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1、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
2、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364.3.2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
3、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
4、.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805.2库盘变形监测805.
5、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
6、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926.21100 m高程以下已完成工程量汇总936.3监测工程
7、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956.4下闸蓄水前剩余工程量及实施计划95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.
8、14108m3，装机容量6700MW。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
9、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
10、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8389m，占总
11、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
12、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
13、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
14、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
15、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
16、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/C2C）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
17、 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8. 巡视检查9. 监测资料管理与分析系统开发应用1.3 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。1.4 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，20
18、11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
19、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
20、工和运行，反馈及时。（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。2.2 监测布置2.2.1 专一级变形监测网平面位移监测网共由18
21、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A1A6，工作基点组编号为C1C10和G1G2。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C1C2、C5C6、C8C9、G1G2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；C3C4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，G1G2还将作为坝顶GPS监测的参考站（工作基点），G1G2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。2.2.2 变形监测1）坝体坝体
22、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
23、#、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 1190m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
24、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
25、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#、2
26、3#、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。2.2.3 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
27、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。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50100cm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
28、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
29、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。2.2.4 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
30、1100m附近下游坝面60cm范围内布置45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
31、号）设计通知单），同时，要求”昆科瑞”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。2.2.5 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#
32、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4050m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
33、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
34、灌浆、固结灌浆以及上游坝面混凝土的防渗效果。2.2.6 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。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
35、取地震作用下对拱坝的影响各项参数。2.2.7 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。2.2.8 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。2.2.9 环境量监测1）水位监测在
36、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。2.2.10 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1245m1400m之间，大坝下游布置18个水准点，高程在1020m1240m之间。库盘变形监测
37、采用一等水准施测，并测定4个水准点的GPS大地坐标。2.3 监测的重点和难点2.3.1 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：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。拱坝坝基以类岩体为主，对岩体质量要求较高。但在部分坝块存在级断层、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
38、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
39、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。2.3.2 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
40、、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”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
41、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
42、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
43、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。2.4 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
44、表2.4-1。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、
45、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3 质量保证体系及施工质量控制3.1 施工组织机构3.1.1 机构组成“昆科瑞
46、”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
