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會澤里渡槽安全監測系統設計

文檔作者：吳有星，李燦文檔來源：浙江九州治水科技股份有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年08月30日
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第２９ 卷 第５ 期
２０１７ 年１０ 月
浙江水利水電學院學報
Ｊ．Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖ ｏｆ Ｗａｔ．Ｒｅｓ ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗ． ＶｏＯｌ．ｃ２ｔ９． ２０１Ｎ７ｏ．５ ＤＯＩ： １０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５－７０９２．２０１７．０５．０１０
會澤里渡槽安全監測系統設計
吳有星，李 燦
（浙江九州治水科技股份有限公司，浙江衢州 ３２４０００）
摘 要：對衢州市烏溪江引水工程灌區、銅山源水庫灌區、碗窯水庫灌區等三大灌區渡槽地基承載力發生變化的風
險進行分析，認為通過安全監測設施對排架的變形進行觀測，控制風險很有必要．通過對會澤里渡槽倒塌原因分
析，提出了完整的渡槽安全監測方案，包括安全監測點、監測基點設置、監測方法、監測精度、監測頻次等，可為衢州
市以及其他類似渡槽安全監測設計提供參考．
關鍵詞：渡槽；安全；監測；設計
中圖分類號：ＴＶ６７２ ＋．３ 文獻標志碼：Ａ 文章編號：１００８ －５３６Ｘ（２０１７）０５－００４１－０４
Design of Safety Monitoring System for Huizeli Aqueduct
ＷＵ Ｙｏｕ－ｘｉｎｇ， ＬＩ Ｃａｎ
（Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｊｉｕｚｈｏｕ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ ．， Ｌｔｄ．， Ｑｕｚｈｏｕ ３２４０００）
Abstract：Ｔｈｅ ａｑｕｅｄｕｃｔ ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｌａｒｇｅ ｓｉｚｅｄ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｄｉｓｔｒｉｃｔｓ ｉｎ Ｑｕｚｈｏｕ Ｃｉｔｙ ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｗｕｘｉｊｉａｎｇ Ｗａｔｅｒ
Ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ， Ｔｏｎｇｓｈａｎｙｕａｎ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ， ａｎｄ Ｗａｎｙａｏ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ， ｗｅｒｅ ｂｕｉｌｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｖｅｒｉｎｇ ｌａｙｅｒ ａｎｄ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ
ｒｕｎｎｉｎｇ ｆｏｒ ｍａｎｙ ｙｅａｒｓ．Ｉｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｃｈａｎｇｅｓ ｄｕｅ ｔｏ ｖａｒｉｏｕｓ ｒｅａｓｏｎｓ ．Ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ
ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｒｉｓｋ ｂｙ ｓａｆｅｔｙ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｅｎｔ ｆｒａｍｅ ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｏｌｌａｐｓｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｈｕｉｚｅｌｉ Ａｑｕｅｄｕｃｔ ， ａ
ｃｏｍｐｌｅｔｅ ａｑｕｅｄｕｃｔ ｓａｆｅｔｙ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅｔｔｉｎｇ ｏｆ ｓａｆｅｔｙ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ａｎｄ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
ｂａｓｉｓ ｐｏｉｎｔ， ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ， ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ， ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ， ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ
ｓａｆｅｔｙ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ａｑｕｅｄｕｃｔｓ ｉｎ Ｑｕｚｈｏｕ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｐｌａｃｅｓ ．
Key words：ａｑｕｅｄｕｃｔ； ｓａｆｅｔｙ； ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ； ｄｅｓｉｇｎ
收稿日期：２０１７－０６－０７
作者簡介：吳有星（１９６６ －），男，浙江東陽人，高級工程師，研究
方向為水利水電工程設計技術．
簡支鋼筋混凝土渡槽安全運行主要風險有兩
方面：（１）槽身、排架結構強度方面的安全，該方面
的安全風險可以直接通過結構計算和施工控制來
控制風險；（２）排架沉降、傾斜以及槽身和排架之間
的相對位移，由于渡槽為線性工程，大部分渡槽支
撐結構基礎均建在覆蓋層上，在運行過程中存在由
于各種原因導致地基承載力發生變化的風險．通過
安全監測設施對排架的變形進行觀測，控制風險很
有必要．
1 渡槽概況
銅山源水庫灌區會澤里渡槽始建于１９７８ 年，為
簡支梁矩形渡槽，渡槽共４７ 跨總長７００．９ ｍ，渡槽
橫跨３２０ 國道和３１６ 省道．渡槽槽身內空尺寸１．５ ｍ
×１．３３ ｍ（寬×高），設計流量為２．８８ ｍ３ ／ｓ．渡槽建
筑物級別為３ 級．２０００ 年將４７ 跨槽身全部更換為
預應力鋼筋混凝土，并對排架進行了加固．
２０１６ 年９ 月２６ 日晚，第２４＃ ～３０＃ 跨槽身墜落，
２４＃ ～２９＃排架倒塌，２３＃ 、３０＃ 排架傾斜．本次渡槽改
造方案將倒塌的老排架及２３＃、３０＃ 排架全部拆除重
建，其他排架頂部人工拆除重建，增設牛腿，更換已
損毀的８ 跨槽身，其他現狀良好的槽身重新吊裝安
裝，并設置沉降、水平位移監測點． 萬方數據
2 渡槽倒塌成因分析及３０＃排架加固
措施
2．1 倒塌段渡槽概況
會澤里渡槽水流方向由西向東，共４７ 跨槽身、４６
榀排架，本次第２４＃ ～３０＃ 跨槽身墜落，２４＃ ～２９＃ 排架
倒塌，２３＃、３０＃排架傾斜．該段位于３１６ 省道東側，排架
高度為１０．２５ ～１６．４０ ｍ，其中３０＃排架池塘邊坡處．
2．2 渡槽倒塌過程
渡槽倒塌過程由第３０ 跨槽身東端從３０＃ 排架
上墜落下來開始，槽身西端砸到２９＃ 排架上，導致
２９＃排架向西傾倒，造成２９＃ 槽身東端墜落，然后西
端墜落，產生多米諾骨牌效應，最終導致第２４＃ ～
３０?？绮凵韷嬄?，２４＃ ～２９＃ 排架倒塌，２３＃ 排架傾斜．
倒塌過程（見圖１）．
圖１ 倒塌過程示意圖
2．3 渡槽倒塌原因分析
從上述倒塌過程看，導致渡槽倒塌的直接原因
是３０＃ 排架向東傾斜，導致３０＃ 槽身搭接長度不夠，
排架頂混凝土壓碎，槽身下墜．３０＃ 排架是建在土基
上，排架東側池塘的長期浸泡，導致該排架地基東
側發生沉降，排架向東傾斜，最終導致第３０＃ 槽身東
側墜落．
2．4 30＃排架加固措施
３０＃ 排架處強風化基巖較深，難以開挖至基
巖面，根據基坑開挖情況，將已擾動地基土清除
直至原狀密實土，加大排架基礎尺寸，并將該處
池塘部分回填以保護排架基礎．３０＃ 排架基礎（ 見
圖２ ）．
2 ．5 結果分析
從上述分析看，排架地基不均勻沉降導致排架
傾斜，排架頂端發生水平位移，致使排架與槽身搭
接部位發生相對位移并最終導致槽身脫落， 是本次
渡槽倒塌的直接原因．因此，觀測排架垂直位移即
地基沉降、排架頂端水平位移以及槽身與排架相對
位移很有必要 ［ １ －２．］
４２ 浙江水利水電學院學報 第２９ 卷
萬方數據
圖２ ３０ ＃ 排架基礎結構圖
3 安全監測系統設計
3．1 基點設置
在進、出水口處各新建一個工作基點及校核基
點，工作基點坐標分別為（４２１ ３７５．０，３ ２３１ １６６．５）、
（４２２ ０８５．０，３ ２３１ １６９．０），校核基點位于視準線延長
線上，位置以觀測視線良好為原則布置［３］ ．本渡槽長
度為７００．９ ｍ，視距太長，超過了觀測長度，在中間設
一工作基點，坐標為（４２１ ７４５．０，３ ２３１ １６８．０），觀測
長度分別為４００ ｍ 和３００ ｍ．監測系統平面布置（見
圖３）．
圖３ 監測系統平面布置圖
基點由混凝土墩和底板組成，墩斷面為４０ ｃｍ
×４０ ｃｍ，底板平面尺寸為１００ ｃｍ ×１００ ｃｍ，厚度為
３０ ｃｍ，基點高出地面高度暫定為１．２ ｍ，可根據地
形進行適當調整．混凝土強度等級為Ｃ２０．基點建在
巖基或原狀土層上，立柱頂設強制對中底盤．基點
結構（見圖４）．
3．2 監測點設置
水平位移監測點布置于蓋梁端部底以上２０ ｃｍ
處，位于蓋梁南側立面上；１＃ ～２１＃ 排架位移監測的
監測點朝向上游，２２＃ ～４６＃ 排架位移監測的監測點
朝向下游；監測點采用現有市場上可以購買的不銹
鋼沉降監測點改造而成，即在頂鉆一個Φ１ ｍｍ、深
５ ｍｍ的小孔，測量小孔坐標．
圖４ 水平位移工作和校核基點圖
垂直位移監測點布置于排架柱體地面以上５０ ｃｍ
處，位于柱南側立面，垂直位移監測的監測點豎直向
第５ 期 吳有星等：會澤里渡槽安全監測系統設計 ４３
萬方數據
上［４］ ．采用市場上購買的不銹鋼沉降監測點．
相對位移監測點布置于蓋梁端部頂以下１０ ｃｍ
處，位于蓋梁南側立面上；監測點采用埋設５０ ｍｍ ×
２５ ｍｍ ×３ ｍｍ 的不銹鋼鋼板，鋼板頭部與槽身下游
端部初始位置處于一條垂線上．
以上監測點均采用鉆孔埋設觀測構件的方式
實施．
3．3 監測方法
安全監測方法包括水平位移觀測、垂直位移觀
測、相對位移觀測等三種。
（１）水平位移觀測
水平位移觀測包括水流方向和垂直水流方向
監測．水流方向位移采用激光測距的方法觀測；垂
直水流方向位移多采用視準線法觀測，但渡槽為高
聳結構，排架頂離地面高度大，最大高度接近３０ ｍ，
離渡槽槽身距離有１．６ ｍ，人員不易到達，活動覘牌
安裝困難，如安裝固定覘牌，觀測時取掉保護罩困
難，所以本次采用測小角度法進行觀測［５ －６］ ．
（２）垂直位移觀測
垂直位移觀測即沉降觀測，通過水準測量各沉
降觀測點的高程進行觀測［７］ ．
（３）相對位移監測
本工程對槽身下游端進行了錨固，一定程度上
限制了其位移的發展，基于錨固措施仍有４８ ｍｍ 的
活動空間．考慮到可能存在不可抗因素導致錨固措
施失效，對外表現為槽身與排架相對位移過大［８］ ，
威脅渡槽安全，為觀測錨固是否失效，采取在排架
頂南側立面埋設５０ ｍｍ ×２５ ｍｍ ×３ ｍｍ 的不銹鋼
鋼板進行觀測，鋼板頭部與槽身下游端部初始位置
處于一條垂線上，當槽身下游端部超出鋼板尾部范
圍時，即可判斷錨固措施失效．
3．4 監測頻次
水平位移、垂直位移監測的初始值建議在渡槽
通水前進行監測；初期運行期，每月一次；運行期監
測建議每年一次．
3．5 監測精度要求
位移監測精度參照《水利水電工程安全監測設
計規范》（ＳＬ７２５—２０１６）確定，位移監測位移量中誤
差限制均為３ ｍｍ．精度要求（見表１）．
表１ 監測精度表單位：ｍｍ
監測項目位移量中誤差限值
水平位移 ±３．０ 垂直位移 ±３．０ 4 結 論
根據《水利水電工程安全監測設計規范》
（ＳＬ７２５—２０１６），２ 級及以上渡槽變形監測為必設
項，本渡槽建筑物級別為３ 級，變形監測不作要求．
但３ 級及以下渡槽槽身重量相對較輕，很多排架都
建在覆蓋層上，地基條件不是很好，如要全部建在
巖基上投資太大，所以還是存在位移風險；同時很
多３ 級渡槽都橫跨公路等重要基礎設施，一旦失事
不單危害渡槽本身運行安全，還會造成很大的社會
影響，所以重視３ 級渡槽的安全監測設計很有必
要，希望通過介紹本項目安全監測系統設計，給同
行提供設計經驗．
參考文獻：
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４４ 浙江水利水電學院學報 第２９ 卷

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