Состав контрольных наблюдений

Для наблюдения за общими деформациями плотины и основания применяются следующие средства КИА:

· опорные и рабочие репера высотной сети;

· поверхностные бетонные марки, глубинные марки;

· марки поверхностных щелемеров;

· контрольные консольные марки;

· знаки (опорные, контрольные и др.) для наблюдений за горизонтальными смещениями сооружений или основания;

· обратные отвесы.

· Возможно применение модернизированных дистанционных систем наблюдения таких как:

· система гидростатического нивелирования с дистанционным съемом показаний (например, с помощью преобразователей уровня жидкости ПУЖС конструкции НИС Гидропроекта - АО ДИГЭС);

· проволочные створы для наблюдений за горизонтальными перемещениями плотин с дистанционным съемом показаний (например, с помощью преобразователей линейных перемещений типа ПЛПСК конструкции НИС Гидропроекта - АО ДИГЭС);

· измерительные преобразователи линейных перемещений для наблюдений за раскрытием швов и трещин.

Для измерения суммарной осадки плотины и ее основания устанавливаются контрольные высотные марки, входящие в состав высотной опорной сети. Марки закладываются на гребне плотины и у температурно-осадочных швов координатомеров различной конструкции для съема показаний по прямым и обратным отвесам.

Для измерения осадки основания плотины в потерне, ближайшей к подошве сооружения, устанавливаются гидростатические нивелиры, трубы которых крепятся горизонтально на швах между секциями плотины и соединяются между собой шлангами. Система заполняется жидкостью. В местах измерения осадки над трубами закладываются специальные боковые осадочные марки с отверстиями для установки в них переносного микроизмерителя. Система гидростатического нивелирования привязывается к исходным реперам наружной опорной сети.

Наиболее распространенным методом определения вертикальных перемещений бетонных плотин является геометрическое нивелирование. Классы его назначаются в зависимости от допустимой средней квадратической ошибки. Для бетонных плотин на скальных основаниях допустимая средняя квадратическая ошибка равна ±1 мм, класс нивелирования I. На бетонных плотинах используется методика нивелирования, называемая гидротехническим нивелированием. Эта методика обеспечивает большую точность, чем нивелирование I класса, за счет оборудования нивелирного хода постоянными станциями для нивелира, а также постоянными точками вместо костылей или башмаков. В плотинах на скальном основании марки заделываются в бетон низовой стены продольной ближайшей к основанию незатопляемой смотровой галереи по две марки на секцию у ее краев. Такое расположение марок вблизи напорной грани позволяет контролировать осадку каждой секции в месте ее наибольшего значения, а также определять крен секций в направлении продольной оси плотины.

Для измерения абсолютных плановых смещений плотины используются различные геодезические методы: триангуляция, полигонометрическая съемка, створ-метод. Триангуляция и полигонометрия относятся к наиболее сложным геодезическим методам, створный метод является самым простым и распространенным. Триангуляция, как правило, применяется в сочетании с другими методами, в частности, створным.

Створный метод применяется обычно в случае прямолинейной оси сооружения. Для измерений на сооружении устанавливается визирный створ, закрепленный на концах опорными пунктами, которые должны быть неподвижны. Если это невозможно, то опорные пункты должны быть включены в триангуляционные сети. Между опорными пунктами по створу устанавливаются контрольные знаки. Помещая измерительный инструмент (теодолит, алиниометр) на одном из опорных пунктов и неподвижную марку на другом, измеряют смещения линии створа.

Для измерения относительных плановых смещений плотины и основания применяются прямые и обратные отвесы.

Обратные отвесы для измерения плановых смещений основания сооружения или береговых скальных массивов устанавливаются на гребне плотины и в местах береговых примыканий бетонной плотины.Обратные отвесы представляют собой многоцелевое устройство, более универсальное, чем прямые отвесы. Поэтому обратные отвесы могут быть запроектированы для решения ряда задач: измерения одним отвесом перемещений гребня плотины относительно заданной точки основания; измерения одним отвесом с якорем в основании вблизи контакта наклонов плотины и исключение их из перемещений, измеренных на той же отметке створными наблюдениями; измерения несколькими обратными отвесами с якорями на различной глубине основания глубины его активной зоны; закрепление обратными отвесами с якорями ниже активной зоны концов визирных створов; измерения вертикальной составляющей перемещения на уровне якоря отвеса.

При наблюдении за общими деформациями необходимо обращаться внимание на связь результатов наблюдений с изменением нагрузок, согласованность результатов наблюдений по маркам или знакам, входящим в одну систему (секции, блоки, массивы и т.д.), информативность данных наблюдений по каждому знаку для оценки состояния сооружения.

Для наблюдения за фильтрационным режимом в плотине, основании и береговых примыканиях используются следующие средства КИА как:

· опускные пьезометры;

· напорные и закладных пьезометры;

· водомерные устройства.

В скальных основаниях пьезометры устанавливаются путем бурения наклонных скважин из цементационной галереи с расположением водоприемников по обе стороны цементационной завесы. Следующие по потоку пьезометры располагаются по обе стороны дренажных галерей, причем скважины для них бурятся вертикально из поперечной галереи. Все пьезометры должны располагаться в плоскости осевого поперечного сечения секции в поперечном створе, перпендикулярном продольной оси плотины. Для определения характера эпюры противодавления в пределах основной области разгрузки фильтрационного потока целесообразно предусмотреть в нескольких секциях по 8—10 пьезометров от напорной грани до первой линии дренажа. Водоприемники пьезометров в маловодопроницаемых основаниях необходимо размещать по обе стороны цементационной завесы.

В бетонных плотинах для надзора за фильтрацией в обход сооружения следует проектировать систему пьезометров в береговых врезках, по обе стороны цементационных завес, бетонных и шпунтовых диафрагм в сопряжениях с сооружениями из грунтовых материалов. Пьезометры следует устраивать кустами с водоприемниками на разной глубине контролируемого массива применительно к залеганию пластов с различной водопроницаемостью, а также к различным зонам по толщине цементационных завес.

Бурение скважин для пьезометров производится со свободной поверхности земли в районе береговых врезок, из торцевых частей смотровых галерей и из специальных штолен на их продолжении.

Измерения уровней воды в опускных пьезометрах и водомерных устройствах производятся мерной лентой или шпитценмасштабом, так же можно использовать для измерений дистанционную аппаратуру, например, преобразователи давления типа ПДС, опускаемые в скважины, или преобразователи уровня жидкости типа ПУЖС, устанавливаемые на водомерных устройствах. На напорных пьезометрах возможна установка преобразователей давления типа ПДС взамен манометров или в дополнение к ним.

Анализ результатов систематизации и обобщения данных наблюдений за фильтрационным режимом позволяет получить информацию о положение депрессионной поверхности в береговых примыканиях, фильтрационных расходах через сооружения (в обход сооружений), фильтрационное давление на подошву сооружения и в теле бетонной плотины.

Основное внимание должно обращаться на согласованность результатов наблюдений между измерительными створами вдоль фронта бетонной плотины с особенностями инженерно-геологического строения основания.