大坝变形监测实施方案.docx

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大坝变形监测实施方案

水电站大坝变形监测

实施方案

二〇一八年九月

1工程概述4

1.1概述4

1.2监测区域工程布置5

2作业技术规范及依据6

3工作内容及工作量7

4采用系统7

4.1坐标系统7

4.2高程系统7

5人员配置7

5.1组织结构7

5.2工作职能设置7

5.3主要人员配置8

6设备配置8

6.1设备配置8

6.2设备检校9

6.2.1GNSS接收机的检校：

6.2.2LeicaTCA2003全站仪的检校：

6.2.3气象仪表检校10

6.2.4水准仪的检验10

6.2.5水准标尺的检验10

6.2.6其它10

7监测网基准点、监测点布设11

7.1基准点的选定及布设11

7.2自动监测基准点选定及埋设12

7.2.1观测环境12

7.2.2地质环境13

7.2.3依托保障13

7.3监测点的选定和布设14

8观测实施及技术要求14

8.1观测实施方案14

8.1.1水平位移全网观测14

8.1.2垂直位移全网观测14

8.1.3监测点水平位移观测15

8.1.4监测点垂直位移观测16

8.2观测技术要求15

8.2.1水平位移监测GNSS观测15

8.2.2垂直位移监测网16

8.2.3监测点水平位移监测18

8.2.4监测点垂直位移监测19

9数据处理19

9.1水平位移B级GNSS监测网解算19

9.2垂直位移监测网解算19

9.3监测点水平位移解算20

9.4监测点垂直位移解算20

10资料整理及成果资料清单20

10.1资料整理20

10.2项目完成后拟提交的成果资料20

11质量保证体系及质量保证措施21

11.1质量保证体系21

11.2质量目标21

11.3质量保证措施22

12安全生产措施23

12.1安全教育、培训23

12.2制定严格的安全生产规章制度23

12.3安全措施23

12.3.1野外作业安全措施23

12.3.2高空作业安全措施24

13现场文明施工与环境保护25

13.1文明施工与职业健康25

13.2环境保护和水土保持26

14现场应急处置26

14.1夏季防暑降温应急预案26

14.2施工现场触电应急救援预案27

15附件：

水电站人工变形监测实施方案

1工程概述

1.1概述

水电站位于省市县乡燕子窝村，为嘉陵江梯级水电开发的第九级，由大电站、小电站、扩建电站组成。

电站上接蓬安县金溪航电工程，下接南充市顺庆区风仪航电工程。

电站坝址距离上游蓬安县城11km，距离下游南充市59km。

地理位置为东经东经106°19′，北纬31°00′。

电站工程建筑物主要包括：

拦河闸坝（泄洪冲沙闸、溢流坝、泄水道），发电建筑物

（引水明渠、主副厂房、尾水渠、开关站等），船闸（引航道、闸首、闸室等）。

水电站属Ⅲ等工程，工程规模为中型。

水电站坝址控制流域面积74645km2，水

库正常蓄水位292.70m，库容为9132万m³，发电死水位为292.00m，死库容为8178万m³，调节库容为954万m³。

1.2监测区域工程布置

拦河闸坝位于嘉陵江河道上（1992年建成），轴线布置长度814.8米。

从右至左依次布置右岩溢流坝（溢流坝为混凝土重力坝，坝长54.2m，最大坝高34.2m，坝顶高程303.20m）、泄洪冲砂闸（泄洪冲砂闸为混凝土及钢筋混凝土结构，长143.6m，共九孔，每孔净宽12m，最大闸高32.2m，闸墩顶高程303.2m）、溢流坝（坝体为碾压混凝土，坝长314m，共八段，除左端段长为34m外，其余七段均为40m，最大坝高202m，坝顶高程292.70m）、溢流埝（坝体为混凝土重力坝，坝长330m，坝体分段长30m，最大坝高6.0m，坝顶高程295m）及左岸翼墙等挡水建筑物和相应的消能防冲、护岩工程等

右岸闸坝

溢流坝坝体及左岸副坝

2作业技术规范及依据

（1）SL197-2013《水电水利工程测量规范》；

（2）GB/T16818-2008《中、短程光电测距规范》；

（3）GB/T12897-2006《国家一、二等水准测量规范》；

（4）GB/T17942-2000《国家三角测量规范》；

（5）GB/T18314—2009《全球定位系统（GPS）测量规范》；

（6）DL/T5178-2016《混凝土坝安全监测技术规范》；

（7）DL/T5211-2005《大坝安全监测自动化技术规范》；

（9）CH/T1004-2005《测绘技术设计规定》；

（9）GB/T24356-2009《测绘成果质量检查与验收》。

3工作内容及工作量

水电站人工变形监测工作内容及工作量见表1

表1工作内容及工作量表

生产项目

工作内容及工作量

技术规格

拟监测次数

水平位移监测网观测

采用GPS观测全网8个网

B级

垂直位移监测网观测

观测路线长度约25Km，连测垂直

位移基点1个、工作基点8个

一等水准往返观测

过河水准

1处

一等水准

水平位移监测点

40个

一等边角网

垂直位移监测点

40个

二等水准

4采用系统

4.1坐标系统

大坝水平位移监测网采用：

1954年北京坐标系；平均高程投影面取溢流坝顶高程292.7m。

4.2高程系统

大坝垂直位移监测网采用：

1956年黄海高程系统。

5人员配置

5.1组织结构

云南检测公司工程物探检测股份有限公司己成立“水电站大坝监测项目部”，负责马回电站的安全监测工作组织与实施。

在企业管理层主管的领导下，设立现场项目经理部，经理部决策层由项目经理、项目总工程师组成；项目作业层由各类作业班组成。

各职能部门由各专业技术人员组成，作业班组包括观测部、质检部、工程部和资料整编部门等各部门组成。

5.2工作职能设置

（1）项目经理项目云南检测公司向企业管理层项目主管负责。

负责本合同项目的执行。

（2）项目经理的权力按照企业管理层批准的项目管理机构及编制，提出项目技术负责人等项目决策层管理人

员，经企业审查通过后聘任；选择聘任一般管理人员，对聘任人员的任职情况进行考核。

根据工程进展，拟定劳务、设备物资等使用计划，行使资源调配权。

拟定资金使用计划，

行使资金调配权。

（3）项目经理部项目经理全面履行项目管理的责任和职能，项目经理部代表企业管理层及项目主管承担本

项目从开工到竣工全过程的施工管理。

项目经理部由项目经理、总工程师等人员组成。

5.3主要人员配置拟投入本次监测工作的主要人员见表2：

表2投入本监测工作的主要人员表

任命职务

姓名

学历

职

称

项目中

负责工作

项目主管

高工

项目经理

高工

现场项目经理

项目总工

项目技术负责人

水准观测负

责人

负责水准测量

边角观测负

责人

负责边角观测

GPS观测

负责GPS观测

资料整编

负责资料整编

6设备配置

6.1设备配置

根据本工程的现场实施情况及我单位的仪器设备情况，在可靠、实用、先进的前提下，本

次监测项目投入的主要仪器设备如表3所示：

表3拟投入本项目的主要仪器设备

序号

设备名称

型号、规格

单位

数量

备注

人工智能型自动

跟踪全站仪

LeicaTCA2003

台

测角精度：

J0.5"，测距精

度1mm+1ppm

气象仪表

温度计、气压计

套

电子水准仪

TrimbleDINI03

台

标准精度：

±0.3mm/Km

条码数字水准尺

Trimble

对

与水准仪配套

双频GPS

Trimble5700

台

标准精度：

3mm+0.5ppm

便携式计算机

台

观测成果资料处理

台式计算机

台

观测成果资料处理

数据处理软件

套

汽车

辆

交通工具

其它辅助设备

6.2设备检校

为保证本次监测项目工作的顺利开展，确保观测成果的质量和精度，对于使用的仪器设备，应按规范和有关技术要求进行检验，对强制送检的项目，必须送有相应资质的国家计量检定部门进行检验和率定；观测期间，部分项目应进行必要的自检，防止仪器设备在使用过程中出现影响观测成果精度的现象发生，并提交检定资料；所有仪器设备都应检定合格并在检定有效期内使用。

检验和校正项目如下：

6.2.1GNSS接收机的检校：

GNSS接收机的检校需送至具有相应资质的国家计量检定部门进行检验和率定。

6.2.2LeicaTCA2003全站仪的检校：

在外业工作开始前，应按下述项目进行检验和校正：

（1）双轴补偿纵、横向指标差的检校（l,t）

（2）自动目标识别轴准直差的检校（ATR）

（3）垂直编码度盘检校（i）

（4）水平视准差检校（c）

（5）水平轴倾斜误差检校（a）检验后，仪器显示改正值，并通过内置功能进行自动改正。

由于气象等不确定因素的影响，

在每次开机后都检校当时的电子气泡改正值（双轴补偿纵、横向指标差）。

其它检校值一般不易变动。

但为了防止在观测中任何不确定因素影响其发生变化，在整个工程过半和工程结束后均对自动照准功能检校（ATR）、垂直编码度盘检校（i）等几项检校值作了效核检查。

观测过程中，仪器气泡中心偏移值接近限值时，应在测回之间重新整置仪器。

6.2.3气象仪表检校

（1）干湿温度计检定；

（2）空盒气压计检定。

该两项检定按气象部门的规定送有检定资格的机构检定，并提供检定证书。

6.2.4水准仪的检验

（1）水准仪的检视（随时注意检视）；

（2）望远镜光学性能的检验（新仪器）；

（3）水准仪上概略水准器的检校；

（4）符合水准器符合精度或自动安平水准仪补偿性能与自动安平精度的测定；

（5）光学测微器效用的正确性和分划值的测定；

（6）调焦透镜运行正确性的检验（新仪器）；

（7）“i”角的检验（作业开始时，连续7天每天检验一次，若i角较为稳定时，以后每15天检验一次，外业作业完成后检验一次）；

（8）“2c”角的测定。

6.2.5水准标尺的检验

作业前，按下述项目进行检验和校正：

（1）标尺上圆水准器的检校；

（2）标尺分划面弯曲差的测定；

（3）标尺名义米长及分划偶然中误差的测定；

（4）一对水准标尺零点不等差及基辅分划读数差的测定。

6.2.6其它

参加作业的觇牌在作业前必须测定偏心差，偏心差大于0.1mm的觇牌不得使用，每个觇牌检校前的偏心差及检校后的偏心差应作出记录并提交项目部。

7监测网基准点、监测点布设

7.1基准点的选定及布设

本次监测网观测的水平位移、垂直位移基准点沿用四川省水利水电勘测设计研究院第一测绘分院布设的监测网基准点。

水平位移基准点分布大两侧，其中大坝右岸布设有4个水平位移基点（点号分别为I-16、I-18、I-20、I-22），左岸布设有3个水平位移基点（点号分别为I-17、I-19、I-21），自动观测基准点1个（点号I-23）。

垂直位移基准点共由1个水准基点（BM4）、6个垂直位移基准点（IBM01、IBM02、IBM07、IBM08、IBM09、IBM11）、2个水平位移基准点（I-18、I-19）组成。

沿用己有的监测网的水平位移基准点的优势和原因如下：

（1）根据《混凝土坝安全监测技术规范》、《国家一、二等水准测量规范》和《全球定位系统（GPS）测量规范》规范的相关规定，水平位移基准点选埋应尽量布设于地质稳定的基岩上，视野开阔地方且视场内障碍物的高度角不宜超过15°；远离大功率无线电发射源和高压输电线路和微波无线电信号传送通道同时利于监测点的观测和通视情况。

（2）根据大坝的现场情况来判定，如埋设于交通方便的路边，大坝右侧上游只有沿江内部公路边可以埋设，但公路边距离江边的高度和距离均不符合规范要求且不能保证地质稳定，公路边均有杂树通视情况不佳，同时沿江公路和右岸闸坝高度差较小，不利于监测点的观测。

公路边靠山边均有开挖的陡坎，不利于B级GNSS控制网的观测；大坝右侧下游则没有合适的交通方便的地方，如选到山顶高差太大，监测点观测时倾斜角太大，不符合规范要求。

（3）同时根据规范要求，B级GNSS点埋设后至少需要一个雨季的稳定期，基岩或岩层标石至少需要一个月以上的稳定期后才可用于观测，对于施测的工期要求来说不符合。

（4）原有的水平位移基准点经现场勘查后埋设方式和稳定性均符合规范要求，除因较长时间未使用，大部分点位需砍伐杂树保证互相通视和便于监测点观测外，其他均符合相关规范的要求。

点位现场图片：

I-18基准点I-17基准点

I-19基准点I-21基准点

7.2自动监测基准点选定及埋设

7.2.1观测环境

观测环境应符合以下要求：

（1）距易产生多路径效应的地物（如高大建筑、树木、水体、海滩和易积水地带等）的距离应大于200m；

（2）应有10°以上地平高度角的卫星通视条件；困难环境条件下，高度角可放宽至25°，遮挡物水平投影范围应低于60°；

（3）距微波站和微波通道、无线电发射台、高压线穿越地带等电磁干扰区距离应大于200m；

（4）避开采矿区、铁路、公路等易产生振动的地带；

（5）应顾及未来的规划和建设，选择周围环境变化较小的区域进行建设；

7.2.2地质环境

地质环境应符合以下要求：

（1）基准站应建立在稳定地质构造条件的块体上，避开地质构造不稳定地区（如断裂带、易发生滑坡与沉陷等局部变形地区）和易受水淹或地下水位变化较大的地区；

（2）基准站按要求或依据需求建立在稳定地质构造条件的块体上或结构稳定的屋顶上；

（3）专业应用站网的基准站依据专业需求选择建站环境。

7.2.3依托保障

依托保障要求如下：

（1）便于接人公共或专用通信网络；

（2）具有稳定、安全可靠的电源；

（3）交通便利，便于人员往来和车辆运输；

（4）具有良好的土建施工条件；

（5）具有良好的安全保障环境，便于人员维护和站点的长期保存。

根据以上要求拟将自动观测基准站设置于大坝下游右岸的山顶上。

点位选择以实地踏勘后选定为准。

初步选点位置见下图：

7.3监测点的选定和布设

监测点沿用四川省水利水电勘测设计研究院第一测绘分院布设的大坝位移监测点及新增的自动观测站点。

其中非溢流坝和泄洪闸由12个监测点（B-01～B-12）及6个自动观测站（TP1～

TP6）构成；左岸副坝由7个监测点（B-28～B-34）构成；导墙、溢流坝坝体由15个监测点（B13～B27）构成。

8观测实施及技术要求

8.1观测实施方案

水电站大坝监测网工作内容包括：

水平位移监测网全网；垂直位移监测网全网；坝体监测点水平位移、垂直位移监测。

水平位移监测网拟采用GNSS观测方式按B级网精度观测，垂直位移监测网拟按一等水准测量精度观测。

坝体监测点水平位移拟按一等边角网方式观测，垂直位移拟按二等水准附合线路观测。

监测网点及监测点布置图祥见附件。

8.1.1水平位移全网观测

水平位移监测网由I-16、I-17、I-18、I-19、I-20、I-21、I-22、I-23共八点组成；其中I-16、I-18、I-20、I-22、I-23布设于大坝右岸，I-17、I-19、I-21布设于大坝左岸。

水平位移监测网拟采用GNSS观测方式按B级网精度在点上设站进行观测。

8.1.2垂直位移全网观测

垂直位移监测网由BM4、IBM01、IBM02、IBM07、IBM08、IBM09、IBM11、I-18、I-19共9

点组成。

垂直位移网拟采用一等水准观测。

复测路线为：

BM4～IBM01～IBM08～I-18～I-19～IBM11～IBM09～IBM07～IBM02～BM4。

8.1.3监测点水平位移观测

监测点水平位移采用前方交会法观测，在监测网点分别测量监测点水平角、边长、垂直角从而构成边角网。

当监测点较多时可分组进行观测。

8.2观测技术要求

8.2.1水平位移监测GNSS观测

水平位移监测全网GPS观测的技术要求按《全球定位系统（GPS）测量规范》

（GB/T18314-2009）执行，观测应满足B级网观测精度的要求。

观测时应记录温度、气压等，每个时段记录3次即测前、测中、测后各一次。

观测技术指标见表4。

表4GNSS观测技术指标要求

等级

卫星高度角

同时观测有

效卫星数

有效观测卫

星总数

观测时

段数

时段长度

采样率

≥10°

≥4

≥20

≥3

≥23h

30s

8.2.1.1测前准备

（1）观测前应事先编制GPS卫星可见性预报表和作业调度表；

（2）每天出发前应检查电池容量是否充足；

（3）作业前应检查接收机内存容量是否足够；

（4）天线应整平，天线基座上的圆气泡应居中，天线的指向应相同。

若天线安置在较高处或风较大的地方，须采取措施，以防天线被风刮倒损坏。

8.2.1.2观测作业要求

（1）观测组应严格按调度表规定的时间进行作业，保证同步观测同一组卫星；

（2）每时段开机前、关机后各量取天线高一次，两次量测互差应小于3mm。

每次在互为120°三个方向上量测天线高，量测互差应小于2mm。

同时记录量测方式；

（3）仪器中的参数设置，未经技术负责人同意，不得随意改变或删除；

（4）仪器正常工作后，作业员应及时按照记录手簿的内容做好观测记录；

（5）观测员作业期间不得擅自离开测站，并应防止仪器受震动和移动，防止他人和其它物体靠近天线，遮挡卫星信号；

（6）在观测过程中不应在接收机附近10m内使用对讲机和50m内使用电台；当遇雷、闪电或大风雨时，应立即停止观测；

（7）经认真检查，所有规定作业项均已全面完成，并符合要求，记录资料完整无误后方可迁站。

8.1.4监测点垂直位移观测

监测点垂直位移观测拟按二等水准闭合线路观测，共布设三条条水准线路。

第一条水准线路拟以水准基点IBM09与非溢流坝和泄洪闸垂直位移点B-01～B-12及6个自动观测站TP1～TP6构成；第二条水准线路以水准基点IBM11与左岸副坝垂直位移点B-28～B-34构成；第三条水准线路以水准基点IBM11与导墙、溢流坝坝体垂直位移点B13～B27构成（第一次观测时嘉陵江位于丰水期，溢流坝上全部过水，故不能观测）。

8.2.2垂直位移监测网

8.2.1.1观测方式

采用TrimbleDINI03型数字水准仪进行一等水准测量观测，单路线往返测。

一条路线的往返测，须使用同一类型的仪器和尺垫，沿同一道路进行。

同一测段的往测（或返测）与返测

（或往测）应分别在上午与下午进行。

在日间气温变化不大的阴天和观测条件较好时，若干里程的往返测可同在上午或下午进行。

但这种里程的总站数，不应超过该区段总站数的20%。

监测网施测时还应遵循“三不变”的原则，即同一监测网观测应由同一个人，同一台仪器，同一观测方法和观测精度。

跨江水准观测1处，因跨河水准长度小于500米，采用光学测微法进行测量。

8.2.1.2观测要求

测站视线长度、前后视距差、视线高度、数字水准仪重复测量次数按表5规定执行。

表5单位:

等级

仪器类别

视线长度

前后视距差

任一测站上前

后视距差累积

视线高度

数字水准仪重复测量次数

光学

数字

光学

数字

光学

数字

光学

（下丝读数）

数字

一等

DSZ0

5、DS05

≤30

≥4且

≤30

≤0.5

≤1.0

≤1.5

≤3.0

≥0.5

≤2.80

且≥0.65

≥3次

注：

下丝为近地面的视距丝。

几何法数字水准仪视线高度的高端限差一、二等允许到2.85m，相位法数字水准仪重复测量次数可以为上表中数值减少一次。

所有数字水准仪，在地面震动较大时，应随时增加重复

测量次数。

8.2.1.3间歇与检测

观测间歇时，最好在水准点上结束。

否则，应在最后一站选择三个坚稳可靠、光滑突出、便于安置标尺的固定点，作为间歇点。

间歇后应按照记录程序的要求对间歇点进行检测，检测办法见记录程序。

8.2.1.4测站观测限差

测站观测限差应不超过表6的规定。

表6单位:

等级

上下丝读数平均值与中丝读数的差

基辅分划读数的差

基辅分划所测高差之差

检测间歇点高差之差

0.5cm刻划标尺

1cm刻划标尺

一等

1.5

3.0

0.3

0.4

0.7

对于数字水准仪，同一标尺两次读数差不设限差，两次读数所测高差的差执行基辅分划所测高差之差的限差。

8.2.1.5水准路线限差

往返测高差不符值、环闭合差、检测高差之差的限差不超过表7的规定。

表7单位:

等级

测段、区段、路线往返测高差不符值

附合路线闭合差

环闭合差

检测已测测段高差之差

一等

1.8K

注：

K—测段、区段或路线长度，单位为千米（km）；当测段长度小于0.1km时，按0.1km计算；L—附合线路长度，单位为千米（km）；

F—环线长度，单位为千米（km）；R—检测测段长度，单位为千米（km）。

注：

检测长度小于1km时，按1km计算。

8.2.1.6测量精度

每千米水准测量偶然中误差≤0.45mm，每千米测量的全中误差≤1.0mm.

8.2.3监测点水平位移监测

监测点水平位移仪器按要求采用人工智能型自动跟踪全站仪LeicaTCA2003（测角精度：

0.5"，测距精度1mm+1ppm）按《混凝土大坝安全监测规范》和《国家三角测量规范》一等精度要求自动进行观测；据仪器的特点和实际观

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