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1、招标编号：TK/C19托口水电站安全监测系统招标文件第二卷 技术文件怀化沅江电力开发有限责任公司2006年5月目 录目 录II第1章 总 则11.1 监测设计11.1.1 工程概况11.1.1.1 枢纽布置11.1.1.2 对外交通条件11.1.2 水文气象和地形地质21.1.2.1水文气象21.1.2.2 地形及地质21.1.3 监测项目及监测断面31.1.3.1 监测项目31.1.3.2 主要监测断面41.1.4 东游祠主坝监测设计51.1.4.1 变形监测设计51.1.4.2 应力应变及温度监测61.1.5 王麻溪副坝监测设计81.1.5.1 变形监测81.1.5.2 应力应变及温度监测
2、101.1.5.3 渗流监测111.1.5.4 上下游水位观测121.1.6 河湾地块防渗工程监测设计121.1.6.1 河湾地块防渗方案121.1.6.2 河湾地块防渗帷幕监测131.1.7 变形监测网131.1.7.1 东游祠主坝区变形监测控制网131.1.7.2 王麻溪副坝区变形监测控制网131.1.8 监测自动化系统设计141.1.8.1 监测自动化系统网络141.1.8.2 监测自动化系统规模141.1.8.3对监测自动化系统的基本要求141.1.8.4 监测自动化系统应具备的主要功能151.1.8.5 采集系统工作方式151.2 招标范围及控制工期161.2.1 招标范围161.2
3、.2 主要工作内容161.2.3 土建及金结安装控制工期161.2.3.1导流工程进度171.2.3.2主体工程施工进度171.2.3.3王麻溪副坝工程施工进度181.2.3.4 升船机工程施工进度191.2.3.5 总工期191.3 图纸和文件191.3.1 由监理人提供的图纸和文件191.3.2 由承包人提供的图纸和文件201.3.3 图纸和文件的审批201.3.4 承包人对提供图纸和文件的责任211.3.5 工程进度报告211.4 承包人提供的材料和仪器设备211.5 仪器、设备的检验（率定）221.6 承包人的工作人员221.7 土建承包人对于安全监测工作的配合与责任231.8 部分或
4、全部项目竣工231.9 承包人用水、用电241.10 技术标准和规范24第2章 仪器设备的埋设安装252.1 仪器设备的基本要求及技术参数252.1.1传感器及设备252.1.2 测试仪表及设备262.1.3 监测仪器电缆262.1.4投标报价监测仪器设备选型技术参数表262.2 仪器埋设的基本要求292.2.1 施工依据及执行规范292.2.2 仪器埋设位置的施工放样292.2.3 仪器的检验与签证292.2.4 监测数据及成果292.3 监测时间及测次302.4 监测时间及测次的调整312.5 仪器埋设及安装技术要求312.5.1 正倒垂孔及垂线312.5.2 引张线系统322.5.3 流
5、体静力水准系统322.5.4 观测墩322.5.5 水准标点322.5.6测斜孔322.5.7 测压管322.5.8渗压计332.5.9 量水堰设施332.5.10 应力应变计332.5.11 钢筋计332.5.12 测缝计332.5.13 温度计332.5.14 基岩变形计342.5.15 观测仪器电缆34第3章 施工期观测及资料整理343.1 一般要求343.2 变形观测及资料整理353.3 渗流观测及资料整理363.4 应力应变观测及资料整理363.5 巡视检查373.5.1 巡视检查工作内容及要求373.5.1.1 日常巡视检查383.5.1.2 年度巡视检查383.5.1.3 特殊情
6、况下的巡视检查383.5.2 巡查计划和巡查人员383.5.2.1 巡视检查计划383.5.2.2 巡视检查人员组成383.5.3 巡查项目393.5.3.1 大坝及厂房建筑物393.5.3.2 建筑物基础和坝肩393.5.3.3 泄水建筑物393.5.3.4 近坝区岸坡393.5.3.5 监测设施403.5.4 巡查记录和报告403.5.4.1 记录和整理403.5.4.2 报告40第4章 安全质量保证414.1 安全质量保证体系414.2 质量控制414.2.1 仪器设备的采购和验收414.2.2 仪器设备安装埋设质量的检验424.3 设计变更的执行424.4 施工技术和要求424.5 安
7、全保障43第5章 验收计量与支付455.1 质量验收455.1.1 单项工程验收455.1.2 完工验收455.2 计量与支付45第6章 招标设计图纸476.1 招标设计图纸说明476.2 招标设计图纸47第1章 总 则1.1 监测设计1.1.1 工程概况湖南省托口水电站位于沅水干流上游河段清水江下游洪江市境内，距怀化市74km，其中东游祠主坝上距托口镇3.5km，下距江市镇11km，是沅水规划梯级的第5级。本工程等别属等大(1)型工程，以发电为主，兼有通航等综合利用要求。托口水电站，正常蓄水位250.00m，相应库容12.49亿m3，校核洪水位252.43m，总库容13.84亿m3，装机容量
8、800MW，采用4台单机容量200MW的混流式机组。东游祠主坝、王麻溪副坝、白土冲副坝等主要建筑物为1级建筑物，发电厂房按2级建筑物设计，航道等级为级，按50t级船只过坝设计，采用升船机干运过坝形式。本工程区地震基本烈度小于6度，永久建筑按6度设防。1.1.1.1 枢纽布置枢纽建筑物由东游祠主坝（包括溢流坝、左岸碾压混凝土重力坝、右岸粘土心墙堆石坝）、王麻溪副坝（包括汇融溪至王麻溪引水渠明渠、混凝土重力坝、发电厂房及尾水系统、通航建筑物）、白土冲副坝及河湾地块防渗工程等四大部分组成。由于托口水电站特殊的地形条件，枢纽建筑物采用分散式布置即挡水、泄洪建筑物和引水发电系统、厂房、通航建筑物等分开布
9、置，东游祠至王麻溪之间的河湾地块进行防渗处理。东游祠主坝左岸至右岸分别为碾压混凝土重力坝、碾压混凝土溢流坝、粘土心墙堆石坝，坝顶高程253.00m，坝顶总长度648.50m。其中左岸碾压混凝土重力坝，最大坝高75.00m，坝顶长度178.00m；右岸粘土心墙堆石坝，最大坝高55.46m，坝顶长度155.50m；河床碾压混凝土溢流坝，坝顶长度207.00m，为9孔开敞式溢流堰，每孔孔口尺寸为18.0m17.0m(宽高)，采用挑流消能型式。 王麻溪副坝为常态混凝土重力坝，布置有左、右岸重力坝段、进水口坝段以及升船机坝段，坝顶总长度336.50m，坝顶高程253.00m，最大坝高51.0m。其中左岸
10、重力坝段长度109.00m，升船机坝段长度17.80m，进水口坝段长度136.20m，右岸重力坝段长度73.50m。白土冲副坝因垭口处覆盖层较深，且坝高不高，坝线短，采用均质土坝。1.1.1.2 对外交通条件托口水电站位于湖南省洪江市托口镇下游约3.5km，坝址右岸有公路通往洪江市及怀化市，至黔城镇公路里程约20km，至怀化市约74km。焦柳铁路从江市镇通过，江市站距托口镇公路里程约11km，江市至怀化铁路里程59km。对外公路从江市老团村209国道到主坝址里程约11.5km，其中新修公路约8.5km，改造公路约3km，路面宽7.5m，路基宽8.5km，混凝土路面。1.1.2 水文气象和地形地
11、质1.1.2.1水文气象托口坝址以上集雨面积24450km2，占沅水流域集水面积的27.2%，属副热带季风气候区，温湿多雨，四季分明，多年平均气温15.7，多年平均降雨量为1285mm。一般每年4月份进入雨季，8月份以后雨量逐渐减少，其中57月份占全年降水量的44.7%，多年平均降雨日(日降雨量大于等于0.1mm)为184d，多年平均风速0.92.6m/s，历年实测最大风速28.6m/s。沅水为山区性河流，洪水由暴雨形成，年最大洪水自4月至10月份各月均可出现，但主要集中在汛期58月份，其中57月份出现次数最多。汛期洪水陡涨陡落，洪峰流量大，但历时短，一次洪水过程一般为37d，多呈单峰型，同时
12、具有洪中有枯的特性。 1.1.2.2 地形及地质上游祠主坝坝址区河床宽约140m，左岸地形坡度约18，右岸有宽171m的级阶地、河漫滩宽约100m，岸坡地形较整齐，坡度约33。坝址区呈单斜构造，岩层倾向右岸，为纵向谷。左岸强风化带厚17m，下限埋深924.5m，弱风化带厚116.3m，下限埋深1031m；河床无强风化岩带分布，多呈弱风化，厚04m，下限埋深2.39m；右岸级阶地强风化带厚11.5m，下限埋深13.617m，弱风化带厚1.74.9m，下限埋深15.621.2m。左岸地下水位埋深高于正常蓄水位，平均水力坡降为15.926.7%。地下水主要循C2+3/Zant接触面（带）渗透和排泄。
13、右岸地下水位低。河床及右岸级阶地部位相对隔水层埋深浅，位于基岩面以下011m。王麻溪副坝坝址位于冲沟上游侧，为一左缓（坡度19）右陡（坡度38）的不对称宽缓“V”字型谷，谷底高程约210m，左岸山顶高程325m，右岸坝肩山脊顶部高程275m。坝址为纵向谷，岩层倾向右岸，坝基部位断裂构造主要为节理，断层有F6和F8，节理有NENEE和NW组，一般轻度中等发育。坝基岩体碎屑岩类地层的弱风化新鲜岩体透水率均小于3Lu，强风化岩体破碎，裂隙发育，透水性强。坝基左岸不仅3 Lu的相对隔水层顶板线埋深大，且地下水位低向左逐步下降，右岸坝接头以右地下水位高于正常蓄水位。白土冲副坝所处垭口由白土冲和枇杷塆两冲
14、沟构成，其谷底高程为230240m，垭口高程249262m，地表最低处低于正常蓄水位。垭口沟谷表部分布厚530m的残坡积物，其岩石地层由砾岩层和碳酸盐岩类组成，岩层平缓，在垭口附近未发现岩溶孔洞分布，地下水位高程约200m，但左侧高程165m以上有溶洞分布，地下水位高程约193m。1.1.3 监测项目及监测断面1.1.3.1 监测项目a) 东游祠主坝监测项目1) 变形监测包括：各建筑物表面的水平和垂直位移及挠度监测，各建筑物内部及基础的水平和垂直位移监测等。2) 渗流监测包括：各建筑物内部渗透压力及基础扬压力监测、坝体及坝基渗流量监测、绕坝渗流监测及水质分析等。3) 应力应变及温度监测包括：碾
15、压混凝土坝段应力应变、碾压混凝土坝段和坝基温度、预应力闸墩的锚索应力、钢筋应力、碾压堆石坝的土压力等。4) 环境量：包括主坝上下游水位、水温、气温、降雨量等。5) 专项监测包括：变形监测网。b) 王麻溪副坝（包括升船机）监测项目1) 变形监测包括：各建筑物（包括边坡）表面的水平和垂直位移及挠度监测，各建筑物内部及基础的水平和垂直位移监测。2) 渗流监测包括：各建筑物内部渗透压力及基础扬压力监测、坝体及坝基渗流量监测、绕坝渗流监测等。3) 应力应变及温度监测：包括混凝土应力应变、混凝土温度、坝基温度、钢筋应力等。4) 环境量：包括副坝上下游水位、水温、气温、降雨量等。5) 专项监测包括：变形监测
16、网。c) 白土冲副坝及河湾地块防渗工程监测项目白土冲副坝及河湾地块防渗工程主要为渗漏问题，因此主要以渗压和渗流量为监测对象。1.1.3.2 主要监测断面a) 东游祠主坝监测断面布置1) 溢流坝段全长220.00m，坝顶高程253.00m，最大坝高69.00 m，为9孔开敞式溢流堰，采用底流消能型式。在溢流坝段共设有2个监测断面，分别布置在和坝段，设有基础稳定、扬压力分布、基岩变形、混凝土应力应变、缝面开合度、坝体及基岩温度和渗压等监测项目。2) 左岸非溢流坝段全长178.00m，坝顶高程253.00m，最大坝高61.00 m，选择具有典型特征的坝段布置1个监测断面，设有基础稳定、扬压力分布、基
17、岩变形、混凝土应力应变、缝面开合度、坝体及基岩温度和渗压等监测项目。3) 右岸为粘土心墙堆石坝，坝顶长153.00m，坝顶高程253.00m，最大坝高55.46m，在其上布置1个监测断面，设有堆石体内部变形、接触土压力、坝体及基岩渗流压力等监测项目。b) 王麻溪副坝监测断面布置1) 厂房引水坝段全长113.60m，最大坝高51.0m，共安装4台混流式发电机组，装机容量80万kw。在进水口坝段设2个监测断面（布置在和进水口坝段），并延伸至厂房。除了设有基础稳定、扬压力分布、基岩变形、混凝土应力应变、伸缩缝和预置缝开合度、坝体及基岩温度和渗压监测等基本观测仪器以外，还沿压力钢管适当地布置了一些钢筋
18、计和钢板计，以监测其结构的工作性态。2) 坝后式厂房与进水口坝段紧密的靠在一起，并且其建基面较进水口坝段低许多，将影响该部位的扬压力分布。另外，建筑物各自体积和重量的差别，造成基岩应力变化的差异。因此选择在基础部位布置适量的渗压计和基岩变位计，并且与进水口坝段布置的观测断面配合一致。(3) 右岸重力坝段长95.00m，设1个观测断面(布置在坝段），设有基础稳定、扬压力分布、基岩变形、混凝土应力应变、缝面开合度、坝体及基岩温度和渗压等监测项目。(4) 升船机坝段长25.00m，在左岸两级垂直升船机的排架墩上，设3个监测断面，设有基岩变形、混凝土应力应变、缝面开合度、钢筋应力和温度等监测项目。(5
19、) 左岸（进水口明渠、坝肩边坡及航道）边坡总长约1200 m，高约110 m。为了解其变形情况，保证施工期的安全，共设4个观测断面，设有测斜管和地下水位观测孔。1.1.4 东游祠主坝监测设计1.1.4.1 变形监测设计a) 混凝土坝段变形监测水平变位监测采用垂线+引张线系统，垂直变位监测采用静力水准+双金属标系统，并辅以人工比测。1) 正倒垂线布置在混凝土大坝、和坝段分别布设1条倒垂线（IP1、IP2、IP3、IP4和IP5），与IP2、IP5配合相应布设PL1、PL2正垂线，PL1、PL2正垂线在基础廊道观测室与对应的倒垂线交接。倒垂作为大坝水平位移观测基准，且利用正倒垂配合观测坝体的挠度和
20、坝顶引张线端点的水平变位。2) 引张线布置坝顶引张线分2条布设，共19个测点，其中坝段至坝段布1条共8个测点，坝段至坝段布1条共11个测点。左引张线左端点设于大坝左端基岩上, 2条引张线的交点由正垂PL1进行控制，右引张线右端点由正垂PL2。基础廊道布置竖折式引张线全长约190m，端点基分别由倒垂IP3和IP4控制。每个监测坝段布置1个测点（共6个测点），采用浮托式测点装置（浮托式测点箱），安装引张线仪、人工观测尺+光学显微镜。3) 流体静力水准系统坝顶静力水准路线与引张线布于同一专用沟内，静力水准左端设于坝段,右端结合引张线的右端点设于右坝头基岩上，共布22个测点（含倾斜观测点），除3个倾斜
21、测点外，其路线走向与引张线相同。由于基础廊道高程不平直，其静力水准路线采用分段接力式布设，共设9个测点，以双金属标为工作基准。双金属标高程通过监测网点进行高程联测。4) 精密水准监测布置在混凝土大坝各坝段坝顶共布置26个水准点进行垂直位移观测，并结合静力水准测量布设3组倾斜变形观测点，以观测坝顶的倾斜。在基础廊道各坝段布设水准点，共21个测点。坝顶几何水准路线以左右岸坝头工作基点和双金属标为基准，廊道几何水准路线以双金属标为工作基点，按国家二等水准测量的相关技术要求进行观测。b) 堆石坝段变形监测1) 表面水平位移监测布置在堆石坝段坝顶的迎水面和背水面各布1条视准线，共计11个测点、4个端点。
22、横向水平位移采用全站仪或经纬仪按活动觇牌法观测，纵向水平位移采用全站仪通过视准线端点直接对视准线测点测距方式获取变形值。在堆石坝背水面高程235m、218m和200m马道上共布11个水平位移测点，以监测网点为工作基点采用边角交会法进行水平位移观测。2) 表面垂直位移监测布置坝顶垂直位移测点与视准测点相对应布置5个测点，马道上垂直位移测点与边角交会测点相结合布置，坝顶和各马道上共布17个测点，均采用几何水准法，以右坝头监测网点为工作基点，执行国家二等水准要求进行观测。3) 内部水平与垂直位移监测布置在所确定的横向监测断面处，沿坝轴线在粘土心墙内布置2个倾斜管，并分层安装沉环，分别采用测斜仪和沉降
23、仪对心墙的水平和垂直位移进行监测。c) 右岸边坡表面变形监测右坝肩边坡高程263m和283m马道上共布4个水平位移测点，以监测网点为工作基点采用边角交会法进行水平位移观测。边坡垂直位移测点与边角交会测点相结合同标布置，垂直位移采用光电测距代三等水准进行观测。1.1.4.2 应力应变及温度监测a) 应力应变监测1）分别在混凝土坝各监测断面的下部中间位置、坝踵和坝趾区布置了五向应变计组和无应力计，以监测坝踵、坝趾及坝体应力应变。2）为了解溢洪道预应力闸墩的应力应变等情况,选择一个中闸墩和一个边闸墩进行监测，其监测仪器主要布置有预应力锚索测力计，钢筋计、测缝计、三向应变计组和无应力计,其监测内容主要
24、有： 在预应力锚索的张拉前后及张拉过程中，对主要张拉控制吨位进行检验监测； 在预应力锚索的张拉结束后，对其预应力损失及应力变化情况等进行定期监测； 对闸墩在施工期和运行期的混凝土应力应变、温度、钢筋应力和预应力锚索的工作状态等进行定期监测。3）堆石坝段在填筑和水库蓄水的过程中，坝基和坝体内部均会产生不同程度的垂直（沉降）变形，其异常显示的变形量，将为我们判断大坝是否安全提供非常有价值的信息。为了解其变化规律，在所确定的横向观测断面的坝基部位，布置接触土压力计，对接触面处的土压力进行监测。b) 结合面和结构缝监测为了了解混凝土与基岩的结合面是否脱开，检查坝体和岩体的连接情况，以及为边界接触缝灌浆
25、提供依据，在较陡部位的混凝土与基岩的结合面上布置了适量的测缝计。坝体结构缝在温度变化和其他因素的影响下，均会产生伸缩变形，为了解这种变化规律，在重点监测坝段的伸缩缝处分组布置了测缝计。c) 基岩变形监测混凝土坝基岩在开挖、混凝土浇筑和水库蓄水的过程中，坝基均会产生不同程度的垂直（沉降）变形，其异常显示的变形量，将为我们判断大坝是否安全提供非常有价值的信息。为此，为了解其变化规律，在所确定的横向观测断面处的坝踵及坝趾部位，布置基岩变位计。在上述基岩变位计的拉杆上（垂直钻孔中），各布设1组温度计，即可以对基岩变位计进行温度修正，又可以观测坝基温度变化情况。d) 温度监测 为了解大体积碾压混凝土在浇
26、筑过程中温度变化情况和稳定温度场，除了利用上述各监测断面中能够兼测温度的其他仪器外，另在有关监测断面上布置了专门的温度观测项目，具体布置如下：1）在各监测断面分4个高程布置了温度计，并考虑了能够兼测温度的其他仪器布置，以监测坝体温度的变化情况。2）另在受日照影响的溢洪道的溢流面部位，选择一处布置了一组坝面温度测点，采用4支温度计按温度梯度变化的特点布置。1.1.4.3 渗流监测a) 坝基扬压力监测为了解大坝建基面作用的扬压力大小和分布情况，根据不同坝段基础地质条件和防渗排水控制措施，选定1个纵向观测断面（沿基础灌浆廊道布置）和3个横向观测断面布置测点，构成纵、横向基础渗流监测网络。1）沿基础灌
27、浆廊道在每个坝段布置一个测压管进行扬压力观测，并在测压管管口设置压力表，在测压管管内设置压力传感器，以便于人工和自动化观测。压力传感器观测电缆穿PVC管沿廊道下游侧壁引至与其相距较近的观测站。2）在横向观测断面上沿建基面间隔一定的距离布置渗压计进行扬压力观测,其电缆均引至设在各观测断面基础灌浆廊道下游侧壁的观测站内。3）在堆石坝段所选定的监测断面处及接头部位埋设了渗压计，了解堆石坝防渗心墙、基础及防渗心墙与混凝土坝接触面的渗流情况。b) 渗流量监测1）根据基础灌浆排水廊道的布置，以及集水井的数量、分布和排水沟的流向等具体情况进行统筹规划，在集水井附近排水沟的集中汇流处，布置量水堰设施，采用量水
28、堰渗流量仪进行自动化观测。特殊情况下需要对某个坝段的基础渗流量进行定量观测时，采用容量法逐个对排水孔进行渗流量观测。2）堆石坝段渗流量（包括防渗心墙与混凝土坝接触面的渗流量）监测，在接头部位的集中汇流处布置量水堰，采用铟钢水位尺和量水堰渗流量仪进行人工观测和自动化观测。c) 绕坝渗流监测为了解绕坝渗流情况，在左、右坝肩部位附近山体布设地下水位观测孔，长期观测两岸地下水位变化及绕坝渗流情况。每个地下水位观测孔内安装一套压力传感器，以实现自动化观测的功能。为了能够在施工期和水库蓄水期及时进行监测，当压力传感器尚未安装前，采用钢尺式水位计进行监测。1.1.4.4 上下游水位监测采用人工测读的水尺和遥
29、测水位计两种方法观测上下游水位，并相互校核和检验。人工测读水尺分别设在坝的上游侧边墩的凸出部位和下游侧边墩的凸出部位，绘制水位测读水尺各一个（共2个），水尺刻度从建基面到最高洪水位以上，以满足永久观测和施工期水位观测的需要。遥测水位计分别设在坝的上游侧边墩的凸出部位和下游侧边墩的凸出部位，预埋专用的水位观测管，安装压力式传感器，为本工程的自动化观测系统提供上、下游水位参数。在压阻式水位传感器尚未安装前，采用钢尺式水位计进行观测。1.1.5 王麻溪副坝监测设计1.1.5.1 变形监测a) 大坝变形监测水平变位监测采用垂线+引张线系统，垂直变位监测采用静力水准+双金属标系统，并辅以人工比测。1)
30、正倒垂线布置王麻溪大坝布设IP6、IP7和IP8共3条倒垂线，与IP6、IP8配合相应布设PL3、PL4共2条正垂线，其中PL3正垂线在基础廊道高程223m观测室与IP6倒垂线交接，PL4正垂线在基础廊道高程204m观测室与IP8倒垂线交接。2) 引张线布置坝顶布设2条引张线设，全长约290m共15个测点，右引张线的右端点结合正垂PL4布置,两条引张线的交点处设正倒组PL3，左引张线的左端点设于左岸坝头。高程204m基础廊道设一条引张线，全长约140m共5个测点，引张线端点基准由倒垂IP6和IP7控制。3) 静力水准路线布置坝顶静力水准路线与引张线布于同一专用沟内，从左至右每一个坝段布1个测点
31、，共设24个测点(含两坝头端点和2个倾斜观测点)，除倾斜测点外，其路线走向与引张线相同。廊道静力水准布设于高程204m基础廊道内，设5个测点。廊道静力水准以双金属标为基准，双金属标高程通过监测网点进行高程联测；坝顶静力水准以两岸坝头测点为基准，测点高程通过监测网工作基点联测。4) 精密水准测点布置在坝顶布置22个水准垂直位移点(包括2个倾斜点)，在基础廊道内的每个坝段均布置水准垂直位移点（共17个测点）。坝顶几何水准路线以右岸坝头工作基点为基准，廊道几何水准路线以双金属标为工作基点，按国家二等水准测量的相关技术要求进行观测。b) 厂房垂直位移监测1）在电站厂房、和机组发电机层和水轮层4个角各布
32、置1个垂直位移测点，共32个测点，采用一等水准精度进行相对观测，只计算出倾斜变形值。2）在电站尾水、和机闸墩各布置1个垂直位移测点，共8个测点，采用一等水准进行相对观测，计算出测点垂直位移值。c) 升船机建筑物变形监测升船机建筑物共布设14个水平位移测点，其中7个点以平面监测网点为工作基点采用设站边角交会法观测，另外7个点则采用测距方法进行观测；结合14个水平位移点各埋设一个埋设水准标，垂直位移以高程监测网点为工作基点，按国家二等水准要求对墩体进行垂直位移监测。d) 左岸边坡变形监测1) 左岸边坡共布设了表面水平位移和垂直位移综合测点17个。水平位移观测以平面监测网点为基点，采用边角交会法观测
33、。垂直位移采用光电测距代三等水准方法进行观测。2) 为测定边坡不同深度的水平变形情况，选择4个监测断面，每个监测断面布置24个测斜管和适量的多点位移计，进行边坡深部的水平位移监测。1.1.5.2 应力应变及温度监测应力应变是建筑物受荷载作用后结构内部承受能力及安全度的衡量指标，因此需了解混凝土结构在不同工况下应力应变的变化规律。同时，建筑物受自身或外界温度和荷载的影响，以及结构缝面缝宽的变化等，都会对建筑物安全产生一定的影响，对此也需要进行监测。a）应力应变监测1) 在右岸挡水坝段的下部中间位置、坝踵及坝趾区各布置1组五向应变计组和1支无应力计，以监测坝踵、坝趾及坝体应力应变。另在该坝段的中部
34、布置2组五向应变计组和2支无应力计，以监测坝体应力应变。2) 为了解引水钢管工作性态，分别在机和机引水钢管的斜坡段和下弯段各设1个监测截面，4周各布置了7支钢筋计和4支钢板计，对引水钢管应力、引水隧洞的钢筋应力等进行监测。3）在厂房坝段尾水闸墩与机组交界处布置1组五向应变计组和1套无应力计,并在部位布置的受力钢筋上安装埋设了钢筋计和测缝计。4）为了解升船机墩柱的应力应变情况，在选择的3个监测断面上各布置24组五向应变计组和无应力计，以监测升船机墩柱的应力应变。另在上述3个监测断面上各布置了2套基岩变位计和一些钢筋计，以了解在不同气候（日照、风向等）条件下及升船机工作运行中，墩柱结构的受力情况。
35、b) 结合面和结构缝监测为了了解混凝土与基岩的结合面是否脱开，检查坝体和岩体的连接情况，以及为边界接触缝灌浆提供依据，在较陡部位的混凝土与基岩的结合面上布置了适量的测缝计。坝体结构缝在温度变化和其他因素的影响下，均会产生伸缩变形，为了解这种变化规律，在重点监测坝段的伸缩缝处分组布置了测缝计。为了解厂房坝段施工缝的结合情况，在其缝面上布置测缝计，并考虑在并缝钢筋上布置了钢筋计。c) 基岩变形监测混凝土坝基岩在开挖、混凝土浇筑和水库蓄水的过程中，坝基均会产生不同程度的垂直（沉降）变形，其异常显示的变形量，将为我们判断大坝是否安全提供非常有价值的信息。为此，为了解其变化规律，在所确定的横向观测断面处
36、的坝踵及坝趾部位，布置基岩变位计。因大坝及发电厂房建筑物各自体积和重量的差别，造成基岩应力变化的差异。为了了解差异和变化特征，在厂房引水坝段的主厂房基岩部位增设1组基岩变位计。在上述基岩变位计的拉杆上（垂直钻孔中），各布设1组温度计，即可以对基岩变位计进行温度修正，又可以观测坝基温度变化情况。d) 温度监测 为了解大体积碾压混凝土在浇筑过程中温度变化情况和稳定温度场，除了利用上述各监测断面中能够兼测温度的其他仪器外，另在有关监测断面上布置了专门的温度观测项目，具体布置如下：1）在非溢流监测坝段，分4个高程布置了温度计，并考虑了能够兼测温度的其他仪器布置，以监测坝体温度的变化情况。2）另在受日照
37、影响的非溢流坝下游侧坝面部位，选择一处布置了一组坝面温度测点，采用4支温度计按温度梯度变化的特点布置。1.1.5.3 渗流监测a) 坝基扬压力监测为了解大坝建基面作用的扬压力大小和分布情况，根据不同坝段基础地质条件和防渗排水控制措施，选定1个纵向监测断面（沿基础灌浆廊道布置）和3个横向监测断面（分别位于挡水坝段、和进水口坝段）布置测点，构成纵、横向基础渗流监测网络。沿基础灌浆廊道在每个坝段布置一个测压管进行扬压力观测，并在测压管管口设置压力表，在测压管管内设置压力传感器，以便于人工和自动化观测。压力传感器观测电缆穿PVC管沿廊道下游侧壁引至与其相距较近的观测站。在横向监测断面上沿建基面间隔一定
38、的距离布置渗压计进行扬压力监测,其电缆均引至设在各观测断面基础灌浆廊道下游侧壁的观测站内。b) 渗流量监测根据大坝基础灌浆排水廊道的布置，以及集水井的数量、分布和排水沟的流向等具体情况进行统筹规划，在集水井附近排水沟的集中汇流处，布置量水堰设施，采用量水堰渗流量仪进行自动化观测。特殊情况下需要对某个坝段的基础渗流量进行定量观测时，采用容量法逐个对排水孔进行渗流量观测。c) 绕坝渗流监测为了解绕坝渗流情况，在左、右坝肩部位附近山体布设地下水位观测孔，长期观测两岸地下水位变化及绕坝渗流情况。每个地下水位观测孔内安装一套压力传感器，以实现自动化观测的功能。为了能够在施工期和水库蓄水期及时进行观测，当
39、压力传感器尚未安装前，采用钢尺式水位计进行观测。1.1.5.4 上下游水位观测采用人工测读的水尺和遥测水位计两种方法观测上下游水位，并相互校核和检验。人工测读水尺分别设在大坝上游侧边墩的凸出部位和下游侧边墩的凸出部位，绘制水位测读水尺各一个（共2个），水尺刻度从建基面到最高洪水位以上，以满足永久观测和施工期水位观测的需要。遥测水位计分别设在大坝上游侧边墩的凸出部位和下游侧边墩的凸出部位，预埋专用的水位观测管，安装压力式传感器，为本工程的自动化观测系统提供上、下游水位参数。在压阻式水位传感器尚未安装前，采用钢尺式水位计进行观测。1.1.6 河湾地块防渗工程监测设计1.1.6.1 河湾地块防渗方案
40、河湾地块防渗采用主坝至白土冲副坝和王麻溪副坝之间的直线防渗方案，该方案防渗帷幕重点是茅口组和栖霞组的岩溶化层位和与白垩系K1-1地层的接触面。为此，对高程205m以下和高程150m(局部110m)以上的地段进行防渗帷幕灌浆处理，以切断和封闭F2F14断层分布带和早禾冲右岸(白土冲左岸) 厂房左岸的F15F16断层分布带重要的岩溶渗漏地段。白垩系岩溶化地层为孔隙岩溶，主要在主坝至大坪地(即F2F14断层分布带)、王麻溪副坝至早禾冲右岸的K1-1地层中发育，与碳酸盐岩类防渗地段对应，视其岩溶化程度和地形切割情况也一并作防渗处理。1.1.6.2 河湾地块防渗帷幕监测沿防渗帷幕线布置地下水位观测孔，间
41、距一般控制在50100m，孔深视地面高程或帷幕灌浆廊道高程和帷幕灌浆深度而定，一般控制在帷幕灌浆深度的1/22/3。地质条件较差或者地形对防渗不利的特殊部位，地下水位观测孔呈对或呈3个一组布置成监测横断面。其中一个地下水位观测孔布置在灌浆帷幕的上游侧，以完成对灌浆帷幕前后之间及灌浆帷幕后部的渗流及水力坡降进形监测。 1.1.7 变形监测网建立变形监测网的目的，主要是为工程的变形监测系统提供一个统一的基准，同时兼顾近坝区岩体变形监测。1.1.7.1 东游祠主坝区变形监测控制网a) 水平位移监测网该网下起于清水清岩角头山包，上止于三里村撑架坡山腰，由7个网点组成，编号自下游至上游为TK01TK07
42、，其中左岸网点为奇数，右岸为偶数。b) 高程监测网该网(精密水准路线)共布5个网点，其中在右岸下游约3km处布1组基准点，坝体左右坝头各布1组工作基点，右岸的基准点与工作基点之间布2个水准点，2个水准点间隔约1km，按国家一等水准测量规范要求施测。1.1.7.2 王麻溪副坝区变形监测控制网a) 水平位移监测网该网下起于王家坳内代英山包，上止于白土冲副坝处的栾坡闹山包，由6个网点组成，网点编号自下游至上游为TK11TK16，其中右岸网点为奇数，左岸为偶数。b) 高程控制网该网(精密水准路线)共布3个网点，其中在右岸下游约1km处布1组基准点，坝体右坝头布1组工作基点，离坝约0.3km处布1组工作
43、基点，水准路线按国家一等水准测量规范要求施测。1.1.8 监测自动化系统设计1.1.8.1 监测自动化系统网络根据工程安全监测仪器的布置情况及监测要求，拟定采用分布式网络自动化监测系统。东游祠主坝和王麻溪副坝分别设置监测自动化系统网络，网络之间由通信线路联系。东游祠主坝监测自动化系统网络设一个分中心监测站，王麻溪副坝设一个总中心监测站（总中心站设在中控室内），自动化检测单元安装在各个观测站。自动化检测单元与监测中心站之间通过通信电缆联接组成工程安全监测系统网络。东游祠主坝和王麻溪副坝监测中心站各配置2台计算机和相应的外设（网络拾配器、调制解调器、UPS电源、打印机等），其中一台为工控机，配套网
44、络监控、通信等软件和防强电感应保护模块，用于整个坝区监测系统的监控和通信，另一台安装相应的管理、分析软件系统，用于可视化信息处理分析。1.1.8.2 监测自动化系统规模托口水电站安全监测所有的电测仪器，全部接入自动化数据采集系统。自动化数据采集系统由前端自动化检测单元（MCU）、监控软件、远程数据采集计算机、扫描仪及打印机等组成。托口水电站安全监测系统实现自动化数据采集，系统中包含的主要仪器设备为：锚索测力计、基岩变位计、温度计、测缝计、渗压计、渗流量仪、应变计、无应力计及钢筋计等，包含全部的传感器。1.1.8.3对监测自动化系统的基本要求1) 可靠性要求系统具有可靠的防雷击措施，数据采集准确
45、可靠，在任何恶劣的环境下能真实反映建筑物及其基础的变化情况。系统具有人工监测的接口，做到监测数据的连续性，分析处理及时可靠。2) 通用性要求对于各种观测仪器，其工作原理各不相同，输出信号参数和标准也不尽相同，因此自动化系统应能适应这些复杂的接口要求，保证各种监测仪器都能方便而有效地与自动化系统共同工作。3) 先进性及系统升级的兼容性要求计算机技术、电子技术和通讯技术发展很快，自动化系统必须充分考虑技术的先进性和将来系统更新换代的兼容性。必须具有较强的自诊断能力，能够自动查出系统故障并发出信息，以便维修和更换。4) 时间要求为了便于施工期的观测工作，减轻观测人员的劳动强度，施工期尽量采用半自动化
46、数据采集方式。自动化观测系统网络线路的建立，要求在工程竣工(2009年12月)前完成。1.1.8.4 监测自动化系统应具备的主要功能1) 可视化功能可显示建筑物及监测系统的总貌，各观测断面结构轮廓和仪器布置。可进行图示化选测和过程曲线显示，以及监控图编辑、报警位置和状态显示等。2) 数据通信及远程监控功能包括现场监控级、现场管理级、远程采集和监控管理。现场监控级通信为数据检测单元与监测中心站工控机及管理计算机之间的数据通信；现场管理级通信为监测中心站工控机及管理计算机与电厂管理主机之间的数据通信；远程采集和监控管理功能为电厂上级主管理部门提供了远程监控的管理手段。3) 综合信息分析管理功能监控及管理系统软件包括控制、分析、安全管理、网络系统管理、数据库管理、远程监控等部分，具有日常工程安全监控和管理的全部功能。4) 系统防护及自检功能硬件具有防雷、抗干扰措施，保证系统在雷击和电源波动等情况下能正常工作。软件具有故障诊断、系统修复能力和安全保密措施。5) 系统测量精度自动化检测单元的技术性能，是保证系统测量精度的关键设备，必须满足各监测技术规范中的各项要求。6) 监测值预警功能对于主要监测项目的主要测点根据设计最大变形及应力设置监控指标，确定测值的正常范围，超出正常范围系统进行自动报警。1.1.8.5 采集系统工作方式1）中央
