观测。考虑船闸观测线路长，地形复杂，测站较多的情况，为保证观测精度，将船闸的垂直位移观测分为上游、闸室、下游共三个部分。采用光学测微法单路线往返观测，蒙城船闸设有观测标点42个，线路约长0.7km观测值下降为正，上升为负。
        2.3河床断面观测
        蒙城船闸下游右岸为直立挡墙。引航道上游为内河侧，下游为长江侧。船闸工程设有20个断面，其中上游7个，下游13个，共40根断面桩，断面桩桩顶高程考证分左右岸进行，观测线路均从工作基点BM2到BM2，采用四等闭合水准测量。由于下游河床受淮河影响明显，于汛前汛后各观测1次，上游河床只在汛前观测1次。汛前和汛后观测均采用中海达V90GNSSRTKGPS系统协同中海达HD-370全数字变频测深仪对河道断面进行测量，测量同时记录风向、风力、观测时间，起点距精确至0.1m，水深精确至0.01m。

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        2.4伸缩缝观测
        根据《水利工程观测规程》的要求，蒙城船闸伸缩缝每季度观测1次。标点为三点式不锈钢金属标点，采用游标卡尺测量三向尺寸，精确至0.1mm，同时记录上下游水位及气温。观测时船闸正常通航。气温由温度计测得。建筑物温度由红外测温仪测得。伸缩缝观测值以张开为正、闭合为负。
        2.5测压管水位观测
        蒙城船闸测压管管口高程每年校测1次，因仅埋设下游引航道西侧，故仅需从工作基点BM2到BM2，采用光学测微法单路线往返观测，按四等水准测量，观测数据与上年相差1cm以内可不作修正。蒙城船闸测压管灵敏度试验每5年进行1次，选择水位稳定期进行，采用注水法。即试验前用电测水位计测量管中水位，然后向管中注入清水，注水量约测压管容积5倍左右，即约30L水。注入后不断观测水位，直至恢复到或接近注水前水位。对于黏壤土，注入水位在120h内降至原水位则灵敏度合格；对于砂壤土，注入水位在24h内降至原水位灵敏度合格；对于砂粒土，1～2h降至原水位或注水后水位升高不到3～5m为合格。测压管于每月农历初三、十八长江高潮位时进行观测，连续独立观测管中水位两次，采用电测水位计法，读取测压管管口高程减管口至管中水面间的距离，最小读数至0.01m，两次读数差小于0.02m，取其平均值，成果取至0.01m。电测水位计的测绳长度标记，应每隔3个月用钢尺校正1次。
        3工程观测的精细化管理
        蒙城船闸在做好工程观测的同时，也积极推进观测方面的创新实践，从技术创新方面推进精细化管理。一种坝体伸缩缝用观测标点的方案解决了原先观测标点布设缝宽与两侧建筑物的相对位移量精度不高的不足，采用坝体伸缩缝用观测标点，坝体地基上设置有伸缩缝和三个用于埋设金属标点的测点孔，其中的两个测点孔设置于伸缩缝一侧，且两个测点孔之间的连线与伸缩缝平行，另一个测点孔设置于伸缩缝另一侧，金属标点埋设于测点孔内，从而使三个金属标点构成三点式金属标点。新标点有如下优点：（1）在金属标点本体上端设置有保护罩，可以较好地保护金属标点本体。（2）保护罩内侧腔槽内设有与外螺纹相适配的内螺纹，与保护罩呈旋转分离式连接，安装更加方便。（3）金属标点本体外侧壁上设有至少一个环形凹槽填充有植筋胶，使得金属标点埋设更加稳固。（4）保护罩顶端开设有用于将保护罩启开的凹槽，便于启开保护罩。（5）保护罩顶端表面涂覆有荧光层，夜间或昏暗环境下需要进行伸缩缝观测时，可以轻易地找到伸缩缝观测标点。
        4结语
        工程观测工作细致而繁重，但却是一项最能直观反映工程实际状况的工作。水利类船闸不同于广泛的水利闸站，要因地制宜、联系实际，紧抓工程管理精细化的要求，根据所管工程的特点，及时通过观测数据对船闸工程安全分析和评估，通过检测数据分析船闸工程的现状，评估当前工程状态及发展趋势，提出维护意见。制定工程观测精细化作业指导书，明确观测要求，克服观测人员流动，观测天气恶劣，观测时间长等困难，对观测工作的频次、方法、精度坚决落实完成，保证观测工作的连续性，稳定性，科学性，为工程控制运用提供有力数据资料保障。
        参考文献：
        [1]江苏省质量技术监督局．江苏省水利工程观测规程：DB32/T1713-2011[S]．南京：江苏省质量技术监督局，2011．
        [2]徐铭，李欣，陈培然．大型水闸观测工作精细化管理实践[J]．江苏水利，2018（11）：58-61，66．
        [3]刘兆正．水闸工程汛前检查[J]．水利建设与管理，2008，28（11）：90-92，62．