監(jiān)測工程(大壩)

1、大壩安全監(jiān)測,一 監(jiān)測的必要性,法律法規(guī)的要求： 《水庫大壩安全管理條例》 第十九條　大壩管理單位必須按照有關(guān)技術(shù)標準，對大壩進行安全監(jiān)測和檢查；對監(jiān)測資料應(yīng)當及時整理分析，隨時掌握大壩運行狀況。發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象和不安全因素時，大壩管理單位應(yīng)當立即報告大壩主管部門，及時采取措施。,《水電站大壩運行安全管理規(guī)定 》 第四條  水電站大壩在建設(shè)過程中的安全管理，由項目法人負責。

2、 對于壩高70m以上的高壩或者監(jiān)測系統(tǒng)復(fù)雜的中壩、低壩，項目法人應(yīng)當按照國家有關(guān)規(guī)定，組織有關(guān)單位對水電站大壩監(jiān)測系統(tǒng)進行專項設(shè)計、專項審查;在工程竣工驗收時，進行專項檢查驗收。水電站大壩監(jiān)測系統(tǒng)的專項檢查驗收報告應(yīng)當報送國家電力監(jiān)管委員會大壩安全監(jiān)察中心（以下簡稱大壩中心）備案。,第七條  水電站運行單位應(yīng)當履行下列職責：（三）負責水電站大壩日常安全運行的觀測、檢查和維護； （四）負責對水電站大壩勘測、設(shè)計、施工、

3、監(jiān)理、運行、安全監(jiān)測的資料以及其它有關(guān)安全技術(shù)資料的收集、分析、整理和保存，建立大壩安全技術(shù)檔案以及相應(yīng)數(shù)據(jù)庫；,以安全監(jiān)測為主、兼顧設(shè)計、施工、科研的需要。充分考慮施工期、蓄水過程和運行期等不同階段的特點和需求，統(tǒng)一規(guī)劃，突出重點、兼顧全面，分期實施。施工期為控制進度、確定施工措施提供必要的決策依據(jù)；蓄水期為動態(tài)掌握水庫蓄水過程中大壩的運行狀況進行監(jiān)測；運行期，確保電站運行安全，為水庫優(yōu)化調(diào)度提供必要的決策依據(jù)，最大限度發(fā)揮工程效益。

4、,監(jiān)測的目的,二、大壩安全監(jiān)測工程簡介,一） 小灣大壩安全監(jiān)測項目：,巡視檢查：包括日常巡視檢查、年度巡視檢查和特別巡視檢查。環(huán)境量監(jiān)測：包括觀測樞紐區(qū)氣溫、降雨、大壩上下游水位和庫水溫等。變形監(jiān)測：包括壩體、二道壩、壩基、壩肩抗力體和庫盆等部位的水平位移、垂直位移、傾斜等監(jiān)測。,滲流監(jiān)測：包括壩基揚壓力、壩體滲透壓力監(jiān)測、壩體和壩基滲漏量監(jiān)測、繞壩滲流和水質(zhì)監(jiān)測等。 應(yīng)力、應(yīng)變及溫度監(jiān)測：包括壩體混凝土應(yīng)力應(yīng)變、壩基巖石錨桿應(yīng)力

5、和錨索載荷、鋼筋應(yīng)力、混凝土和基巖的溫度以及接縫和裂縫等監(jiān)測。地震反映監(jiān)測：包括強震、壩身抗震鋼筋和拱壩橫縫在地震作用下的開度監(jiān)測。,水力學監(jiān)測預(yù)埋件：包括水力學通用底座、穿電纜用的導(dǎo)管以及電纜預(yù)埋。監(jiān)測資料管儀器理系統(tǒng)的建立。,二） 小灣拱壩安全監(jiān)測的主要工作內(nèi)容包括：,監(jiān)測儀器設(shè)備安裝埋設(shè)前的儀器采購、檢驗、率定和標定。 監(jiān)測儀器的安裝埋設(shè)及相關(guān)的土建高程施工。為彌補一些常規(guī)儀器的固有缺陷后不足，本高程使用了部分性能優(yōu)越的新型

6、監(jiān)測儀器，鑒于成熟經(jīng)驗有限，應(yīng)根據(jù)監(jiān)理人的指示，在事前應(yīng)組織相關(guān)方面人員對儀器進行性能、安裝埋設(shè)工藝和率定、標定等相關(guān)預(yù)備試驗與研究。,埋設(shè)初期及施工期的監(jiān)測。施工初期將監(jiān)測儀器的電纜引入監(jiān)測承包人自行設(shè)置的臨時測站進行保護，數(shù)據(jù)以人工采集為主，在監(jiān)測儀器附近的觀測間具備條件后應(yīng)適時引入永久觀測間，宜實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集單元的辦自動至自動采集。,監(jiān)測資料管理系統(tǒng)的建立和監(jiān)測資料整理整編、分析與安全評價。在施工期資料反饋方式除正常日報、簡報、周報

7、、月報和年報以外。還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況，按照監(jiān)理人的指示完成各項專項報告。,配合完成與小灣工程安全監(jiān)測系統(tǒng)的接口連接。完工移交工作及臨建工程設(shè)計、施工運行及拆除。,三）監(jiān)測內(nèi)容,1 巡視檢查,人工巡視檢查是承包商監(jiān)測人員（特殊情況由監(jiān)理組織相關(guān)的參建各方人員）進行現(xiàn)場察看，參加現(xiàn)場巡檢檢查的人員應(yīng)具備相關(guān)專業(yè)知識和工程經(jīng)驗。巡視檢查分日常巡視、年度巡視、特別巡查。巡視檢查應(yīng)做好記錄，每次檢查均應(yīng)按各類檢查規(guī)定的程序做好現(xiàn)場記錄，必

8、要時應(yīng)附有略圖、素描和照片 。,施工期日常巡視檢查主要項目按照DL/T5178有關(guān)內(nèi)容擬定，根據(jù)本工程特點，巡視檢查還應(yīng)包括（但不限于）如下內(nèi)容：,,壩肩抗力體和壩基尚未回填的勘探平硐以及排水洞、灌漿洞等部位的滲流、裂縫和卸荷巖體的張開情況等。壩體上下游庫盆變形監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的滑坡、較大規(guī)模裂縫等；壩體誘導(dǎo)縫周邊是否出現(xiàn)裂縫及其大小、形態(tài)和分布規(guī)律。,2 環(huán)境量監(jiān)測,在兩岸壩頂、壩后底高程河谷岸坡分別設(shè)置簡易氣象站，在壩前、壩后分別設(shè)置

9、水尺和自記水位計，壩體上游面設(shè)置溫度計，對庫區(qū)及樞紐氣象、水位、水溫等環(huán)境量進行監(jiān)測。,3 變形監(jiān)測,水平位移監(jiān)測 壩基的灌漿洞布置引張線和銦鋼絲位移計，監(jiān)測壩基的水平位移。 重點監(jiān)測壩段、壩基和壩肩抗力體布置正垂線和倒垂線，監(jiān)測壩體的撓度以及壩體、壩基及壩肩抗力體的水平位移。,,垂直位移監(jiān)測 壩體廊道內(nèi)布置靜力水準系統(tǒng)，監(jiān)測壩體和壩基的垂直位移。

10、壩身檢查廊道中布置激光三維測量系統(tǒng)，監(jiān)測壩體水平和垂直位移。,,傾斜監(jiān)測 壩頂、壩體橫向廊道內(nèi)布置靜力水準系統(tǒng)，采用連通管法監(jiān)測壩體和壩基的傾斜。 在拱冠梁壩段的觀測間內(nèi)沿徑向布置靜力水準系統(tǒng)，監(jiān)測壩體的傾斜。,,基巖內(nèi)部變形監(jiān)測 壩基埋設(shè)多點位移計和滑動測微計，監(jiān)測壩基巖體沿鉆孔軸線方向的變形情況。,,壩肩抗力體監(jiān)測 兩岸壩肩的灌漿洞以及新挖觀測平

11、硐內(nèi)埋設(shè)引張線、銦鋼絲位移計、正垂線、倒垂線、多點位移計和固定式測斜儀等，監(jiān)測壩肩抗力體的變形。,,F7斷層監(jiān)測 壩前F7斷層設(shè)置固定測斜儀、多點位移計和滲壓計等監(jiān)測儀器，監(jiān)測大壩蓄水后兩岸抗力體產(chǎn)生的變位而引起F7斷層的錯動變形和滲流變化情況。,4 滲流監(jiān)測,壩基揚壓力監(jiān)測 壩基以及水墊塘底板下埋設(shè)測壓管及滲壓計，監(jiān)測揚壓力分布情況。壩體滲透壓力監(jiān)測 監(jiān)測壩段壩體內(nèi)埋

12、設(shè)滲壓計，監(jiān)測壩體滲透壓力及混凝土的層間滲透壓力。 導(dǎo)流洞堵頭混凝土和襯砌之間布置滲壓計，監(jiān)測接縫的滲水壓力 。,,壩體和壩基滲流量監(jiān)測 壩體檢查廊道內(nèi)、壩基壩肩排水平洞和灌漿平洞內(nèi)設(shè)置量水堰，監(jiān)測壩體和壩基滲漏水量。 二道壩的滲漏抽排積水井位置布置水位計，監(jiān)測其滲漏抽排水量。繞壩滲流 兩岸壩肩各層排水洞、壩后邊坡馬道上布置水位孔，監(jiān)測繞壩

13、滲流情況。,水質(zhì)監(jiān)測 水庫附近、大壩基礎(chǔ)、壩體排水孔、山體平洞等有代表性部位，布置水質(zhì)監(jiān)測儀或取樣進行分析，監(jiān)測壩體、壩基及岸坡的水質(zhì)變化,5 應(yīng)力、應(yīng)變及溫度監(jiān)測,應(yīng)力和應(yīng)變監(jiān)測 監(jiān)測壩段的壩趾、壩踵、拱端以及結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)縫等應(yīng)力集中部位的混凝土內(nèi)埋設(shè)應(yīng)變計組、無應(yīng)力計和壓應(yīng)力計，監(jiān)測混凝土的應(yīng)力和應(yīng)變。 壩內(nèi)孔口周邊、預(yù)應(yīng)力大梁埋設(shè)鋼筋計，監(jiān)測鋼筋應(yīng)力。,溢流表孔閘墩計壩

14、基錨索中，安裝錨索測力計，監(jiān)測預(yù)應(yīng)力錨索的鎖定載荷以及預(yù)應(yīng)力變化情況。 中孔和底孔襯砌鋼板上布置鋼板計，監(jiān)測鋼板應(yīng)力變化。 水墊塘混凝土底板的錨筋樁和壩基壩踵部位巖體內(nèi)布置錨桿應(yīng)力計，監(jiān)測錨筋樁和錨桿的應(yīng)力變化。 壩基巖體中布置巖石應(yīng)力計，監(jiān)測壩基巖石應(yīng)力變化情況。,接縫和裂縫監(jiān)測 壩體與基巖接觸面、結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)縫上、相鄰壩段接縫處埋設(shè)測縫計，

15、監(jiān)測接縫的開合度。 壩體和壩基的接觸部位布置雙向測縫計，監(jiān)測壩體和壩基之間的剪切和沿建基面滑動變形；大壩誘導(dǎo)縫面上布置雙向測縫計，監(jiān)測縫面剪切位移和張開情況。 壩踵和壩趾部位以及結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)縫的端頭布置測縫計，監(jiān)測混凝土是否開裂。 水墊塘底板和基巖接觸面上布置測縫計，監(jiān)測接縫的開合度。 導(dǎo)流洞堵頭段堵頭混凝土和襯砌之間、堵頭Ⅰ期和Ⅱ期混凝

16、土之間布置測縫計，監(jiān)測接縫的開合度變化。 二道壩和導(dǎo)流洞堵頭混凝土內(nèi)埋設(shè)溫度計，監(jiān)測施工期混凝土溫度場的變化。,溫度監(jiān)測 監(jiān)測壩段內(nèi)埋設(shè)溫度計，監(jiān)測壩體內(nèi)溫度分布及變化情況；上游壩面布置溫度計監(jiān)測壩前庫水溫度。下游壩面布置溫度計監(jiān)測混凝土的導(dǎo)溫系數(shù)及氣溫對壩體的影響。 壩基和導(dǎo)流洞堵頭周邊圍巖內(nèi)鉆孔埋設(shè)溫度計，監(jiān)測基礎(chǔ)巖體溫度分布及變化情況。

17、 重點壩段和基礎(chǔ)強約束區(qū)布置測溫光纖系統(tǒng)，監(jiān)測混凝土施工期溫度變化和運行期溫度場的分布。,7 水力學監(jiān)測,負責施工期預(yù)埋用于水力學監(jiān)測的通用底座、穿電纜用的導(dǎo)管以及電纜預(yù)埋。,6 地震反應(yīng)監(jiān)測,壩頂、壩體廊道、兩岸壩肩以及壩址下游基巖安裝強震儀，監(jiān)測壩體的地震反應(yīng)及地震動參數(shù)。選擇部分抗震鋼筋安裝鋼筋計，在地震反應(yīng)敏感部位埋設(shè)接縫計，采用動態(tài)測量裝置，監(jiān)測地震動態(tài)反應(yīng)。,四）大壩監(jiān)測工作重點及設(shè)計變更,目前監(jiān)測工作重點：壩基（肩）變

18、形、壩體砼溫度（一期、二期冷卻）及橫縫開度等；監(jiān)測儀器選型：除滑動測微計、光纖測溫系統(tǒng)、滲壓計、雙軸應(yīng)力計選用國外進口儀器外，其余均選用國產(chǎn)儀器設(shè)備；設(shè)計變更及調(diào)整：根據(jù)工程建設(shè)中出現(xiàn)的問題，設(shè)計總計下 發(fā)有關(guān)監(jiān)測各種通知單25份，增加監(jiān)測儀器134支（孔）， 測溫光纖659.5m等及相關(guān)工程量。,五）大壩監(jiān)測完成工作量及工程質(zhì)量,完成工作量（至2006年10月20日）： 埋設(shè)儀器776支（孔）、占合同總量的17.6%

19、； 測溫光纜4789m，占合同總量的47.9%； 驗收完成量433支（孔），驗收完成率55.7％ 。工程質(zhì)量： 儀埋完好率100％； 失效儀器設(shè)備5支（孔），儀器完好率99.4％； 監(jiān)理評定儀埋優(yōu)良率為97.3％ 。,六）大壩主要監(jiān)測成果,1. 壩基變形 18#、20 # 、22 # 、26 #壩段壩基3~5m以上淺表部出現(xiàn)回彈變形，固結(jié)灌

20、漿對壩基回彈變形影響明顯，隨著砼澆筑壩體壓重影響回彈變形略有減小。目前壩基最大抬升變形5.38mm。 壩基深部變形不明顯。 壩基基巖面與砼間開合度受溫度和固結(jié)灌漿影響，目前最大開度1.77mm，最大壓縮1.46mm。,2. 壩體砼澆筑初期溫度 一般3~6天上升到最高溫度（最高30℃左右，最低18.7 ℃ ，平均27.5 ℃ ）， 持續(xù)3天左右開始下降，15~18天后溫度降到最低（平均20.1

21、 ℃ ）。 光纖、應(yīng)變計、測縫計與溫度計測溫結(jié)果基本一致。 目前，由于二期冷卻作用，砼溫度普遍明顯下降。,3. 985m高程以下壩體砼二期冷卻效果壩體溫度： 二期冷卻砼溫度下降效果明顯，目前21#、22 #壩段 砼溫度為9.2~16.6 ℃ ，平均13.5 ℃；較二期冷卻前溫度下降7.6~13.1 ℃，平均下降10.5 ℃。橫縫開合度： 受二期冷

22、卻砼溫度下降作用影響，壩體間橫縫均呈張開變化趨勢，目前橫縫開度為0.33~2.66mm，平均張開1.51mm。,4. 壩體倉面砼裂縫 大壩澆筑以來16#、17#、18#、19#、20#、21#、23#壩段砼倉面先后出現(xiàn)裂縫。 二期冷卻前，裂縫開度測值為0.20mm～0.27mm； 二期冷卻后，隨著砼溫度降低，裂縫均呈緩慢張開，目前裂縫開度測值為0.12mm～0.54m

23、m，平均開度0.30mm； 較二期冷卻之前，裂縫開度增加0.15mm～0.32mm，平均增加0.24mm。 16#、17#壩段倉面新近出現(xiàn)的裂縫，目前裂縫開度測值為0.05mm～0.09mm。,七）存在問題及解決措施,存在主要問題： 1.光纖測溫主機多次發(fā)生故障，造成觀測數(shù)據(jù)中斷； 2.測溫主機有時性能不穩(wěn)定，誤差波動范圍較大。解決措施：