下闸蓄水验收大坝安全监测报告书

下闸蓄水验收大坝安全监测报告下闸蓄水验收大坝安全监测报告 下闸蓄水验收大坝安全监测报告上册目录前言11安全监测合同简述31.1合同工作范围31.2合同工作项目31.3合同工作内容41.4合同工期42大坝监测体系布置42.1监测布置原则42.2监测布置52.2.1专一级变形监测网52.2.2变形监测52.2.3应力应变及温度监测62.2.4温控监测72.2.5渗流监测82.2.6地震反应监测82.2.7横缝及抗震钢筋应力监测92.2.8水力学监测92.2.9环境量监测92.2.10库盘变形监测92.3监测的重点和难点102.3.1监测的重点102.3.2监测的难点102.4监测项目113施工组织机构和质量保证体系123.1施工组织机构123.1.1机构组成123.1.2项目部各机构职责153.2质量保证体系163.2.1质量体系描述163.2.2质量方针和质量目标173.2.3服务宗旨173.2.4项目部的管理机制173.2.5资源配置173.2.6质量保证组织183.2.7质量职责和权限204大坝监测施工质量控制214.1执行的规程规范和技术要求214.2仪器埋设前的质量控制224.2.1监测仪器选型224.2.2仪器设备采购、检验和率定284.3监测仪器安装埋设364.3.1坝基变形仪器36 下闸蓄水验收大坝安全监测报告4.3.2坝基应力仪器384.3.3坝体温度仪器394.3.4坝体横缝仪器404.3.5坝体应力应变仪器414.3.6变形监测仪器414.4监测电缆保护方案措施504.4.1监测电缆走线布置原则504.4.2监测电缆保护技术措施504.5正倒垂及双金属标钻孔质量控制514.5.1机械设备514.5.2钻孔方法514.5.3正倒垂孔的测斜方法524.5.4正倒垂孔的有效孔径：524.5.5防斜措施524.5.6保护管的埋设安装524.5.7回填灌浆质量控制措施534.6拱坝安全监测数据管理分析系统534.6.1系统简介534.6.2数据库设计534.6.3系统功能544.7施工期监测及资料信息反馈564.7.1施工期监测564.7.2监测资料信息反馈574.8仪器初始读数选取584.9大坝监测精度分析584.9.1监测仪器的可靠性584.9.2仪器可靠性检查624.10监测仪器精度分析644.10.1坝基仪器644.10.2电缆影响664.11温度计监测不确定度664.11.1温度计监测不确定度分析665大坝外部变形监测施工质量控制695.1专一级变形监测控制网实施695.1.1监测网的目的和意义695.1.2监测网实施技术保障695.1.3变形监测网的布置705.1.4监测网的精度要求715.1.5平面位移监测网图形选择与实施715.1.6垂直位移监测网图形选择与实施技术要求755.1.7分步实施及与施工测量控制网的衔接775.1.8数据检验及平差计算785.1.9变形分析795.1.10资料整理80 下闸蓄水验收大坝安全监测报告5.2库盘变形监测805.2.1监测目的和范围805.2.2执行规范805.2.3精度要求805.2.4实施方案的技术要求815.3坝区水库淤积监测方案825.3.1测量范围825.3.2测量断面布置及工程量825.3.3坐标高程系统835.3.4执行规范和参考文件835.3.5作业方式835.3.6测量方案实施835.3.7剖面及地形资料处理845.3.8资料整理855.4大坝表面变形监测855.4.1执行规范855.4.2坝体表面变形监测点布置855.4.3坝后桥监测点观测方案865.4.4坝后桥监测点观测技术要求865.4.5坝体水准点观测方案及技术要求865.4.6数据处理及变形分析875.4.7监测资料建库与整理885.5大坝表面变形监测精度与控制885.5.1误差产生原因分析885.5.2观测误差控制885.5.3监测点精度分析896大坝监测工程实施情况906.1各部位已实施监测仪器布置及统计906.1.1坝基906.1.2诱导缝监测仪器布置916.1.3坝体横缝监测仪器布置916.1.4坝体应力应变及温度监测布置916.1.5绕坝渗流布置916.1.6坝址锚索布置916.1.7坝体及抗力体变形监测布置916.1.8水垫塘、二道坝监测布置916.1.9外部变形监测布置916.1.104#山梁测斜监测布置926.1.11环境量监测布置926.21100m高程以下已完成工程量汇总936.3监测工程实施质量956.3.1正倒垂钻孔施工质量956.3.2单元工程质量验收956.3.3仪器运行状况及完好率统计95 下闸蓄水验收大坝安全监测报告6.4下闸蓄水前剩余工程量及实施计划95 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告前言小湾水电站位于云南省南涧县与凤庆县交界的澜沧江中游河段，在干流河段与支流黑惠江交汇处下游1.5km处，系澜沧江中下游河段规划八个梯级中的第二级。小湾水电站工程属大（1）型一等工程，永久性主要水工建筑物为一级建筑物。工程以发电为主兼有防洪、灌溉、养殖和旅游等综合利用效益，水库具有不完全多年调节能力，系澜沧江中下游河段的“龙头水库”。小湾水电站枢纽工程由混凝土双曲拱坝、坝后水垫塘及二道坝、左岸泄洪洞及右岸地下引水发电系统组成，水库库容约149.14×108m3，装机容量6×700MW。坝顶高程1245m，建基面最低高程为950.5m。工程于2002年1月20日开工建设，2004年10月25日大江截流，2005年12月12日拱坝首仓混凝土开始浇筑；工程计划于2008年11月导流洞下闸封堵、水库开始初期蓄水，2009年8月下旬导流底孔下闸封堵，2009年10月底首台机组发电，2011年底工程完建。小湾工程具有坝高、库大、河面宽、高水头、强地震、大泄洪功率、地质构造复杂等一系列特点，在这种基本自然条件下兴建世界级高双曲拱坝，有许多技术问题已超过了现代的水平和现行规范，要解决这类难题除要进行专门的论证、科技攻关外，还需要对工程的工作性态与安全性能进行监控与分析。为了掌握和了解大坝在工程运行过程中的安全工作性状，并对其安全状态作出及时准确的判断，从而对工程安全运行进行有效监控，评价工程措施的效果、验证设计与理论研究成果、提高高坝建设水平，小湾工程布设了全面、完善、先进的安全监测体系。由中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院、中国水利水电科学研究院、南京南瑞集团公司三方强强联合共同组成的“‘昆•科•瑞’小湾水电站大坝安全监测工程联合体”，承担了小湾大坝安全监测工程项目，并于2005年7月25日进场工作。自拱坝首仓混凝土开盘浇筑以来，工程建设进展顺利，安全监测工程实施取得优良成绩。至2008年10月30日，拱坝28#坝段已浇筑至高程1169m，拱坝封拱的横缝灌浆已到达1095m高程，紧跟大坝土建施工进度，在大坝1100m高程以下部位埋设了滑动测微计、多点位移计、基岩变位计、锚杆应力计、双轴岩石应力计、渗压计、测压管、水位孔、温度计、分布式测温光纤、单向测缝计、双向测缝计、钢筋计、裂缝计、压应力计、锚索测力计、无应力计、单向应变计、七向应变计组、九向应变计组、正倒垂装置、铟钢丝位移计、静力水准、引张线等监测仪器，并设立了气温监测站和降雨量测站。建立了专一级平面位移监测控制网；共完成安装埋设各类仪器1450个单元（支、组、套），按单支仪器或传感器统计，共埋设各类仪器2228支，占设计工程量2311支的96.45%；埋设光纤33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告8389m，占总合同工作量的83.9%。鉴于小湾大坝下闸蓄水前安全评价的重要性，为先行建立客观、可信和准确的评价基础，中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院、“昆•科•瑞”联合体责任方前瞻性的考虑了蓄水前大坝安全监测的监测分析基准值选取、拟建的专一等变形监测控制网方案等关键问题，于2008年1月9日至12日邀请河海大学、南京电力自动化设备总厂、中国水利水电科学研究院、水电水利规划设计总院、南京南瑞集团公司、武汉大学、四川大学、云南华能澜沧江水电有限公司及中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院的18位专家组成的专家组对小湾水电站拱坝安全监测工程实施与分析进行了技术咨询。会议认为小湾拱坝安全监测体系完善，从仪器设备选型、采购、检验、率定、耐高水压试验、安装埋设过程质量控制和监测成果的整理分析，均严格按照现行规范、规程和设计技术要求进行，仪器埋设成活率高，监测成果规律性较好，小湾水电站拱坝安全监测工程实施方案合理、监测成果可信。2007年11月11日，“昆·科·瑞”项目部在29#坝段的GCF29-4观测间发现裂缝，随后经巡视检查，在18#、25#、27#和32#坝段的横向廊道内又发现裂缝，项目部及时向业主、设计、监理报告，引起各方高度重视。设计先后在9#、11#、15#、17#、19#、21#、22#、29#、33#、34#和35#坝段增加了温度计测点，为小湾大坝精细化温控提供依据。2008年8月，“昆·科·瑞”项目部对拱坝混凝土浇筑以来坝体内埋设的349支温度计监测资料进行了全面、系统、深入分析。2008年8月22日至25日，邀请南京电力自动化设备总厂、中国水利水电建设工程咨询公司、中国水利水电科学研究院、河海大学等单位的11位专家组成的专家组对小湾水电站拱坝混凝土温度监测成果分析报告进行了技术咨询，咨询意见为：“昆·科·瑞”项目部严格按照规程规范和设计技术要求对温度计选型、采购、检验率定、安装埋设及数据采集全过程进行精细质量控制，仪器埋设成活率高，监测成果准确可靠；在混凝土一期冷却、二期冷却期间，进行了加密监测，取得了大量温度监测成果，并及时反馈有关各方，为拱坝混凝土精细化温控施工提供了科学依据；报告所提供的所有温度计温度～时间过程曲线，反映出施工全过程中温度变化规律，温度监测成果客观、真实地反应出拱坝混凝土实际温度状况，为大坝温控反馈分析起到了至关重要的作用。小湾电站计划于2008年11月下闸开始蓄水，根据《小湾水电站枢纽工程蓄水安全鉴定工作大纲》的要求，“昆·科·瑞”项目部将大坝1100m以下部位的监测工程量、施工期监测资料进行了系统、全面的整编分析，编制本下闸蓄水安全鉴定报告。报告主要介绍安全监测工程范围、项目和内容、安全监测体系布置、监测工程实施质量控制，全面、系统地整理整编了大坝1100m以下部位监测实施工程量，和施工期的监测成果资料；从监测33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告仪器精度、仪器的可靠性、数据合理性、物理量相关性以及物理量一致性等方面综合分析评价了成果资料的可靠性；报告也重点分析坝基岩体开挖松弛变形、固结灌浆效应、混凝土盖重压缩变形、在混凝土盖重下的坝基变形和应力全过程，也分析坝基和坝体渗流、混凝土一冷和二冷温度、坝体横缝开度以及施工期混凝土应力应变等。本报告仅涉及1100m高程以下部位安全监测工程量和监测成果，供下闸蓄水安全鉴定使用。1安全监测合同简述1.1合同工作范围小湾水电站大坝安全监测工程（合同编号：XW/C4-A-J）合同工作范围包括：1.在小湾水电站大坝坝体、坝基及坝肩抗力体、水库及大坝下游河道、水垫塘及二道坝、导流隧洞堵头等建筑物上实施埋设永久、临时的监测仪器设备和与此相关的土建工程、合同期监测、监测资料的整编分析及安全评价等工作。2.左右岸坝肩抗力岩体地质缺陷加固处理工程（合同编号：XW/C2－C）中的安全监测项目合同期满（2007年12月31日）后的监测、监测资料的整编分析及安全评价等工作。3.在小湾水电站大坝枢纽区外部变形监测网的建立和复测。4.大坝坝身及水垫塘水力学监测预埋件及电缆的埋设。1.2合同工作项目1.外部变形监测网在大坝枢纽区建立平面位移监测网和垂直位移监测网并定期复测。2.变形监测1）水平位移监测2）垂直位移监测3）倾斜监测4）基岩内部变形监测5）坝肩抗力体变形监测6）坝体和坝肩接缝剪切位移监测7）库盘变形监测3.渗流监测1）坝基扬压力监测2）坝体渗透压力监测3）坝体和坝基渗漏量监测4）绕坝渗流5）水质监测4.应力、应变及温度监测1）应力和应变监测2）接缝和裂缝监测3）温度监测5.地震反应监测6.水力学监测预埋件7.环境量监测33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告8.巡视检查9.监测资料管理与分析系统开发应用1.1合同工作内容1.监测仪器设备的采购、检验和率定；2.监测仪器设备的安装和埋设及与此相关的土建工程；3.合同期监测；4.监测资料整编、分析与安全评价；5.配合完成与小湾工程安全监测系统的接口连接；6.完工移交；7.临建工程设计、施工、运行及拆除。1.2合同工期根据合同要求，本监测工程自2005年7月签订合同起开始进场，2011年5月31日完成本合同监测仪器设备的安装埋设，2011年12月31日完成观测资料的移交工作，至此本合同执行结束。2大坝监测体系布置2.1监测布置原则安全监测设计遵循在反映拱坝工作状态的前提下，符合“实用、可靠、先进、经济”的原则，符合国家安全监测的有关规程、规范，同时借鉴国内外现有类似工程的设计经验。监测系统布置以安全监测为主，兼顾设计、施工、科研的需要。充分考虑施工期、蓄水过程和运行期等不同阶段的特点和需求，统一规划，突出重点、兼顾全面，分期实施。施工期为控制进度、确定施工措施提供必要的决策依据；蓄水期为动态掌握水库蓄水过程中拱坝的运行状况的影响进行监测；运行期，确保电站运行安全，为水库优化调度提供必要的决策依据，最大限度发挥工程效益。监测项目设置强调针对性、相互协调和同步，同一测点的仪器能够相互校验，在重点和关键部位适当重复设置监测仪器，以获取该部位的重要资料；施工期监测仪器与永久监测仪器尽量互相结合；仪器设备实用、可靠、先进；监测信息能够及时反馈。仪器的选用，根据目前国内监测仪器研发和生产的长足进步及众多工程应用的经验，考虑以国产仪器为主，引进部分国内尚缺的或技术性能有明显优势的进口仪器；研制部分超量程、超常规指标的监测仪器；在常规监测仪器有其固有缺陷的坝体重要部位使用一些性能优越的新型监测仪器作补充。安全监测设计遵循以下原则：（1）监控拱坝安全，掌握运行规律，指导施工和运行，反馈及时。33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告（2）以仪器监测为主，辅以人工巡视检查，以弥补仪器覆盖面的不足，同时收集施工动态等环境资料。（3）监测仪器布局合理，注意时空关系，控制关键部位。对按监测目的所选定的物理量能够监测其空间分布和随时间变化的全过程。（4）监测仪器和监测设施的布置，紧密结合工程实际及特点，突出重点，兼顾全面，相关项目统筹考虑，配合布置。监测项目和测点布置尽可能满足预测模型和资料分析的要求，监测系统能够全面监控工程的工作性状，统一考虑各种内外因素引起的相互作用。（5）选用的监测仪器设备可靠、实用、有效、耐久，力求先进和便于实施自动化。1.1监测布置1.1.1专一级变形监测网平面位移监测网共由18个点组成。全网由基准点组和工作基点组两部份组成，基准点组编号为A1～A6，工作基点组编号为C1～C10和G1～G2。基准点组由6个点组成，距离大坝最近1.0km和最远2.5km左右。工作基点组由12个点组成，其中C1～C2、C5～C6、C8～C9、G1～G2主要作用是为大坝下游面水平位移监测提供工作基点，并且构成4条谷幅测量线，监测大坝下游附近近坝区岩体的水平位移；C3～C4构成1条谷幅测量线，监测大坝上游近坝区岩体的水平位移；在坝顶GPS实时监测项目中，G1～G2还将作为坝顶GPS监测的参考站（工作基点），G1～G2应通过与小湾GPS网的联测获得高精度的地心坐标和相应的转换参数。1.1.2变形监测1）坝体坝体水平变形监测采用表面变形监测点、正垂线、坝顶GPS和激光三维测量系统。垂直位移监测采用水准点、静力水准仪、坝顶GPS和激光三维测量系统。坝顶表面变形位移测点共有15个，其中9个测点和垂线坝段重合，所有测点在后期改造为GPS测点。坝面下游表面变形监测点分别在高程1190m、高程1100m和高程1060m的坝后马道上，主要作用是在施工期垂线尚未形成时监测施工期坝体变形。整个坝体共计76个表面变形监测点。根据地质条件、坝体计算成果、廊道布置和兼顾坝基监测的某些监测措施的基点需要，在4#、9#、15#、19#、22#、25#、29#、35#、41#共9个坝段的各层廊道中分段设置正垂线，其中4#、9#、35#和41#坝段的正垂线深入两岸灌浆廊道内，同时用以监测两岸抗力体的变形。共布置45段正垂线，分别在基础廊道内、灌浆廊道内和倒垂线衔接，监测坝体的水平变形和挠度。在9#～35#坝段的高程1190m33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告检查廊道中布置1条激光三维测量系统，配合正倒垂线的基点引入装置，监测每个坝段的三维变形。在坝顶的每个坝段布置一个水准点。坝体水准位移监测分别布置在高程1190m、高程1100m的检查廊道和各坝段坝基帷幕灌浆廊道内。在12#、22#和32#坝段坝顶和坝基帷幕灌浆廊道上下游各布置1个水准点监测坝体倾斜。在坝顶和高程1100m的检查廊道共分段布置8条静力水准测线，在22#坝段的坝顶、高程1100m和高程1010m顺河向检查廊道内各布置1条静力水准测线监测坝体倾斜。2）坝基坝基水平位移监测主要采用和正垂线相同坝段的坝基11条不同深度的倒垂线。其中22#坝段布置1组（3条）倒垂线，用以相互校核和比较不同深度的基岩变形的测值的大小；4#、9#、35#和41#坝段的倒垂线深入两岸坝肩，监测两岸坝肩的变形情况，同时作为高程1150m和高程1100m的灌浆洞内的引张线和铟钢丝位移计基点。为监测坝基岩体松弛、拱坝浇筑和蓄水影响压实变形的全过程，利用坝基各层排水平洞和交通洞布置多点位移计、滑动测微计进行超前变形监测。左岸分别布置于高程1130m交通洞、高程1060m和高程1020m二层坝基排水洞；右岸分别布置于高程1150m、高程1060m和高程1020m二层坝基排水洞。为监测坝踵和坝趾部位基岩变形情况，在17#、22#、23#和28#坝段的坝踵部位埋设倾向上游的多点位移计监测岩体的受拉变形，在坝趾部位埋设倾向下游的多点位移计监测岩体的受压变形。在22#、23#坝段的开挖基坑内朝上游水平方向埋设2套多点位移计，监测坝踵上游侧岩体在拱坝蓄水时的受拉影响范围。为加强监测坝基在拱推力作用下的建基面近坝区岩体的深部变形，在左右岸高程1190m、高程1150m和高程1100m和高程1050m高程拱圈靠近坝踵、坝趾部位分别埋设了顺河向和横河向的多点位移计。在14#、20#、23#、25#和31#坝段的坝基埋设1孔4点式固定测斜仪，监测蓄水后坝基潜在浅层滑动情况。在18#、20#、22#、23#、26#和27#坝段坝基埋设滑动测微计孔，监测建基面浅表部位岩体卸荷回弹情况。1.1.1应力应变及温度监测1）坝体坝体应力应变及温度监测的项目主要包括：坝体混凝土的应力、应变、孔口部位的钢筋应力监测、闸墩预应力锚索荷载监测、温度监测、接缝开合度及坝体内部裂缝监测等。小湾拱坝应力应变布置为六拱（高程975m、1010m、1060m、1090m、1150m和1190m）五梁（9#、15#、22#、29#、35#坝段）监测系统。在上述部位拱圈两端混凝土内坝踵、坝中和坝趾布置九向应变计组、无应力计，在对应位置的建基面法向方向各布置1支压应力计。33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告在坝体内部拱梁节点处上、下游面（22#坝段为上、下游面和梁中间部位）分别布置七向平面应变计组和无应力计，应变计组的主平面分别为径向和切向，且均为平面五向应变计组，分别监测梁向和拱向的应力状况。在15#、22#、29#坝段高程1100m、高程1150m的坝下游表面埋设五向平面应变计组，监测坝体表面应力，并在相同位置横缝下游侧50～100cm处布置压应力计，监测横缝受压过程中坝体下游表面混凝土潜在的压剪破坏问题。在左岸推力墩和拱坝拱端之间以及推力墩和坝肩岩体之间布置压应力计，监测拱端推力传递情况。在拱坝导流底孔、放空底孔及泄洪中孔选择适量典型闸墩和预应力大梁进行应力应变监测。混凝土应力采用五向应变计组进行监测，并在相应位置埋设无应力计。在典型受力钢筋上安装钢筋计，选取一定比例的工作锚索上布置相应吨位的锚索测力计，监测钢筋应力和锚索的加固效果和后期荷载变化情况。在坝体诱导缝、建基面接缝、左岸推力墩接缝以及典型横缝每个灌浆区的上布置测缝计，监测接缝和横缝等开合度和变化情况。2）坝基在12#、15#、17#、22#、28#、30#和32#坝段坝基各布置3组岩石双轴应力计，监测坝体混凝土浇筑和蓄水后坝基岩体的应力变化。在17#、22#、23#和28#坝段坝踵各布置1组6测点式锚杆应力计，监测坝基开挖卸荷回弹、施工期的坝体混凝土压重和蓄水期水荷载作用下的坝基岩体中锚杆的应力大小和变化情况，定性判断坝基岩体的工作性状。在9#、15#、22#、29#、35#坝段坝基钻孔深入基岩20m，每孔内布置4支温度计，监测基岩的蓄水前后的温度变化。在坝基缺陷槽置换混凝土内布置温度计、九向应变计组、无应力计、钢筋计、测缝计和压应力计，监测坝基缺陷槽置换混凝土的工作性状。1.1.1温控监测依据招标文件和监测设计施工布置图，温度计按以下方式监测布置：（1）在9#、15#、22#、29#和35#坝段布置混凝土温度计，在15#、22#、29#坝段下游坝面布置温度计监测南北向河谷中拱坝混凝土表面受日照气温的影响。（2）在高程1130m和高程1100m附近下游坝面60cm范围内布置4～5支温度计，监测坝体混凝土导温系数。（3）在9#、15#、22#、29#、35#坝段坝基钻孔深入基岩20m，每孔内布置4支温度计，监测基岩的蓄水前后的温度变化。自2007年11月11日，我部观测巡视检查发现29#坝段EL.1060m观测间GCF29-4、18#、25#、27#和32#坝段的横向廊道内发现裂缝后，业主、设计、监理各方高度重视，先后在9#、11#、15#、17#、19#、21#、22#、29#、33#、34#和35#坝段增加了129支温度计监测,详见（拱坝监测第2008-003（总050号）设计通知单、拱坝监测第2008-014（总061号）设计通知单），同时，要求”昆•科•瑞”33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告在四八、葛洲坝监测的8#、3#、18#、25#、27#和32#坝段温度计位置埋设36支温度计进行监测（拱坝监测第2008-021（总068号）设计通知单），以便相互校核，为精细化温控提供依据。1.1.1渗流监测1）坝体在重点监测坝段和部分布置有纵向廊道坝段的坝基上游侧灌浆廊道的排水幕线上布置测压管，构成拱坝横河向渗压主监测断面；在部分坝段的基础顺河向交通廊道内布置测压管，构成拱坝顺河向渗压主监测断面。在6层拱圈布置有压应力计的对应位置埋设渗压计，监测坝基扬压力的分布情况，同时作为监测拱推力成果扣除渗透压力，以计算拱推力的有效荷载。在15#、22#、29#坝段高程1100m以下高程的坝体上游竖向排水管上、下游侧，在坝体混凝土内间隔40～50m埋设渗压计，监测坝体混凝土渗透压力，评价混凝土的施工质量和防渗效果。在诱导缝上布置渗压计，监测运行期诱导缝的缝面渗压情况。在高程1190m、高程1150m和高程1100m的坝体检查廊道排水沟内两端布置量水堰，监测坝体的分区渗流量。在泄洪坝段、左右非溢流坝段和坝基排水洞等部位布置水质取样点，设置简易水质监测项目，分析库区水质化学成分，与坝基坝肩渗漏水水质分析进行综合比较判别，从而分析评价坝体混凝土和防渗帷幕的溶蚀及其防渗效果。2）坝基根据小湾的工程和水文地质情况，参考有关渗流计算的结果，在两岸坝肩及水垫塘边坡布置水位孔，监测拱坝帷幕灌浆效果和蓄水后的渗流情况。为尽可能区分边坡地下水、库区渗透水和泄洪雾化水的分布情况，水位孔分别布置在边坡上、边坡排水洞和坝基灌浆洞内，与边坡地下水位监测孔共同工作。在上游库区左右岸边坡上各布置1个水位孔，孔底高程略高于水库蓄水高程，监测拱坝蓄水对库区自然边坡地下水的影响。在4#山梁的地表和排水支洞中分别布置水位孔，监测松弛岩体的渗流情况，评价4#山梁固结灌浆对地下水的排泄和边坡稳定的影响情况。在坝基坝肩排水洞、灌浆洞的排水沟洞口段设置量水堰，监测坝基坝肩的渗漏水量；在坝基排水廊道的总集水井前设置量水堰，监测坝体及坝基的总渗漏水量，以评价断层及蚀变带岩体的处理、帷幕灌浆、固结灌浆以及上游坝面混凝土的防渗效果。1.1.2地震反应监测在9#、35#坝段高程1190m廊道和坝顶，22#坝段高程963m、高程1010m、高程1065m、高程1100m、高程1173m监测间和坝顶各布置1台强震仪，在22#坝段上游侧表孔闸门启闭悬臂段布置1台强震仪，监测地震工况下拱坝的动力放大系数、地震的相位和振型等。33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告在拱坝9#、22#、35#坝段的基础灌浆廊道内、左右两岸坝肩坝顶灌浆廊道内、左岸4#山梁山脊部位高程1190m、右岸高程1170m坝肩下游侧灌浆平硐内和远离拱坝影响的下游各布置1台强震仪测点，监测坝基处和两岸坝肩抗力体的地震动多点和多维输入情况，据此来获取地震作用下对拱坝的影响各项参数。1.1.1横缝及抗震钢筋应力监测在拱坝的左右岸1/4拱坝和拱冠梁坝段高程1100m以上横缝和跨缝钢筋上分别布置测缝计和钢筋计，采用动态测量系统监测拱坝在地震作用下的横缝适时开度变化以及跨缝钢筋的应力大小。在左右岸拱坝两端头和坝肩岩体之间布置测缝计，监测坝体和坝肩在地震动力作用下接缝的开合度。1.1.2水力学监测小湾拱坝泄水建筑物水力学监测主要项目有：流态及水面线、动水压力、底流速、空穴监听、泄流水舌轨迹、不平整度及空蚀调查、闸门膨胀式水封、坝体泄洪时振动、工作闸门振动与下游雾化等。本阶段主要完成水力学监测底座的安装埋设。1.1.3环境量监测1）水位监测在水库上游水流平稳地段和下游尾水后分别设置1支水尺和1台自记水位计，监测水库上下游水位的变化。2）水库水温在15#、22#、29#坝段上游面布置铜电阻温度计，形成测温垂线，监测水库水温。3）气象监测在坝区左右岸各设置1座简易气象测站，监测坝区气温、降水量。同时记录坝体日照的情况。4）水库淤积和坝后冲刷测量在大坝上下游附近布置监测点，对水库淤积区和坝后冲刷进行监测。1.1.4库盘变形监测库盘变形监测的范围从坝址上游1km左右至坝址下游4km左右（至畔香河口附近），大坝水库区内布置15个水准点，高程在1245m～1400m之间，大坝下游布置18个水准点，高程在1020m～1240m之间。库盘变形监测采用一等水准施测，并测定4个水准点的GPS大地坐标。1.2监测的重点和难点1.2.1监测的重点根据小湾拱坝变形及受力特点，着重对以下部位和监测项目进行重点监测：33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告●大量的数值分析及模型试验表明，坝体变形和应力均较大，坝身混凝土分区多，温度控制复杂，因而拱坝坝体变形、应力和温控监测作为监测设计的重点。●拱坝坝基以Ⅱ类岩体为主，对岩体质量要求较高。但在部分坝块存在Ⅲ级断层、蚀变带、裂面高岭土化岩体斜穿建基面，局部建基面岩体质量较差，对拱端的变形稳定和应力扩散有较大的不利影响，坝基坝肩及其地质缺陷处理工程回填结构部分为安全监测的重点。●两岸山体雄厚，地下水丰富，上部高程较为发育的卸荷裂隙和SN向结构面共同形成渗流通道，EW向挤压性断层带为相对阻水层，地下水有岸坡地下水、库区渗漏水和泄洪雾化入渗水，渗流情况异常复杂，对坝肩的渗流稳定较为不利，故绕坝渗流和抗力体的渗流作为监测的重点。●小湾拱坝坝区地震基本烈度为Ⅷ度，在动力条件下，坝体某些部位的横缝将张开而影响拱坝的整体性。故地震工况下的坝身强震监测和横缝的开度实时监测作为监测的重点。●小湾拱坝因其坝高和水推力巨大，坝踵处的应力较大，为改善坝踵的应力状态和提高起裂荷载，在部分坝段设置了诱导缝，但诱导缝的设置对坝体刚度和超载能力有不利的影响，故诱导缝的监测作为监测的重点。●鉴于小湾水电站水头高、泄洪功率巨大（泄洪功率达46060MW，其中拱坝坝身的泄洪功率为40000MW），居世界前列，为此，坝身表孔、中孔单独或联合泄洪时引起的拱坝坝身振动、水垫塘冲蚀、下游雾化及其影响作为水力学监测的重点。●因表面变形控制网为专一等网，点数比较多，监测方案复杂，对于高精度的变形监测网的变形分析的分析手段要求严密而可靠，并且有多种方法计算以校核，故控制网的作为监测的重点。1.1.1监测的难点●“与土建施工协调难度大”大坝施工场地小，混凝土浇筑施工工期紧，监测仪器埋设工作量大，监测工作与大坝施工干扰不可避免，要保证监测仪器及时安装埋设、又要尽量减少对土建施工的干扰、还要保证已埋设的监测仪器不被施工损坏；且还与拱坝土建及金属结构安装工程、坝肩抗力岩体地质缺陷加固处理工程、导流洞工程多家施工单位联系紧密，所以施工组织协调难度较大。●“对监测仪器设备要求高，仪器选型及安装难度大”33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告大坝监测标的仪器种类及数量均较多，施工干扰大，埋设和监测的强度高；对仪器的耐水压可靠性、稳定性、耐久性及精度等技术指标均有严格要求，有些要求已超过现有常规仪器的技术指标，仪器选型及安装有一定的难度。监测仪器从安装开始，历经施工、蓄水过程、运行初期，工作期限长达6年，而且要求在竣工移交时，可更换的监测仪器设备完好率应为100%，不可更换的监测仪器设备完好率应为95%以上，要求非常高。选择性能稳定、质量可靠、技术指标满足设计要求的仪器，并保证安装埋设的质量，是监测工作成功的基本条件。●“倒垂线造孔及安装难度大”变形监测的倒垂孔深度大，最深孔深达110m，精度要求高，可能会遇到复杂的地层；而且倒垂孔在廊道内施工，故倒垂线钻孔、精度控制与安装难度大。●“变形监测控制网观测精度、稳定性、可靠度要求高”为了监测大坝和近坝岩体受力后变形情况，校核坝基倒垂系统、锚固点和埋在进山平峒内垂直位移工作基点的稳定情况，坝外布设了高精密度的水平位移监测基准网和垂直位移监测基准网。由于其用途的特殊，精度要求特别高，测点数多，监测方案复杂，对于高精度变形监测网的分析要求严密可靠，需多种方法计算和校核，实施难度较大。●“大坝表面变形监测点多，精度要求高”大坝表面变形监测（坝顶和坝后桥上布置的表面变形监测点），监测点多，精度要求高，且每期观测要求能在尽量短时间内完成，要求达到又快又准，这是一个难题。而环境存在一些不利因素，影响观测精度与观测速度的提高。●“地震时拱坝瞬间变形及应力监测难度大”由于地震发生的突发性，要在各种地震裂度情况下，实时捕捉到钢筋应力的瞬间变化，坝缝开度大小，难度很大。●“新技术应用难度大”小湾工程很多技术已经突破现行规范的相关内容，尽管已进行了相关的研究和技术攻关，但仍缺乏成功的、可以借鉴的实践经验。如激光三维、测温光纤、GPS、横缝动态等测量系统的应用是监测的难点●“坝体横缝动态测量系统”小湾枢纽区基本地震烈度为Ⅷ度，在地震工况下坝体横缝张开将直接影响拱坝的整体性，目前拟采用抗震钢筋和阻尼器措施来减小地震工况下的横缝开度。常规测缝计和钢筋计无法满足其动态测量要求，不能在地震发生时监测横缝的实时开度和跨缝钢筋的应力实时变化过程。为监测坝体横缝在地震工况下的变化，目前拟布设一套动态测量系统，实时监测地震作用下的横缝开度和钢筋应力。1.1监测项目根据拱坝安全监测系统及其相关数值分析和模型试验，小湾拱坝运行期重点监测项目以坝体变形、渗流、应力应变（包括荷载监测）及温度监测为主，施工期以拱坝混凝土温度、坝基变形、横缝接缝变形及浇筑初期混凝土应力应变监测为重点。此外，根据小湾工程特点地震烈度高、泄洪功率巨大等特点，坝身强震监测、横缝的开度实时监测和水力学监测也作为监测设计的重点。具体见表2.4-1。33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告表2.4-1拱坝及坝基监测项目统计表部位及项目监测项目监测手段坝基变形多点位移计、滑动测微计、固定测斜仪、倒垂线、双金属标、水准点、基岩变位计、测缝计渗流渗压计、测压管、量水堰应力应变双轴岩石应力计、锚杆应力计、压应力计温度铜电阻温度计坝体变形正垂线、激光三维测量系统、静力水准、表面变形监测点、水准点、一机多天线GPS测点渗流渗压计、量水堰应力应变砼应变及压应力九向应变计组、七向应变计组、五向应变计组、单向应变计、无应力计、砼压应力计、钢筋计、滑动测微计测缝及裂缝单向测缝计、双向测缝计、裂缝计钢筋应力及锚索荷载钢筋计、锚索测力计温度温度计、DTS光纤测温系统地震反应强震拾震器、多通道强震动记录仪及在线监测系统横缝开度（动态）测缝计（具备动态响应性能）、动态测量系统钢筋应力（动态）钢筋计（具备动态响应性能）、动态测量系统环境量库水位水尺和自记水位计库水温铜电阻温度计气象铜电阻温度计和翻斗式雨量计水库淤积五等电磁波测距导线、1:1000横剖面地形图、1：10000河道纵剖面地形图下游河道冲刷坝下游冲刷1：500地形图库盘变形水准点、一等水准线路、加密重力测量水力学流态及水面线、动水压力、底流速、空穴监听、泄流水舌轨迹、不平整度及空蚀调查、闸门膨胀式水封、坝体泄洪时振动、工作闸门振动与下游雾化等1质量保证体系及施工质量控制1.1施工组织机构1.1.1机构组成“昆科瑞”联合体在小湾现场设立了“‘昆•科•瑞’小湾水电站大坝安全监测工程项目部”，项目部下设办公室、技术质量部、资料信息部、综合控制部、安全部、工程部及监测部。组织机构图见图3.1-1。联合体组建“小湾水电站大坝安全监测工程项目部”，以项目经理为第一责任人，严格执行项目管理的相关制度。现场各机构以矩阵模式设置，即项目部以下各二级机构，按工作内容和专业特点以纵向和横向划分为七个板块。纵向二个板块：工程部和监测部（按监测内容分为4个项目组）；横向五个板块：综合办公室、技术质量部、资料信息部、后勤保障部、安全部，各二级机构在项目经理领导下平行作业，纵横向相互交叉、协调工作。为向业主提供高水平的技术服务，成立了33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告由联合体各方从事安全监测工作多年、实践和理论研究方面都有丰富经验的资深专家组成的专家组，对技术方案、监测工程实施过程中出现的难题提出解决方案，不定期进行技术咨询，确保安全监测工作顺利进行。项目人员配置如下：项目经理：董泽荣项目副经理：黄仕俊、卢正超、白绍学、赵斌、柳志云、丁学智总工程师：董泽荣副总工程师：黄仕俊、袁培进、肖胜昌综合办公室主任：黄河；副主任：张明华技术质量部主任：黄仕俊；副主任：段会文、肖胜昌安全部主任：段会文；副主任：王平、孙云春、李强明工程部主任：孙云春；副主任：郑正雄、李强明监测部主任：柳志云；副主任：汪国斌、胡亨翔、李建秋资料信息部主任：姜云辉；副主任：汪国斌、张明华后勤保障部主任：王亚飞；副主任：樊则洪33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告小湾水电站大坝安全监测工程项目部项目经理总工程师副总工程师副经理技术质量部后勤保障部监测部巡视组内观组外观组安全部专家组图3.1-1小湾水电站大坝安全监测工程项目部组织机构资料信息部专项组综合办公室工程部33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告1.1.1项目部各机构职责各机构和负责人的职责分工如下：项目经理：是项目部的第一责任人，负责组织、领导项目部全体人员按合同要求，全面、有效地开展大坝安全监测工作。项目经理是联合体三方投入本项目所有资源的总调度，可根据工程需要调集和组合项目部人员、设备和其它各种资源，召开现场工作会议，决策项目部的各种重要事宜。项目经理须按时参加业主和监理召集的各种重要会议，汇报安全监测工作开展的情况，接受业主和监理的指令，并负责或授权项目部与其它协作单位的勾通。项目经理是本项目安全生产的总负责，必须组织项目部的安全生产管理，对项目实施过程中人员、设备的安全状况必须进行检查和有效控制。项目经理不在工地期间，必须授权现场管理者，代理其项目管理的工作，并保持和现场的通讯联系。本着对业主负责、对工程负责、对联合体三方负责的态度，项目经理将严格按项目管理的原则和模式，建立建全一整套适合小湾水电站大坝监测工程的规章制度，在工程实施过程中坚决执行。项目副经理：协助项目经理管理项目部工作，在项目经理离开工地期间代理项目经理管理项目部工作。作为项目部的副职，副经理除当好经理的助手外，还应独立承担相应的分管工作，分管安全、进度、质量或其它重要的部门（必须有一名项目副经理分管安全生产），在项目经理领导下有效行使权力，发挥仅次于项目经理的支柱作用。总（副总）工程师：全面负责项目部技术和质量的领导工作，组织编制和批准技术方案、质量控制规划，负责安全监测工程的技术指导，现场实施过程中的检查和监督，审查和批准监测成果报告。作为安全监测项目部的技术总负责人，对技术措施有最后决定权，是工程质量目标的责任人。作为项目部技术进步的带头人，负责引进和推广新技术，组织技术讨论和质量检查。负责与专家组保持联系，组织专家到现场进行技术咨询，总结和执行专家咨询意见。专家组：由联合体内有关设计、地质和监测方面资深的专家组成，对现场工作进行定期或不定期跟踪指导。昆明院、水科院和南瑞集团均在水电工程领域有雄厚实力和强大人力资源，数十年从事水电建设和工程安全监测，有一批工程经验丰富、在安全监测和大坝工程方面有很高学术水平的专家、教授，是联合体的重要技术资源，成为项目部强有力的后援。技术质量部：在总工程师领导下，协助总（副总）工程师管理项目部技术和质量，编制技术方案和技术文件，收集有关技术资料，为一线监测人员提供强有力的技术支持。制定现场技术质量控制措施、经常性地进行现场跟踪和监控，确保安全监测工程的技术和质量水平达到预定目标。负责监测成果报告的编写、技术挡案的整编，组织各单元、单项、分部工程的验收，对项目部员工进行技术培训。33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告综合办公室：在项目经理领导下，负责项目部合同管理，物资管理，费用控制，日常事务，资料和文件收发、会务、人事和综合治理等工作。资料信息部：全面负责项目部所有相关资料的收集、编码、整理、管理和保管，负责挡案管理。根据大坝安全监测工程的进展，及时向项目经理和总工程师提供各种有用的信息。由于大坝安全监测项目工期较长，资料、挡案、信息量都非常大，资料信息部须建立规范的信息管理制度，实施电脑化信息管理模式，使资料信息的检索、查阅快捷方便而准确。安全部：负责项目部的安全生产工作及现场的环境保护和文明施工。负责制定大坝安全监测工程的安全生产规章制度、环境保护和文明施工条例，并根据工程实施情况适时修订补充，检查实施效果，及时向项目经理反馈。对违规行为进行处罚，监督整改。组织项目部内部安全生产会议，参加业主和监理组织的有关安全生产和文明施工会议，汇报工作情况，传达有关精神并负责落实。后勤保障部:负责项目部内务管理，调度生产、生活用车，管理生产和生活物资的仓储，保持办公和生活区环境卫生，管理职工食宿。工程部：负责管理大坝安全监测项目中所有的土建工作，包括实施钻孔、灌浆、回填、浇筑、临时建筑物等，从接受任务开始，组织队伍，材料购置，设备进场，工作现场实施，质量和进度、成本控制，现场安全工作，直到配合完成仪器设备安装埋设等所有现场相关土建工作。监测部：包括巡视检查组、内观组、外观组、专项组，负责安全监测工作的实施及资料的初步分析。监测部是大坝安全监测项目的现场工作实施机构，其主要工作内容包括仪器设备检验、率定、安装埋设、保护、电缆埋设、施工期监测和监测资料的初步分析。监测部的工作范围涉及各种监测手段和监测工程的全过程，配备各种专业工程师和技术人员，含地质工程师、测量工程师、仪器维修工程师和监测工程师，另有现场安装技师、熟练操作工等。监测部是各后勤管理部门的重点服务、保障和控制点，监测部的高效运转是项目部的关键目标，是工作的重点。1.1质量保证体系1.1.1质量体系描述中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院已建立了完善的ISO-9001质量体系，并于1999年7月通过了ISO-9001质量体系的国际、国内认证，2004年1月又通过了中国船级社质量认证公司质量管理体系的认证，并每年均通过了复审。联合体的参加方也已通过了ISO-9001质量体系认证，建立了完善的质量体系。项目部已按GB/T19001－2000-ISO9001：2000质量管理体系标准建立健全小湾大坝监测工程质量体系，在工地设立专门的质量检查机构，配备专职质量检查人员，建立完善的质量检查制度。33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告1.1.1质量方针和质量目标●质量方针：“管理实用、技术先进、方法可靠、服务周到、业主满意”●质量目标：所完成的工程质量必须满足设计、国家标准和技术规范规定的质量要求；在整个大坝安全监测合同期内，不出现质量责任事故和重大安全事故；保证埋设仪器运行正常，监测资料可靠，反馈分析及时；满足设计要求，圆满完成合同工程。1.1.2服务宗旨●一切为业主服务、一切对工程负责。1.1.3项目部的管理机制项目部将建立健全完善的项目管理机制及实行配套的分配机制。充分体现并实现“责、权、利”统一的优越性，确保项目经理的指令能有效实施，明确每个员工的职责、权力，并实行按岗、按技、按能、按绩的分配制度，严格考核，实行重奖重罚。1.1.4资源配置1.1.4.1人员配置选派具有丰富的水电工程监测经验和项目管理经验的专业性人才进行本项目的管理和实施，对监测工作的程序、方法、手段较熟悉，且熟悉小湾地质和岩石力学方面的情况，具备协调与大坝安全监测工程有关单位关系的能力，能优质地为业主服务。1.1.4.2技术资源配置作为联合体责任方的中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院对小湾水电站进行了长期的勘测、设计、科研和地质工作，项目部人员有对小湾工程地质、地形和工程特点较熟悉的地质、测量和科研方面的人员，也有长期从事大坝监测和大坝稳定性理论分析研究的技术人员，监测工作具有系统性和针对性的。参加方水科院和南端集团在工程安全监测现场施工、资料整编分析和仪器设备保障方面已处于国内一流水平。由于上述工作的长期开展，联合体拥有进行小湾大坝监测的各种技术优势，必然形成我方可随时调用的技术资源。联合体各单位将在小湾大坝安全监测工程实施期间充分发挥各自的优势，为项目部提供强有力的技术后援。联合体各单位均拥有先进的试验、检测设施，可作为大坝安全监测工程的技术支持手段。1.1.4.3计算机及管理软件配置33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告我方将配备足够的计算机，做到管理人员和技术人员人手一机；根据工作要求购置先进的管理软件，对监测数据进行实时计算、分析和反馈。1.1.1质量保证组织项目部的质量保证组织，将体现全员参与全过程控制的特点；上级对下级指导、检查、考核，下级对上级的汇报、反馈，并反复循环、不断提高；部门之间工作的协调一致，充分体现小湾水电站大坝安全监测工程项目部的领导与核心地位，体现为业主服务的宗旨。质量保证组织机构图见图3.2-1：33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告项目部（经理、副经理））办公室（主任）总（副总）工程师技术质量部（主任）综合控制部（主任）任）专家组（组长）工程部、监测部（主任）各项目组（组长）质检员负责文秘、后勤和质量管理日常工作负责项目部技术和质量领导工作，制定质量方针、目标，领导和评审质量管理检查。和合同执行情况、质量、进度、费用、考核重大观测技术问题及大坝稳定性分析评价质量计划的贯彻落实及检查考核各单项、各专业质量目标的贯彻落实及检查考核各单项、各专业质量目标执行信息反馈仪器设备率定、土建、安装埋设、保护、测量等重要过程控制目标的贯彻落实及检查考核仪器设备率定、土建、安装埋设、保护、测量等重要过程实施控制的记录及信息反馈图3.2-1质量保证组织机构图观测技术确定、指导、检查、考核，质量检查质量计划执行信息汇总反馈各现场专业工程师33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告1.1.1质量职责和权限根据小湾水电站大坝安全监测工程项目的特点，项目部制定的各机构、各人员的质量职责如下：1）项目经理●制定质量方针、目标，批准质量手册；●确定质量保证的组织机构，规定各部门的职责、权限和相互关系，任命各部门代表；●进行大坝安全监测工程所需要资源的合理配置；●授权进行服务质量的中间检查，督促对中间检查发现的问题进行处理并提交报告；●对大坝安全监测工程服务质量负领导责任；●批准提交给业主和监理人的大坝安全监测工作报告；负责对各职能部门的年度工作质量考核。2）项目副经理项目副经理协助项目经理实施质量控制方面的监督和管理工作，并根据项目经理的授权进行中间检查，对检查中发现的重大质量问题进行处理。3）总（副总）工程师●受项目经理任命，全面负责项目部质量管理工作。●负责建立质量保证体系，贯彻质量方针、质量目标，检查质量保证体系的执行情况；●指导编制并批准大坝安全监测工程质量计划和规划；●组织进行大坝安全监测工程的质量保证措施实施情况的检查，并向项目经理提交报告；●批准或审定向监理人提交的大坝安全监测工程中间报告及总报告等。4）专家组●在总工程师的领导下，对大坝安全监测工程重大技术问题提出解决建议；●在总工程师的领导下，定期或不定期对大坝安全监测工程实施过程进行技术把关。5）办公室在项目经理和总工程师的领导下，协助项目经理处理质量信息或项目经理授权的质量工作；协助项目经理制定质量方针、质量目标，协助项目经理进行质量管理评审；6）综合控制部在项目经理的领导下，对安全监测工作涉及到的各个质量控制环节进行跟踪控制，如仪器选型、采购、率定、造孔、安装、埋设、测量、数据采集及记录、数据整理分析、信息反馈与预报等；对安全监测工作中发生的质量问题及时通报技术质量部。33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告7）技术质量部在总工程师的领导下，进行安全监测技术的规划和安全监测技术研究工作；协助专家组进行安全监测工程重大技术问题和实施过程中关键技术的研究工作。为监测部提供安全监测技术支持，指导、检查和考核监测部在安全监测技术方面的工作。负责组织验收工作。8）资料信息部负责制定资料信息管理制度，收集各种与工程安全监测有关的信息，负责资料、文件、报告的档案管理工作等。9）工程部负责所有的土建工作，配合完成仪器设备安装埋设等所有现场相关土建工作及质量和验收工作。10）监测部全面负责现场监测各专业的质量管理工作；负责组织质量控制计划、质量实施细则的编制及审查，经总工程师审定项目经理批准后实施；对监测工程的安全监测服务质量进行监督管理；组织项目组对安全监测仪器设备进行定期检验和标定，并根据安全监测值分析判断反馈监测工作和仪器状态。11）各项目组（巡视组、内观组、外观组和专项组）监测部下设巡视组、内观组、外观组及专项组，各自质量职责如下：巡视组：负责编写巡视检查实施细则，按规定的频率对大坝进行巡视检查，雨季及特殊情况须加密检查，发现异常情况及时通报，并全面负责检查结果的质量。内观组：负责编写内观各种项目的实施细则，全面具体负责所涉及到的仪器设备率定、安装埋设、保护、安全监测，并对安全监测数据的质量负直接责任；按要求对仪器设备进行定期检验和标定，并根据安全监测值分析判断反馈监测工作和仪器状态。外观组：负责编写外观实施细则，全面具体负责安全监测点的安装埋设质量及测量的精度和准确性，并对安全监测数据的质量负直接责任。专项组：负责各专项工作的质量控制和专项试验工作。1.1大坝监测施工质量控制1.2执行的规程规范和技术要求小湾大坝安全监测工程执行并参考以下监测技术要求和相关规程规范：《拱坝安全监测仪器安装埋设及施工期监测技术要求》（第B版）XW•JC14B—200633“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告《混凝土坝安全监测技术规范》DL/T5178－2003《混凝土坝安全监测资料整编规程》DL/T5209-2005《水利水电工程岩石试验规程》SL264-2001《水电水利岩土工程施工及岩体测试造孔规程》DL/T5125－2001《水利水电工程地质监测规程》SL245－1999《水利水电工程钻探规程》SL291-2003《水工混凝土水质分析试验规程》DL/T5152-2001《水电水利工程预应力锚索施工规范》DL/T5083－2004《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148；《测量外业电子记录基本规定》ZBA76003-87《电力工程气象勘测技术规程》DL/T51858-2002《水位普通测量规范》SL58-1993《混凝土坝监测仪器系列型谱》DL/T948-2005《岩土工程用钢弦式压力传感器》GB/T13606-92《差动电阻式仪器系列国家标准》《水利水电工程测量规范》SL197-97《国家三角测量规范》GB/T17942-2000《中、短程光电测距规范》GB/T16818-1997《国家一、二等水准测量规范》GB12897-91二滩水电开发有限公司《岩土工程安全监测手册》中国水利水电出版社19981.1仪器埋设前的质量控制1.1.1监测仪器选型作为监测信息最基本和直接的载体，选择有效、合理与具有针对性的监测仪器设备是相当重要的。小湾电站的监测仪器设备的选择主要考虑了以下主要因素：建筑物重要性、建筑物特性、工作环境、仪器工作性能、长期与临时性质及技术经济性。目前用于小湾大坝的内部观测仪器，除少部分是选用较先进的进口仪器外，大部份是选用南京电力自动化设备总厂和南瑞集团公司生产的较成熟的差动电阻式仪器。1.1.1.1先进的分布式光纤测温系统小湾拱坝混凝土总体浇筑量高达863万m3，坝身混凝土分区多，温度控制复杂，在重点坝段布置了测温光纤，实现连续多点测量，代替部分传统温度监测仪器,在拱坝混凝土内埋设温度计和测温光纤系统，监测坝体内温度分布及变化情况，仪器型号、技术指标及生产厂家见表4.2-1。33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告表4.2-1分布式光纤温度监测系统技术指标仪器型号分布式光纤测温仪光缆Model5100-M3PGI-50/125多模光纤生产厂家上海华魏自动化设备有限公司（美国进口）武汉烽火技术指标1～6通道，每通道测量距离≤2公里，对光纤定位精度0.25m～0.5m，温度分辨率0.1°C，测温精度±0.5℃，主机工作环境温度10°～40°，相对湿度<95%（无凝露），系统分析软件可在WINDOWS98及以上平台使用。主机尺寸438×340×235mm，主机重量18.9Kg。GZ-50/125多模光纤（外层涂丙烯酸涂层），衰减<0.6dB/km@1300mm或<2.4dB/km@850mm；4芯光纤，内置2根钢丝加强筋和2根1.5mm2的多股铜线，最小弯曲半径150mm，工作温度范围为-35～+70℃在重点坝段和基础强约束区埋设了分布式测温光纤系统，以监测混凝土施工期温度变化和运行期温度场的分布。光缆测温主机采用DTSModel5100-M3P（美国SensorTran公司），探测光缆采用GYXTW-4D型（武汉烽火50/125微米标准多模光纤）。DTS系统主要特点：（1）采用高标准传输通讯用多模光纤作为温度传感器和信息传递的介质。（2）可实时在线监测温度及其分布，反映整个仓面的温度场变化。（3）可每25cm长度为一个温度感应单元，快速多点连续分布、准确定位。（4）光纤本身具有一定的抗拉、抗压的能力，安装施工简便。（5）灵敏度高，抗电磁干扰，免遭雷击，可靠耐久。（6）数据整理、编辑的自动化，可将温度曲线数据转换为ASCII数据，并可通过数据库或MicrosoftExcel进行数据编辑整理。光纤测温目前总体规律性较好，但存在主机适应工地恶劣环境差、光纤测温点的定位精度和本身测温精度误差稍大的缺点。光纤用作温度探测器的主要依据是光纤的光时域反射（OTDR:OpticalTimeDomainReflectometry）原理以及光纤的背向拉曼散射（RamanScattering）温度效应。DTS根据OTDR原理进行分布式温度探测和跟踪，该系统工作原理为光纤温度激光雷达中采用的雷达技术，激光光源沿着光纤注入光脉冲，脉冲大部分能传到光纤末端并消失，但一小部分拉曼散射光会沿着光纤反射回来，对这一后向散射光进行信号采集并在光电装置中进行分析，从而提供给用户有关温度的信息。实质上输出的就是整条光纤上的温度数据。由光纤测温系统向光纤发射一束脉冲光，该脉冲光会以略低于真空中的光速的速度向前传播，同时向四周发射散射光，散射光的一部分又会沿光纤返回到入射端，测量入射光和反射光之间的时间差，则发射散射光的位置距入射端的距离为：33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告式中：为光纤中的光速，，为真空的光速；为光纤的折射率。反射回入射端的反射光中，有一种称做Raman散射光。该Raman散射光含有两种成份：Stokes和Anti-Stokes光。其中Stokes光与温度无关，而Anti-Stokes光的强度则随温度变化。Anti-Stokes与Stokes之比和温度之间关系可用下式表示：……………………（2.2-1）式中：las为Anti-Stokes光；ls为Stokes光；a为温度相关系数；h为普郎克系数(J．s)；c为真空中的光速(m/s)；v为拉曼平移量(m-1)；k为鲍尔次曼常数(J/k)；t为绝对温度值。根据式（2.2-1）及实测Stokes光与Anti-Stokes光之比可计算出温度值为：光纤测温方式，直接测量的是Raman反射光中两种成分之比，与绝对值无关，因此即使光纤随时间老化，沿程光损失增加，仍可消除光损失的影响，从而可一直保证测温精度。1.1.1.1变形监测仪器采用的变形监测仪器型号、技术指标及生产厂家见下表4.2-2。表4.2-2变形监测仪器型号、技术指标及生产厂家仪器名称滑动测微计多点位移计测缝计单向测缝计3DM双向测缝计裂缝计仪器型号WY-100GCF-25G3DM-100LF-40G生产厂家瑞士SolexpertAG公司南自厂南自厂南瑞公司南自厂技术指标探头基距1000mm，量程±5mm，灵敏度0.001mm,精度±0.003mm,温度灵敏度0.1℃,耐水压15bar量程100mm,分辨力<0.15mm/0.01%,耐水压3MPa,6点、5点,温度精度0.5℃量程：20mm，精度±0.2mm，温度测量范围-20℃～+60℃，耐水压：0～3MPa。量程：100mm，分辨率≤0.05%F.S，精度±0.25%F.S，耐水压：0～3MPa，工作温度-20℃～+60℃量程40mm，精度±0.1mm，温度范围-25℃～+60℃,耐水压3MPa1）高精度的滑动测微计33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告为监测坝基开挖后岩体松弛变形以及混凝土浇筑和水库蓄水以后坝基变形，在建基面上安装滑动测微计。滑动测微计是一台高精度的应变计，用于监测钻孔轴向位移分布，瑞士Solexperts电感式滑动测微计仪器型号、技术指标及生产厂家见表4.2-2。滑动测微计是一种高精度（±0.003mm/m）的“线法测量”监测仪器，可以测量沿钻孔轴向的应变和轴向位移的全部分布情况。图2.2-1是滑动测微计测量原理示意图，它的测量原理是在塑性套管上每米间隔有一个金属测标，将测线划分成若干段，通过灌浆，测标与被测介质牢固地浇筑在一起，当被测介质发生变形时，将带动测标与之同步变形。用滑动测微计逐段测出各标距长度随时间的变化，从而得到反映被测介质沿测线的变形分布规律的数据。具体方法为在测量套管内有一对用HPVC保护套管连接起来的金属测标，牢固地浇注在一直径约100mm的钻孔或任何混凝土预制的管状空间中。使便携式滑动测微计和测标顶紧，利用球锥定位原理（图4.2-1）而获得高精度测量，仪器灵敏度1με，监测精度达3με。2）多点位移计为监测坝基开挖后岩体松弛变形以及混凝土浇筑和水库蓄水以后坝基变形，在建基面安装多点位移计，多点位移计仪器型号、技术指标及生产厂家见表2.2-2。3）单向测缝计在拱坝坝体与基岩接触面、结构诱导缝上、相邻坝段横缝及砼浇筑仓面出现裂缝等部位埋设测缝计，监测接（裂）缝的开合度。在拱坝诱导缝面上布置双向测缝计，监测诱导缝缝面开度及剪切位移。在拱坝坝体坝踵和坝趾部位拉应力区以及结构诱导缝的端头布置裂缝计，监测混凝土是否开裂。仪器型号、技术指标及生产厂家见表4.2-2。33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告图4.2-1滑动测微计测量原理示意图左图：球－锥原理中图：动测微计在测管右图：滑动测微计在测标的位置①工作杆②套管③灌浆钻孔④测标⑤球形头⑥探头A滑动位置B测量位置4）双向测缝计仪器型号、技术指标及生产厂家见前表4.2-2。1.1.1.1应力应变监测仪器采用的应力应变监测仪器的型号、技术指标及生产厂家见下表4.2-3。表4.2-3应力应变监测系统仪器名称应变计锚杆应力计钢筋计压应力计双轴岩石应力计仪器型号DI-25AGKL-XXLGKL-XXGWL-60/12052608250生产厂家南自厂南自厂南自厂南自厂美国Sinco技术指标量程：拉伸200με，压缩1000με，温度范围-20℃～70℃，耐水压：0～3MPa量程：200MPa、310MPa、抗外水压≥1.5MPa、3MPa，温度范围-20℃～70℃量程：6MPa、12MPa，灵敏度≤24.5kpa/0.01%、≤49kpa/0.01%，耐水压：0～3MPa量程：0～21MPa，精度±0.5%F.S33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告1）直接测量应力的岩石应力计在拱坝坝基岩体中布置岩石应力计，监测坝基岩体应力变化情况。双轴岩石应力计主要由1支测量轴向应力、1支测量径向应力的2支压应力计组成（图4.2-2），通过钻孔放入压应力计组后，根据现场岩石和土质条件的不同，选择适当的回灌材料，使之与被测岩石或土类的模量相匹配。双轴岩石应力计是读取频率数值，参照传感器率定资料提供的系数，通过频率值计算出压力值。（1）传感器率定资料i.计算压力的A、B、C系数：率定资料中的A、B、C系数用于将测得的频率值转化为压力单位值。ii.计算温度的率定系数m、b：这两个系数可以用于校正对温度有影响的压力值。这些系数应用于从传感器读数装置中的thermistor或RTD档位的温度读数。iii.温度偏差值TempOffset：该值表示传感器内置thermistor或RTD测出的温度与NIST-traceable传感器读出的温度值的差。（2）计算压力值i.从传感器率定资料选择需要的压力单位，查到相应的A、B、C值；ii.按下面的公式计算压力值P：这里X代表频率读数（Hz），A，B，C是传感器率定表中的系数。图4.2-2双轴岩石应力计iii.计算压力变化用当前读数减去初始读数，正值表示压力增加，负值表示压力减小。压力变化值=当前压力值－初始压力值（3）压力值的温度修正i.找到率定表中的温度修正部分。有3个系数：m、b和温度偏差值。ii.计算温度修正值：温度修正值=m×(温度读数－温度偏差值)＋bm，b值和温度偏差值在率定表里可以查到，温度读数是压力计温度传感器（Thermistor或RTD）的当前读数（单位：℃）。iii.应用温度修正：压力修正值=压力＋温度修正值33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告仪器型号、技术指标及生产厂家见前表4.2-3。2）锚杆应力计在坝基上布置锚杆应力计，通过锚杆应力了解坝基变形，仪器型号、技术指标及生产厂家见前表4.2-3。3）钢筋计在混凝土结构内及闸墩结构钢筋上布置钢筋计，用以监测混凝土及钢筋的应力变化。仪器型号、技术指标及生产厂家见前表4.2-3。4）压应力计在混凝土建基面上和横缝接触面上布置压应力计，以监测各接触面上的接触压应力的变化，仪器型号、技术指标及生产厂家见表4.2-3。1.1.1.1渗流监测仪器在拱坝混凝土内及与基岩间安装渗压计，监测渗透压力。渗压计仪器型号、技术指标及生产厂家见表4.2-4。表4.2-4渗压计型号、技术指标及生产厂家名称型号主要技术指标生产厂家备注渗压计4500S量程：0～3MPa，精度±0.1%F.S，线性度≤0.1%F.S美国Geokon1.1.1.2耐高压水工观测电缆据资料统计，以往埋设的观测仪器中失效的90%以上是由于电缆损坏所造成的，为了保证水工安全监控仪器长期可靠地工作，选择优质可靠的水工观测电缆是保证仪器长久正常工作的重要保证。用于水工建筑物安全监测仪器的工作年限要求长达20年以上，而且工作环境恶劣，因此要求水工观测电缆应具有良好的防水、防老化、耐油、耐碱、抗机械损伤的性能，并应具有随建筑物及地基的允许变形而变形的能力。特别在小湾拱坝混凝土内，还要求仪器电缆具有耐3MPa水压能力，这是普通水工观测电缆无法满足的。YSSX-5×33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告0.75水工观测用双护套软电缆是用于连接250V及以下电压级的水工建筑物观测仪器及其自动化装置，采用双层护套，外护套保护内护套，使内护套不受外界的机械损伤，同时防止外界各种化学因素腐蚀和老化条件的作用。外套采用一定量的氯丁橡胶，内护套采用氯磺化聚乙烯掺合氯丁橡胶制成，具有防水性能好，柔软，耐高水压性能突出，采用橡胶原料做护套，工艺简单，成本低，使用寿命长。电缆柔软性好，并有很好的耐腐蚀耐老化性能和较高的耐水压功能，增大了电缆的使用寿命。1.1.1仪器设备采购、检验和率定1.1.1.1仪器设备采购及到货验收在收到监理人下发的设计图纸后，立即对图纸进行认真研究，按设计图纸要求制定仪器采购计划，同时对照合同文件要求，如满足合同文件要求，则向监理人报送拟采购的仪器设备计划，经监理人和业主批准后立即进行采购。若设计图纸要求的仪器设备不满足合同文件要求，则向监理人报送变更申请，经监理人批准后，按监理人批准的要求报送拟采购的仪器设备计划，经监理和业主批准后立即进行采购，监测仪器设备的采购、检验工作流程图4.2-3。从工程开工至今，我方共上报了61批次的仪器采购申请（其中2005年10次，2006年20次，2007年19次，2008年至今12次），并进行了采购。监测仪器到货后，会同监理人对全部仪器设备进行开箱检查和验收，检验内容：（1）仪器有无出厂合格证；（2）出厂时仪器资料参数卡片是否齐全，仪器数量与发货单是否一致；（3）外观检查，仔细查看仪器外部有无损伤痕迹，锈斑等；（4）用万用表测量仪器线路有无断线；（5）用兆欧表测量仪器本身的绝缘是否达到出厂值；（6）用二次仪表测试一下仪器测值是否正常；经检验，若发现有缺陷的仪器将退货或向厂商交涉处理。33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告不合格不合格仪器送具有CMA机构检验仪器选型运输到工地仪器采购采购计划报监理审批入库合格退回厂家开箱验收，工地实验室检验合格监理工程师图4.2-3监测仪器设备的采购、检验工作流程1.1.1.1监测仪器检验和率定为了校核仪器出厂参数的可靠性、检验仪器工作的稳定性，在仪器设备到货后，严格按照有关技术规范（国家标准、《混凝土坝安全监测技术规范》DL/T33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告5178-2003）、设计提出的有关技术要求、厂家提供的方法要求对全部仪器设备进行测试、校正和率定，加盖CMA章，所有仪器经检验合格后才能使用。监测仪器的检验内容主要包括：（1）力学性能力学性能检验使用的主要设备主要有率定架、200T压力机、压力筒、百分表和压力表等，检验的指标主要有端基线性度、非直线度、不重复性误差和最小读数误差，各项误差其绝对值不得大于表4.2-5的规定。表4.2-5力学性能检验标准项目端基线性度非直线度不重复性误差最小读数误差限差（%）2113（2）温度性能仪器温度性能检验使用的主要设备主要有双层保温桶、二级标准水银温度计、恒温水槽、和500V直流兆欧表；检验指标主要有零度电阻、温度常数和温度绝缘性检验。各项指标与出厂系数计算结果之差的绝对值及绝缘电阻应满足表4.2-6的规定。表4.2-6温度性能检验标准项目℃T（℃）（M）温度计差动电阻式仪器绝缘电阻绝对值限差≤0.1≤1≤0.3≤0.5≥50（3）防水性能。防水性能检验使用的主要设备主要有3Mpa的高压容器、水压机、1～2级压力表、500V直流兆欧表。检验指标为在规定水压下绝缘电阻大于200M（4）电缆线检验电缆检验项目有：①用万用表检验电缆的能通电情况、检验芯线的电阻值大小。②用兆欧表检查芯线间的绝缘性、芯线与屏蔽线间的绝缘性。②根据技术要求检查电缆的结构、材料、芯线精细等要素。④将电缆在压力容器中0.5～3MPa水压力下浸泡24小时后用兆欧表检查芯线间的绝缘性、芯线与屏蔽线间的绝缘性以判断电缆的耐水压性能。电缆采取抽检的方式按规定项目进行检验，抽样的数量为本批的10％，其余所有电缆线进行监测和绝缘性测试，检验满足以下要求的为合格：①电缆在100ｍ内无接头；②用差动式仪器读数仪分别测量电缆的芯线黑、兰、红、绿、白的电阻，测值应不大于3Ω/100ｍ。每100ｍ电缆芯线之间的电阻差值应不大于单芯电阻的10％；③用500V直流电阻表测量电缆各芯线间的绝缘电阻，测值应不小于100MΩ；④电缆和电缆接头在温度为-25℃～60℃；承受水压为3MPa时，绝缘电阻不小于100MΩ。33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告目前已安装的1400多支仪器中，除非常规仪器我方无法进行检验外，其余的95%以上的仪器均在我方试验室进行检验合格；经检验，共检查出40余支仪器不合格，已退回厂家。1.1.1.1分布式光纤测温系统埋设前的检验和标定分布式光纤测温系统在进行大坝混凝土中埋设光纤前，首先要对光纤进行完好性检验和标定，检验内容包括光纤表皮有无破损，光纤通讯是否畅通。然后对已接好尾纤的测温光纤进行进行了室内和现场标定，以了解测温光纤的精度。设计技术要求为：光纤标定工作采用随机抽样法进行，以成批光纤10％的抽样数量在恒温箱中按四级不同标准温度下进行。标定内容包括：（1）调整修改DAF数值（DifferentialAttenuationFactors），使得DAF值中HighSignal和LowSignal一致（在仪器出厂前已调好）。（2）调整修改校准系数（CalibrationCoefficients）C_0值，反复调整直至与实际温度没有太大的偏差。标定使用工具包括：①加热水箱一只，温度测量范围0℃-+80℃②水银温度计一只，刻度为0.1℃,温度测量范围为0℃到80℃③埋入式温度计3只，最小刻度0.1℃，温度精度0.3℃④数字电桥1台⑤低烟无卤外护套多模GI50/125微米光缆1根。室内标定方法：将光缆一部分放进加热水箱里,其余部分露在空气中，此时水箱不加热，保持半小时，将这时的水箱的水温和室内空气的温度作为第一个标定温度进行标定。测得相应的C0、C1和DAF值。将水箱中的水加热到某一温度（如40℃），保持半小时，将这时水箱中的水温和室内空气温度作为第二个标定温度进行标定。测得相应的C0、C1和DAF值。将水箱水温加热到某一温度（如60℃），保持半小时，将这时水箱中的水温和室内空气温度作为第三个标定温度进行标定。测得相应的C0、C1和DAF值。将水箱加热到某一温度，然后分别用水银温度计、埋入式温度计和DTS测温仪测光纤上点1、点2和点3的温度，然后再作比较。再将水箱加热到另一温度，然后分别用水银温度计、埋入式温度计和DTS测温仪测光纤上点1、点2和点3的温度，然后再作比较。如此取4个加热温度进行测试。测得的数据见表4.2-7，标定温度曲线见图4.2-4。现场检验：33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告将室内标定测得的C0、C1和DAF值，输入DTS主机。光纤埋入大坝混凝土内，即可开始光纤测温。如A29#坝段1085.5m高程，既埋设了光纤，又埋设了温度计，仪器布置见图4.2-5。光纤和温度计测温比较成果见表4.2-8。测温成果表明，光缆与紧挨其埋设的温度计测温基本吻合，光纤和温度计温度误差仅为±0.5℃。33“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告表4.2-7光纤与标准温度计温度比较表序号水箱调节温度℃温度点1（水箱内）℃温度点2（水箱内）℃温度点3（室内）℃水银温度计埋入式温度计光纤测温仪水银温度计埋入式温度计光纤测温仪水银温度计埋入式温度计光纤测温仪12725.525.925.525.425.926.218.418.518.023532.833.232.732.833.333.618.418.618.334644.244.644.144.144.644.918.518.718.545756.056.455.955.956.456.818.618.818.456462.162.562.162.062.562.918.518.618.1图4.2-4光纤温度标定曲线34“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告图4.2-5典型坝段光纤和温度计仪器布置图表4.2-8光纤和温度计测温比较成果1085.5m温度计1085.5m同层光纤(缆)温度计编号测温(℃)光纤表皮刻度(m)距主测端坐标(m)光纤测温(℃)与温度计差值(℃)C4-A22-T-3821.0367.5810.520.530.47C4-A22-T-3718.9345.5832.519.24-0.39C4-A22-T-3619.3330.5847.519.240.01C4-A22-T-3519.5320.5857.520.00-0.51.1.1.1仪器和电缆压水试验检查小湾大坝监测仪器和电缆均处于高水压下工作，对仪器耐水压、可靠性、稳定性、耐久性及精度等技术指标均有较高要求，因此，作好监测电缆的埋设保护，对确保仪器长久正常工作具有十分重要的作用（1）根据监测设计技术要求，电缆耐水压需达3MPa，所有埋入的监测电缆及接头在埋入前需作耐水压试验，满足要求后才允许埋设。（2）在电缆连接后，需对电缆接头进行防潮处理，以免潮气浸入，电缆端口用仪器电缆头套套住，用橡皮筋扎紧，严禁将电缆淹没在水中。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告（3）对埋设在上游坝面的监测仪器的电缆接头为满足耐水性及防水保护要求，视情况接头处采取特殊保护措施，如接头处再加专用外置保护套。1.1监测仪器安装埋设拱坝各类监测仪器安装埋设及初始读数监测均严格按照《小湾拱坝安全监测仪器安装埋设及施工期监测技术要求(第B版)》执行，各监测仪器具体安装埋设如下：1.1.1坝基变形仪器1）滑动测微计①首先将有底盖的第一根导管放进孔内，然后按编号顺序将导管不带环形测量标芯一端与带有环形测量标芯的另一根导管按标志用密封胶准确连接，用螺钉加以固定并裹上密封胶带。连接好的导管与环形测量标芯上的标志之间误差应小于±0.5mm，以保证整个导管和环形测量标芯在一条直线上。在导管逐一连接放入孔内过程及至预定深度后，都应设法将导管固定在孔口，并防止仰孔中导管滑出。全孔导管连接完毕后，用探头试通至孔底是否通畅，否则，将导管拉出，检查更换导管，最后在管口加盖。②导管与钻孔之间应用水泥砂浆回填，标号一般为M25，为保证凝固后的水泥浆与钻孔周围介质的弹模匹配，灌浆前应事先进行试验确定浆液的配比。③灌浆管宜采用橡胶管或塑料软管，对垂直孔应在橡胶管或塑料软管的末端接一根1m左右外径与橡胶管或塑料软管内径相同的钢管，以便于橡胶管或塑料软管顺畅进入孔内。灌浆管应放入距孔底1m左右，边灌浆边提升灌浆管，下管时要防止灌浆管对导管和环形测量标芯的冲击。对水平孔和仰孔，将排气管捆扎在导管外壁，随导管进入孔底，排气管末端应比导管底部长1m。在孔口插入灌浆管，并用水泥砂浆密封孔口。灌浆结束后应及时安装孔口保护装置。④待水泥浆初凝时和终凝后，都应用滑动测微计探头对全孔进行探测，以检查导管和环形测量标芯是否通畅。⑤随坝体混凝土浇筑拔管埋设，.在混凝土浇筑到埋设位置，按照设计孔位和孔向埋设预埋钢管，管外涂脱模剂，在本浇筑层混凝土初凝之前拔出钢管，形成最终成孔孔径不得小于φ110mm埋设孔。随混凝土下一层浇筑，重复此过程，形成埋设孔直到设计高程。2）多点位移计①将组装好的多点位移计的护管连接处用胶密封，用尼龙带逐段捆扎好，并对护管每隔1m用彩色胶带作出标志，然后缓缓送入孔内。对每个测点入孔情况作好记录。对水平孔和上仰孔应同时捆扎好灌浆排气管（管口至孔底）；下倾孔应安装灌浆管（管口距孔底1m）。安装运输时，支撑点间距应不小于2m，曲率半径不小于5m。②95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告传递杆入孔后，固定传感器装置，并使其与孔口齐平，引出电缆和排气管。水平和上仰孔孔口，插入孔口灌浆管后用水泥砂浆密封孔口。③孔口水泥砂浆固化后，若检查正常，开始封孔灌浆。浆液灰砂比为1:1。水灰比为0.38～0.5。上仰孔灌至不进浆后，继续灌10分钟，确保最深测点锚头处浆液饱满，可结束灌浆。灌浆结束后应进行检测。④浆液终凝24小时后，打开孔口装置，用手预拉一下传递杆，再次确认一次工作点，即可监测初始值。做好孔口保护和电缆引线。⑤对于灌浆前没有安装传感器的，可在浆液终凝后安装上传感器，调好传感器的工作点，即可监测初始读数。3）基岩变位计①在坝基已开挖清理的基岩面上按设计位置测量放样，标记基岩变位计埋设点位。②在埋设点位垂直基岩面钻孔，将钻孔洗净，将组装好的基岩变位计的传递杆连接处用胶密封，用尼龙带逐段捆扎好，并对护管每隔1m用彩色胶带作出标志，然后缓缓送入孔内。对每个测点入孔情况作好记录。应安装灌浆管（管口距孔底1m）。安装运输时，支撑点间距应不小于2m，曲率半径不小于5m。③传递杆入孔后，固定传感器装置，并使其与孔口齐平，引出电缆和排气管。插入孔口灌浆管后用水泥砂浆密封孔口。④孔口水泥砂浆固化后，若检查正常，开始封孔灌浆。浆液灰砂比为1:1。水灰比为0.38～0.5。，确保最深测点锚头处浆液饱满，可结束灌浆。灌浆结束后应进行检测。4）混凝土与基岩间单向测缝计①在坝基已开挖清理的基岩面上按设计位置测量放样，标记测缝计埋设点位。②在埋设点位垂直基岩面钻孔（若遇软弱层必须移到完整的岩面上），带加长杆部分的孔径应大于φ45mm，孔深2m，在测缝计套筒安装部位扩孔至φ90mm以上，将钻孔洗净，孔内填满M25微膨胀水泥砂浆，将带有加长杆的套筒挤入孔中，用手水准控制筒口与孔口齐平。将套筒内填满棉纱，螺纹口涂上黄油，旋上筒盖。③混凝土浇至高于套筒高程20cm时，挖去捣实的混凝土，打开套筒盖，取出填塞棉纱，旋上测缝计，回填混凝土。④上部0.5m范围内混凝土浇筑时，仪器埋设部位混凝土须人工插钎捣实。5）混凝土与基岩间双向测缝计①垂直于缝面的一支单向测缝计，在缝面高程下部的先浇筑块埋设带有加长杆的测缝计套筒，套筒和缝面齐平，将套筒内填满棉纱，螺纹口涂上黄油，旋上筒盖。②混凝土浇至高出仪器埋设位置20cm95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告时，挖去捣实的混凝土，打开套筒盖，取出填塞棉纱，旋上测缝计，回填混凝土，人工插捣密实。③平行于缝面的另一支单向测缝计，在缝面高程下部的先浇筑块埋设带有钢板底座和加长杆的万向节，将两端带有加长杆的测缝计一端固定在缝面以下混凝土内的万向节上，另一端沿缝面牵引至另一埋设点处，固定于带有加长弯钩的万向节上，注意仪器保护。④待缝面以上混凝土浇筑时，将带有加长弯钩的万向节埋入混凝土内。1.1.1坝基应力仪器1)双轴岩石应力计①按设计要求钻孔，钻孔平直。②选用适当的PVC管作为模具，PVC管外径应能放入钻孔中，内径应能放入应力计。在PVC管内部涂抹少许润滑油便于凝固后混凝土柱的脱模。③将组装好的应力计放入PVC管内，其顶端应能使应力计顶端的接线盒以及连接定位杆的接头便于连接，在底部应使压力补偿管从底部伸出约100～150mm。④将PVC管底部封住，检查压力补偿管是否伸出约100～150mm，在管子标上标记，以确定应力计的位置。⑤将与埋设部位围岩弹模匹配的水泥浆注入PVC管，待其终凝后脱模取出。⑥用专用平头钳挤夹压力补偿管的末端并监测读数，当压力有明显增大的时停止压力补偿，使应力计感应面与混凝土接触良好。⑦将应力计通过送进杆送入埋置在钻孔内要求的深度，回填与围岩弹模匹配的水泥浆。2)锚杆应力计①在已焊接锚杆应力计的监测锚杆上安装排气管。②将组装检测合格后的锚杆应力计裹上胶带，缓慢地送入钻孔内，要确保锚杆应力计不产生弯曲，电缆和排气管不受损坏。引出电缆和排气管，插入孔口灌浆管，用水泥砂浆封闭孔口。③用二次仪表检测仪器的读数是否正常，检测合格后方可进行灌浆。水泥砂浆28天的抗压强度应不低于25MPa。灌至孔内停止吸浆时，持续10分钟，即可结束。④仪器埋设后应立即再次检测仪器的读数是否正常，在浆液终凝以前再检查一次，发现不正常时，应作补埋。3)混凝土与基岩间压应力计①在埋设位置清除破碎岩块并整平，形成30cm×30cm的平面。在每边中间钻一个深度大于10cm的孔，孔内填入砂浆，把一根短钢筋敲入孔内，待砂浆凝固后检查短钢筋是否牢固。②混凝土浇筑前，用水湿润已清理好的岩面，往上抹一层5cm95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告厚的M30水泥砂浆，把压应力计的承压面贴紧砂浆面，加压旋转使砂浆沿周边挤出。然后用铅丝把压应力计牢牢地固定在四周的锚筋上。③仪器埋设点周边混凝土浇筑时入仓应远离仪器，把捡除大于80mm粒径骨料的混凝土摊铺在仪器周围，以人工插钎方式振捣密实。在仪器周围1m范围内不得使用振捣器，以免损伤仪器和电缆或使仪器移位。④在仪器埋设和混凝土浇筑过程中用二次仪表连续测读、检测仪器，如发现测读异常即时查找原因并排除。4)渗压计①在基岩面凿一个40cm×20cm×20cm（长×宽×深）的坑，坑底填5cm厚砾石，5cm厚细砂。②把外包细砂和土工布的渗压计水平置入坑内，上面再铺10cm厚细砂，向坑内注入清水使细砂饱和。③在坑顶铺2cm厚干硬砂浆，凝结后方可在上面浇筑混凝土。坑顶一层混凝土以人工插钎捣实。1.1.1坝体温度仪器1)温度计①按设计文件测放点位。②在混凝土中埋设温度计时，为了减小冲击震动的影响，在仪器外部包一层绝缘胶布，测点处预埋两根φ12mm的插筋，在其上部焊一根φ12mm的水平向钢筋。把温度计用铅丝捆绑在水平钢筋上，电缆绕一个圈固定在引线支承架上引出。③温度计周围混凝土浇筑时，下料应距仪器1.5m以上，仪器周边1.0m范围内不得用振捣器。将剔除大于80mm粒径骨料的混凝土填筑在仪器周边并以人工插钎捣实。④坑顶第一层混凝土浇筑时以人工插钎捣实。⑤在温度计埋设及其周围混凝土浇筑过程中连续测读仪器，如测读出现异常立即找出原因并排除。2)光纤测温①光纤的一端（单端测量）或两端（双端回路）要留在外边，以备与尾纤熔接并接到DTS测温仪上。②出厂光缆应绕在卷盘上成捆供应，并在光缆上有激光烙印尺码标注，最小刻度单位为“1.0m”。在放线时必须使用放线器，严禁直接在仓面上拖拉光缆，以防光纤受拉导致光纤扭曲变形、破损、甚至折断，光缆周边严禁使用隔热材料。③在“S”形铺设或改变仓面时应保证光缆的弯曲半径不小于150mm。④探测光纤具有一定的抗压和抗拉强度，在上一层混凝土浇筑结束而在新一层混凝土尚未铺摊之前，在混凝土表面采用预留槽或挖槽方式埋设光纤再覆盖剔除带菱角粗骨料的混凝土，应避免仓内机器的履带直接作用在光纤上。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告⑤每一层按设计布置铺设，每层仓面铺设结束后可以将测温光纤引至上一层仓面连续铺设，如采用单通道DTS测温仪，每通道（回路）探测光纤的最大铺设长度不超过2000m。⑥光纤在敷设过程中应及时检查，如有破损或测值不正常应及时处理、更换。1.1.1坝体横缝仪器1)单向测缝计①按设计位置测量放样，标记测缝计埋设点位。②在先浇块混凝土中埋设点部位安装测缝计套筒，筒口与缝面齐平。将套筒盖用钉子通过盖上的二个钉孔固定在模板上，将套筒内填满棉纱，螺纹口涂上黄油，旋上筒盖。用三根铅丝将套筒栓紧在套筒周围的模板上，用红油漆画出明显标记，以便拆模时依油漆的痕迹寻找套筒位置。③后浇筑块混凝土浇至高出仪器埋设位置20cm时，挖去捣实的混凝土，打开套筒盖，取出填塞棉纱，旋上测缝计，回填混凝土，人工插捣密实。④为了使仪器能测出压缩变形，用三角架加马蹄形铁片支撑测缝计，控制埋设零点电阻比（由厂家提供），为了防止回填混凝土时使仪器受压，应预拉1毫米。⑤仪器埋设后进行检查测读，了解仪器工作是否正常，若测值与埋设前相差大于±20，需重新安装，若有损坏，及时更换。⑥若通往监测站的电缆须经过先浇块时，则须在预埋套筒的同时预埋电缆和仪器储藏箱，下底25cm×25cm，上底为15cm×15cm，高为20cm。⑦上部0.5m范围内混凝土浇筑时，仪器埋设部位混凝土须人工插钎捣实。2)横缝渗压计①把连接了电缆的渗压计透水石外用土工布包裹一团细砂扎紧，使细砂浸水饱和。②在渗压计埋设层面混凝土初凝后挖一个40cm×20cm×20cm（长×宽×深）的坑，坑底填入10cm厚的新鲜混凝土，把渗压计水平置入坑内，上面再铺10cm厚的新鲜混凝土并人工小心捣实。③在坑顶第一层混凝土浇筑时以人工插钎捣实。3)横缝压应力计①将先浇块混凝土中埋设位置打磨、整平，形成30cm×30cm的平面。在每边中间钻一个深度大于10cm的孔，孔内填入砂浆，把一根短钢筋敲入孔内，待砂浆凝固后检查短钢筋是否牢固。②在后浇块混凝土浇筑前，用水湿润已清理好的混凝土面，往上抹一层5cm厚的M30水泥砂浆，把压应力计的承压面贴紧砂浆面，加压旋转使砂浆沿周边挤出。然后用铅丝把压应力计牢牢地固定在四周的锚筋上。③仪器埋设点周边混凝土浇筑时入仓应远离仪器，把捡除大于80mm95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告粒径骨料的混凝土摊铺在仪器周围，以人工插钎方式振捣密实。在仪器周围1m范围内不得使用振捣器，以免损伤仪器和电缆或使仪器移位。④在仪器埋设和混凝土浇筑过程中用二次仪表连续测读、检测仪器，如发现测读异常即时查找原因并排除。1.1.1坝体应力应变仪器1)单向应变计①在坝踵、坝趾埋设点位的混凝土内放入应变计支座，将应变计置于支杆支座内，支杆方向和上下游坝面平行。②待支座内水泥砂浆终凝，应变计支杆埋设牢固后把仪器旋入支杆。③浇筑混凝土时用无底保护箱将埋设点围起来，箱内回填捡除大于80mm粒径粗骨料的浇筑混凝土，以插钎人工捣实，与箱外混凝土齐平上升直至仪器全部埋入。逐渐提升保护箱并最终取出。④埋设过程中连续测读仪器，如测读出现异常应即时查找原因并加以排除。2)应变计组①按设计要求，先测量放样，确定应变计的埋设位置，采用预埋锚杆固定支座位置和方向。在支座上安装支杆，调准支杆的方向，再将应变计固定在支杆上。所有应变计应严格控制方向，埋设仪器的角度误差应不超过1°。②仪器周围的混凝土回填时，要小心填筑。剔除混凝土中8cm以上的粗骨料，人工振捣密实。下料时应距仪器1.5m以上，振捣器与仪器距离大于振捣影响半径，不小于1m。且应设置无底保护木箱。埋设时应保持仪器的正确位置和方向，及时检查，发现问题要及时处理或更换仪器。③埋设过程中应进行现场维护，非工作人员不得进入埋设点5m半径范围以内。仪器埋好后，埋设部位应做明显标记，并留人看护。④应变计埋设后，应在仪器旁插上标记，继续浇筑混凝土时必须对仪器加以保护，防止振坏或移位，但振捣也不能太远，以免造成仪器附近积水，影响埋设质量及监测成果。⑤坑内仪器埋设过程中连续进行测读，如测读出现异常应即时查找原因并加以排除。⑥仪器埋设点如在浇筑层的底部，则在前一浇筑层预埋安装支座，当该层混凝土浇筑时用无底保护箱将埋设点围起来，同单向应变计一样的步骤进行埋设。⑦仪器埋设结束后应及时填写埋设考证表，向监理部门提交完工报告。1.1.2变形监测仪器1）正垂线系统（1）正垂孔施工正垂线所在坝段浇筑混凝土时，预埋φ400mm管壁厚度为6mm的钢管，作为保护管。每个浇筑层都对钢管中心坐标进行控制测量，实测坐标与设计坐标误差不超过2cm。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告（2）正垂装置安装正垂观测装置设备由垂线悬挂装置、垂线、重锤、阻尼油桶和观测台组成。为了使垂线设置在垂孔中的最佳位置处，发挥正垂线系统的最大效用，安装好正垂线垂线悬挂装置是十分重要的工作。安装前应认真做好准备工作。①检查正垂孔的有效孔径。在安装正垂装置前，应通过监理向正垂孔施工单位的监理索取终孔验收资料，特别是孔斜测量资料和最终有效孔径的评价。有必要时应会同监理进行再次复核，正垂孔的有效孔径达到设计要求时，方可进行正垂线系统装置的安装施工，如果有问题，及时报告监理寻求解决的办法，定论后按监理指示进行后续施工。②安装位置确定。根据通过监理获取的成孔资料或者复测的资料，给出垂线保护管（孔）各高程的孔心坐标作图（其步骤同倒垂线），各圆共同组成的部分（阴影部分）即为有效孔段。根据此阴影部分即可确定其内切圆中心即为正垂线悬挂装置埋设的最佳位置（为了保证必要的测量范围，要求垂线钢丝距保护管壁任何一点均应大于200毫米）。③线体预装。根据选定的最优位置，把钢丝在园形木板上的小孔中通过，用“倒垂法”悬挂钢丝，检查垂线钢丝位置是否符合要求。应在不锈钢丝上相应于孔口标记处做出记号。④正垂线装置安装。在坝顶预埋固定垂线的部件，待预埋件固定并具有一定强度后，用夹线装置将垂线固定在悬挂装置上。⑤垂线穿过各层廊道观测间内，在观测间内衔接，垂线下端吊重锤，并将重锤放入油桶内。⑥根据垂线位置进行观测墩的放样、立模、浇筑观测墩，并在顶部预留二期混凝土，以便安装强制对中底盘，底盘对中误差不大于0.1mm。⑦注意事项：安装钢丝、重锤、油桶组及建观测支架。正垂线测线采用不锈铟瓦丝，其直径应保证极限拉力大于重锤重量的2倍。在正垂钻孔完成及保护套管（视实际情况确定是否加垂线保护管）施工完成，并经验收合格后，才可以进行正垂观测设备的安装工作。安装完成后要做线体实验，检查自由度，线体自由，并具有设计的量程时，说明安装成功。2）倒垂线系统（1）造孔施工工方案见后面的4.5节。（2）保护管（套管）的埋设保护管采用φ168mm管壁6mm厚的无缝钢管。保护管（套管）每隔3m～8m焊接4个大小不同的U形钢筋，组成断面的扶正环。保护管应保持平直，底部加以焊封。底部以上0.5m95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告范围内，内壁应加工为粗糙面，以便用水泥浆固结锚块。保护管采用丝口连接，接头处应精细加工，保证连接后整个保护管的平直度，安装保护管时全部丝口联接缝用防渗漏材料密封。下保护管前，可在钻孔底部先放入水泥砂浆（高于孔底约0.5m）。保护管下到孔底后略提高，但不得提出水泥砂浆面，并用钻机或千斤顶进行固定。然后准确测定保护管的偏斜值，若偏斜过大，应加以调整，直到满足设计要求，方可用M15水泥砂浆固结。待水泥砂浆凝固后，拆除固定保护管的钻机或千斤顶。（3）倒垂线的埋设倒垂线锚块的埋设及垂线安装：①根据垂线保护管各高程的偏心值作图。其步骤如下:A、取一页白纸、确定x和y轴，座标原点为保护管“孔口”高程处的中心位置。B、把保护管中心各高程测点的座标标在该白纸上。以同样的比例尺（如1:1）以各高程的中心位置为同心、保护管相应的半径值为半径作园。②各园共同组成的部分（阴影部分）即为有效孔段。根据此阴影部分即可确定倒垂线锚块埋设的最佳位置。为了保证必要的测量范围，要求垂线钢丝距保护管壁任何一点均应大于50毫米。③在埋设施工时，可按保护管口大小制作一木园板。过园心划x、y轴，并把设计的锚块位置在木板上标出，钻一小孔，以备安装时应用。④根据选定的最优位置，把钢丝在园形木板上的小孔中通过，先将锚块试放一次，检查锚块位置是否符合要求。当锚块放至孔底时，应在不锈钢丝上相应于孔口标记处做出记号，以便埋设时，判断锚块是否达到孔底。⑤锚块埋设前，须对钢丝与锚块连接处，进行拉力试验，经试验钢丝断了，但连接处未断未脱，即符合要求。⑥埋设锚块时采用放浆筒法。水泥砂浆用1:1，水泥标号525#。其稠度以能顺利放浆为准。数量以将锚块埋入为限。⑦锚块埋设时，依据保护管的内径及锚杆的长度准确计算所需的砂浆量，使锚块沉入砂浆后垂线与锚块杆的连接部露出砂浆以上3-5cm，严格按设计规定的砂浆混合比拌浆，控制好砂浆量，用灌浆桶快速将砂浆送入孔底。调整锚块上定位杆的直径使其小于有效孔径2mm，用垂线将锚块送入孔底沉入砂浆后再提起距孔底10cm，并用专用夹具将钢丝固定在孔口标识出的有效孔心的位置使锚块归心，并将孔口保护以防杂物掉入。终凝7天以上后，拆除专用夹具，并用1/3的浮力张拉倒垂线，线体稳定自由后检查测试线体的位置，确认是否满足设计要求。终凝21天以上后安装好倒垂浮体组。做线体实验，检查自由度。（4）浮体组的安装倒垂锚块埋设五天后，可进行浮体组的安装。浮体安装时主要注意以下几点:A．油箱应水平，浮体位于油箱正中，并保持平衡。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告B．浮体组件安装时，应使浮子水平、连杆垂直，浮子应位于浮桶中心，处于自由状态。应使整个浮子没入液体中，但不可触及浮桶底部C．将浮体移动后，能恢复到原来的位置，经检查测试，其复位精度，在x、y两方向上均应不超过0.1毫米。D．油箱加盖后，浮体能自由移动，并满足测试精度要求。（5）观测墩修建在距离倒垂孔25～30cm的合适位置建倒垂线观测墩，墩面与倒垂线保护管管口齐平。在墩面上用二期混凝土埋设垂线坐标仪的基座底板。（6）垂线坐标仪安装结构及原理：RZ型双向垂线座标仪是由测量部件、标定部件、档水部件及屏蔽罩组成，测量信号由电缆引出。如右图所示。RZ型电容式垂线坐标仪安装示意图仪器采用差动电容感应原理非接触的比率测量方式。如图所示在垂线上固定了一个中间极板，在测点上仪器内分别有一组上下游向的极板1、2和左右岸向的极板3、4，每组极板与中间极组成差动电容感应部件，当线体与测点之间发生相对变位时则两组极板与中间板间的电容比值会相应变化，分别测量二组电容比变化即可测出测点相对于垂线体的水平位移变化量。安装、调试方法：①根据设计图纸施工仪器安装观测墩；②将仪器支架安装到位（倒垂线观测台）。安装过程中应仔细检查仪器支架的安装位置及安装方向是否满足设计要求，并用水准尺检查仪器支架是否水平；③用螺栓将坐标仪固定在支架上。安装应根据季节适当调整，将坐标仪安装在最佳位置；④按照电缆连接约定连接坐标仪电缆，将电缆芯线与坐标仪焊接；⑤将电缆引入集线箱或者数据采集单元单元（由于自动化系统没有招标，本项工作暂时无法施工）。电缆头标记必须醒目、牢固，防止牵引过程中脱落或损坏；说明：为了便于计算，垂线座标仪的测值方向应与《规范》一致，即坝体向下位移为正，坝体向左位移为正。另外，影响垂线精度的主要因素是气流，为了减小气流引起的钢丝振动，正垂线体应加防风保护管。根据小湾现场情况，垂线观测房拱顶到仪器距离6米左右，本段钢丝不能裸露，应加防风保护管及排水（垂线管冷凝水）装置。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告3）双金属管标（1）造孔施工工方案见后面的4.5节。（2）保护管（套管）的埋设①保护管采用φ168mm管壁6mm厚的无缝钢管。保护管（套管）每隔3m～8m焊接4个大小不同的U形钢筋，组成断面的扶正环。②保护管应保持平直，底部加以焊封。保护管采用丝口连接，接头处应精细加工，保证连接后整个保护管的平直度，安装保护管时全部丝口联接缝用防渗漏材料密封。③下保护管前，可在钻孔底部先放入水泥砂浆（高于孔底约1.0m）。保护管下到孔底后略提高，但不得提出水泥砂浆面，并用钻机或千斤顶进行固定。④然后准确测定保护管的偏斜值，若偏斜过大，应加以调整，直到满足设计要求，方可用M15水泥砂浆固结。待水泥砂浆凝固后，拆除固定保护管的钻机或千斤顶。（3）双金属标的安装安装过程如下：①安装前首先把孔内积水排干；②用测绳等测量工具测量真实的孔深，并与施工资料比较确认是否一致，不一致的安装时要注意深度误差，以便在安装时进行调整；③安装前首先检查双管、配件是否齐全，检查后在地面上进行地面预安装。在进行预安装时以实际孔深比较，根据规范要求确定好需要几根管子，预安装合格后对双管进行编号，编号用油性记号笔。④根据规范要求计算好锚固双管的灌浆体积（锚固高度为100cm）⑤安装施工支架。支架安装高度要求以方便施工为准，能够方便进行管子的安装拆卸及固定，强度要求能足够承受双管的总重量。⑥施工人员及施工工具准备。安装前首先进行人员安排，明确分工。并准备好必要的安装工具，灌浆工具、管钳、卡子等。⑦进行安装。首先进行灌浆，根据原来计算的灌浆体积进行灌浆。⑧双标管安装。安装时应保证管接头连接紧固。双金属管外侧应设钢保护管。为固定双金属管在钢保护管内的位置，每隔2m设置一个厚25mm的橡胶环，钢心管和铝心管从其中穿过，橡胶环的大小应保证心管不晃动。⑨安装到设计高程后固定，等水泥砂浆强度达到要求后拆除固定卡即可。口进行必要的保护。注意事项：①安装前确保双标保护管的有效孔径达到安装要求。②安装时注意保护钢管、铝管的丝口。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告RW型电容式双金属管标仪安装示意图4)引张线系统（1)安装方法埋设、安装要求①依据观测设计而设的测点部位，安装相应的设备。②端点、测点埋设时需在先期的混凝土上插筋，处理接面，使端点的混凝土墩完全反映该点的状况。③张紧端夹线装置的V型定位槽中心线，要求与引张线方向一致，且V型槽的水平高程应略高于滑轮顶端。同理，固定端固线装置中固线头的中心线必须与引张线的方向一致。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告④测点部分的埋设必须可靠，能准确反映测点的变位。并且尽可能使测点在同一高程上，高程误差在±5mm之内。如用人工比测装置，则要求测量标尺必须水平并且垂直于引张线方向。⑤测点、端点及线体均考虑保护设施。线体保护管相邻两管用管箍或法兰连接，测点保护与管道之间连接考虑防风。⑥遥测引张线系统电缆采用钢管保护。⑦由于引张线测点位于闸墩顶点处,线体及电缆保护管悬空，因此需考虑采用桥架进行支撑。（2）埋设、安装步骤①先放出端点，测点及管道支架的平面位置，并测出其相对高差，以便按设计尺寸埋设时调整部件的高度。②根据现场情况安装引张线支撑桥架。③用风钻或人工打孔予埋测点的插筋，再埋设安装各测点保护箱底板。要求底板保持水平。测点保护箱安装示意图如图。④埋设固定端、张紧端的混凝土墩及埋设件，保证端点部件的底板水平。⑤安装保护管道及端点的保护箱。⑥放线并将各测点遥测引张线仪的中间极穿在线上，将钢丝张紧，在浮箱中加“SG”溶液，使浮体托起至设计高程。⑦调整安装光学比测装置，保证测尺水平且与引张线垂直。调整标尺的高程，使线体到标尺面之间的距离在1～1.5mm之间。⑧检查线体在测量范围内是否完全自由：在某点线体人为给定一位移，分别测读各测点读数，并记录。最后放弃使线体自由并记录各测读数，重复三次。分析观测数据判断线体是否自由，若不自由需排查处理，使线体自由。（3）RY型电容式引张线仪的安装方法①将仪器安装到位。安装过程中应仔细检查仪器支架的安装位置及安装方向是否满足设计要求，并用水准尺检查仪器支架是否水平；②用螺栓将坐标仪固定在支架上。了解测点以往的测值变化规律，对于测值变化较大的测点，应根据安装季节适当调整，将坐标仪安装在最佳位置；③按照电缆连接约定连接坐标仪电缆，将电缆芯线与坐标仪焊接；95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告④将电缆引入测量控制单元。电缆放入钢保护管内，保护管之间攻丝套扣连接。⑤电缆头标记必须醒目、牢固，防止牵引过程中脱落或损坏；⑥人工给定位移，利用百分表人工读数，同时自动化测读，现场检查坐标仪灵敏度系数，电缆接线是否准确无误；⑦仪器安装完成后，对线体进行复位实验，核实线体是否自由。静力水准安装底板安装示意图说明：引张线挂重端有两种类型：导向、不导向。所谓导向，就是通过一个导向滑轮使挂重端改变方向，不导向就是不改变挂重端方向。选用何种挂重端对钢丝拉力（张紧力）没有影响，仅与重锤的重量、钢丝的粗细、长短有关，一般根据现场情况进行选择。本工程暂时选用导向的挂重端，如有变更，提前上报监理、设计。4)静力水准仪（1)安装方法①利用水准仪等仪器，依据设计位置现场施工放样；浇筑水准仪安装墩并按设计要求在测点预埋螺杆、预埋静力水准仪安装底板。②待水准仪安装墩凝固后，复测检查静力水准仪底板必须安装牢固、水平，同一条静力水准各测点之间安装底板的安装高差不得大于3mm。③安装静力水准仪。将仪器主体安装在测墩钢板上，用水准器在主体顶盖表面垂直交替放置，调节螺杆螺丝使仪器表面水平及高程满足要求。④预先用水冲洗仪器主体容器及塑料连通管。将静力水准管路与各测点仪器连通，要求连接处稳固、密封，不易脱落及漏液；加入静力水准专用液体。加液时应从一端开始，匀速加液，同时排出管路中的气泡。⑤95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告加液后，将浮子放入主体容器中，并将装有电容式传感器的上盖板装在主体容器上。⑥将仪器电缆按设计要求引入规定的位置或者接入安装在现场的测量控制单元，并开始进行人工测量或者自动化测量；⑦在初测过程中要注意检查管路中是否有气泡，接头处是否漏液；检查自动化采集数据是否稳定并与工程实际相一致。（2）静力水准仪的现场安装埋设施工将依据以下方法进行：①在现有的静力水准测点墩上,安装上静力水准仪底板，底板必须安装牢固、水平，同一条静力水准各测点之间安装底板的安装高差不得大于5mm。静力水准仪安装底板施工图如右图所示；②用螺栓将静力水准仪固定在安装底板上，仪器安装也需水平；③将静力水准管路与各测点仪器连通，要求连接处稳固、密封，不易脱落及漏液；④加入静力水准专用液体。加液时应从一端开始，匀速加液，同时排出管路中的气泡；⑤加液后，将浮子放入主体容器中，然后对仪器初始位置进行调整，之后将装有电容式传感器的上盖板装在主体容器上；⑥检查管路中是否有气泡，接头处是否漏液；⑦等自动化系统招标后，由中标单位施工单位将仪器电缆接入测量控制单元DAU内，并开始自动化测量；检查自动化采集数据是否稳定并与工程实际相一致。5)铟钢丝水平位移计根据合同文件，小湾大坝基础廊道及灌浆平硐内布置有16条铟钢丝水平位移计测线，共有78个位移测点。设计利用铟钢丝水平位移计监测各测点处的水平位移。铟钢丝水平位移计适用于区域较大一个范围的变位测量，利用铟钢丝受温度等因素影响变形很小的特点，在其中起到位移传递的作用。安装施工的主要步骤如下：①按照设计要求，在现场进行放样，标记出被测点、测量锚固点的位置；②在被测点、测量锚固点埋设锚固件，修建观测墩、挂重架等；③将铟钢丝按设计的长度下料，下料时考虑留有一定长度的余量；④通过夹线装置将按长度下好的铟钢丝固定在测点的测线固定件上；⑤用放线器顺势将铟钢丝平直地放线至测量墩挂重端，并可靠与挂重盘连接；⑥在观测墩上安装位移计主体，将位移计测头调整到位移计的初始位置后与铟钢丝用专用夹线装置固定。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告铟钢丝位移计安装示意图1.1监测电缆保护方案措施拱坝坝基和混凝土内布置了多点位移计、滑动测微计、岩石应力计、锚杆应力计、渗压计、温度计、应变计、测压管、测缝计、压应力计以及光缆等众多仪器，数量多，布置密度高、而施工面狭窄，坝基固结灌浆和帷幕灌浆孔间、排距小，与大量监测仪器电缆高度交叉，极易造成仪器损坏，为确保仪器成活率，对电缆走线布置方案作了精密设计、精心施工和精细管理。1.1.1监测电缆走线布置原则（1）监测电缆走线避开灌浆孔，在坝基固结灌浆施工作面高程以下的监测电缆，必须以监测孔（点）为单位，垂直向上牵引至坝基固结灌浆高程以上，经坝基固结灌浆后，沿坝体径向水平牵引至廊道或监测间；（2）横缝监测仪器电缆，沿距横缝30cm汇总后，垂直向上引至监测间高程后，顺横缝边缘和廊道边缘引入监测间；（3）跨横缝的监测电缆采用穿管保护，要求电缆留有伸缩余地，以防伸缩变形损坏电缆；（4）除测温光纤外，在帷幕灌浆廊道下方，应尽量避免布设仪器电缆，以防灌浆孔损坏电缆。1.1.2监测电缆保护技术措施（1）依据设计规划要求，分坝段分部位绘制电缆走线布置方案图，报监理人审批；（2）紧跟施工进度，严格按电缆走线布置方案牵引保护电缆，并按以下要求精细施工：①监测电缆在平面内牵引走线时，采用挖槽（沟）埋设的方法进行保护，电缆应大于埋深15cm95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告；电缆垂直向上牵引时，采用镀锌管或钢筋支承架进行牵引保护，跨缝管段应有伸缩管，以免因保护管伸缩而造成局部混凝土开裂。在后浇块浇至电缆过缝处前，将电缆穿钢管，该钢管长50cm，直径比先浇块内的钢管小20mm，再将其插入先浇块钢管内约10cm，用油麻丝填塞两钢管间的缝隙和钢管的另一端，其内的电缆也应适当弯曲地放置，用钢筋将该钢管支撑好，便可浇混凝土将钢管覆盖。施工中应注意油麻丝填塞的质量，以保证混凝土浇筑过程中，水泥浆液不会进入钢管中。；②电缆走线附近1.5m范围内严禁钻孔施工和振捣器振捣，电缆埋设时剔除混凝土中的粗骨料，以防电缆损伤；③沿电缆走线周边设置醒目标记，画出禁止施工、钻孔的范围，并通知监理和施工人员注意保护；④密切保持与监理和施工单位的联系和配合，实行混凝土施工和灌浆施工的会签制度，安排有经验的专业技术人员负责监测电缆的保护工作，加强现场巡视，实行24小时现场巡视检查值班制度，特别是混凝土浇筑和灌浆施工过程中的检查，发现异常情况及时报告监理，由监理进行协调。⑤加强与监理和土建施工方的联系，熟悉施工工艺和施工进度，严格执行跟仓制和开仓会签制，杜绝因施工原因损坏仪器及监测电缆。（3）在各个坝段、每个高程监测电缆水平牵引后，在坝基固结灌浆施工前，均及时实测监测仪器及电缆走线拐点的实际坐标，绘制详细实际电缆走线竣工图报监理和土建施工单位，同时，在现场绘制醒目标志和禁止钻孔范围，以防固结灌施工损坏电缆和仪器，及时将监测电缆走线情况反馈给有关方面。1.1正倒垂及双金属标钻孔质量控制1.1.1机械设备（1）正倒垂孔的施工钻机采用地质工程钻机，并再自行改造成倒垂孔施工的专用钻机，钻杆的加工工艺也是与一般的地质钻杆不一样，它的直度、丝扣的配合精度也比一般地质钻机的要求高得多。（2）为防止孔的偏斜必须针对不同的工程及不同地质条件采用不同的扶正器。同时配备BW250/50泥浆泵或潜水泵供水，保证钻孔内的钻头冷却和排碴用水量。1.1.2钻孔方法（1）按设计文件规定的孔位、孔径和孔深钻孔，钻孔施工放样位置与设计孔位坐标偏差不大于20mm；孔口3m埋设导向管，导向管必须调整垂直，其倾斜度应小于0.1%，孔口导向管中心与设计坐标偏差不得超过5mm，并用混凝土加以固结。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告（2）在钻孔位置用混凝土浇筑钻机底盘，预埋紧固螺栓，钻机应安装在混凝土支墩上，活动机架应能沿孔位坐标水平移动，使钻机立轴和钻孔中心点在同一垂线上，竖轴偏斜不大于0.1mm/m，再将钻机用地脚螺栓紧固。（3）钻塔顶部天车前沿、立轴中心和孔口中心三点必须呈垂线，钻塔四脚必须用螺栓紧固在钻机混凝土支墩上。（4）钻具上部应安装导向环，导向环外径小于导向管内径2mm～4mm。孔深0m～20m每钻进1m必须测量孔斜一次；孔深超过20m，每钻进1.50m～2.00m测量孔斜一次。一般采用倒垂浮体组配合弹性置中器进行，测量误差为±2mm，发现孔斜超限应及时进行纠偏。（5）钻孔终孔后，清除孔底残留，磨平孔底，冲洗钻孔；自上而下每隔2m逐段测量孔斜，并作出钻孔投影图、钻孔柱状图，原始资料。对不符合要求的孔段进行处理直至合格。1.1.1正倒垂孔的测斜方法（1）采用倒垂浮体组配合弹性置中器的测斜方法，即浮体法加浮子和水箱，由于浮子在水箱中产生浮力，可使垂线总是处于铅直方向，若浮子偏离铅直线，浮体受浮力的影响，必有其反力使之恢复在铅直位置。1.1.2正倒垂孔的有效孔径：（1）终孔有效孔径（即最小垂直净空）不得小于175mm。（2）保护管有效孔径（即最小垂直净空）不得小于110mm。1.1.3防斜措施在钻进过程中，安装专门设计加工特殊的钻杆和扶正器，配合适用于岩石的金刚石钻头参数组成专用钻具进行钻进。施工过程中严格按照所规定的防斜措施和方法进行，以防斜为主精心操作，每进尺1.0~2.0m测斜一次，随时掌握孔内情况，偏斜度超过规定值必须进行纠斜。1.1.4保护管的埋设安装（1）保护管采用外径φ168mm，厚6mm的无缝钢管，钢管的圆柱度允许差小于±0.5mm，加工前的弯曲度每1m应小于1mm；保护管采用公母螺纹连接，两端连接螺纹加工不得有裂纹、损伤，螺纹部分应涂丝扣油，连接后同轴度要好，不松动、不漏水，保护管内壁应除锈，涂防锈漆；保护管下入钻孔前，应在地面连接、调整、编号，并做好记录。（2）保护管（套管）每隔3m～8m焊接4个大小不同的U型钢筋，组成断面的扶正环，以保证保护管的垂直。（3）保护管内壁应清洗除锈，涂防锈漆。保护管管底0.5m的内壁加工成粗糙面，以便水泥砂浆固结锚块，管底焊封，以防漏水。（4）宜采用M15水泥砂浆，二次回填固定。下保护管前在钻孔底部先注入少量水泥浆，高出孔底约0.5m95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告。保护管下到孔底后略为提起，但不能拔出水泥浆面，并用钻机或千斤顶固定，检测并调整保护管的偏斜度，直至满足设计要求。1.1.1回填灌浆质量控制措施（1）依据设计技术要求，选择符合要求的回填灌浆的材料。（2）按设计和规范要求，对材料进行抽检、送检，合格后才投入使用。（3）按设计要求对回填灌浆进行试配比，并在施工中严格按配比操作，保证其强度等符合要求。（4）所选择的回填灌浆设备和机具满足设计技术要求和规范要求。（5）回填灌浆的计量器具，如压力表、流量表、密度计等，定期进行校验检定，保证量值准确。1.2拱坝安全监测数据管理分析系统1.2.1系统简介施工期的监测成果对保证施工质量及确定首次蓄水的初始值具有决定性作用，小湾拱坝监测仪器数量大，种类多，没有一套完备高效的数据整编分析系统无法完成如此大的工作量。目前，项目部已建立了一套数据库管理系统并已投入运行。本系统可以准确、方便、快捷地将大量的监测数据管理起来，对工程人员本身计算机操作与编程的熟练程度的要求较低，从而将工程人员从繁杂的、冗余的日常数据管理的工作中解脱出来。此外，较专业的工程人员也可以对通过此系统对施工期数据进行快速简单的分析，得到定性和定量的分析成果，反馈设计和施工。监测数据管理系统是基于WindowsXP操作系统，后台数据库为SQLServer2000，开发平台是PowerBuilder8.0。本监测系统属小型局域网，可以并入现有其它局域网。局域网内部通过集线器/交换机连接，采用TCP/IP数据通信协议。由于监测信息采集系统属手工或半自动化采集，与本监测系统的接口由人工完成。局域网内部可多用户共享数据库并可同时进行数据库操作。1.2.2数据库设计基于小湾拱坝监测项目和仪器类型进行逻辑设计，主要包括（1）系统信息表，包括用户权限、日志等；（2）静态特征信息表，包括建筑物、分部工程、监测项目、仪器安装埋设等信息；仪器安装埋设信息按照仪器类型分别建表。（3）原始测值数据表，按照仪器类型分别建表；（4）整编测值数据表，按照仪器类型分别建表；（5）其它信息表，如施工过程信息、巡视检查信息等。数据库采用MicrosoftSQLServer2000大型数据库，物理设计可以满足目前多用户共享使用。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告1.1.1系统功能数据管理分析系统的功能结构见下图4.6-1。（1）系统管理，主要包括用户管理、数据库管理、系统日志管理；（2）静态信息管理，工程的一些静态信息，包括工程概况、分部工程、计算公式、考证表及工程文档、CAD图纸等的管理。监测人员可以根据工程进度增加有关信息，也可以随时进行编辑、修改。（3）监测信息管理，原始数据入库、原始数据整编计算、数据查询和人工巡视数据管理。图4.6-1小湾拱坝施工期监测数据管理分析系统结构图（4）报表管理，括周报、月报和时段报表。都是根据常用的报表的形式形成的。特殊报表可以在导出报表基础上进行修改。（5）图形绘制，可以根据数据库中的数据进行简单的过程曲线和速率曲线绘制，作为报表附图。（6）综合过程线分析，多个监测物理量、多个测点的过程线检查及各类输出。同时具有对测值的误差处理、回归分析、特征量统计等多种功能，回归分析中能根据拱坝是否挡水选择是否采用水位因子。（7）监测量相关分析，可以对施工期任意两个监测量进行相关分析。（8）内部仪器计算分析，专用于观测结果中含有温度测值的内部观测仪器的过程线分析及输出，具有综合过程线分析计算功能。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告（9）应变计（组）计算分析，包括无应力计、单项应变计、应变计组分析，应变计组分析有包括弹模、徐变资料拟合、徐变应力计算以及应力回归分析，如图4.6－2所示。。图4.6-2应变计组分析计算显示图（10）施工期统计模型分析，提供施工期特点使用回归因子进行快速弹点统计模型建立，得出定性和定量的分析结果。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告1.1施工期监测及资料信息反馈1.1.1施工期监测（1）监测仪器埋入混凝土后立即进行监测，按埋设初期监测和施工期监测的要求进行，监测频次严格按表4.7-1的要求进行。（2）在测点周边区域进行灌浆作业前后，则增加2次以上监测。（3）施工期温度监测，在一期冷却、中间冷却、二期冷却期间的监测频次按照表4.7-1的要求执行。表4.7-1各监测项目监测频次表监测项目仪器埋设后的时段埋设初期测次施工期测次巡视检查1次～2次/周变形监测24小时内4次/天1次/旬1天～5天1次/天5天～15天1次/天～1次/3天15天～1个月1次/3天～1次/5天渗流监测24小时内4次/天1次/旬1天～5天1次/天5天～15天1次/天～1次/3天15天～1个月1次/3天～1次/5天应力应变监测24小时内4次/天1次/旬1天～5天1次/天5天～15天1次/天～1次/3天15天～1个月1次/3天～1次/5天接缝和裂缝变化24小时内4次/天1次/周1天～5天1次/天5天～15天1次/天～1次/3天15天～1个月1次/3天～1次/5天温度监测一冷1次/4h1次/旬中冷1次/天二冷1次/4h（4）在接缝灌浆开始前，处于该灌区内的测缝计测读一次，灌浆开始后，每10分钟测读一次，如果变形有异常出现，则每5分钟测读一次，灌浆结束后5分钟内再测读一次，本灌区灌浆全部结束后，按每周测读一次。（5）在压水检查诱导缝时间段内，同时监测诱导缝在压水检查过程中，缝面渗透压力和缝面张开情况。监测时段为：各项准备工作完成开始加压前、加压至15min、加压至30min、结束加压5min内，共4次,可根据现场压水检查的加载步骤进行调整。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告（6）为监测1#、2#放空底孔下游闸墩主锚索内锚段的受力情况，在锚索张拉期间、锁定后2个月内，在张拉期间按照分级张拉情况进行每级荷载下测读，锁定后7天内测读频次为1次/天，之后～2个月内测读频次为1次/周。1.1.1监测资料信息反馈施工期的监测的反馈主要通过简报、日报、周报、月报、年报、专题报告和施工现场的信息公示牌进行反馈。施工现场的信息公示牌按每天2次将当天的温度、降雨量和湿度进行公示。至2008年9月底，安全监测共出各类监测报告717份，见表4.7-2。表4.7-2已提交监测报告统计表类别报告名称报告数量（份）合计（份）2005年2006年2007年2008年日报小湾气象监测日报　6　　6温度计监测日报　　　103103简报大坝安全监测简报9297247二期冷却接缝灌浆温度及横（裂）缝观测简报　3010341174通知单横缝观测数据通知单　2014　34周报温控信息周报2414　47大坝监测周报（主体工程周报）11515230144质量周报　　　3030月报大坝监测月报41212836质量月报41212836安全伤亡事故月报表41212836年报大坝安全监测年度报告111　3年度质量工作总结报告1　　　1专题报告电力建设工程质量监督总站第三次现场巡视《大坝监测自查报告》1　　　1第八次设计顾问组会议专题报告《大坝安全监测成果分析报告》　1　　1小湾水电工程质量监督总站第四次现场巡视《安全监测报告》　11　2电力建设工程质量监督总站第四次现场巡视《安全监测报告》　1　　1电力建设工程质量监督总站第五次现场巡视《安全监测报告》　　1　1云南澜沧江小湾水电站《安全监测报告》　1　　　大坝混凝土温度监测阶段成果报告　1　　1水垫塘混凝土温度及应变试验观测报告　11　2大坝混凝土闷水测温监测成果报告　1　　1大坝安全监测阶段总结报告　　1　1澜沧江流域水电工程质量检查组第二次质量检查《安全监测报告》　　1　1诱导缝压水检查监测资料分析报告　　1　1大坝混凝土温度、应力应变监测成果报告　　1　195“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告小湾拱坝EL.1048.5～EL.1059.5横缝接缝灌浆监测成果专题分析　　　11EL.1010～EL.1100m坝体监测成果　　　11澜沧江流域水电工程质量检查组第三次质量检查《安全监测报告》　　　11合计372212242337141.1仪器初始读数选取滑动测微计：在导管与环形测量标芯埋设灌浆一周左右，浆体已具有一定的强度，即可测量初始值读数。多点位移计：在灌浆终凝后24小时以上的测值可作为初始值读数，并应取三次连续读数差小于1%F.S时平均值作为基准值。基岩变位计：在灌浆终凝后24小时以上的测值可作为初始值读数，并应取三次连续读数差小于1%F.S时平均值作为基准值。测缝计：在安装调试后立即开始测读，取混凝土终凝时的测值为初始值读数。双轴岩石应力计：在灌浆终凝后24小时以上即可测初始值读数。压应力计：在安装调试后立即开始测读，取混凝土终凝时的测值为初始值读数。锚杆应力计：取水泥砂浆终凝后，锚杆和锚杆应力计能够跟随其周围水泥砂浆变形时的测值作为初始值读数，一般取24小时后的测值。渗压计：取在安装前浸泡在水中时的测值作为初始值。双向测缝计：取混凝土或水泥砂浆终凝时的测值为初始值读数，一般取24小时后的测值。单向应变计：在浇筑混凝土达到最高温升前每天测读4次，一般取24小时后的测值应变计组：在浇筑混凝土达到最高温升前每天测读4次，一般取24小时后的测值，同一组的各支应变计的初始值取同一时间的测值，且要求在温度、应变测值方面，应变计组要满足点温度、点应力条件，点温度条件是指同一组内各支仪器的温度测值应在一定范围内基本一致；点应力条件主要是指在同一平面内的四支应变计应变应平衡。1.2大坝监测精度分析1.2.1监测仪器的可靠性1.2.1.1误差产生原因分析95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告监测仪器性能稳定、工作可靠是保证监测成果可靠性的重要前提，因此对于监测仪器电缆，我们从仪器选型、率定检验、电缆联接、安装埋设和保护等每一道工序均严格控制。监测仪器产生误差的原因有以下几类：（1）仪器工作性能的稳定性；（2）仪器力学参数的准确度；（3）仪器适应环境的能力；（4）仪器与周围介质的匹配；（5）传输电缆的影响；（6）安装埋设的质量；（7）读数仪表的误差；针对各类误差我们采取的措施如下：1）仪器工作性能的稳定性监测仪器安装在大坝混凝土后，是不可更换的，要保证能长期正常工作，必须选用质量可靠、经过工程实际应用过的可靠的产品。目前用于小湾大坝的内部观测仪器，除少部份是选用较先进的进口仪器外，大部份是选用南京电力自动化设备总厂和南瑞集团公司生产的较成熟的差动电阻式仪器。我国从50年代开始研制差阻式仪器，60年代开始批量生产并用于工程；通过近半个世纪的努力，突破了很多技术难关，现在国产差阻式仪器的品种和性能不仅完全可以取代进口产品，并创新了多个新品种，满足了我国水利、水电、交通等有关工程建设的需要，在大坝和岩土工程中的应用尤为突出，迄今已供应全国约18万台（支），几乎覆盖了全国所有大中型水利水电工程。经国内众多水利工程使用情况表明，差阻式仪器具有长期稳定性好、测值稳定，能够兼测温度，同时测量仪表轻便准确等优点，南京电力自动化设备总厂和南瑞集团公司又是国内生产差阻式仪器最早、技术力量最强的企业。所以，小湾大坝所用的差阻式仪器的工作稳定性是能够保证的。2）仪器力学参数的准确度目前小湾大坝所用的监测仪器均属于电测类仪器（光纤测温、三维激光准直系统除外），既采用非电量电测技术，通过传感元件将所要获得的变形、应力、温度等参数转换为电量（电阻、电压、电容等），仪器出厂时已率定出物理参数与电量的关系，通常是给出一个灵敏度（或最小读数）。观测时通过测读传感器元件的电量值，使用灵敏度（或最小读数）换算出被测物理量来。在这过程中，由于物理量与电量是有直接关系的，电量的反映误差很小，可以忽略不计；而使用电量换算过程中则存在一定误差。首先所使用的灵敏度（或最小读数）是一个定值，是经过回归计算得出，而任何材料均有一定的非线性，如应力材料的许用应力通常取材料屈服极限的1/3，以保证在材料线性段工作。所以计算出的灵敏度（或最小读数）存在着端基线性度误差α1、非直线度误差α2、重复度误差α3和最小读数误差αi；对于电阻类仪器还有温度影响误差αt等。各误差影响的最大值为：α1=2%、α2=1%、α3=1%、αi=3%、αt=1%（估计）。则仪器本身的综合误差α约为：95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告可见，监测仪器可能存在的最大综合误差约在4%以内；经初步统计，目前小湾大坝所用的大部分仪器的综合误差应在2%以内。为提高仪器的准确度，选购仪器时，除要求生产厂家具有生产计量仪器许可证外，生产出的仪器还要求送至具有计量认证合格证的试验室进行率定检验，合格后才进行采购。仪器到货后，在我方试验室对每台仪器还要进行率定检验，满足要求后才可用于安装埋设；对超出允许误差要求的仪器,一律退回厂家，目前已安装的1400多支仪器中，除非常规仪器我方无法进行检验外，其余的95%以上的仪器均在我方试验室进行检验合格；经检验，共检查出40余支仪器不合格，已退回厂家。3）仪器适应环境能力小湾大坝所用的监测除要求具有普通仪器的性能外，还要求具有耐3MPa高水压的能力。对于差阻式仪器，我们选用压力平衡式高耐水压差阻式仪器。因为，这类仪器的内部压力与传感器埋设点的外部压力是通过压力补偿波纹管的伸缩或活塞的移动自动达到平衡一致的，不存在仪器内外压力差异。所以，能承受比较高的水压力，同时能更好的防止高压水渗入仪器的内部。从而也就更好地保持了仪器的绝缘性能。4）仪器与周围介质的匹配用于混凝土内的应力应变监测仪器必须具有与混凝土弹性模量相匹配的变形模量，才能准确地将混凝土应变转换成电量。由于监测仪器很难做到具有与混凝土一致的弹性模量和泊松比，这样必然对混凝土的应力场造成干扰，不可能完全真实地反映和感受混凝土的应力应变，这就产生了观测误差。仪器埋入混凝土后对观测值的影响有尺寸效应和弹性模量匹配效应的影响。如仪器长度为H、直径为D，则比值H/D应有一个合理范围，过大和过小都将引起较大的误差。而仪器弹模E1与混凝土弹模E的比值E1/E按近1时，能较真实的感受混凝土应变。差动式仪器的变形模量约为400～500MPa，与早期混凝土的弹性模量相匹配，即E1/E≈1，因此能在混凝土终凝后即能测混凝土的应变。这一点很重要，早期混凝土温度变化大，应力也从压应力转化为拉应力，有可能引起混凝土裂缝；另外，混凝土应力应变计算需要考虑全部历史应变，因此前期的应变值观测很重要，否则将引起计算误差。混凝土弹模是随龄期而增长，后期弹模基本接近2.4×104MPa，因此仪器弹模与混凝土弹模相比较小（E1/E≈0.02），可以忽略不计。经试验表明在仪器弹模小到可以忽略不计情况下，仪器观测误差基本是一定值。而对于测缝计、位移计和钢筋计等，由于不存在以上的介质匹配问题，所以没有以上的误差。5）传输电缆影响95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告差阻式仪器是一种低电阻仪器，传统的差阻式仪器是有三根出线，测量电路的电阻对测值有影响，尽管采用芯线电阻较低的电缆，当接长电缆长度超过25m时，就会给电阻比测值带来误差，需要采用修正最小读数的方法来消除误差影响。目前采取了用五芯电缆接长仪器电缆，同时改变传统的电桥测量方法，采用恒流源电路和高阻抗电压表，实现了差阻式仪器的远距离测量和测量自动化。在五芯测量技术的基础上，目前使用的测量五芯差阻式仪器SQ型数字式电桥，这些仪表比传统的水工比例电桥更方便，测量更准确，其突出优点是能消除电缆电阻和芯线电阻变差对测量的影响，提高了监测数据的质量，使监测成果更可靠，更准确。在大坝内部工作的仪器，必然要在水环境下工作。为了能准确地测得埋设点的物理量变化，所有电测仪器都必须有一定的绝缘指标。因为绝缘指标的下降就好比在仪器测量回路上并联了阻值不稳定的分流电阻。这个分流电阻的分流作用随仪器内阻的增加而加大，也就是说内阻较大的仪器将会产生较大的输出误差。同时这个分流电阻的分流作用还会使有效信号产生衰减，大大缩短信号传输的距离。根据以往的实践经验，水主要是从电缆的外皮及接头处渗入。因此我们选用了质量较好的双护套电缆，这样才能使电缆外皮在长期老化后，仍能拥有较高的机械强度，以免渗水。在接头处理方面，我们使用了较成熟的硫化接头，经检测通常能达到10Mpa的耐水压指标，老化后也能具有7Mpa的耐水压指标。对于屏蔽电缆我们使用的是聚氨脂密封胶接头，具有很好的防渗及较高的电气绝缘特性。由于差阻式仪器是低电阻仪器（桥路电阻约40Ω），绝缘度下降对监测仪器测值的影响是有限的。经分析，单点接地对仪器测值无影响，只有当两点接地，相当于在桥路上并联一个电阻，且并联的电阻值低时才对观测值有影响。经分析，对于应变计绝缘度低于87KΩ时，绝缘电阻才可能对仪器产生误差。经计算绝缘度≈60KΩ时，产生的电阻误差约为0.02Ω。所以绝缘度降低并不表示测值有误差，要通过观测时读数的变化来进行判断：①首先读数时数字是否反常跳动，如有反常跳动则读数可能有误差；②在温度变化不大时，电阻值是否持续变化，如电阻持续变化，则有可能绝缘度降低或电缆电阻发生了变化；这时需查明原因。6）安装埋设质量仪器安装埋设质量对于观测成果也有很大影响，对于应变计组有埋设方向偏差、混凝土没有剔除大骨料或振捣不密实影响；对于多点位移计、岩石应力计、锚杆、测斜孔、滑动测微计等仪器有灌浆回填不密实影响；对于压应力计有预压荷载不够在受压面形成泌水层；对于温度计有埋设位置靠近冷却水管等影响。对于安装埋设质量的影响，可以通过判断观测值是否有规律的变化、是否满足平衡条件、同一部位的仪器测值变化是否一致等条件来进行判断。如发现测值有异常的情况，则进行修正或剔除不用。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告7）读数仪表的误差由于现场条件的限制，常使读数仪表处于过分潮湿、震动、温差过大的不利环境中，加上元件的老化及磨损，往往会给观测值造成误差。为消除读数仪表产生的误差，在仪器生产中采取了一些工艺改进，如两个固定电阻采用相同的材料和加工工艺，以消除电阻变差的影响，接触磨损部位采用渡银等工艺增强耐磨性。我们在使用过程中也每月定期对读数仪表进行率定，如仪器误差大超出了允许范围，则将仪器送回厂家修理。经过以上措施，读数仪表产生的误差是很小的。经计算，在桥路电阻变差0.1Ω时，产生的电阻比误差约为1～3个电阻比；温度在0～40℃范围内变化时，产生的温度误差约为0.02Ω。所以其误差可以忽略不计。1.1.1仪器可靠性检查1.1.1.1应变计组可靠性检查只有当仪器与周围混凝土开始共同变形时，仪器的受力状态才代表该位置的混凝土应力状态。所以在进行徐变应力计算之前，需要进行基准值日期的选择，要求在温度、应变测值方面，应变计组要满足点温度、点应力条件。点温度条件是指同一组内各支仪器的温度测值应在一定范围内基本一致，点应力条件主要是指在同一平面内的四支应变计应变应平衡。所谓满足平衡条件，即一个平面内的4支应变计相互垂直的2支应变计应变值之和等于另外2支相互垂直的应变计应变值之和。但实际中不可能完全相等，总存在一个差值Δ，这一差值Δ称为不平衡量，Δ的绝对值不应大于观测系统的2～3倍均方差。经过检查，测值存在明显粗差的有A16Y-S9-02和A29Y-S9-01。A16Y-S9-02的第1、2两支应变计在2006-11-20后测值明显异常，测得过大的拉应变，超出仪器量程；A29Y-S9-01的第3、6两支应变计的温度测值及应力测值在2006-10-05以后明显异常。后续分析对错误测值都进行了误差处理。其余测值缺损情况为：A17Y-S9-01应变计组的1号、6号应变计2007年6月后无有效测值；A28Y-S9-01应变计组的1号、2号、4号、9号分别于2006年10月、9月、9月、12月后无有效测值；A28Y-S9-02应变计组的6号于2007年9月后无有效测值；RQX1-S9-01应变计组3号、4号和5号分别于2007年6月、6月和3月后无有效测值。A29Y-S7-02应变计组在2007年5月后无有效测值。经过检查后，各应变计组测值满足进行徐变应力计算的条件。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告在进行应变不平衡量检查时，对每组应变计组按对同平面的四支应变计进行不平衡量检查，检查结果可以检验安装埋设质量和数据可靠性。对于九向应变计组可进行XY、YZ和ZX三个平面的不平衡量检查，并进行空间正应力、剪应力、主应力的计算，两种埋设方式埋设的九向应变计组检查界面。如果有缺测的仪器，便只能进行1～2个平面的不平衡量检查，如A16Y-S9-02有2支仪器损坏，只能进行XZ平面平衡检查，但通过应变不变量原理，可以插补出缺测仪器的测值，从而仍可进行正应力、主应力的计算。对于七向应变计组可进行两个平面的检查，按埋设方式三埋设的可进行XY、YZ平面的检查，可计算空间正应力、XY和YZ平面的剪应力；按埋设方式四埋设的可进行XZ、YZ平面的检查，可计算空间正应力、XZ和YZ平面的剪应力。不平衡量检查结果可反映测值可靠性，以A22Y-S9-01为例，超出限值的点很少，说明测值情况较好，较为可靠。1.1.1.1无应力计的可靠性检查无应力计的影响因素简单明确，对正常的温度变化无应力应变应有合理的反应。经检查，无应力计测值基本符合正常变化规律。但A29-N-05于2007年3月埋设后在升温期间应变急剧上升，并于2007年5月之后无有效测值，对该段数据回归计算结果表明，线胀系数达到20με/℃以上，明显不合理，故该仪器判断为失效。无应力计应变温度测值特征值统计（见七单相关附表）可知：无应力计应变平均值在-91.79με（A23Y-N-01）～121.93με（A22-N-01）之间，测得最大拉应变为175.59με（A22-N-01），最大压应变为-147.32με（A23Y-N-01），最大应变变幅为189.44με（A16Y-N-03）；测得最高温度为38℃（A17Y-N-01），最低温度为10.14℃（A23Y-N-03），温度变幅在3.81℃（A32-N-03）～22.48℃（A17Y-N-01）之间。在进行无应力应变计算时，利用无应力计回归方程，得到线胀系数和自生体积变形及湿度变形，再利用测点的平均温度来计算无应力应变。这种处理方法的优点是可以减少无应力计测值序列偶然误差对应力计算结果的影响，但对温度测值的可靠性及精度有一定的的要求。1.1.1.2双轴岩石应力计的可靠性检查观测结果表明，随混凝土浇筑大坝高度不断上升，完成双轴岩石应力计径向应力（压力）也随之增加，目前坝基径向压应力变化最大为2.14MPa（22#坝段A22-RS-01）。从观测结果也可看出，轴向应力普遍变化较小，分析原因认为可能是受仪器结构和安装埋设方法的影响。仪器安装时将仪器放入钻孔内，测轴向应力受压面是垂直钻孔轴线放置，测径向应力受压面是平行钻孔轴线放置，仪器放入钻孔后用水泥浆回填。对于轴向受压面，由于上方有传感器、径向受压板、传压管等，下方钻孔孔底往往有钻孔残碴等的影响，浆液不密实而形成一层软弱层，以至沿轴线方向的综合弹模较低，故测出应力值较低。而径向由于没有这些因素影响，浆液密实且与岩石紧密接触，所测应力值基本能反映岩石应力状况。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告因此，对于双轴岩石应力计这样一种新型的岩石应力监测仪器，如果应用得好的话监测效果很好。但由于仪器本身结构的特点，以及安装工艺复杂、要求高，有时不能监测出理想的成果，特别轴向方向很难避免回填浆液弹性模量较低、有软弱夹层的问题，测值基本不能反映出岩石的应力状况。所以轴向方向应力测值是严重失真的，不能采用。1.1监测仪器精度分析1.1.1坝基仪器现小湾坝基已安装监测仪器包括滑动测微计、多点位移计、基岩变位计（测缝计）和锚杆应力计（应力监测仪器），各类仪器的特点和精度分析比较如下：（1）滑动测微计是一种高精度（±0.003mm/m）的“线法测量”监测仪器，可以测量沿钻孔轴向的应变和轴向位移的全部分布情况。它的测量原理是在塑性套管上每米间隔有一个金属测标，将测线划分成若干段，通过灌浆，测标与被测介质牢固地浇筑在一起，当被测介质发生变形时，将带动测标与之同步变形。用滑动测微计逐段测出各标距长度随时间的变化，从而得到反映被测介质沿测线的变形分布规律的数据。使便携式滑动测微计和测标顶紧，利用球锥定位原理而获得高精度测量，仪器灵敏度1με，精度达3με，可以有效监测坝基微小变形。（2）多点位移计由于传感器量程大（100mm）、仪器灵敏度仅为0.15mm/0.01%，且通过加长杆件（3m～50m）传递变形，受杆件弯曲和松弛的影响，反映变形精度低、误差大，在小变形的情况下，多点位移计监测值规律性差，只有当变形达到一定程度以后才能完整反映变形情况。特别是多点位移计监测压缩变形时，测杆存在弯曲变形，监测精度更低。为研究多点位移计测杆误差的传递规律，我们进行了测杆传递误差试验。将位移计固定在一端，位移计连接长测杆（10m～50m），测杆另一端固定在率定架上，率定架上安装百分表；摇动率定架手柄给出一个位移值，位移通过测杆传递至位移计，用仪器测出位移计的位移值。试验见图4.10-1，试验结果见图4.10-2。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告图4.10-1位移计测杆误差传递试验（a）20m长测杆试验结果（b）50m长测杆试验结果图4.10-2位移计测杆误差传递试验结果经过试验表明，在10m长测杆时，拉伸和压缩曲线基本重合，位移计实测位移误差为2.7%，滞后误差较小。当测杆为20m长时，位移计实测位移误差2.76%，但压缩时的滞后误差为7.46%。在测杆为50m长时，位移计实测位移误差变化不大，为2.8%，但压缩时的滞后误差达21.3%。由此可见，多点位移计在短测杆（10m95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告内）或测拉变形时，测量误差在3%以内；但测杆越长时，压缩变形的滞后误差较大，只有压缩到一定变形时才能有规律的反映变形情况。因此多点位移计在小变形时反映的规律性差，只有在变形达到一定程度（0.5mm～2mm）时，资料才有规律性。（3）基岩变位计（测缝计）由于采用小量程仪器、钢管传递变形，比多点位移计更能精确反映变形，但比滑动测微计要差。（4）锚杆应力计通过锚杆应力反映基岩变形，但由于受弹性模量匹配的影响，基岩内部弹性模量取值仅为近似值，换算的基岩应力和变形误差相对较大，但变化过程还是基本能反映出来。综上所述，滑动测微计较多点位移计、基岩变位计和锚杆应力计具有更高的精度，在施工期由于坝基变形对较小，滑动测微计能较准确反映坝基卸荷变形和压缩变形状态。1.1.1电缆影响现在坝体内安装了单向测缝计、钢筋计、裂缝计、压应力计、温度计、测温光纤、无应力计、应变计等差动电阻式仪器,所有这些仪器均采用五芯水工监测电缆，完全消除了电缆长度对监测成果的影响。1.2温度计监测不确定度1.2.1温度计监测不确定度分析1.2.1.1技术规定及试验方法检测方法：根据《混凝土坝安全监测技术规范（DL/T5178—2003）》及小湾水电站工程安全监测技术要求进行。试验步骤及要求：1、确定埋设位置；2、埋设前测量电阻；3、埋设后测量电阻。1.2.1.2测量装置及测量原理如图所示为温度测量原理图。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告T=k(R-R0)…………………………………(1)式中:k―温度计温度常数（℃/Ω）。R—温度计测量电阻（Ω）。R0—铜电阻温度计0℃时的电阻（Ω）。1.1.1.1不确定度来源及分析(1)影响测量结果的因素在温度测量过程中，不确定度的来源主要有：电阻读数0oC电阻读数测点温度温度计温度常数人:R、R0都是由人工测读的。人的工作质量和视觉会产生误差。仪器:R、R0的误差分别由数字电桥测读误差与仪器本身误差引起。环境:周围环境会影响数字电桥测读精度。1.1.1.2不确定度的定量评定(1)不确定度传播率(2)求R的不确定度电阻R的不确定度是由人员读数不确定度u1(R)、数字电桥测读误差u2(R)与仪器本身误差u3(R)引起,下面分别对u1(R)、u2(R)、u3(R)的不确定度评定。(3)人员读数不确定度u1(R)对同一测点的电阻值进行测量，每人测读10次，共有13人参加测读，测读结果统计如表4.11-1。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告表4.11-1人员测读不确定度结果统计组序号标准差备注10.019820.00530.019440.050.005260.159370.029980.090.0042100.0057110.0048120.0326130.0057140.0052150.000160.0047经统计得u1(R)＝0.042063Ω(4)数字电桥测读不确定度u2(R)数字电桥为数字显示，不存在读数不确定度，u2(R)=0。(5)数字电桥仪器本身不确定度u3(R)数字电桥仪器正常误差为0.04,按按均匀分布考虑，取u3(R)=0.04/√3=0.023Ω(6)合成标准不确定度u(R)为：(7)求R0的不确定度根据DL/T5178—2003附录E，R0误差小于0.1，按均匀分布考虑，取　(8)温度计温度常数u(k)根据GB/T3413—94《埋入式铜电阻温度计》知：温度常数误差小于0.3%，当k=5.0℃/Ω时，误差为±0.015,按均匀分布有u(k)=（0.015）/u(k)=0.00866℃/Ω(9)温度测量不确定度95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告设温度测量得40℃，一般k=5.0℃/Ω，R0=47.058Ω，则R=55.058ΩR-R0=8Ω由得：0.3814℃(10)温度测量扩展不确定度U=ku(T)，取k=1.645，此时对应的置信概率约为90%。U=1.645×0.3814=0.627℃(11)结论在置信概率约为90%时，温度测量的不确定度为0.627℃。1大坝外部变形监测施工质量控制1.1专一级变形监测控制网实施1.1.1监测网的目的和意义外部变形监测网包含平面位移监测网和垂直位移监测网。外部变形监测网建立的目的及意义：①为电站外部变形监测（大坝、厂房、边坡等）提供可靠的基准；②监测大坝上下游近坝区岩体的表面变形；③为大坝、厂房等外部变形监测提供工作基点；④通过定期的观测和严密的数据处理方法，获得大坝等主要水工建筑物和近坝区岩体的三维变形量。在施工期前期，边坡和部分水工建筑物的变形采用施工测量控制网作为监测基准；在永久变形监测控制网建立以后，大坝等主要水工建筑物的监测采用永久变形监测控制网作为基准，同时，前期采用施工测量控制网作为监测基准的部位，在永久变形监测控制网覆盖范围内的，要逐步转换至以永久变形监测控制网为基准。1.1.2监测网实施技术保障95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告小湾水电站监测控制网覆盖范围大，点数多，网形复杂，设计精度指标要求高，外业观测技术要求严格，内业数据处理中应用图形检验、经典自由网平差、拟稳平差、秩亏自由网平差、稳定性检验等多种模型和方法；而小湾水电站地处深山峡谷，气象条件恶劣，施工场地狭窄，施工干扰大，对高精度监测网的建立产生不利影响。为了能按设计文件和规范要求，完成专一级专用监测控制网的建立，“昆科瑞”小湾水电站大坝安全监测工程联合体特地购置了目前世界上最先进的LeicaTCA2003全站仪一台，LeicaDNA03电子水准仪两台以及其它设备，调配具有深厚理论造诣和丰富实践经验的教授级高工、高级工程师和其他层次技术人员。此外，还和国内权威测绘专业院校武汉大学测绘学院建立合作协议，由武汉大学提供技术支持和技术咨询服务，量身定制数据处理软件。1.1.1变形监测网的布置1.1.1.1平面位移监测网的布置平面位移监测网共由18个点组成。全网由基准点组和工作基点组两部份组成，基准点组编号为A1～A6，工作基点组编号为C1～C10和G1～G2。基准点组由6个点组成，距离大坝最近和最远的基准点分别距离大坝1.0km和2.5km左右。工作基点组由12个点组成，其中C1～C2、C5～C6、C8～C9、G1～G2主要作用是为大坝下游面水平位移监测提供工作基点，并且构成4条谷幅测量线，监测大坝下游附近近坝区岩体的水平位移；C3～C4构成1条谷幅测量线，监测大坝上游近坝区岩体的水平位移；在坝顶GPS实时监测项目中，G1～G2还将作为坝顶GPS监测的参考站（工作基点），G1～G2应通过与小湾GPS网的联测获得高精度的地心坐标和相应的转换参数。1.1.1.2垂直位移监测网布置垂直位移监测网共由27个点组成。全网包含3个平硐基准点（BM01～BM03）、2座双金属标（BG01～BG02）、8个大坝灌浆廊道内的水准点（LS01～LS08）、6个新埋的水准点（BC01～BC06）、8个原施工测量高程控制网点（2－01、J03、2－15、2－17、2－13、2－02、2－04、2－14）。各水准点布置的作用是，LS01～LS08作为大坝垂直位移监测的工作基点；BC01～BC06监测近坝区岩体的垂直位移，并可作为监测大坝的工作基点；BG01～BG02作为检核LS01～LS08的工作基点；2－04作为厂房监测的工作基点；BM01～BM03作为全网的基准点。1.1.1.3坐标高程系统为了使整个水电站建设周期内的监测资料系统一致，前后期观测成果能无缝衔接，采用与施工控制网相同的坐标高程系统，即坐标系统：小湾独立坐标系；高程系统：1956年黄海高程系。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告1.1.1监测网的精度要求1.1.1.1对点位精度的要求根据《拱坝及枢纽区外部变形施工期观测技术要求》中规定，大坝外部变形监测网中，平面网点相对于平面基准点的最弱点位中误差应小于±2.0mm，在主要位移方向的中误差应小于±1.4mm；高程网点相对于高程基准的最弱高程点位中误差小于±1.4mm。1.1.1.2对可靠性的要求平面变形监测网各观测量的多余观测分量在0.3以上；内部可靠性小于5，不超过8；外部可靠性小于3，不超过5，最大值与最小值的差异愈小愈好。1.1.1.3对灵敏度的要求平面变形监测网各点的灵敏度椭圆长、短半轴最大值不超过±3.0mm，坝址下游的工作基点的灵敏度长、短半轴不超过±2.0mm。垂直变形监测网各点灵敏度最大值不超过±2.0mm。1.1.2平面位移监测网图形选择与实施1.1.2.1采用基准首期观测成果提供三种基准形式的严密平差成果。变形监测网的基准一般采用自由基准，有三种形式：固定一点和一个方向的经典自由网、假设网中某些点的重心坐标不变的拟稳网、假设全网所有点的重心坐标不变的自由网。网中A1～A6作为基准点组，拟稳平差时拟稳点组采用基准点组。考虑到监测网点的精度与基准的关系，推荐选择A1作为固定点，A1至A2的方位角作为固定方位角的经典自由网。首期观测后各期复测的变形量是以A1～A2的基准为准的，一旦发现A1～A2有位移，通过校核基准确定新的A1～A2基准。1.1.2.2观测图形(1)施工期的观测图形由于C10号点位于坝顶，大坝封顶前无法埋设，平面位移监测网的首次建网完成除C10号点外的其余17个点，此17个点的观测图形以“外部变形监测网平面监测网点布置图（2/2）”为基础进行规划，除减少与C10点有关的边长外，在此基础上增加部分观测方向和边长，但增加的边长的垂直角不宜大于7°，总的观测边数不少于52条，观测方向数不少于104个。(2)竣工后的观测图形坝顶完工后或C10点具备埋设条件后应及时埋设，此时平面位移监测网点全部埋设完成，共有18个点。此18个点的观测图形以“外部变形监测网平面监测网点布置图（2/2）”95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告为基础进行观测，遇有不可移动障碍物阻挡某条视线后，应适当增加部分观测方向和边长，以达到设计要求，但增加的边长的垂直角不宜大于7°，总的观测边数不少于56条，观测方向数不少于112个。1.1.1.1平面监测网点的选点和埋设小湾电站平面监测网点埋设工作历时三个月，为了保证埋设工作的质量和进度，埋设工作委托具有丰富经验的正规施工队伍进行，“昆科瑞”小湾水电站大坝安全监测工程联合体派出专业技术人员进行全程的技术指导和检查验收。埋设工作严格执行已经审核通过的建网实施方案的有关技术要求。(1)点位选择平面监测网点的选点以设计图纸“外部变形监测网平面监测网点布置图（1/2）”中各点的近似坐标为基础，通过放样后确定基本点位，综合考虑通视、保护、观测条件、埋设条件等因素后确定最终点位，一般偏移近似坐标的距离不超过20米。基准点组由6个点（A1～A6）组成，距离大坝最近和最远的基准点分别距离大坝1.0km和2.5km左右；C1～C9为平面监测工作基点，分布于坝上游500m～坝下游700m，靠近监测部位，有利于通视和提高观测精度；GPS监测的工作基点（G1、G2）选在卫星截止高度角较小的地方，并尽量避开高压线，微波通信基站等。由于G2点设计点位在实地位置已被变电站占用，根据GPS观测的技术要求，变电站周围不符合布置条件。考虑到G2点在小湾大坝封顶前不做为GPS监测工作基点，经过征询各方意见，决定在该位置偏离一定距离先建点成网，等电站建设后期变电站等设施可以拆除后再重新建点组网，这样既保证监测网成网时间，不影响监测等相关工作，又可以保证监测网本身的完整性和可靠性。最终选定点位均经过监理、设代在现场共同确定。(2)点位埋设为降低表面土层滑动、膨胀或收缩对监测网点的影响，提高监测网点的埋设质量，选择最有利的位置埋设点位。平面监测网基准点（A1～A6）的基础开挖至基岩，基坑挖深6～9m，均开挖至新鲜基岩以下。其余工作基点点位大多设计在马道平台等位置，这些位置在土建施工期已将覆盖土层和风化岩层剥离，进行了混凝土喷锚或桨砌处理，位置比较容易到达，方便监测工作的开展。埋设点位时，将前期的混凝土桨砌层清理掉，在新鲜岩石上开挖深约50-70cm的基坑。平面网点的标点制作采用专门加工制作的钢模，对各型标墩的地下部分、地上部分和观测墩标点的整饰等进行分步施工。施工过程中对基坑开挖，现场埋设、浇筑等全过程做好记录，在基坑开挖前、基坑开挖后、浇筑前、浇筑后均经过验收后方进行下一步的工序。观测墩浇筑时采用Φ16螺纹钢和C20混凝土，并按规定养护，标墩顶部设置强制对中盘，强制对中盘采用长水准气泡调整水平，其倾斜度不大于4′95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告。用悬挂垂线的办法保持标墩的垂直性。为保证标墩及观测房的质量，水泥采用标号425号的普通硅酸盐水泥；石子为质地坚硬的片麻岩或花岗岩，粒径为5mm～50mm；砂子为石英沙或河沙，砂砾大小为0.15mm～4mm。为减少外界环境对观测产生的影响、使用方便美观，在A1～A6、G1共7个点上建立观测房，观测房为砖混结构，屋顶设防水层，内墙面、顶棚用石灰浆刷两遍，外墙和操作面刷白色外墙涂料。观测房外观测网点埋设过程中，“昆科瑞”大坝安全监测联合体施工技术人员全程对监测点埋设工作进行监督，严格执行《实施方案》中的相关技术要求，经过对完成监测点的验收，认为所有点的质量优良，为整网测量工作奠定了坚实的基础。1.1.1.1平面网观测(1)仪器设备选型由于监测控制网精度等级高，观测周期长，为避免使用不同仪器产生的系统误差，在不同时期观测应使用同一种型号的仪器设备。自动观测全站仪具有观测精度高、自动化程度高、避免人为误差等优点，平面监测网观测采用LeicaTCA2003全站仪，其测角标称精度±0.5″，测距精度±（1mm+1ppm×D），在机载程序的控制下，能完成自动照准、自动读数、自动记录，有“测量机器人”之称，是目前世界上最先进的自动观测全站仪之一。温度计采用干湿温度计，最小分划0.2°C，气压计最小分划为0.5hp。平面监测网边长改平由二等水准高差改平，采用LeicaDNA03电子水准仪观测，配合铟钢条码水准尺，标称精度每公里高差中误差±0.3mm/km，仪器可自动读数、自动记录。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告(2)仪器检验仪器设备每年送国家有关检验机构检定，每期观测前再进行自检，检定项目及要求满足有关规范的要求，需检定的设备主要有全站仪、干湿温度计、气压计等。本次观测（初始值）所有采用的仪器设备均为新购置设备，并按要求由国家有关检验机构进行了检定。TCA2003全站仪出厂时已内置了部分检验程序（如3轴改正、照准差等），在小湾水电站工地现场，观测技术人员又对这部分项目进行了检验。(3)平面网观测要求小湾水电站平面监测网网型复杂，精度要求高，实施条件苛刻，按《水利水电工程测量规范》的划分，可归为专一级专用控制网。为严格按照设计文件和国家规范技术要求完成外业工作，TCA2003全站仪机载软件采用武汉大学测绘学院开发的《常规控制测量和变形监测系统机载软件》进行外业数据采集。该软件按国家测绘规程规范研制，设置观测目标、测回数、观测限差后，仪器能自动观测和记录，并剔除超限观测值，确保记录数据是合格观测值。观测时遵循以下技术要求：外业观测：①水平角观测。采用全圆方向观测法，测回数为15个测回，分为上、下午不同时段观测，各观测7个和8个测回，按不等权法进行测站平差。在一个测站上方向数多于8个的，进行分组观测。②边长观测分为上、下午不同时段观测，在不同时间段往返各观测2个测回，测前、测后读计干湿温度、气压。根据小湾天气特点，上午时段选择在9：00～10：30，下午时段在17：00～19：00，这两个期间没有云雾遮挡，基本没有阳光，棱镜成像稳定，超限数据较少。按照设计文件，平面位移监测网观测限差遵照下表规定：序号项目限差要求1方向观测中误差±0.35″2边长测量中误差±（0.5mm+0.5ppm×D）3三角形最大闭合差1.8″4同方向值各测回较差4″5同一时段边长各测回中数较差±1.5mm6边长往返测二时段较差±mm7边长往返测较差±mm③平面监测网点的边长改平采用水准高差，水准联测采用二等几何水准测量，从施工控制网中就近水准点联测，水准点经稳定性检验合格后采用。首次建网观测时连续进行两次观测，任何一个平面网点连续两次观测的坐标之差不得大于该点相应灵敏度之值，合格后取中值作为初始值。其他技术要求按照《水利水电工程测量规范》及其他相关规范的规定执行。超限与重测：除规范另有规定外，以下情况下重测：①方向观测中误差或边长测量中误差大于限差要求的，应分析原因，重测误差较大的测站或边长，直至满足要求；②检验项目中任何项目超限的，应分析原因，重测误差较大的测站或边长，直至满足要求。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告TCA2003全站仪在进行平面监测网观测1.1.1垂直位移监测网图形选择与实施技术要求1.1.1.1采用的高程基准垂直位移监测网的基准点组由3个点组成，位于大坝下游约3.6km的右岸平硐内，平硐深约50m，开挖至弱风化层，3个点在平硐内的深度约为10m、35m、48m。3个点相互校核稳定性。1.1.1.2对观测图形的要求(1)施工期的观测图形垂直位移监测网在施工期内的变化比较复杂，主要受监测网点随工程建设的进展不断增加，同时观测路线也在不断变化，因此，施工期每期垂直位移监测网的观测图形可能会有所不同，但应满足以下几点基本技术要求：①以“外部变形监测网垂直监测网点布置图（2/2）”为基础进行规划，在此基础上增减部分测段；②除遇交通路线中断或暂时不具备连接路线外，水准路线应选择长期稳定的相同的路线；③为了方便平面监测网点高程联测，其它有实施条件的高程点，以支水准形式取得初始值。在第一次观测时，由于大坝施工进度和施工场地条件限制，水准路线施测高程最低（EL1020m）的一环，主要是建立高程基准点，并从坝外将高程引入EL1020m95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告大坝两侧灌浆洞内的水准工作基点LS07、LS08，取得初始值，为大坝垂直位移监测建立基准。(2)竣工后的观测图形垂直位移监测网全部埋设完成后共有27个点，由基准点组、工作基点组两部份组成，以“外部变形监测网垂直监测网点布置图（2/2）”为基础进行观测。垂直位移监测网的实施，既包含水准路线，又包含高程垂直传递，全网闭合环的数目不少于6个。1.1.1.1垂直监测网点的埋设水准基准点的埋设标石为基岩水准标，底座深入基岩1.5m，双金属标（BG01～BG02）的锚固点深入基岩0.5m，坝下游的水准点BC05～BC06采用基岩水准标，坝基灌浆廊道内的水准工作基点采用混凝土水准标。在钻孔前后、浇筑前、后经监理人的签字认可后方进行下一步的工序。标石埋设详图参阅有关图纸。1.1.1.2观测技术要求观测时遵循以下技术要求：⑴参照《国家一、二等水准测量规范》的划分标准，垂直位移监测网等级为一等，每公里水准测量的偶然中误差为±0.45mm/km，每公里水准测量的全中误差为±1.0mm/km。⑵观测前提前晾置仪器，使仪器与外界温度一致。⑶水准测量选择有利的观测天气和观测时机，观测在标尺呈像清晰而稳定时进行，过桥时停止一切交通活动，工作人员做到轻步慢进。水准测量按单路线往返测量，同一测段的往测和返测分别在上、下午不同时段内完成。⑷每测段的往测和返测的测站数应为偶数。⑸工作间歇点应选择稳定可靠、不易破坏、便于放置尺子的固定点，上间歇点时，测站数应为偶数。⑹往测时，奇数站按后—前—前—后顺序操作，偶数站按前—后—后—前顺序操作。⑺返测时，应互换前、后水准标尺。操作程序与往测相反。⑻超限与重测的规定：除规范另有规定外，以下情况下重测：①每公里高差测量中误差大于限差要求的，应分析原因，重测误差较大的测段，直至满足要求；②检验项目中任何项目超限的，应分析原因，重测误差较大的测段，直至满足要求；③仪器设备检定期限过期的，整网重测。等级仪器类别视线长度前后视距差前后视距差累积视线高度光学数字光学数字一等DS05≤30m≤0.5m≤1.0m≤1.5m≤3.0m≥0.5m水准观测限差95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告(1)仪器选型由于监测控制网精度等级高，观测周期长，为避免使用不同仪器产生的系统误差，不同时期观测应采用同一种型号的仪器设备。目前电子水准仪具有观测精度高、效率高等优点，采用LeicaDNA03电子水准仪观测，配合铟钢条码水准尺，标称精度每公里高差中误差±0.3mm/km。(2)仪器检验电子水准仪的的检验按国家有关规范执行，并送国家认可的计量检验中心检验，合格后应用于观测。水准仪i角的检验在观测期内每天检验一次，仪器出厂时已内置检验程序，检验在程序指令下完成。1.1.1分步实施及与施工测量控制网的衔接1.1.1.1变形监测网的分步实施变形监测网的分步实施原则是：当大坝浇筑至1050米高程左右就应开始埋设首期外部变形监测网点，经过一个季度后可以进行首期观测。在首次蓄水前后各复测一次，以后每年复测一次。分步实施过程中应随施工进展及时埋设具备条件的点，使观测图形尽快趋于完整。总的观测期数不少于6次，其中全网建成后的观测次数不少于1次。1.1.1.2与施工测量控制网的衔接为减少外部变形监测网与施工测量控制网的系统误差对位移量的影响，外部变形监测网应与施工测量控制网保持较高精度的衔接。按与施工测量控制网相同的精度进行观测，平面网采用二等边角网进行坐标联测，高程网采用二等水准网进行高程联测。联测时，各选取3个外部变形监测网的平面网点和水准点与相应的3～4个施工测量控制网点和水准点，组成边角网和水准网进行衔接。1.1.1.3联测网实施技术（1）联测网与外部变形监测网首次建网同时观测。（2）平面联测网外业观测：①水平角观测。采用全圆方向观测法，测回数为9个测回，在一个测站上方向数多于8个的，进行分组观测；②边长观测：往返各观测4个测回，测前、测后读记干湿温度、气压和频率；③天顶距观测：中丝法往返各观测3个测回（或采用水准高差）；④检核固定角与已知角之差小于±2.8″。（3）水准联测网外业观测：①按二等水准精度观测；②已知测段检测高差之差小于±6(R为检测测段长度单位：KM)。（4）联测网外业数据检验项目、限差遵照规范执行。（5）联测网平差模型采用经典自由网平差方式。（6）联测网满足以下精度要求：测角中误差≤±1.0″、测距中误差≤±95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告（2mm+2ppmD）；水准测量每公里高差测量偶然中误差≤±2.0mm。1.1.1数据检验及平差计算1.1.1.1数据处理软件数据处理软件采用武汉大学测绘学院研制的《大地控制测量和变形监测数据处理系统》进行内外业数据处理。系统具有工程管理、数据导入、数据输入、精度估算、数据统计、参数设置、数据准备、水准平差、平面平差、网图绘制、变形分析、数据库管理、统计检验、回归分析等功能，该软件遵照国家有关测绘规程规范研制，功能强大，已在多个水电水利工程中应用。1.1.1.2数据检验观测数据检验根据有关规范的要求完成，各项检验的限值必须满足规范要求。必要的检验项目包括以下几项：边长测量检验项目包含往两时段不符值、往返观测不符值、一次测量中误差、往返测量中误差；角度测量检验项目包含两时段不符值、三角形闭合差、按菲列罗公式计算的测角中误差；其他检验项目包含测边网组合角条件检验、测角网极条件、边角网正弦条件和余弦条件等。水准测量检验项目包含测段往返不符值、环闭合差、每公里水准测量偶然高差中误差和每公里水准测量全中误差等。各项检验成果作为平差计算成果的一部分进行资料整编。图5.1.8-1按规范要求格式输出的记录手簿1.1.1.3平差计算方法(1)自由网平差模型95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告平面网平差计算前采用方差分量估计计算边角权比，然后采用A1作为起算点，A1至A2的方位角为起算方位的经典自由网平差，为对比计算结果，在各期复测时，同时提供以A1～A6的重心为基准的拟稳平差结果和以全网为重心的秩亏自由网平差成果。垂直网初始值的建立采用BM01为基准的经典自由网平差平差，在以后的复测过程中，同时提供以BM01~BM03为重心的拟稳平差和以全网为重心的秩亏自由网平差成果，以便于分析。(3)平差输出成果平差计算后输出完整的各点平差计算结果和精度评定结果，平面网精度评定结果包含测角中误差、测距中误差、边长和方向观测值的精度或相对精度、点位中误差、相对点位中误差、可靠性、灵敏度椭圆等。平差后软件生成的控制网图形垂直网精度评定结果包含高差观测值的精度、高程点位中误差、相对高程点位中误差、灵敏度等。首期观测进行连续两次独立观测，经稳定性检验合格后取平均值作为各点的初始值，作为首期观测成果。1.1.1变形分析95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告监测网的变形分析的目的是，通过对比分析计算结果，检验判断基准的稳定性，确保每次平差计算所采用的起算点或基准点的稳定性，以及判断其他工作基点和测点的稳定性。由于变形监测网的实施过程中，图形变化较大，需要采用满足要求的变形分析方法。变形分析计算以两期观测成果为基础，分为两组，一组是首期观测成果与本期观测成果，另一组是上期观测成果与本期观测成果。两组的计算采用相同的计算方法和参数。1.1.1资料整理变形监测网的资料整理内容包含：①设计资料、分步实施方案、每期观测方案、控制点埋设及验收资料、观测房竣工验收资料、损坏恢复等相关资料。②观测仪器设备的说明书、检验资料等。③观测原始资料、数据检验计算资料、平差计算和变形分析资料、每期观测成果等。④关于变形监测网的有关会议资料、函件等。⑤首次建网和每次复测后的变形监测网的技术总结报告。资料整理整编的其他要求参照《拱坝安全监测仪器安装埋设及施工期观测技术要求（第B版）》的有关内容执行。1.2库盘变形监测1.2.1监测目的和范围库盘变形监测的目的是通过观测分析计算电站坝址区的库盘在水库蓄水前后的变化情况。监测的范围从坝址上游1km至坝址下游4km左右。结合其他监测设备的布置，以及坝址区工程地质条件，本次库盘变形监测的目的是：①监测库盘变形的范围。②重点监测坝址区附近库盘变形的大小和形式，F7断层的外部变化，以及由此产生的大坝整体变形等。③库盘变形对外部变形监测控制网的影响等。1.2.2执行规范库盘变形监测方案实施过程中遵守下列规程规范，如实施过程中下列规程规范有更新的版本，则按最新的有效版本执行。（1）《混凝土坝安全监测技术规范》DL/T5178-2003（2）《国家一、二等水准测量规范》GB12897-91（3）《水电水利工程施工测量规范》DL/T5173-2003（4）《拱坝及枢纽区外部变形施工期观测技术要求》XW·JC15A-2006（小湾水电工程建设管理局发布）（5）小湾水电工程建设管理局发布的其它设计图纸1.2.3精度要求根据《拱坝及枢纽区外部变形施工期观测技术要求》中规定，库盘变形的精度参照近坝区岩体的精度要求，即坝址区点位高程中误差为±1.4mm。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告1.1.1实施方案的技术要求1.1.1.1水准点的布置以大坝为界，在大坝上游水库区内布置15个水准点，左岸6个，右岸9个，布置高程在1245m～1400m左右；在大坝下游布置18个水准点，左岸10个，右岸8个，布置高程在1020m～1400m之间。除新埋水准点外，中间选取了施工测量高程控制网点、垂直变形监测控制网点，整个库盘变形监测网的水准点总数是33个。河道左右岸的水准点以两个水准点为一组，基本以河道对称布置。水准网的布置详见《库盘变形监测点布置图》。1.1.1.2水准点的埋设技术要求水准点选择在基础稳定，隐蔽的地方，不靠近水田、旱地、沟渠、房屋等明显地物旁。埋设按上下水准标和岩石水准标两种形式，基础开挖至基岩或稳定的本土层。标石埋设详图参阅有关图纸。1.1.1.3水准测量观测技术（1）库盘变形监测水准网采用国家一等水准测量精度施测，跨河水准共有3段，分别在BMK01与BMK13、BMK04与BMK11、J03A与BMK08，跨河水准长度为400m～1100m之间。（2）根据《国家一、二等水准测量规范》对跨河水准测量的适用范围要求及施测地区的河面宽度，选用测距三角高程法进行一等跨河水准测量。跨河水准作业前，根据规范的规定制作并检验跨河水准测量的觇板，跨河水准测量前后，按照规范规定对经纬仪进行常规的仪器检验，满足规范要求后，方采用。观测的时间段数、测回数及组数见表5.2.4-1。表5.2.4-1水准测回数表跨河视线长度（米）最少时间段数双测回数半测回中的组数300~500464500~10006126（3）观测在日出后1小时开始，太阳中天前2小时止；下午自中天后3小时起至日落前1小时止。根据地区、季节、气候等情况适当变通。阴天只要呈像清晰、稳定即可进行观测。当条件允许也可在夜间观测，日落后1小时至日出前1小时止。时间段以地方时零点分界，零点前为初夜，零点后为深夜。（4）其他一等水准测量的观测技术要求参照《国家一、二等水准测量规范》的规定执行。（5）超限与重测的规定：95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告除规范另有规定外，以下情况重测：①每公里高差测量中误差大于限差要求的，应分析原因，重测误差较大的测段，直至满足要求；②检验项目中任何项目超限的，应分析原因，重测误差较大的测段，直至满足要求；③仪器设备检定期限过期的，整网重测。1.1.1.1垂线偏差测量技术要求在库盘监测水准网中，BMK12、BMK13、BMK14、BMK15点上加测GPS大地经纬度，通过GPS与水准测量分别测定点位的GPS大地坐标和水准高程，计算枢纽区天文大地垂线偏差的变化。GPS测量等级为二等，使用双频GPS接收机，仪器标称精度5mm+1ppm，同步观测接收机为4台，同步观测时段6小时，时段数2个。1.1.1.2数据处理与变形分析由于库盘变形的范围难以确定，此时，变形分析的关键就是要判断水准网中哪些点是相对稳定的。因此，水准网数据处理的核心问题就是通过复测后的变形分析，先找到相对稳定的基准，再通过相应的平差模型计算位移量及进行精度评定。垂直网精度评定结果包含高差观测值的精度、高程点位中误差、相对高程点位中误差、灵敏度等。计算大地垂线偏差在子午方向和卯酉方向的分量值及其变化。1.2坝区水库淤积监测方案1.2.1测量范围依据《水电站基本建设工程验收规范》、《工程蓄水验收》及《混凝土坝安全监测技术规范》中第6.7节坝前淤积和下游冲刷监测规定：“在坝前、沉沙地、下游冲刷的区域，至少应各设置一个监测断面；可采用水下摄像、地形测量或断面测量法进行监测”，故坝区水库淤积测量范围确定为坝前附近、由于施工开挖、设置临时水工建筑物和弃渣场、河道地形有所改变的区域，根据现场勘察情况，坝前附近测量范围定为：大坝至上游约4.0km区域，采用河道断面测量方法监测水库淤积。1.2.2测量断面布置及工程量坝前淤积测量横剖面的布置按间隔300m~500m左右布置一条，测量比例尺为1∶1000，高程测至正常蓄水位以上10m，即1250m，澜沧江布设9条测量横剖面，黑惠江布设4条测量横剖面；同时测定河道纵剖面，比例尺为1∶10000，总长约5.5km。勘测设计阶段水库曾测量过河道横剖面，本次库前淤积测量的范围内，共分布有3条老横剖面，布置库前淤积横剖面时，尽量与之重合，以便各阶段资料能系统利用分析，了解岸坡演变情况。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告坝前水库两岸地形陡峭，有的地方为风化岩体，剖面端点埋设困难，考虑到近坝区高等级控制点（施工测量控制网、变形监测控制网）较多，容易加密次级控制点，剖面重复定位方便，故不要求埋设剖面端点，复测时按坐标放样到实地确定剖面位置。1.1.1坐标高程系统采用的坐标和高程系统与枢纽区工程坐标系一致，即小湾电站独立坐标系和1956年黄海高程系。1.1.2执行规范和参考文件坝前水库淤积与下游冲刷监测遵守下列规程规范和参考文件，实施过程中下列规程规范有更新的版本，则按最新的有效版本执行。（1）《拱坝及枢纽区外部变形施工期观测技术要求》XW·JC15A-2006（小湾水电工程建设管理局发布）（2）《水利水电工程测量规范》SL197-97（3）《水电水利工程施工测量规范》DL/T5173-2003（4）《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314-2001（5）《1∶5001∶10001∶2000地形图图式》GB/T7929—1995（6）《混凝土坝安全监测技术规范》DL/T5178-2003（7）《水电站基本建设工程验收规范》DL/T5123-20001.1.3作业方式库前淤积纵横剖面测量采用常规方式作业，即全站仪极坐标法配合测深仪测量，全站仪采用徕卡TC407，测深仪采用南方SDE-28，每天作业前对平面测点和测深仪深度测量的准确性进行了检核，确认无误后方继续作业。1.1.4测量方案实施1.1.4.1加密控制测量当测量部位在大坝附近时，测量控制点采用高等级控制网点，即施工测量控制网点或枢纽区变形监测控制网点，当高等级控制点位不能满足测量要求时，需要加密控制点，加密控制采用五等电磁波测距导线。（1）五等电磁波测距导线点位根据实地条件选择，避免对周围树木的大量砍伐，结合工程实际情况，满足加密控制的设计要求。（2）五等电磁波测距导线水平角观测3个测回，各项限差要求严格按《水利水电工程测量规范》执行。（3）天顶距采用中丝法对向观测各3个测回。（4）每条边均进行往、返各2测回观测。（5）测距边的仪器高和棱镜高量至毫米。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告（6）测站、镜站每边观测始末测定气象（气温、气压）数据。（7）测距边的归算：经过气象（气温、气压）、加、乘常数、周期误差等项改正后的斜距，用天顶距进行改平，再投影至工程面1100m上。导线数据处理采用最小二乘法原理进行平差。1.1.1.11:1000横剖面测量技术横剖面布置在澜沧江、黑惠江上。在澜沧江干流坝址上游4.0km左右，支流黑惠江1.3km左右，共布置了12条横剖面。剖面布置参见附图，图上剖面端点设计坐标仅为确定位置的作用（1）所测剖面垂直于剖面所在处的水库（蓄水后）中轴线走向，剖面位置根据设计剖面线方位放样，坐标偏差一般不超过图上5cm，根据现场情况可作适当的调整。（2）剖面上的测点偏离剖面线不大于±0.5m，测点必须能控制地形、地物的变化，大于0.5m的地坎上、下应有测点；除水边点外，水下地形点间距为1m～10m，并测出河床最低点。（3）剖面测点注明地物特征，如水田、旱地、地类、陡坎、悬崖、公路、村庄、水边、水下等。1.1.1.21:10000河道纵剖面测量技术（1）测量比例尺：1∶10000。（2）测量范围：小湾水电站坝址至最上游横剖面之间的澜沧江干流河道和黑惠江支流河道。（3）遇河道横剖面、桥、电站、支流口、水尺、水文站测流缆道等特征位置必须有测点，并加注名称，以能控制河道纵向变化为原则。（4）测点凡遇明显的特征地形、地物需加以注明。如村庄、桥梁、支流（沟）汇口（左、右岸）、急滩、跌水、弯道、沙滩、电站等。（5）尽可能在同一天里完成纵剖面测量，如果同一天测不完，则每天开始工作时，应采集与头一天重合部位水边点的高程。在内业处理时，根据重合点水位观测资料，用同时水位换算公式，把河道纵剖面高程换算到同一天同一时的河道纵剖面高程。1.1.2剖面及地形资料处理1.1.2.1横剖面资料处理横剖面资料按照规定的数据库格式保存原始数据，并进行调制，输出固定格式的成果数据，将所有的观测成果绘制在同一张图上。剖面成果应展绘至水库河道平面图上，标明端点和剖面名称。1.1.2.2河道（水库）纵剖面资料处理（1）剖面成果各测点按顺序编号，从下游至上游调制；95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告（2）剖面成果包括河道中轴线或水库中轴线（以1240m封闭等高线作水库中轴线）、水边高程、测量日期；（3）剖面成果表上注明实测横剖面位置、桥梁及电站的位置（含特征高程）、村庄、电站坝址、电站厂址、支流汇口及其它重要地物。1.1.1资料整理水库淤积与下游河道冲刷测量的资料整理内容包含：（1）观测原始资料、控制测量成果表及布置图、横剖面成果表及横剖面图、剖面端点成果表、河道纵剖面成果表及剖面图、水库深泓线纵剖面成果表及剖面图、河道平面图、水库区淤积计算书及成果表等。（2）关于水库淤积与下游河道冲刷测量的有关会议资料、函件等。1.2大坝表面变形监测大坝表面变形监测的目的是通过表面变形观测设备对大坝在施工期、蓄水期和运行期的位移变化情况进行监控。截止到导流洞下闸蓄水前，大坝布置的表面变形观测设备主要有：EL1100m以下的坝后桥监测点、坝体水准点和基础廊道内的水准点等。由于大坝跨度大、垂直高差大、监测点数量多等特点，监测方案的选取需要考虑现场的地形条件、施工条件等，满足监测点的精度要求，技术先进实用，并力求减少不必要的工作量。根据设计要求，大坝蓄水以前，应取得表面变形监测点的初始值。由于大坝施工面狭窄，各施工单位立体作业，交叉干扰大，不具备监测点的埋设条件，截止至2008年9月30日，才埋设了EL1100m高程以下大部分监测点。预计至2008年10月底可以将剩余监测点埋设完毕，并取得初始值。1.2.1执行规范大坝表面变形监测设计遵守下列规程规范，如实施过程中下列规程规范有更新的版本，则按最新的有效版本执行。（1）《混凝土坝安全监测技术规范》DL/T5178-2003（2）《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314-2001（3）《水电水利工程测量规范》DL/T5173-2003（4）《国家三角测量规范》GB/T17942-2000（5）《中、短程光电测距规范》GB/T16818-1997（6）《国家一、二等水准测量规范》GB12897-911.2.2坝体表面变形监测点布置坝体表面变形监测点包含坝后桥监测点、1100m检查廊道及基础廊道内的水准点。坝后EL1021m布置2个监测点，EL1060m马道上布置7个监测点，EL95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告1100m马道每个坝段（除泄洪表孔坝段）上各布置1个监测点，有25个监测点，观测精度要求满足《混凝土坝安全监测技术规范》中表7.1.3的规定。1.1.1坝后桥监测点观测方案由于施工期、运行期和蓄水期观测频次不同，坝上的监测点的作用不同，与垂线在同一个坝段的监测点将作为永久监测点，其他监测点主要为施工期服务。根据以上实际情况，采用两种方法进行监测的方案，一是选择重点坝段上（正垂线所在坝段）的监测点与距坝稍远一点的工作基点组成边角网，并施测水准，可以获得很高的精度和可靠性；二是对于所有点的三维变形，利用距坝较近的工作基点，采用极坐标差分法进行监测，同样可以获得较高的精度，可以满足一天一次或更密的观测频次要求。根据《混凝土坝安全监测技术规范》中表7.1.3的规定，拱坝坝顶水平位移径向位移量中误差的限值为±2.0mm，切向位移量中误差的限值为±1.0mm，坝体垂直位移的位移量中误差的限值为±1.0mm。根据工作基点的位置，监测点的精度设计为：采用边角网和水准监测时，监测点的平面点位中误差优于±1.4mm，高程中误差优于±0.7mm；采用极坐标差分法监测时，监测点的平面点位中误差优于±3.0mm，高程中误差优于±2.0mm。具体观测方案是：①以C5、C6作为工作基点，采用极坐标差分法监测坝后桥EL1100m、EL1060m上的监测点；②以C8、C9作为工作基点，采用边角网法监测坝后桥EL1100m上重点坝段的7个监测点；③以C8、C9作为工作基点，采用边角网法监测坝后EL1020m上的2个监测点。1.1.2坝后桥监测点观测技术要求边角网的观测技术要求：①水平角观测。采用全圆方向观测法，测回数为12个测回，在一个测站上方向数多于8个的，进行分组观测。②边长观测分为观测4个测回，各测回中数较差≤±2.5mm，往返测较差≤±，测前、测后读计干湿温度、气压和频率。③监测点的边长改平采用水准高差，水准测量采用一等水准测量。其他技术要求按照《水利水电工程测量规范》及其他相关规范的规定执行。极坐标差分法的观测技术要求：①方向、边长、天顶距同时观测。②水平角观测采用全圆方向观测法，测回数为9个测回，一组最多允许观测9个方向。③边长观测9个测回，每次照准目标一次，读数一次。④天顶距观测9个测回。1.1.3坝体水准点观测方案及技术要求坝体水准点包含EL1100m检查廊道水准点、EL1020m高程以下基础廊道水准点。坝体水准点以混凝土标形式埋设。在1100m检查廊道中的每个坝段上设置1个水准点，共有27个水准点；在基础廊道内布置26个水准点。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告具体实施方案是：①以1100LS01、1100LS02作为工作基点，监测EL1100m检查廊道内的水准点；②以1020LS01、1020LS02作为工作基点，监测EL1020m以下基础廊道内的水准点。水准工作基点的稳定性利用坝外的垂直监测网点检核，每2～3个月检核一次。观测仪器设备的检验按国家有关规范执行，并送国家认可的计量检验中心检验，合格后应用于观测。测量等级为国家一等水准测量精度，观测技术要求按照《国家一、二等水准测量规范》执行。1.1.1数据处理及变形分析边角网和水准测量的平差计算模型采用经典平差模型模型，最后取经典平差模型作为变形量计算的基准。极坐标差分法的数据处理原理为：（1）斜距差分改正将工作基点与参考基准站间的平距经投影反算后，改化为以工作基点和参考基准站上仪器高和棱镜高为准的斜距边长改正系数各监测点经差分改正后的斜距为（2）球气差改正计算球气差改正系数经差分改正后工作基点与监测点间的高差为工作基点与监测点间的平距为（3）方位角改正由参考基准站的方位角观测值，可得方位角改正系数经差分改正后各监测点的方位角为（4）监测点位移量求得每期监测点的三维坐标后，与初始值比较，即得位移量：95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告1.1.1监测资料建库与整理1.1.1.1原始数据库大坝表面变形监测的原始数据库采用ACCESS2000，或SQL2000。1.1.1.2资料整理大坝表面变形监测的资料整理内容包含：①设计资料、测点埋设及验收资料等相关资料。②观测仪器设备的说明书、检验资料等。③观测原始资料及平差计算和变形分析资料等。④关于大坝表面变形监测的有关会议资料、函件等。⑤每次复测后的大坝表面变形监测的技术总结报告。1.2大坝表面变形监测精度与控制1.2.1误差产生原因分析监测点的精度跟观测方法、网形结构和观测条件有关。设计方案中已明确了观测方法和网形结构，实施时遵照设计方案进行观测。这里重点讨论一下对观测条件的分析和控制。从误差理论分析，观测误差的产生主要在3方面（观测条件）：①仪器。观测时使用的是特定的仪器，而每种仪器都具有一定的精密度，而使观测结果受到相应的影响；其次仪器本身含有一定的误差，例如水准仪的视准轴不平行于水准管轴、水准尺的分划误差等，使用这些仪器进行测量也就给观测结果带来误差。②客观环境。观测过程中所处的外界自然环境，如地形、温度、湿度、风力、大气折光等因素都会给观测结果带来影响，而且这些因素随时会有变化，由此对观测结果产生的影响也随之变化，使观测结果带有误差。③人。观测者通过自己的感觉器官来工作，由于感官鉴别能力的局限性，在进行仪器的安置、瞄准、读数等工作时，会产生一定的误差，同时，观测者的技术水平、工作态度也会对观测结果产生不同的影响。1.2.2观测误差控制在作业过程中，为取得良好的监测成果，要最大限度的消除误差影响。根据观测误差产生的因素，从以下几个方面进行控制：（1）采用高精度观测仪器。平面监测点采用徕卡TCA2003全站仪观测，垂直变形监测点采用徕卡DNA03电子水准仪观测。TCA2003全站仪是目前世界上较为先进的自动观测全站仪，标称精度测角精度±0.5〞，测距精度±（1mm+1ppm），在机载程序的驱动下，能自动照准目标、读数和记录，有“测量机器人”的称呼。DNA03电子水准仪（配铟钢条码水准尺）标称精度每公里高差中误差±0.3mm，能自动读数和记录。这两种仪器是目前水电工程外部变形监测中最先进、使用较广的仪器设备。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告（2）减少外界环境影响。小湾水电站地处低纬度高山峡谷地区，自然条件恶劣，山谷里云雾较大，天晴时光照强烈，同时施工区灰尘较大，这些都对观测较为不利。观测时选择有利时段，一般在云雾散开而太阳未升起时期间，或晚上观测，观测前先把仪器在观测墩上晾置20分钟以上，使仪器温度和外界温度一致，注意擦拭镜头和棱镜的灰尘和雨雾水珠，保持良好的通视条件。（3）减小人差。采用自动观测仪器，自动观测和记录，避免人的感官判断，消除人为误差影响，采用附有强制对中盘的观测墩，减小仪器对中误差。（4）采用固定的仪器设备和观测人员。在变形监测过程中，不可能完全消除作业条件带来的误差影响，但位移量是相对值，在相同（相似）的作业条件下，通过两期观测得到的位移量，在一定程度上可以抵消这种误差影响。在作业过程中，采用固定的仪器设备和观测人员，使由此带来的系统误差得到消减。1.1.1监测点精度分析根据设计文件，平面位移监测点和垂直位移监测点分别采用TCA2003全站仪和DNA03电子水准仪观测，具体观测方案是：①以C5、C6作为工作基点，采用极坐标差分法监测坝后桥EL1100m、EL1060m上的监测点；②以C8、C9作为工作基点，采用边角网法监测坝后桥EL1100m上重点坝段的7个监测点；③以C8、C9作为工作基点，采用边角网法监测坝后EL1020m上的2个监测点。④EL1100m检查廊道和EL1020m以下基础廊道垂直位移监测点，分别以1100LS01、1100LS02、1020LS01、1020LS02作为工作基点，以一等几何水准（附和水准路线）高程施测。极坐标差方法极坐标差分法的精度估算采用以下公式：(2-1)式中：——监测站至变形点间平距的中误差；——监测站至变形点间经球气差改正的三角高差的中误差。为分析极坐标差分法的测量精度，分别选取EL1100m坝后桥靠坝左、坝中、坝右的最具代表性的三个监测点位进行计算，其中测角精度取标称精度±0.5″，平距的中误差由测边精度±（1mm+1ppm）计算，计算结果见下表：工作基点测点名位置坝段水平距离方位角95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告X坐标精度mmY坐标精度mm点位中误差mmC5TP49坝右92192º1.200.751.41C5TP62坝中23385341.470.591.58C5TP73坝左3549161º1.941.132.24由计算可知，当以右岸监测网点C5为工作基点对EL1100m高程所有监测点观测时，监测点的精度范围为±1.4mm～±2.2mm之间。而在实际观测时，是以大坝中心为分界，按就近原则，分别以左岸监测网点C6、右岸C5为工作基点对大坝中心线两侧监测点进行观测，故监测点点位精度在±1.4mm～±1.6mm之间。（1）边角网法按设计文件，对重点坝段和较低高程坝段的监测点，采用边角前方交会法观测。设测角精度为±0.7″，测距精度为±(1.0mm+1.0ppm)，以坝下游监测网点C8、C9为工作基点，选取靠坝左、坝中、坝右的最具代表性的三个监测点位进行计算,计算的结果如下：点名误差椭圆长半轴mm误差椭圆短半轴mm长半轴方位Mx(mm)My(mm)点位中误差mmTP74±1.21±1.0121.2830±1.07±1.16mm±1.58TP75±1.38±1.0984.3139±1.09±1.38mm±1.76TP76±1.29±1.0552.1126±1.15±1.21±1.67监测点点位精度在±1.58mm～±1.76mm之间。（2）坝体垂直变形监测点附和水准路线，高程精度最弱点在线路中央，EL1100m廊道水准路线长约为1.2km，基础廊道水准路线长约为1.0km，取一等水准每公里测量中误差±0.45mm，线路最弱点高程中误差为即垂直位移监测点精度优于±0.35mm。1大坝监测工程实施情况1.1各部位已实施监测仪器布置及统计1.1.1坝基目前在8#～36#坝段及左、右岸缺陷槽基础上布置了滑动测微计、多点位移计、双轴岩石应力计、锚杆应力计、基岩变位计、压应力计、单向测缝计、双向测缝计、渗压计及温度计组等各类监测仪器270套（505支）。坝基已安装的监测仪器统计见附表6.1.1-1，仪器布置见附图6.1.1-1～附图6.1.1-3。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告1.1.1诱导缝监测仪器布置在诱导缝部位及其周围共布置有渗压计、压应力计、单向和双向测缝计、九向应变计组、无应力计、裂缝计等各类监测仪器90套（234支）。诱导缝已安装的监测仪器统计见附表6.1.2-1，仪器布置见附图6.1.2-1。1.1.2坝体横缝监测仪器布置在各坝段间的横缝上共布置有测缝计和压应力计201支。横缝已安装的监测仪器统计见附表6.1.3-1，坝体横缝监测仪器布置见附图6.1.3-1～附图6.1.3-5。1.1.3坝体应力应变及温度监测布置为全面监测坝体应力应变和砼坝体温度，在坝体内已安装埋设单向测缝计、应变计组、无应力计、裂缝计、温度计、测温光纤等各类监测仪器共466套（764支），测温光纤8389m。坝体已安装的监测仪器统计见附表6.1.4-1，仪器布置见附图6.1.4-1～附图6.1.4-6，典型光纤监测布置图见附图6.1.4-7～附图6.1.4-9，导流洞、放空洞监测布置见附图6.1.4-10～附图6.1.4-14。1.1.4绕坝渗流布置绕坝渗流共完成水位孔18个。仪器统计见附表6.1.5-1，仪器布置见附图6.1.5-1。1.1.5坝址锚索布置坝址共完成锚索测力计19台。仪器统计见附表6.1.6-1，仪器布置见附图6.1.6-1～附图6.1.6-3。1.1.6坝体及抗力体变形监测布置坝体共完成正垂线装置6套、倒垂线装置5套。抗力体共完成多点位移计、引张线、铟钢丝位移计、双金属标等变形监测仪器26（76支）。仪器统计见附表6.1.7-1，仪器布置见附图6.1.7-1～附图6.1.7-3。1.1.7水垫塘、二道坝监测布置水垫塘及二道坝共完成测缝计、渗压计、钢筋计、锚杆应力计、多点位移计、温度计、水力学通用底座、水力学测压头、表观点等监测仪器共143套（151支）。监测仪器统计见附表6.1.8-1，仪器布置见附图6.1.8-1～附图6.1.8-7。1.1.8外部变形监测布置外部变形监测共完装埋设各类观测点118个，测点统计见附表6.1.9-195“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告，布置见附图6.1.9-1。1.1.14#山梁测斜监测布置4#山梁安装完成2个测斜孔。测点布置见附图6.1.10-1。1.1.2环境量监测布置拱坝左岸高程1245m平台拌合楼、右岸高程1020m公路分别建立了一个简易气象站，内装有自记式温度计、湿度计和雨量器。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告1.11100m高程以下已完成工程量汇总截至2008年10月31日，EL1100高程及其以下已安装埋设的监测仪器主要有：滑动测微计、多点位移计、基岩变位计、锚杆应力计、双轴岩石应力计、渗压计、温度计、分布式测温光纤、单向测缝计、双向测缝计、钢筋计、裂缝计、压应力计、锚索测力计、无应力计、单向应变计、七向应变计组、九向应变计组、引张线、铟钢丝位移计、双金属标、正垂装置、倒垂装置、水力学通用底座、水力学测压头、外观控制网点、气温监测站、降雨量测站共计26种监测仪器，各类仪器安装埋设时间见附表6.2-1～附表6.2-26。EL1100高程及其以下部位已完成的仪器安装埋设工程量统计及与设计工作量比较见表6.2-1，各坝段埋设的仪器统计见表6.2-2；至2008年10月31日，EL1100高程以下（包括外观变形监测控制网）共完成安装埋设各类仪器1450个单元（支、组、套），按单支仪器或传感器统计，共埋设各类仪器2228支,占设计工程量2311支的96.45%；埋设光纤8389m，占总合同工作量的83.9%。表6.2-1大坝EL.1100m以下监测工程量完成情况汇总表工程名称仪器名称按仪器支数统计按仪器单元统计备注单位设计量完成量损坏量完成率%单位设计量完成量大坝及抗力体变形监测外部变形监测网平面网观测墩个1717100.00个1717垂直网水准点个89112.50个89补埋纳入网中的原施工控制网点1个双金属标个11100.00个11大坝监测平面变形观测墩个322990.63个3229垂直位移水准点个5353100.00个5353库盘监测垂直变形水准点个1622137.50个1622补埋纳入网中的原施工控制网点6个双金属标个22100.00个22静力水准点33100.00条11引张线点191578.95条76铟钢丝位移计测线点312683.87条87倒垂装置套151280.00套1512正垂装置套171588.24套1715多点位移计支2902909100.00套51515点式16套、6点式35套滑动测微计个12123100.00个1212固定测斜仪支25/套5/5个/套渗压计支74743100.00支747495“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告渗流监测坝基测压管个171588.24个1715单管式水位孔个141392.86个1413双管式水位孔个77100.00个77量水堰座33/座33/应力应变及温度监测锚索测力计台433990.70台4339锚杆应力计支24241100.00支2424锚杆应力计4组钢筋计支90901100.00支9090应变计支52452427100.00支1010单向应变计10支组77五向应变计7组组1717七向应变计17组组4040九向应变计40组无应力计支61613100.00支6161压应力计支73734100.00支7373双轴岩石应力计支46461100.00支2323双轴岩石应力计23套测缝计支277273998.56支277273单向测缝计249支、裂缝测缝计24支双向测缝计支4848100.00套2020双向测缝计24套裂缝计支1616100.00支1616基岩变位计支22100.00支22电阻应变片组1616100.00组1616温度计支20020010100.00支200200水力学观测通用底座个1212100.00个1212测压管个1313100.00个1313大坝地震监测强震仪台5380.00台53加速度计台6466.67台64水垫塘、二道坝变形监测表面变形监测点个44100.00个44多点位移计支1010100.00支225点式2套应力应变及温度监测单向测缝计支44100.00支44单向应变计支55100.00支55钢筋计支66100.00支66锚杆应力计支2424100.00支2424温度计支2929100.00支2929渗流监测量水堰座88100.00座88渗压计支2727100.00支2727水力学观测通用底座个3232100.00个3232测压管个2020100.00个2020合计（支、个）231122287196.451506145095“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告1.1.1正倒垂钻孔施工质量现累计完成正倒垂钻孔近1395.4m，最深倒垂孔深度达91.16m，在施工中，采取了强有力的组织和技术保证措施，确保了正倒垂钻孔施工质量，现已完成的倒垂孔钻孔有效孔径达φ177.6mm～φ206.7mm，倒垂孔安装保护管后最终有效孔径达φ108.07mm～φ154.72mm，终孔有效孔径值大于规程规范和设计技术要求φ100mm，已完成正倒垂孔技术参数统计详见附表6.3-1。1.1.2单元工程质量验收到目前为止，大坝安全监测工程共验收了1217个单元，全部合格。1.1.3仪器运行状况及完好率统计EL1100以下监测仪器共损坏58套（73支），仪器完好率为96.62%。仪器损坏情况统计见附表6.3-2。1.2下闸蓄水前剩余工程量及实施计划对照下闸蓄水前安全监测形象面貌要求，全面梳理了下闸蓄水前剩余工程量见表6.4-1，剩余工程量实施计划见附表6.4-1。95“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告表6.2-2各坝段已完成监测仪器工程量统计表项目仪器名称单位施工完成量左岸缺陷槽右岸缺陷槽8#坝段9#坝段10#坝段12#坝段13#坝段14#坝段15#坝段16#坝段17#坝段18#坝段19#坝段20#坝段21#坝段22#坝段23#坝段24#坝段25#坝段变形监测表面变形监测个4张线线条6铟钢丝位移计测线条7正垂装置套1512331倒垂装置套121131双金属标套25点式多点位移计套18116点式多点位移计套35455233滑动测微计个12111132渗流监测渗压计支101331012522215222测压管个15131121单管式水位孔个13双管式水位孔个7量水堰座8应力应变监测单向测缝计支2777531111145181023425329524双向测缝计支20222222裂缝计支162232基岩变位计支22单向应变计支15222五向应变计组711七向应变计组1749九向应变计组4011333333599“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告无应力计支611133733125压应力计支73466362421223钢筋计支96424锚杆应力计支48666双轴岩石应力计组233335锚索测力计台39111111112221电阻应变片组16温度监测温度计支229151243512816466水力学埋件通用底座个44测压管个33地震监测强震仪台311加速度计台412环境量监测气温测站个2左岸EL.1245m拌合楼平台1个，右岸EL.1245m公路旁1个。降雨量测站个1右岸EL.1020m公路旁1个小计1321282973113411107164828381145167391236注：统计表中未计入监测网中的118个点及1条静力水准测线。99“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告表6.2-2各坝段已完成监测仪器工程量统计表（续表）项目仪器名称单位施工完成量27#坝段28#坝段29#坝段30#坝段31#坝段32#坝段33#坝段34#坝段35#坝段36#坝段二道坝水垫塘左岸抗力体右岸抗力体1#放空底孔2#放空底孔2#导流底孔变形监测表面变形监测个44张线线条642铟钢丝位移计测线条642正垂装置套311倒垂装置套61121双金属标套2115点式多点位移计套1632546点式多点位移计套352254滑动测微计个1111渗流监测渗压计支101221133621测压管个1313单管式水位孔个1165双管式水位孔个734应力应变监测单向测缝计支27725618104534双向测缝计支202222裂缝计支1652基岩变位计支2单向应变计支15225五向应变计组712299“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告七向应变计组174九向应变计组403633无应力计支613103322压应力计支735636钢筋计支964264133锚杆应力计支48624双轴岩石应力计组23333锚索测力计台382112665电阻应变片组1688温度监测温度计支22982513245水力学埋件通用底座个443212测压管个33*2085环境量监测气温测站个2左岸EL.1245m拌合楼平台1个，右岸EL.1245m公路旁1个。降雨量测站个1右岸EL.1020m公路旁1个。小计127939339613101975396361192519675122注：统计表中未计入监测网中的118个点及1条静力水准测线。99“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部 大坝监测设施施工自检及监测成果分析报告表6.4-1下闸蓄水前剩余工程量统计表工程名称仪器名称单位数量点位明细情况说明大坝平面变形观测墩个11C4-A15-IP-02、C4-A16-IP-01、C4-A19-IP-01、C4-A24-IP-01、C4-A26-IP-01、C4-A29-IP-02、C4-A30-IP-01、C4-A17-IP-01～02、C4-A22-IP-01～02、1060m在拆冷却水管7个点暂不具备,1100m有4个点受施工影响无法埋设垂直位移水准点个51100-LS01-02、BS-LD-03、05、1310月15日~10月18日倒垂装置套9C4-A04-IP-01、C4-A41-IP-01、C4-Rd-IP-01、C4-A09-IP-01、C4-A19-IP-01、C4-A22-IP-01、C4-A22-IP-02、C4-A22-IP-03、C4-A25-IP-01、完成钻孔施工、支架安装，准备安装调试座标仪正垂装置套14C4-A35-PL-05、C4-A09-PL-05、C4-A09-PL-04、C4-A15-PL-04、C4-A19-PL-04、C4-A19-PL-05、C4-A19-PL-06、C4-A22-PL-03、C4-A22-PL-04、C4-A22-PL-05、C4-A25-PL-03、C4-A25-PL-04、C4-A25-PL-05、C4-A25-PL-06、C4-A29-PL-04、C4-A35-PL-04完成钻孔施工、支架安装，准备安装调试座标仪引张线点4右岸抗力体RHF1洞（1条4点）洞子施工未完成铟钢丝位移计测线点10右岸抗力体RJCD1洞（1条5点）右岸抗力体RJCD2洞（1条5点）洞子施工未完成多点位移计支10C4-Re-M-02、C4-Re-M-035点式2套滑动测微计个1C2B-3CQ-HV-03固定测斜仪支25C4-A14-IN-01、C4-A20-IN-01、C4-A23-IN-01、C4-A25-IN-01、C4-A31-IN-015支/每套(完成钻孔施工)坝基测压管个4C4-A09-UP-01、C4-A09-UP-02、C4-A35-UP-01、C4-A35-UP-02单管式水位孔个3C4-L-HW-19、C4-R-HW-10、C4-R-HW-22C4-R-HW-10目前不具备工作面量水堰座414号山梁排水廊道9座水垫塘、二道坝排水廊道8座坝体廊道24座完成水垫塘、二道坝8座、坝体20座的凿槽锚索测力计台5C4-A12-PR-01、C4-A14-PR-01、C4-A30-PR-01、C4-A32-PR-01、C4-A33-PR-01随土建施工进度开展工作单向测缝计支4C4-XDK1-J-01、C4-XDK1-J-02、C4-XDK2-J-01、C4-XDK2-J-02随土建施工进度开展工作强震仪台5A1-09-CZ03、A1-22-CZ02、A1-22-CZ04、A2-35-CZ03、水准平硐加速度计台6C4-A09-QZY-01、C4-A22-QZY-01、C4-A22-QZY-02、C4-A22-QZY-03、C4-A35-QZY-01、C4-PD-QZY-03合计157附表附图100“昆·科·瑞”大坝安全监测项目部