李家河大坝监测工程大坝安全监测报告.docx

1、李家河大坝监测工程大坝安全监测报告西安市辋川河引水李家河水库大坝安全监测工程大坝安全监测报告西北综合勘察设计研究院西安市李家河水库大坝安全监测工程项目部二零一四年七月审定：席春平 审核：张平安编写：周立功张文雅参加人员：张平安 李蓬涛1工程概况西安市辋川河引水李家河水库工程位于西安市蓝田县，是解决西安市东部用水紧张的骨干供水工程之一，工程由水库枢纽和输水渠道两大部分组成。水库枢纽距西安市约 68km,距蓝田县县城 23km。李家河水库工程总库容为 5260万m3调节库容为4400万m3供水设计流量为 3.15m3/s ,多年平均供水量 7230万m3电站装机容量 4800kW。本工程水库枢纽和

2、供水渠道属川等中型工 程，主要建筑物拦河大坝、泄水建筑物、引水建筑物和供水渠道按 3 级设计，次要建筑物按 4级设计，电站及临时建筑物按 5级设计。拦河坝坝型为碾压混凝土拱坝，坝项高程 884m,最大坝高98.5m，设计洪水标准为 50年一遇，相应洪峰流量为 9900m3/s，校核洪水标准为 500年一 遇，相应洪峰流量为 1152m3/s。水库正常蓄水位 880.0m，死水位839.0m，设计洪水位880.0m, 校核洪水位 881.29m。拦河坝为碾压混凝土抛物线双曲拱坝，最大坝高 98.5m，坝顶弧长351.71m，泄洪表孔布设在坝顶中部的河床段，表孔采用单孔，堰顶高程 872.0m，泄

3、洪底孔紧临溢洪表孔的左侧布置，进口高程828.00m，引水洞布置在大坝左岸， 进口位于坝址上游约 0.5km处，出口位于坝址下游约1 km的李家河村，洞线平面投影长 946.35m。弓冰洞出口水流经连接箱涵进入电站尾水与引水洞交汇段,流入输水干渠。电站位于李家河村,厂房采用单层地面厂房,厂房纵轴线平行于 河道布置；开关室位于主厂房左侧；主变压器露天布置。2工程投标本工程于 2011 年 7月由西安市辋川河引水李家河水库工程建设管理处通过招标方式确定西 北综合勘察设计研究院为该项目的承包商,并承担本项目施工。工程于 2011 年 8 月 20 日开工, 2011 年 8 月 23 日大坝外部变形

4、监测开始施工, 2011 年 9 月20日随着碾压砼拱坝基础垫层砼浇筑开始,进行大坝内部监测仪器埋设安装施工, 2014年7月 12 日完成大坝内部监测仪器的埋设与安装施工。3监测布置、内容变更、总进度和完成的主要工程量3.1安全监测概况及布置监测项目包括巡视检查和仪器监测。巡视检查包括施工期和运行期的巡视检查，在施工期主要对坝区的边坡稳定和坝体混凝土 有无裂缝等表面现象进行检查；运行期主要为初期蓄水大坝有无异常、坝肩和坝基渗漏、边坡 有无滑移征兆等现象进行的巡视检查。仪器监测项目包括平面边角控制网、水准网、大坝变形、 渗流渗压、坝体应力、坝体、坝基温度、环境量及边坡监测等。本工程监测项目见下

5、表 1-1:表1-1枢纽工程监测部位及项目表部位监测类型项 目内容枢纽巡视检杳坝体有无裂缝、坝肩和坝基渗漏及边坡滑动等大坝变形水平位移坝体、坝基位移竖向位移倾斜坝体、坝基倾斜裂缝接触缝、诱导缝、横缝开合度渗流渗漏量坝基渗漏扬压力基础扬压力、帷幕后渗透压力绕坝渗流绕坝渗流渗压应力应变 及温度应力应变坝体混凝土的应力应变温度混凝土温度及坝基温度环境量上下游水位上下游水位气温库区气温降雨量降雨量库水温库水温输水量输入汇流池的水量边坡变形内部变形岩体相对位移表面变形水平及垂直位移3.1.1环境量监测环境量监测包括坝区气温、降水量、上下游水位、库水温及输水量等项目。气温和降水量：在左坝肩下游面建造观测房

6、，观测房附近布设一个百叶箱，内设置一套自计温度计，进行坝区气温监测；同时也设置一套自计雨量计，监测坝区降水量。库水温：在拱冠监测断面距上游坝面 10cm处埋设一组温度计监测混凝土上游坝面温度， 同时也可以作为水库水温的测点。水位：坝上游水位采用人工水尺和遥测水位计两种方法监测，以相互校核和检验，在表孔坝段和挡水坝段的上游面布设水尺和遥测水位计各 2个，观测上游的水位变化；在表孔坝段下游面设置1个人工水尺，以监测下游的水位变化。输水量：输入汇流池的输水量主要通过水轮机尾水出口及针阀出口分别布设的测流仪进行 输水量的监测。监测数据传入电站中控室，采用监测数据分析及管理软件，对其数据进行分析 及管理

7、（水轮机及针阀自带测流仪） 。3.1.2 温度监测 温度监测内容包括：坝面温度、坝体混凝土温度和坝基温度。选择拱冠和左、 右 1/4 拱附近 布置 3 个温度监测断面，在表孔常态混凝土布置一个监测断面。坝面温度：在距上游坝面10cm的坝体混凝土内沿高程布置坝面温度计， 间距为7.5m15m。该表面温度计在蓄水后可作为坝前库水温度计。坝体温度：自上而下间隔 15米布置坝体温度测点，断面测点基本上以网络状布置，间距为7.5m.。在表孔常态混凝土布置 10支温度计，监测该部位混凝土的温度变化。坝基温度：监测不单独布设测点，利用基础渗压计、测缝计和岩石变位计的测温功能兼测 坝基温度。3.1.3 位移监

8、测（ 1 ）水平位移 根据本工程坝体结构布置情况，采用平面控制网和垂线法来监测坝体的水平位移，在拱冠及左、右 1 /4拱处各设置一组（共 3 组）正倒垂系统；在左右坝肩各设置一条正倒垂系统，正、 倒垂线在监测廊道内相联结；同时在坝区设置平面控制网也可测坝体的水平位移，同时也可对 垂线进行校对。（2）竖向位移 采用静力水准法测量坝体和基础的竖向位移，坝顶设置 7 个水准测点，坝体两层廊道共设置13个测点，监测坝体及基础的竖向位移。水准基准点（I等精度）拟设于距坝址下游约 1公里处，基准点设置钢管标，并与蓝田县内的国家水准点相连，进行校测。用I等测量方法将水 准引到坝顶和坝体廊道高程附近，在稳定的

9、基岩上设置工作基点，共 6 个工作基点。同时利用两岸正倒垂系统结合双金属标也可作为水准基准点，对坝顶水准点进行监测，两套系统可相互 校核。（ 3）坝基倾斜选择在 802.5m 高程的沿廊道内布置 1 套精力水准系统，共 6个测点监测坝基倾斜。（ 4）接缝监测 :为了检验诱导缝的效果， 在 4 条诱导缝和 2条横缝布置测缝计， 每个高程每条缝间布置 12 支；为了解坝肩与两岸基岩连接的接触在不同条件下的开合变化及基础基岩深部位移变化。在 建基面上沿建基面开挖中心线布置 7 支裂缝计和 7 支多点位移计；为监测坝踵深处坝基的变位 情况，在拱冠梁及左、右 1/4 拱断面处，每个断面布设 2 套岩石变

10、位计；为监测坝基混凝土与基 岩的结合情况，在拱冠梁及左、右 1/4 拱断面基础布置测缝计处，每个断面布设 34 支测缝计。3.1.4 应力应变监测应力应变：选择拱冠和左、 右 1/4 拱附近布置 3 个监测断面。 测点布置五向应变计组； 每组 应变计组旁设无应力计一支。3.1.5 渗流渗压监测（1）坝基扬压力采用渗压计及测压管进行扬压力监测，设纵向断面一个，横向断面 3 个（大约在拱冠及左、 右 1/4 拱处）。纵向断面测点设在帷幕灌浆与坝基排水孔之间，坝基共布置 15 支渗压计和 15 个测压管； 802.5m 廊道共布置 11 支渗压计和 11 个测压管， 843 廊道共布置 4 支渗压计

11、和 4 个测 压管。错开布置，测压管分别深入基础开挖面及帷幕灌浆底高程，测该处的扬压力。坝基渗压 力须在灌浆后挖坑埋设，测压管都采用钻孔埋设，孔底穿过原推测地下水位线 25m。同时在基础断层混凝土回填部位，混凝土底部及断层接触处埋设渗压计，以监测断层处的 扬压力，初步拟设 13 支渗压计。（2）坝体扬压力在拱冠断面的 843m 廊道和 802.5m 廊道各布置渗压计 3 支（ 位于上游坝面与廊道之间 ），在 左、右 1/4 拱处的 802.5m 廊道里各布置 3 支渗压计。（3）渗流量 采用量水堰法监测坝基和坝体内的渗水量，在基础廊道集水井两侧各设置一个量水堰，分 别测得左右坝体的渗水量。（4

12、）绕坝渗流在左右岸各布置 9 个绕坝渗流孔，监测坝肩渗流量。左、右岸各布置 1 个断面。其中在两 岸的帷幕灌浆前设 2 孔，帷幕灌浆后沿流线方向布置 7 个孔，测孔内安装渗压计遥测水位，同时也可以了解帷幕灌浆的效果。3.1.6坝区边坡监测李家河水库左、右坝肩边坡为人工边坡及厂房后背边坡，左坝肩边坡高约 50米，右坝肩高约80米，为保证边坡工程在施工期和运行期安全运行，对其进行安全监测。左、右坝肩边坡分别设置 2个监测断面。主要的监测项目：表面位移变形监测、钻孔深部位移，锚杆应力应变监测。厂房后背坡布置 3个变形测点，进行表面位移监测。（1） 表面位移变形监测两坝肩边坡表面位移分别布置 2个监测

13、断面，测点布置在边坡马道上，采用全站仪监测地表水平位移和地表垂直位移。（2） 钻孔深部位移：钻孔深部位移监测采用钻孔测斜仪法来测水平位移。钻孔轴向位移测 量采用钻孔多点位移计。3.2项目实施过程中的内容变更项目在实施过程中，对以下部分内容进行了适当变更：1、 在坝基基础垫层常态砼中增加温度计 3支；2、 在廊道增加坝基基础测压管 1套；3、 在高程2#断面下游面2米处增加温度计 T1-2 、4#断面下游面2米处增加温度计T3-24、 在放水塔884平台上面增加位移与沉降监测墩 1个；5、 增加平面基准点 P1至P8合计8个。3.3施工总进度和完成的主要工程量李家河水库大坝安全监测系统自开工以来

14、，已基本完成内部观测仪器的埋设和部分外部观测仪器的埋设。已埋设的仪器情况统计见下表：表3-1李家河水库大坝安全监测仪器完成的主要工程量序号项目名称单位合同 工程 量图纸增 加工程 量已完成 工程量尾留工 程量备注-一一大坝安全监测工程（一）土建工程1水准工作基点测墩（C25混凝土，F150 , 单点钢筋混凝土量参考值为，单点开挖量 参考值为）个80532平面工作基点（C25混凝土，F150，单点个6051序号项目名称单位合同 工程 量图纸增 加工程 量已完成 工程量尾留工 程量备注钢筋混凝土量参考值为，单点开挖量参考 值为。）3永久综合点测墩（C25混凝土，F150，单 点钢筋混凝土量参考值为

15、）个3402774坝体混凝土水准点个1302115变形监测网施工便道（开挖量参考值为 m， 局部有台阶及钢筋护拦 ）m400006土石方回填m31801807石方明挖m3100010008219mm钻孔（倒垂线、含回填灌浆）m300003009109mm钻孔（绕坝渗流测压管、含回填 灌浆）m100080010008001089mm钻孔（坝基扬压力测压管、深孔 渗压计、测缝计钻孔、含回填灌浆）m70001176mm钻孔（温度计钻孔，浅孔渗压计、 含回填灌浆）m800572312150mm钻孔（基岩变位计、含回填灌浆）m350022812213110mm钻孔（多点位移计，测斜仪钻孔）m203501

16、04698914现浇混凝土（ C20、二级配）m312001215预埋312mm x 6mm无缝钢管（正垂线保 护管）m3300033016预埋211mm x 5mm无缝钢管（倒垂线保 护管）m200017106mm x 3mm电缆保护无缝钢管m3567418211mm x 5mm电缆保护无缝钢管m2248619钢筋制安t1020耳洞铁大门（定制或自制，面积约 6m2）扇6006(二)大坝变形监测1垂线系统1)垂线坐标仪台1750222)正垂系统套50053)倒垂系统套50052竖向位移1)全站仪台10102)水准仪台10103)水准标个67035324)强制对中基座个60045155)反光棱

17、镜个50506)双金属标套22047)双金属标仪台22043静力水准系统序号项目名称单位合同 工程 量图纸增 加工程 量已完成 工程量尾留工 程量备注1)静力水准系统（含连通管、保护箱等）套10014其他变形1)测缝计支696313202)基岩变位计套100603)多点位移计套2501764)活动式测斜仪套2002（三）大坝渗流监测1渗压计支462336332测压管套3300333量水堰1)堰流计支62082)量水堰堰板块6208（四）应力应变及温度监测1应力应变1)五向应变计套4604402)无应力计支4604402温度监测3)温度计支6617830（五）环境量监测1百叶箱个10012自计温

18、度计台10103自计雨量计台10104遥测水位计支20025人工水尺组3003（六）其它1电缆km15502RS-485总线km80083集线箱（32接口）台152018174便携式读数仪台2020-二-二次自动控制系统设备1测控单元（MCU） （ 16接口）套2802282数据库服务器台10013以太网交换机台10014计算机台10015笔记本电脑本10016激光打印机台10017不间断电源（UPS）（ 500W）台1001三监测自动化控制系统软件1数据采集软件套10012监控管理软件套10013监测资料分析软件套1001序号项目名称单位合同 工程 量图纸增 加工程 量已完成 工程量尾留工

19、程量备注四其他项目1施工期监测项10%2三角控制网量测项10%28%3水准控制网量测项10%4施工期监测设施维护管理项10%30%五预埋350mm x 6mm正垂线 OPVC管米001ABS测斜管（70mm）米06504002502PVC竖向通信管（110mm）米003镀锌钢管（50mm ）米040004WL-60压应力计台0121205钢筋混凝土m3006钢管标套01107三等三维导线布设元01108平面基准点个08804主要施工过程及方法4.1主要依据及规范李家河水库大坝安全监测工程主要依据以下规范文件及标准：混凝土坝安全监测技术规范 DL/T5178-2003国家一、二等水准测量规范 G

20、B/T12897 2006国家三角测量规范 GB/T 17942 2000水位观测标准 GBJ 1381990国家三、四等水准测量规范 GB12898-1991大坝安全自动监测系统设备基本技术条件 SL 268 2001水利水电工程岩石试验规程 SL 264 2001水电水利工程岩体观测规程 DL/T 5006 2007混凝土坝安全监测资料整编规程 DL/T 5209 2005水利水电工程施工测量规范 DL 52 1993其它相关的有关规程规范及国际标准4.2施工准备421项目部的成立工程合同签订后，我院为保质保期完成任务，调集了院多年从事大坝安全监测工程的工程 技术人员，成立了西北综合勘察设

21、计研究院西安市李家河水库大坝安全监测工程项目部，项目 部组织机构图如图 4-1所示：图4-1 组织机构图表4-1项目部主要人员表序号姓名职责范围联系电话备注1邱晓博院项目负责人2刘广盈院技术负责人3席春平现场项目负责人4张平安现场技术负责人5张文雅测量组6李建涛仪器埋设组7魏兵省质量安全组8陆雨综合管理组422项目部人员进场工程合同签订后，施工人员立即进入施工现场，进行现场测量和市场调研，做好土建施工 与仪器埋设安装的准备。4.3设备的采购、验收及率定工程合同签订后，项目部仪器采购人员根据合同文件及时订购工程所需仪器仪表，并组织 相关人员进行检验。4.3.1监测仪器的采购和验收（1 ）、采购和

22、运输按工程进度计划的要求，分阶段进行采购。除首批仪器外，其余监测项目设备在采购合同 签定前21天向监理人报送拟采购的仪器设备及其附件的详细资料，经监理人批准后进行采购。我方向监理人提交的仪器设备资料包括：1） 制造厂家名称及地址；2） 仪器使用说明书；3） 仪器型号、规格、技术参数及工作原理（包括数据采集装置） ；4） 测量方法、精度和范围；5)测试和率定程序；6)仪器设备安装方法及技术规程；7)安装后的测试和检验程序；8)安装期间的读数和其他要记录的数据；9)仪器和读数设备的定期检验、校正和率定方法 ;10)监测数据处理方法；11)维修的要求和程序；12)故障检查和维修指南；13)原装进口监

23、测仪器设备的报关单复印件；14)厂家的监测仪器设备产品介绍书；(2)、运输和保管 要求仪器设备生产厂家采取有效可靠的防护措施，保证仪器的安全运输，仪器平稳放置， 避免挤压、撞击或剧烈颠簸、振动。在工地现场建立专用仓库妥善存放监测仪器设备和电缆， 库内保持清洁、 干燥， 并由专人管理。(3)、到货检查和验收 根据规程、规范和技术条款要求，编制监测仪器设备到货检查、验收计划，制订验收实施 细则。建立监测仪器设备到货验收卡片，逐支、逐台详细登记验收内容。监测仪器到货后三天内会同监理人进行检查、验收。检查合格后，经验收各方签字方可入 库保管；不合格的做好标记和登记并退回厂家更换。检查、验收内容包括：

24、仪器设备的型号、规格、数量、量程等应与设计、订货单一致。 仪器设备出厂技术资料必须齐全，包括出厂合格证、仪器使用说明书、仪器型号、规格和 技术参数、仪器工作原理和计算方法。配套设备和零件须齐全。 对仪器设备作外观检查：仪器设备外部不许有损伤痕迹或锈斑；仪器设备必须是未经使用 过的全新产品；传感器的引出电缆要完好无损，不可有损伤，检查时用万用表检测仪器的线路 不可断线，也不可短路。绝缘性检查：用兆欧表检查仪器的绝缘性能，要求绝缘电阻大于 200 兆欧。 用读数仪粗测一下，要求读数正常。432仪器设备的检验和率定4.3.2.1监测仪器设备检验的一般要求监测仪器大多在隐蔽的工作环境中长期运行， 仪器

25、一旦安装埋设之后，一般很难进行更换，因此，对将埋设的仪器，必须进行全面的检验和率定，以确保仪器性能的长期稳定。现场建立专供仪器设备检验率定的实验室，装备空调、抽湿机、气压计、温度计、湿度计和相应的检验率定设备(详见检验率定设备清单) 。设立专职检验员，负责仪器设备的检验工作。建立仪器设备检验技术卡片，记录各项检验指标，并将检验结果建立数据库，成为永久性技术档案。检验时应有监理人在场。检验 7天内，由检验人向监理人提交检验报告，双方签字生效。检验不合格的产品作好标识和记录并退回厂家更换。检验项目包括力学性能、仪器参数、防水密封性能和湿度等。432.2力学性能检验4.3.2.2.1检验条件和注意事项参比工作条件：环境温度 1030 C,试验时环境温度保持稳定；环境相对湿度大于 80%检验前将仪器在参比工作条件下预先置放 24小时以上。检验前，在量测范围上、下限值的倍内预先拉压、循环三次以上，直至测值稳定。检验分档测量数为 610点，根据仪器量程在现场决定。4.3.2.2.2差动电阻式仪器的检验差动电阻式仪器力学性能检验包括端基线性度、回差、重复性误差和最小读数等项目。检验时先将仪器下行至下限值，量测电阻比后，逐档上行，每档测试，全量程共测得 m个电阻比后向下行，逐档测试，同样测得 m个电阻