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会泽里渡槽安全监测系统设计

文档作者：吴有星，李灿文档来源：浙江九州治水科技股份有限公司		点击数：	更新时间： 2025年08月30日
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第２９ 卷 第５ 期
２０１７ 年１０ 月
浙江水利水电学院学报
Ｊ．Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖ ｏｆ Ｗａｔ．Ｒｅｓ ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗ． ＶｏＯｌ．ｃ２ｔ９． ２０１Ｎ７ｏ．５ ＤＯＩ： １０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５－７０９２．２０１７．０５．０１０
会泽里渡槽安全监测系统设计
吴有星，李 灿
（浙江九州治水科技股份有限公司，浙江衢州 ３２４０００）
摘 要：对衢州市乌溪江引水工程灌区、铜山源水库灌区、碗窑水库灌区等三大灌区渡槽地基承载力发生变化的风
险进行分析，认为通过安全监测设施对排架的变形进行观测，控制风险很有必要．通过对会泽里渡槽倒塌原因分
析，提出了完整的渡槽安全监测方案，包括安全监测点、监测基点设置、监测方法、监测精度、监测频次等，可为衢州
市以及其他类似渡槽安全监测设计提供参考．
关键词：渡槽；安全；监测；设计
中图分类号：ＴＶ６７２ ＋．３ 文献标志码：Ａ 文章编号：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
作者简介：吴有星（１９６６ －），男，浙江东阳人，高级工程师，研究
方向为水利水电工程设计技术．
简支钢筋混凝土渡槽安全运行主要风险有两
方面：（１）槽身、排架结构强度方面的安全，该方面
的安全风险可以直接通过结构计算和施工控制来
控制风险；（２）排架沉降、倾斜以及槽身和排架之间
的相对位移，由于渡槽为线性工程，大部分渡槽支
撑结构基础均建在覆盖层上，在运行过程中存在由
于各种原因导致地基承载力发生变化的风险．通过
安全监测设施对排架的变形进行观测，控制风险很
有必要．
1 渡槽概况
铜山源水库灌区会泽里渡槽始建于１９７８ 年，为
简支梁矩形渡槽，渡槽共４７ 跨总长７００．９ ｍ，渡槽
横跨３２０ 国道和３１６ 省道．渡槽槽身内空尺寸１．５ ｍ
×１．３３ ｍ（宽×高），设计流量为２．８８ ｍ３ ／ｓ．渡槽建
筑物级别为３ 级．２０００ 年将４７ 跨槽身全部更换为
预应力钢筋混凝土，并对排架进行了加固．
２０１６ 年９ 月２６ 日晚，第２４＃ ～３０＃ 跨槽身坠落，
２４＃ ～２９＃排架倒塌，２３＃ 、３０＃ 排架倾斜．本次渡槽改
造方案将倒塌的老排架及２３＃、３０＃ 排架全部拆除重
建，其他排架顶部人工拆除重建，增设牛腿，更换已
损毁的８ 跨槽身，其他现状良好的槽身重新吊装安
装，并设置沉降、水平位移监测点． 万方数据
2 渡槽倒塌成因分析及３０＃排架加固
措施
2．1 倒塌段渡槽概况
会泽里渡槽水流方向由西向东，共４７ 跨槽身、４６
榀排架，本次第２４＃ ～３０＃ 跨槽身坠落，２４＃ ～２９＃ 排架
倒塌，２３＃、３０＃排架倾斜．该段位于３１６ 省道东侧，排架
高度为１０．２５ ～１６．４０ ｍ，其中３０＃排架池塘边坡处．
2．2 渡槽倒塌过程
渡槽倒塌过程由第３０ 跨槽身东端从３０＃ 排架
上坠落下来开始，槽身西端砸到２９＃ 排架上，导致
２９＃排架向西倾倒，造成２９＃ 槽身东端坠落，然后西
端坠落，产生多米诺骨牌效应，最终导致第２４＃ ～
３０＃跨槽身坠落，２４＃ ～２９＃ 排架倒塌，２３＃ 排架倾斜．
倒塌过程（见图１）．
图１ 倒塌过程示意图
2．3 渡槽倒塌原因分析
从上述倒塌过程看，导致渡槽倒塌的直接原因
是３０＃ 排架向东倾斜，导致３０＃ 槽身搭接长度不够，
排架顶混凝土压碎，槽身下坠．３０＃ 排架是建在土基
上，排架东侧池塘的长期浸泡，导致该排架地基东
侧发生沉降，排架向东倾斜，最终导致第３０＃ 槽身东
侧坠落．
2．4 30＃排架加固措施
３０＃ 排架处强风化基岩较深，难以开挖至基
岩面，根据基坑开挖情况，将已扰动地基土清除
直至原状密实土，加大排架基础尺寸，并将该处
池塘部分回填以保护排架基础．３０＃ 排架基础（ 见
图２ ）．
2 ．5 结果分析
从上述分析看，排架地基不均匀沉降导致排架
倾斜，排架顶端发生水平位移，致使排架与槽身搭
接部位发生相对位移并最终导致槽身脱落， 是本次
渡槽倒塌的直接原因．因此，观测排架垂直位移即
地基沉降、排架顶端水平位移以及槽身与排架相对
位移很有必要 ［ １ －２．］
４２ 浙江水利水电学院学报 第２９ 卷
万方数据
图２ ３０ ＃ 排架基础结构图
3 安全监测系统设计
3．1 基点设置
在进、出水口处各新建一个工作基点及校核基
点，工作基点坐标分别为（４２１ ３７５．０，３ ２３１ １６６．５）、
（４２２ ０８５．０，３ ２３１ １６９．０），校核基点位于视准线延长
线上，位置以观测视线良好为原则布置［３］ ．本渡槽长
度为７００．９ ｍ，视距太长，超过了观测长度，在中间设
一工作基点，坐标为（４２１ ７４５．０，３ ２３１ １６８．０），观测
长度分别为４００ ｍ 和３００ ｍ．监测系统平面布置（见
图３）．
图３ 监测系统平面布置图
基点由混凝土墩和底板组成，墩断面为４０ ｃｍ
×４０ ｃｍ，底板平面尺寸为１００ ｃｍ ×１００ ｃｍ，厚度为
３０ ｃｍ，基点高出地面高度暂定为１．２ ｍ，可根据地
形进行适当调整．混凝土强度等级为Ｃ２０．基点建在
岩基或原状土层上，立柱顶设强制对中底盘．基点
结构（见图４）．
3．2 监测点设置
水平位移监测点布置于盖梁端部底以上２０ ｃｍ
处，位于盖梁南侧立面上；１＃ ～２１＃ 排架位移监测的
监测点朝向上游，２２＃ ～４６＃ 排架位移监测的监测点
朝向下游；监测点采用现有市场上可以购买的不锈
钢沉降监测点改造而成，即在顶钻一个Φ１ ｍｍ、深
５ ｍｍ的小孔，测量小孔坐标．
图４ 水平位移工作和校核基点图
垂直位移监测点布置于排架柱体地面以上５０ ｃｍ
处，位于柱南侧立面，垂直位移监测的监测点竖直向
第５ 期 吴有星等：会泽里渡槽安全监测系统设计 ４３
万方数据
上［４］ ．采用市场上购买的不锈钢沉降监测点．
相对位移监测点布置于盖梁端部顶以下１０ ｃｍ
处，位于盖梁南侧立面上；监测点采用埋设５０ ｍｍ ×
２５ ｍｍ ×３ ｍｍ 的不锈钢钢板，钢板头部与槽身下游
端部初始位置处于一条垂线上．
以上监测点均采用钻孔埋设观测构件的方式
实施．
3．3 监测方法
安全监测方法包括水平位移观测、垂直位移观
测、相对位移观测等三种。
（１）水平位移观测
水平位移观测包括水流方向和垂直水流方向
监测．水流方向位移采用激光测距的方法观测；垂
直水流方向位移多采用视准线法观测，但渡槽为高
耸结构，排架顶离地面高度大，最大高度接近３０ ｍ，
离渡槽槽身距离有１．６ ｍ，人员不易到达，活动觇牌
安装困难，如安装固定觇牌，观测时取掉保护罩困
难，所以本次采用测小角度法进行观测［５ －６］ ．
（２）垂直位移观测
垂直位移观测即沉降观测，通过水准测量各沉
降观测点的高程进行观测［７］ ．
（３）相对位移监测
本工程对槽身下游端进行了锚固，一定程度上
限制了其位移的发展，基于锚固措施仍有４８ ｍｍ 的
活动空间．考虑到可能存在不可抗因素导致锚固措
施失效，对外表现为槽身与排架相对位移过大［８］ ，
威胁渡槽安全，为观测锚固是否失效，采取在排架
顶南侧立面埋设５０ ｍｍ ×２５ ｍｍ ×３ ｍｍ 的不锈钢
钢板进行观测，钢板头部与槽身下游端部初始位置
处于一条垂线上，当槽身下游端部超出钢板尾部范
围时，即可判断锚固措施失效．
3．4 监测频次
水平位移、垂直位移监测的初始值建议在渡槽
通水前进行监测；初期运行期，每月一次；运行期监
测建议每年一次．
3．5 监测精度要求
位移监测精度参照《水利水电工程安全监测设
计规范》（ＳＬ７２５—２０１６）确定，位移监测位移量中误
差限制均为３ ｍｍ．精度要求（见表１）．
表１ 监测精度表单位：ｍｍ
监测项目位移量中误差限值
水平位移 ±３．０ 垂直位移 ±３．０ 4 结 论
根据《水利水电工程安全监测设计规范》
（ＳＬ７２５—２０１６），２ 级及以上渡槽变形监测为必设
项，本渡槽建筑物级别为３ 级，变形监测不作要求．
但３ 级及以下渡槽槽身重量相对较轻，很多排架都
建在覆盖层上，地基条件不是很好，如要全部建在
岩基上投资太大，所以还是存在位移风险；同时很
多３ 级渡槽都横跨公路等重要基础设施，一旦失事
不单危害渡槽本身运行安全，还会造成很大的社会
影响，所以重视３ 级渡槽的安全监测设计很有必
要，希望通过介绍本项目安全监测系统设计，给同
行提供设计经验．
参考文献：
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［８］ 高作峰．浅析大型渡槽命安全监测模型［Ｊ］．才智，２０１２（１７）：
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４４ 浙江水利水电学院学报 第２９ 卷

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