大坝安全监测设计推荐方案

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1、1 设计条件1.1 工程概况1、地理位置马槽河水库工程位于巴东县水布垭镇，为桥河流域水电开发的龙头水库，为充分利用水库形成的水头发电，在坝后设置马槽河电站。桥河又名磨刀河，系清江中游左岸支流、长江二级支流。桥河流域位于恩施自治州巴东县南部，地处巫山山脉南麓的鄂西南山区。流域地理位置为：东径1101211023，北纬30243040。坝址位于已建成的桥河一级电站坝区上游，距巴鹤公路、野三关镇的距离分别为16km、26km。工地从左岸经八字岩新建公路到野三关15km。2、工程特性马槽河水库工程为流域龙头水库，主要任务是调节流域水量分布，向下游两级电站供水发电。桥河流域流域总面积209.4km2，干

2、流河道全长37.50km，总落差1150m，河道加权平均坡降32.78。坝址位于巴东县水布垭镇桥河尹家坪河段，马槽河水库坝址控制流域面积139.9km2，干流河道长22.2km，加权平均坡降21.66。坝址处多年平均流量3.11m3/s，多年平均年径流量9821万m3。P2%洪峰流量：693.0m3/s；P0.33%洪峰流量：914.5m3/s。本工程属等小（1）型工程，工程由挡水建筑物、泄洪建筑物、放水（放空）建筑物等组成。挡水建筑物为混凝土面板堆石坝，最大坝高56.80m，泄水建筑物为左岸岸边开敞式正槽溢洪道。1.2 枢纽布置枢纽主要由大坝、溢洪道、放空洞（由导流洞改建）、发电引水隧洞、电

3、站厂房、开关站、输变电系统、管理设施等建筑物组成。马槽河水库工程挡水建筑物为混凝土面板堆石坝，本工程坝顶无特殊交通要求，坝顶宽取5.5m，为减少坝体回填工程量，在坝顶上游侧设“L”形防浪墙，坝顶高程832.30，坝轴线长110.14m，防浪墙墙顶顶高程833.50m。防浪墙墙高5.0m，埋入堆石3.8m，高出坝顶1.2m，墙顶宽0.30m，墙底高程为828.50m，高出正常蓄水位1.00m。河床趾板建基面高程775.50m，最大坝高56.80m。上游坝坡1:1.4，下游坝坡1:1.3，坝体总填筑方量25.02104m3，采用灰岩分区填筑。马槽河水库工程面板坝面板总面积7230.0m2，垂直缝间

4、距为10.0m，共设垂直缝10条。 考虑到本工程较小，采用等厚面板有利于施工，经过计算、分析，面板厚度为40.0cm，其最大水力坡降低于200。岸坡趾板及河床段需进行固结灌浆。混凝土趾板固结灌浆孔距均，孔、排距均为3.0m，基岩段孔深5.0m，灌浆孔呈梅花形布置，灌浆压力0.5MPa。泄洪建筑物为采用弧形闸门控制的左岸岸坡开敞式溢洪道，堰顶高程819.5m，1孔，净宽10.0m，深14.0m。溢洪道由进口段、闸室段、泄槽段、鼻坎段组成，轴线总长156.8m。发电引水隧洞布置在左岸，由进口建筑物、引水隧洞组成。进水口距离大坝77.5m，进水口设1孔，孔口尺寸3.0m3.0m，底板高程805.00

5、m，发电死水位810.00mm，进口设拦污栅和检修门槽。进水口设计最大引用流量6.4m3/s。地面式厂房布置在坝下游15m处，主厂房尺寸为26.53m12m17.6m（长宽高），内装两台HLA551WJ64/SFW8008/1430 型水轮发电机组，单机容量0.8MW，总装机1.6MW。水轮机安装高程787.68m。开关站平行布置在厂房上游，为户内式，面积为6.5m5.2m（长宽），地面高程为794.22m。1.3 施工导流方案及导流建筑物（1）拦河坝施工期导流采用河床一次断流，上、下游土石围堰挡水，右岸布置一条导流隧洞泄流的施工导流方案。（2）导流隧洞及导流明渠布置在河床右岸，导流明渠进水口

6、底板高程789.0m，进口明渠扩散段轴线长44.52m；导流隧洞为城门洞型，全长343.24m，过水断面底宽3.2m，高4.2m，顶拱为半径1.85m的120圆弧，侧墙高3.28m；出口底板高程787.3m，长15.388m，导流隧洞与明渠纵坡均为1：125。隧洞进、出口段，进口渐变段洞身采用全断面钢筋混凝土衬砌，其余洞段其余部分的隧洞采用20cm厚的C20混凝土护底，边墙为厚度10cm的混凝土喷护及沙浆抹面，顶拱喷锚支护，喷混凝土厚度10cm，锚杆长度3.0m，梅花形布置，孔、排距为1.95m（夹角60）、2.0m。放空洞利用导流隧洞中部隧洞结合采用预埋放空钢管及控制闸阀改造而成。（3）上游

7、围堰长约46.2m，顶宽3.0m，高程为794.0m。围堰采用1.0m的粘土心墙，将河床清基0.5m深后进行填筑。在堰顶布置灌浆平台对河床基础进行防渗帷幕灌浆，灌浆深入基岩以下1.0m，取210m，单排布孔，孔距2.0m。下游围堰采用粘土心墙围堰，堰体结构同上游围堰。1.4 水文气象和工程地质1、水文气象本流域属中亚热带季风湿润性气候区，暖湿多雨，云多风小。流域内有河谷、高山等复杂地形，气候变化多样：河谷地区风和日丽、无霜期长、热量多；高山地区降雨相对较多，夏季多雷暴，冬季多雪日。桥河流域暴雨以气旋雨、锋面雨为主，台风雨有时也直接或间接影响本流域。雨季一般自4月开始，至10月底结束，暴雨主要集

8、中在67月，其暴雨中心多发生在流域上游。7月份西风环流减弱，西南季风加强，气温高，水汽丰沛，暴雨机会较多，降水强度普遍增大，历时长。7月下旬至8月初，副高北进，赤道辐合带也明显北移，此时台风、东风波等热带系统均能直接或间接影响本流域，挟带大量水汽，造成暴雨或大暴雨，历时一般较短。8月中下旬副高继续加强北跃，本流域受副高脊控制，一般降水较少。桥河流域径流主要来自降雨，径流年内分配与降水基本一致，径流年内分配不均，丰水期为410月，水量约占全年的82.8%，11次年3月为枯水期，水量约占全年的17.2%。流域多年平均降雨量1290mm，雨量分布受地形影响随高程降低而呈递减趋势。本流域洪水由暴雨形成

9、，发生洪水时间与暴雨相对应。每年410月为汛期，年最大洪峰流量多出现在57月，且频率较高。马槽河水库水位库容关系见表 11；马槽河水库坝址处水位流量关系见表 12；施工分期、分月洪水见表 13。表11 水库水位库容关系水位（m）面积（104m2）容积（104m3）水位（m）面积（104m2）容积（104m3）787.50.00.0 83522.23 564.8 7901.95 1.6 84024.22 680.8 7954.09 16.4 84526.40 807.4 8007.72 45.5 85028.87 945.5 8059.49 88.4 85532.17 1098.0 81011.

10、32 140.4 86035.02 1266.0 81513.36 202.0 86538.42 1449.5 82015.91 275.1 87041.74 1649.9 82518.45 360.9 87542.63 1860.8 83020.45 458.1 表 12 马槽河水库坝址水位流量关系水位（m）787.4788789790791792793794795796797798799流量（m3/s）094511523540563591912481626205425313059 表 13 分期设计洪峰流量成果表 单位：m3/s时段设计洪峰流量5%10%20%33%50招徕河水文站10次年

11、4月61749537027319110次年3月60945831020312111次年4月45736727420214211次年3月2902141408849马槽河水库坝址10次年4月194156116866010次年3月19214498643811次年4月14411686644511次年3月916744281510月156.8 115.5 75.6 47.2 26.8 11月69.3 47.9 28.3 15.7 7.2 12月11.0 7.6 4.7 2.8 1.6 1月5.0 3.8 2.5 1.6 1.3 2月9.4 7.2 5.4 3.9 2.7 3月58.6 38.4 21.1 11

12、.0 5.7 4月129.4 102.0 74.3 53.2 35.9 5月182.0 146.1 109.2 80.6 56.4 6月259.7 210.9 159.9 120.6 86.6 2、工程地形地质（1）地形地貌工程区属于碳酸盐和碎屑岩组成的中低山区，因河流侵蚀，冲沟切割、构造侵蚀、剥蚀及溶蚀等作用，区内总体呈现山峰、峡谷及层状地貌相间的鄂西南高原地貌景观。桥河流域发源于野三关，总的流向由北向南，河流与主体构造线基本一致，呈向展布。河谷地貌多为对称的“”型或“”型谷，谷底高程2801300m，两岸谷坡高陡，地形坡度3060，局部形成3090m高的陡崖，一般峰顶高程9001500余米

13、，最高峰顶达1544.0m（梅家山），谷峰高差4001000m。受后期侵蚀、剥蚀及溶蚀作用，区内形成多级夷平面，呈阶梯状。按地文期大致可分为：鄂西期（高程1300m以上），为区内最高一级剥夷面；山原期（高程7001200m），区内广泛分布，呈浑圆的残丘，与谷地、洼地相间展布；清江峡谷期（高程600m以下），随着地壳大面积自西向东揿斜上升，清江溯源侵蚀并向深部下切，形成现今壮丽的峡谷，高程大致在600m以下，此阶段区内曾有一短暂间歇稳定，形成零布的多层台面和多层岩溶发育景观。马槽河水库工程处于流域中游，河流沿岸零星分布第四系崩塌堆积体和、级河流冲积阶地，连续性差，规模较小。（2）地层岩性及其分类

14、坝区基岩由三叠系大冶组构成，河床及两岸零星分布第四系堆积层。第四系（）洪冲积（pal）：卵石、砾石、漂石及砾砂土，结构稍密中密，原岩成分为灰岩，形状以圆形、亚圆形为主，磨圆度较好。厚度810m，分布于河床及漫滩。崩塌堆积（col）：巨块石、块石夹碎石质粘土，厚515m，零星分布于坝区外围河流沿岸。残坡积（edl）:含碎石质粘土，厚度小于1.5m，在坝区左岸斜坡地带零星分布。三叠下统大冶组（1d）薄中厚层状灰岩夹粘土质灰岩、泥灰岩，下部夹黄绿色粘土质页岩，底部为黄绿色粘土质页岩夹灰色薄中厚层状灰岩、泥灰岩，厚度大于780m，分布于河床及两岸。钻孔揭示坝区一带主要岩性为灰色薄中厚层状灰岩夹泥质灰岩

15、，地表见泥质条带。（3）地质构造坝区位于清太坪向斜的南东翼，为单斜层状构造。桥河断裂距左坝肩约300m，坝区1小断层与河流斜交，裂隙有四组，其主要特征分述如下。桥河断裂：南起矛符社，北至白沙坡，长约15km，走向15断面倾向或直立，顺桥河背斜核部发育，破碎带最宽处达200m，由棱角状角砾岩组成，其力学性质早期张性，后期压扭性，近代无明显活动迹象。坝区一带为桥河断层的北部尾端，断层距坝区约300m，对工程无直接影响。1断层：位于下坝线一带，与河流斜交，走向E56，倾W，倾角66，长约230m，断层张开宽度1580cm，充填粘土及碎石质。1断层断距较小，两盘地层错位不明显，顺断裂浅表层有溶蚀现象。

16、坝区节理裂隙主要有以下四组： 组，走向1218，多倾向，倾角8090。此组裂隙与河流交角较小，切割深度大，延伸长度515m。微张紧闭或充填方解石脉，浅表层有溶蚀现象；组，走向345353，倾，倾角8590，与河流近于平行。此组裂隙延伸短，一般紧闭或充填方解石脉； 组，走向312325，倾或，倾角5672，与河流斜交，此组密度不大，但延伸较长； 组，走向275290，多倾向，倾角6270，横河向发育，其规模较小。坝区两岸卸荷裂隙不发育，局部陡崖段卸张裂隙主要由组节理裂隙演变发展而成。为了揭示坝区岩体的透水性，上、下坝线及河床工程共布置了10个钻孔，总进尺660.98m，共压水78段，其中强透水3

17、段，占3.8，中等透水32段，占41，弱透水39段，占50，微透水4段，占5.2。从统计结果看坝区岩体透水性处于弱透水中等透水之间，且随着深度的增大而透水性减弱。钻孔地下水位观测结果，上坝线左岸47m，右岸53m；下坝线左岸44m，右岸35m。上、下坝线两岸地下水位较低，随着远离岸坡地下水位逐渐抬升。（4）溢洪道工程地质溢洪道置于河流左岸，平坡段和陡槽段基岩裸露，泄洪消能段为第四系崩塌、冲积堆积层，厚度814m。地层岩性为大冶组薄中厚层状灰岩夹泥质灰岩，岩层产状35110。溢洪道沿线无断层切割，主要构造为节理裂隙，有四组、和组，各结构面特征如前面3.3.1中地质构造一节所述。岩体弱风化下限深度

18、314m，岩体透水性弱中等。溢洪道左侧以上斜坡地带无集中水流、第四堆积体和危岩体等不良物理地质现象，自然边坡稳定性较好。A、进口段工程地质溢洪道平坡段地面高程840852m，底部高程814.0m，开挖后形成2035m高的人工边坡。溢洪道轴向7，地层产状35110，轴向与地层走向交角88，且岩层倾角较平缓，这本身有利于边坡的稳定，但组和组裂隙与开挖边坡走向夹角于小30，受横向和斜向发育的和组裂隙切割，溢洪道采用分层锚固开挖，开挖边坡建议值10.310.5。水库正常蓄水位为827.5m，高出溢洪道底部十余米，由于岩层倾角较平缓，且为薄中厚层状，库水沿裂隙和层面入渗，底部会产生较大的浮托力，溢洪道周

19、边加强防渗处理，溢洪道底部设置系统锚杆。B、陡槽段工程地质溢洪道陡槽段基岩裸露，为逆向坡，岸坡稳定性较好。陡槽段浅表层基岩受构造裂隙的影响，岩体完整性较差，裂隙表层有溶蚀现象，张开宽度较大，弱风化下限深度46m，其抗冲刷能力较弱。建议陡槽段基础挖至弱风化岩体以下，并进行适当的加固处理，以满足抗冲刷要求。C、泄洪消能段工程地质溢洪道消能段为814m厚的崩塌、冲积堆积层，工程地质条件较差，挑坎段基础全部开挖座落于较完整的基岩之上。1.5 对外交通条件马槽河水库地处鄂西南山区巴东县水布垭镇境内。坝址位于已建成的桥河一级电站坝区上游，距巴鹤公路、野三关镇的距离分别为16km、26km。工地从左岸新建的

20、左岸经八字岩新建公路到野三关的公路距离约15km。 工程对外交通目前以公路运输为主。沪渝高速公路已经建成通车，从沪渝高速公路巴东收费站（位于野三关集镇）至恩施城区100km，至宜昌城区116.45km，沿巴东鹤峰公路东至巴东县城94km。沿“318”国道东到宜昌市中心168 km，西到恩施州府157 km。2 设计依据及设计原则2.1 设计依据（1）土石坝安全监测技术规范SL6094（2）混凝土坝安全监测技术规范DL/T51782003（3）土石坝安全监测资料整编规程SL16996（4）水利水电工程测量规范SL197（5）国家一、二等水准测量规范GB1289791（6）大坝安全监测系统设备基本

21、技术条件（SL268-2001）（7）工程其他相关设计资料2.2 设计原则湖北省巴东县马槽河水库大坝枢纽安全监测设计主要遵循以下原则：（1）主要针对水电站枢纽运行期的安全监测进行设计，安全监测设施布置，应充分考虑原有监测设施的功能和特点，并与之相配套，以保证监测成果的连续性，同时在重点部位增加监测设施，使监测系统能更全面地反映电站枢纽的实际运行状态。（2）根据本工程具体条件，突出重点、兼顾全面。通过大坝表面变形、溢洪道、进水口及其他边坡稳定等安全监测项目，了解枢纽的安全运行状态和变形特性。（3）监测系统仪器从仪表的选型、埋设到数据的采集、传递，各个环节必须正确、可靠，保证正常的数据采集工作，保

22、持数据的连续性。（4）设备、系统的性能要求即先进、实用，又易于管理维护；设计采用的新技术、新设备，必须经过充分的试验或已取得成功使用经验所证实。2.3 安全监测设计内容根据湖北省巴东县马槽河水库枢纽的实际情况，将大坝作为主要监测对象，具体监测项目包括坝基渗流、绕坝渗流、坝体内部沉降及水平位移、面板结构缝及周边缝、面板混凝土应力应变、表面位移、水位监测、渗漏量等观测内容。3 监测系统布置3.1 大坝监测系统布置3.1.1 渗流渗压监测系统由坝基渗流、绕坝渗流、渗漏量三部分组成，选择垂直于坝轴线的河床中心线最大断面为重点监测部位，监测系统具体布置如下。坝基渗流：大坝建基面布设6只渗压计，一支位于防

23、渗帷幕上游，其余5支依次位于防渗帷幕下游；主要用于观测帷幕的防渗效果和坝基的浸润线。绕坝渗流：位于左右岸坝肩防渗墙端头前后各两孔，每孔分层埋设2只渗压计，共计4只渗压计。渗漏量：对于面板堆石坝渗流量的定量观测，布设1台量水堰，采用量水堰法观测很有必要，为了保证观测效果，在下游坝坡脚处要建造截流墙，截流墙基础还要进行帷幕灌浆。3.1.2 坝体内部沉降及水平位移为了解坝体内部沉降和水平位移，在807.8处布设一层观测仪器。水平位移布设4个测点，807.8分别位于上游垫层料中部、坝轴线交汇处、坝轴线上下游各20米处；沉降位移布设4个测点每个测点与相应的水平位移测点位置对应。3.1.3 面板结构缝及周

24、边缝面板周边缝布设4组三向测缝计，用于观测周边缝的开合度、沉降、剪切位移。面板结构缝布设7支单向测缝计，主要观测面板结构缝的开合度。3.1.4 面板混凝土应力应变选择最大横断面与面板相交线上等间距布设3组两向应变计组,用于观测面板混凝土水平向和顺坡向的应力应变。3.1.5 表面位移水平位移观测在坝顶和下游坝坡布设2条视准线，坝顶一条，另外一条位于坝后观测房高程（坝后观测房旁需一测点、用于计算钢丝位移计的水平位移），共有4个校核基点、4个工作基点、8个水平位移测点，采用视准线法观测。沉降观测布设一条水准线路，共11个水准点，其中3个水准点为一组基点，坝后观测房旁一个水准点，另外7个水准点位于坝顶

25、的视准线测点旁。3.1.6 水位共设置三组水尺，在河床面板死水位以上布设一组水尺，用于监测库水位的变化情况，并作为其它监测仪器资料分析时的参考依据。在进水口竖井上布设一组水尺，在溢洪道右边墙布设一组水尺。3.2 溢洪道及边坡监测系统布置溢洪道主要进行表面位移监测，在左右岸马道上布设表面位移测点3个；条件允许就采用视准线法观测，条件不允许就采用交会法或极坐标法观测。监测点的布设要根据溢洪道结构图和实地踏勘后确定布设位置。左岸山体边坡主要进行表面位移监测，在山体上布设表面位移测点3个，采用交会法或极坐标法观测。监测点的布设要对左岸山体边坡实地踏勘后确定布设位置。3.3 监测仪器的选型监测仪器的选型

26、的原则是仪器性能长期稳定性高，性价比高，不易损坏并经实际工程检验过的仪器。鉴此原则巴东县马槽河水库大坝监测系统传感器基本上选择差动电阻式仪器。差动电阻式仪器性能稳定，能适应在耐恶劣环境下工作，且性价比高，在国内外工程得到广泛应用。4 监测仪器的安装及观测技术要求4.1 表面变形监测点的安装及观测技术要求4.1.1 安装技术要求（1）表面变形测点采用钢筋混凝土观测墩，上设强制对准基盘。（2）测点和基准点的底座埋入土层的深度应深入冰冻线以下。并应采取保护措施，防止雨水冲刷、护坡块石挤压和人为碰撞。（3）埋设时，应保持测墩立柱铅直。各测点的强制对中底盘中心应位于视准线上，其偏差不得大于10mm，底盘

27、调整水平，倾斜度不得大于4。（4）测点表面的强制对中底盘的对中误差应小于0.2mm，工作基点强制对中底盘的对中误差应小于0.1mm。（5）基点均应安装在基岩或坚实的土基上，避免自然及人为影响。（6）采用视准线法观测，应在两岸同排工作基点连线的延长线上各设12个校核基点。4.1.2 观测技术要求（1）表面变形监测应按照混凝土坝安全监测技术规范（SL 60-94）及工程测量规范（GB 50026-93）要求进行。（2）测量精度应符合规范要求。（3）表面变形监测应在安装完成后开始进行观测，取得初初始值后，施工期每月34次，运行期每年26次。如遇特殊情况，（如高水位、库水位骤变、特大暴雨、强地震等）和

28、工程出现不安全征兆时应增加测次。（4）为保证测量成果的精度，在作业前应对观测仪器进行严格的检验和校正。（5）观测时严格按仪器操作使用要求进行，认真记录，并与前次测值进行比较，发现异常及时复测。同时，应进行巡视检查，及时了解建筑物运行状态。（6）定期检查监测设施是否运行正常，保证监测成果的准确性和可靠性。4.2 渗流监测系统安装及观测技术要求4.2.1渗压计安装技术要求4.2.1.1 钻孔渗压计的安装技术要求（1）钻孔。渗压计钻孔直径f130mm，尽量保持孔中无水或为清水。钻孔过程中边钻边检查土样，记录砂层顶部高程及底部高程，并进行地质素描。（2）仪埋前一天将渗压计透水石取下，泡入水中24小时，

29、然后在水中将透水石装上，用干净粗砂将仪器包裹，用土工布包好，扎紧备用。记录测值。（3）终孔后，在孔底铺设0.5m厚的碎石及中粗砂。将测压管安装于孔中，孔壁回填中粗砂超过测压管的花管段1米左右，其上孔壁用膨润干泥球回填；将渗压计放入测压管孔底，测定仪器是否正常，记录仪器埋设高程。回填过程中一定要将膨润土夯实。（4）电缆线牵引要避免施工干扰，按设计要求引入观测站。（5） 仪器埋设后及时填写考证表并将有关表格让现场监理等人员会签后保存归档。4.2.1.2 基岩渗压计的安装技术要求（1）凿孔。渗压计凿孔尺寸250250150mm，尽量保持凿孔中无水或为清水。（2）仪埋前一天将渗压计透水石取下，泡入水中

30、24小时，然后在水中将透水石装上，用干净粗砂将仪器包裹，用土工布包好，扎紧备用，记录测值。（3）在孔底铺设中粗砂。将渗压计下到设计高程，在仪器上方再铺设一层中粗砂，测定仪器是否正常，记录仪器埋设高程。4.2.2 量水堰安装技术要求量水堰的截流墙修建由大坝主体施工单位承担。截流墙修好后，安装量水堰：1）根据设计图纸进行量水堰的修建，使其拦水坝及基础均不漏水。2）按照设计要求和现场的渗流量情况选购和加工堰板。3）堰槽采用矩形断面，其长度应大于7倍堰上水头，且总长不小于2m，即堰板上游的堰槽长度不小于1.5m，堰板下游的堰槽长度不小于0.5m。4）在堰槽的预留位置安装堰板，堰顶至排水沟沟底的高度大于

31、5倍堰上水头，堰板应直立且与水流方向垂直，并使顶缘水平。5）在距量水堰堰板上游120cm的墙壁上将支架牢固地固定住，使LN2063R量水堰人工观测坐标仪的测杆测针同堰口持平时的测杆读数位于200mm左右。进行适当调整，使测杆的前后和左右均保持垂直。6）安装固定量水堰水位计。4.2.3 渗流观测技术要求（1）按规范及设计要求的频次进行观测，即在监测仪器按技术要求完成安装后开始观测。每次观测后，应认真记录，并与前次测值进行比较，发现异常及时复测。（2）渗压计观测在仪器安装埋设后每天观测一次，持续10天；然后每月观测三次。若工程出现异常情况时应根据需要加密观测。（3）观测时详细记录工程施工进度，环境

32、因素（温度、水位）变化情况，以备分析资料时参考，并进行定期巡视检查，详细记录巡查情况。 (4)定期检查监测设施和和二次仪表是否正常，保证监测成果的准确性和可靠性。4.3 内部变形及应力应变监测仪器安装技术要求4.3.1水管式沉降仪的埋设技术要求按照设计图纸计算进水管、排水管、通气管的管长，检查各管是否有破损、折裂等现象，并要求各管有足够的长度以保证各管为无接头的整管，在确认各管完好无损的前提下将同一测头的3根管顺直地捆绑在一起，在各管的两端作上标记，待用。为了避免与坝面填筑施工互相干扰，减少损坏，采用挖沟槽的方法埋设水管式沉降仪，埋设的具体工序如下：（1）测量放样：当坝面填筑至测点以上1.0m

33、高程左右时，按设计图纸，测量定出埋设的管线、测点和观测房的位置，计算出各部位的开挖深度。（2）沟槽开挖、建观测房：当坝面填筑至测点以上1.0m高程左右时，沿埋设线开挖向下游倾斜、坡度为0.5%1%、槽底宽度约1米左右的（坡度根据最长的埋设管线长度确定）埋设沟槽。在粗粒料中平均挖深约1.2m，；在细粒料中，当挖深接近埋设高程时，仔细操作，避免超挖。同时在坝的下游面开挖观测房基面，建立观测房，并预留保护管进入观测房的洞口，洞口尺寸一般为3030。（3）基床铺设：沟槽开挖完成后，在沟槽底部铺填直径不大于2的反滤料，形成反滤层，细心整平并用小型机械振碾。振碾过程中，用水准仪校测整平基床，直到基床的高程

34、达到仪器的埋设高程，压实度与周围坝体相同且不平整度应不大于2为止。在测头埋设处浇筑厚约10cm左右的混凝土基床，用水准尺校正基床的水平，用水准仪校测管路基床坡度，其不平整度尽量控制在2mm以内。（4）水管式沉降仪安装 将测头至于基床面上，连接进水管、排水管、通气管，并在这三种管路的外面套上保护管，采用向进水管中注水的方法对测头进行性能进行测试，确认合格后用混凝土（C25）在测头外浇筑约40cm40cm的钢筋混凝土，混凝土的高度以高出测头顶面15cm左右为标准，拌合混凝土时采用加速凝剂的方法来加速混凝土的速凝，缩短埋设安装的工期。将外套保护管的各连接管沿整平的基床上蛇行平放，引至观测房。（5）沟

35、槽回填：管线放好后，及时回填。在粗粒料坝体中，以反滤形式人工回填，回填至测头顶面以上约1.8m；在细粒料坝体中回填原粒料，人工压实至测头以上1.5m左右，此后按正常的施工程序施工。（6）观测装置安装及调试将各测头的管路对号接到测量装置的量测板上，将脱气水注入测量装置的盛水容器中，依次打开通气管、排水管、进水管的阀门，给测量感测量管充水排气，气泡排尽后打开通向玻璃管的阀门，待水位接近玻璃管顶或水位基本不变时，关闭进水阀，管内水位稳定后，读出水面刻尺读数，将此读数作为初始读数记入表中，同时测量测管安装基面高程并记入表中。各种沉降仪器埋设过程均应很好保护，做好施工记录，如编号、安装位置、安装日期、测

36、点始测高程，人工填筑情况，回填土料性质、气象因素，参加埋设人员等等，均填入考证表内，并附位置图、结构示意草图。水管式沉降仪的观测每次观测时，用水准仪测出观测房量测板的标点高程，并检查各部件的工作性能，先读出各测点量测板玻璃管上的水位，记作为校验仪器工作性能的读数，然后开始逐个向测头连通管的水杯充水排气，其步骤如下：a打开脱气水箱的供水开关向压力水罐供水，水满后关进水阀；b向压力水罐施加15m的水头压力；c关测量管与沉降测头水杯的连通开关，开压力水罐测头水杯的开关，连续不间断的进水，溢流出的水从排水管排出，直至排尽测量管内的气泡为止；e开测量板上玻璃管与沉降测头水杯子连接的连通管的进水开关，使量

37、测管水位比初始水位升高但不溢出管口，关掉进水管开关，使玻璃测量管与测头水杯连接的连通管通；f以同前述的步骤，作其他测头的连通管内的排气，待各测量板上玻璃管的水位稳定，读出的数即为测读数。向连通管路进水的速度，要小于排水管的排水速度，否则容易使测头腔内的积水位上升，溢流出的水会进入通气管，堵塞与大气的连通，招致测量系统工作失常。若通气管堵塞可向管路内吹气，或抽气进行疏通，并重做连通管的进水排气工作。每20分钟读一次数，直至最后两次读数不变为止，若读数的数值与排气前的读数相同或稍大点均属正常，若低些或大的较多均属不正常，主要应考虑前后排气工作做得是否正确，次之应考虑可能的其他原因。每次观测时，均测

38、读各量测管的稳定水位(即测头水杯的水位)并以水准仪测出量测板的标点高程，换算出测头实际沉降量。水管式沉降仪水箱充水时，应采用虹吸法，切勿倾倒，应保证观测液体干净，当液体中有沉淀物时应及时排出。分段式埋设：当施工不能全断面同时达到埋设高程时，水管式沉降计采用分段埋设，埋设时测点的高程及管路的坡度按全断面统一确定，管路埋入坝体内并引至临时断面的下游坡妥善保护。进行临时断面内部沉降观测时，将尚未埋入的进水管、通气管、排水管和测量管及人工测读装置放入临时观测房，用人工测读方法观测临时断面内部沉降。大坝继续施工时，用专用接头将进水管、通气管、排水管等接长或将已预留足够长度的各种管道，依次延伸至观测房内。

39、4.3.2钢丝水平位移计的安装技术要求严格按照规范、规程的操作程序进行，确保位移计的引张钢丝及其保护管的良好直线性与平整度，且埋设后即可恢复正常填筑。同一套水平垂直位移计的测点应埋设于同一高程上，测点的埋设高程应高于观测房地面1.31.5m。埋设过程中做到：细心整平埋设基床，各机械件连接牢固可靠。特别是测点钢丝的连接保证牢固，装配时圆弧转弯，不损伤钢丝；埋设的锚固板周围回填密实，保证测点与土体同步位移；埋设前建好观测房和视准线观测标点，确保仪器设备安装完成后能开展正常的观测。具体埋设步骤如下。（1）测量放样：在坝面填筑到埋设高程以上约1m时，测量定出埋设的管线、测点和观测房的位置，计算出各部位

40、的开挖深度。（2）开挖沟槽、建观测房：开挖沟槽的槽底宽度为1m。深度开挖至埋设高程以下20cm，同时做好观测房或临时观测房（分段埋设），并预留铟钢丝保护管进入观测房的洞口，洞口尺寸一般为3030。 （3）基床铺设：沟槽开挖完成后，在沟槽底部铺填直径不大于2的反滤料，形成反滤层，细心整平用小型机械振碾。振碾过程中，用水准仪校测整平基床，直到基床的高程达到仪器的埋设高程，压实度与周围坝体相同且不平整度应不大于2为止。（4）水平位移计的安装沿管线和观测点的位置，配管长、锚固板、伸缩接头、分线盘、挡泥圈等。选用无损伤的钢丝，按从测点（即埋设锚固板处）至观测台标点的距离配钢丝的长度，每根放长2m。按测点

41、的布置顺序分别盘绕，并系上测点的编号牌，微弯的钢丝予以整直，盘绕钢丝时保证不交叉和弯折。各测点配备一根备用钢丝，一旦铟钢丝出现损伤即予以更换。从观测房一端的保护管开始装配钢丝，通过保护管管端套的挡泥圈压紧螺帽浸油石棉盘根压环伸缩接头在接头上装上分线盘，伸缩接头另一端保护管套上压环油浸石棉盘根压紧螺帽。在测点位置，伸缩接头处装上锚固板和钢丝。按3的方法安装完其余各个测点。将各个测点的钢丝汇集到装在固定标点的观测台水平位移测量装置上。钢丝在引穿过程中用专用的引线器进行。（5）沟槽回填检查安装的各个环节，进行一次试测后若正常，就可进行回填。首先在锚固板处（即测点处）立模，用C25混凝土浇筑浇一全包锚

42、固板的混凝土块体。块体尺寸为：厚35cm、长38cm、高50cm。浇混凝土时，防止砂浆进入伸缩接头与保护管之间的缝隙，以免影响它的灵活滑动。拌合混凝土时采用加速凝剂的方法来加速混凝土的速凝，缩短埋设安装的工期。混凝土凝固拆模后，边养护，边回填，并人工仔细回填管线周围，压实到周围坝体的密度，压实土料时勿冲击管身。位于细料部分，回填原坝料，位于粗颗粒料部分，以反滤形式回填压实，靠近仪器设备周围用细粒料充填密实。测点及管路以上0.8m以内应静碾。回填超过仪器顶面以上约1.8m，进行大坝的正常施工填筑。（6）观测装置安装及调试上下游坝坡上的观测房，在坝体两岸设固定标点，以视准线定出观测房内位计标点的位

43、置。两岸的观测房，在基岩上设固定标点。埋设安装完成即进行标点的观测、记录。估计各个测点可能的水平位移方向、大小，调整观测量程，钢丝通过导向轮加总重150kg（对直径2mm的铟瓦钢丝）。若导向轮是按杠杆比例，加重应按杠杆比例缩小实加砝码重量数，使钢丝承重是150kg。加重后待约30分钟读数一次，重复读数至最后两次读数值不变，并记录在考证表上。分段式埋设：由于施工或工程渡汛需要，坝体的上游侧需先行填筑，坝体不能全断面同时达到仪器埋设高程时，引张线式水平位移计采用分段埋设。埋设时先将各测点管路及铟瓦钢丝预先埋入已达埋设高程的坝体内，并引至临时断面的下游坡进行保护。先期埋设部分施工时充分考虑与后续埋设

44、部分的连接，后续大坝施工时，坝体填筑至埋设高程后，依次延伸测点至观测房内。临时观测房处应设一表面变形观测墩，施工期每次观测时，应同时测读观测墩坐标。观测房内长期保持整洁、干燥，非观测时间关闭门窗，防止仪器因潮湿生锈损坏，经常用黄油和机油擦洗仪器。4.3.3 测缝计的安装技术要求（1）缝面开合度观测仪器的安装周边缝开合度的观测仪器安装如图1所示，安装时把两个万向铰与接杆连接后与位移计园杆头部螺纹联结，放入钢管。将两组固定螺钉紧定，使位移计不发生滑移现象，位移计与锚固板联结时，必须把锚固板两边的六角螺母扳紧，在所有安装联结处都有紧定螺钉，联结好后，必须拧紧。图 1（2）缝面剪切位移观测仪器的安装周

45、边缝剪切位移的观测仪器安装如图2所示，周边缝剪切位移观测仪器的安装和附件与开合度观测情况相似。图 2（3）面板升降观测仪器的安装面板升降的观测仪器埋设如图3所示，安装时将件12、4、11、10与位移计联接，联接处用紧定螺钉拧紧，整体放入钢护管，把电缆穿出电缆孔，塞入橡胶圈，旋紧压圈，然后把位移计上的联接头穿过底板，并把底板用螺纹固定在钢护管下端，用螺母把位移计的联接头紧固在底板上，此时即可把位移计及钢护管整体放入预留孔内，抽出电缆，灌浆固定，之后将加长杆用螺母锚固在锚固架上，两边螺母必须宁紧。图 34.3.4 应变计安装技术要求混凝土浇筑至仪器埋设位置时装上应变计组支杆、支架和应变计，调整方位

46、、角度，控制误差应小于10，仪器周围人工填入剔除大于5cm混凝土，人工夯实或注浆用振动泵距离仪器50cm以外小心振捣，边施工边检查观测。完成后仪器埋设位置上部放一醒目标志，留任守护，防止振动碾损坏仪器，仪器上部砼仍采用上述方法浇筑。浇筑超出仪器埋设高程90cm后进入正常施工。4.3.4观测技术要求1）应变计组在安装完毕后进行观测, 2）观测时，应认真记录，并与前次测值进行比较，发现异常及时复测。3）定期检查观测设施和二次仪表是否正常，保证观测成果的准确。汛前对观测设施和二次仪表作全面检查，并向公司报告检查情况。5 工程量及经费概算5.1 编制范围概算编制范围为马槽河水库安全监测系统的建安工程费

47、、设备购置费及其他费用。建设过程中各类会议费、运行管理费、流动资金等均不在概算编制范围内。5.2 编制依据系统的概算主要以国家水利水电工程概算编制原则为依据，参照水利部水建颁发的水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准、按照系统设计规模与工程量，参考上述系统设备2010年5月的市场报价水平编制。 5.3 取费标准5.3.1 土建部分本项目土建部分投资较小，因此主要参照国内已建相应项目的费用标准。部分项目的概算单价自列。5.3.2 设备及安装部分(1)设备价格设备价格以2010年市场报价为基准，包括设备价、采运购费、检验费等。(2)安装调试费考虑本项目大部分安装调试工作是在野外进行，因此安装

48、调试费用包括：人工费、材料费、机械使用费、管理费、利润等有关费用。5.3.3 其它费用部分其它费用由建设管理费、生产准备费、科研勘测设计费、其它组成。其费用按水国科2002297号文计算。6 监测仪器设备工程量监测仪器设备工程量包括一次仪器仪表、二次仪器仪表、电缆、钻孔、观测及资料分析等，具体数量见表6-1。表6-1 仪器设备工程量统计表序号项目名称规格型号单位数量备注1垂直位移基点岩石标座3配B-2型水准标志2垂直位移测点个8配B-3型水准标志3水平位移基点岩石标座8配F-1A型强制对中基座4水平位移测点个15配F-1A型强制对中基座5经纬仪J2台16水准仪AT-G2套1配测微器、3m铟钢水

49、准尺7固定觇标M-450台18活动觇标M-200台29渗压计钻孔孔径110mmm180含钻孔回填，10测压管管径50mmm18011水管式沉降仪WFS套412钢丝水平位移计SHE套413渗压计SZ-4支10其中钻孔渗压计4支14测缝计JH-100支194组三向，其余均为单向，含支架及保护装置15应变计DI-10组316钢筋计KL-XX支617无应力计DI-10组1018数字电桥PRM台119水工专用电缆YSZWm10000含电缆保护管20集线箱SWJ台221量水堰座1不含土建22水尺组323坝后帷幕灌浆m40024观测房间125观测及资料整理分析月2426坝后帷幕灌浆m40027C15混凝土m

50、35.328C25混凝土m38.529M7.5浆砌石m39.030M10砂浆砌空花砖墙m37.5湖北省 巴东县马槽河水库大坝工程安全监测设计方案恩施自治州水利电力勘测设计院二一一年五月院 长： 邓传立分管院长： 张 俊总 工： 邓胜权 项目负责： 王旭忠审 查： 邓胜权 校 核： 王旭忠编 写： 袁 华目录1 设计条件11.1 工程概况11.2 枢纽布置11.3 施工导流方案及导流建筑物21.4水文气象和工程地质31.5 对外交通条件82 设计依据及设计原则82.1 设计依据82.2 设计原则92.3 安全监测设计内容93 监测系统布置93.1 大坝监测系统布置93.1.1 渗流渗压93.1.

51、2 坝体内部沉降及水平位移103.1.3 面板结构缝及周边缝103.1.4 面板混凝土应力应变103.1.5 表面位移103.1.6 水位103.2 溢洪道及边坡监测系统布置113.3 监测仪器的选型114 监测仪器的安装及观测技术要求114.1 表面变形监测点的安装及观测技术要求114.1.1 安装技术要求114.1.2 观测技术要求124.2 渗流监测系统安装及观测技术要求124.2.1渗压计安装技术要求124.2.2 量水堰安装技术要求134.2.3 渗流观测技术要求134.3 内部变形及应力应变监测仪器安装技术要求144.3.1水管式沉降仪的埋设技术要求144.3.2钢丝水平位移计的安装技术要求174.3.3 测缝计的安装技术要求194.3.4 应变计安装技术要求214.3.4观测技术要求215 工程量及经费概算225.1 编制范围225.2 编制依据225.3 取费标准226 监测仪器设备工程量23