大坝安全监测施工技术措施

合同编号：SNJ/C2首部枢纽土建、金属大坝安全监测结构及电气设备安装工程施工技术措施第1页共33页大坝安全监测施工技术措施1、工程概况泗南江水电站采用跨流域、混合式开发。枢纽工程主要建筑物有：拦河坝、右岸导流洞、右岸溢洪洞、左岸泄洪冲沙（兼放空）洞、左岸电站进水口、引水隧洞、调压室、压力管道、主副厂房及开关站等。泗南江水电站砼面板堆石坝坝顶高程905.00m，最大坝高115m，坝顶长369.94m，顶宽8m，上游坝面坡比为1:1.4，下游坝面坡比为1:1.5(EL875以下)和1:1.6(EL875以上)，下游坝面综合坡比1:1.535。坝址上游有临时桥相连接左右岸。坝体防渗系统由趾板、面板砼、上游帷幕灌浆、上游盖重保护组成。坝体填筑主要由主堆石料（3B1）、开挖料（3B2）、次堆石料（3C）、过渡料（3A）、垫层料（2A）、特殊垫层料（2B）、盖重料（1B）、覆盖粘土料（1A）和下游坡面干砌石（3D）组成。垫层区水平厚3m，过渡区水平厚4m，下游坡面干砌石厚大于1.0m。坝体总填筑量297.082万m3，大坝基础防渗采用上游固结灌浆和帷幕灌浆相结合。拦河坝工程地质条件：下坝址河流呈近EW流向，河谷呈“V”型谷，两岸地形基本对称，坡度约35°～42°。河床冲积层厚3m～6m，两岸覆盖层厚度多在3m～7m间，但两坝肩和左岸坝轴线下游崩坡积厚度较大，右坝肩厚达10m～16m，左岸崩塌体厚达20m～34m。坝基主要由T3ya－1、T3ya－2、T3ya－3、T3ya－4及T3yb－1等岩组构成；岩石软硬相间、硬质岩稍多。坝址为横向谷，岩层走向与河床近垂直，以60°～90°陡倾下游，局部倒转。下坝址地质构造较复杂，因右岸河边和左岸坝肩各存在一条近顺河向平移断层F13、F14，断层两侧岩性不连续。两岸2/3坝高（高程865m）以下至河床段，无全风化层，强风化岩体厚度普遍较小，弱风化岩层下限的埋深：在河床部位为10m～20m，两岸坝顶高程为40m～45m。根据钻孔压水试验资料，透水率q≤3Lu相对隔水层顶板埋深，河床部分较浅，为20m～30m，向两岸渐变深，至两岸坝顶高程为45m～50m，在F14断层带附近较深形成一强透水带。主要工程量如下表1所示。监测仪器设备主要工程量表表1序号仪器名称类型单位数量备注1经纬仪台12测距仪Ⅰ级台13强制对中盘通用型套61合同编号：SNJ/C2首部枢纽土建、金属大坝安全监测结构及电气设备安装工程施工技术措施第2页共33页序号仪器名称类型单位数量备注4水准标志个435测斜仪便携式套16测斜管ABSM457多点位移计差动电阻式或振弦式套34测点8二向应变计组DI-10组59三向应变计组DI-10组310四向应变计组DI-10组411单向测缝计差阻式（CF-12）支2212三向测缝计差阻式（TSJ）套913渗压计振弦式（SZ-8）支1914电测水位计台115钻孔测压管PVC管M80016水平位移计引张线式套14包括测读装置17水管式沉降仪连通管式套25包括测读装置18界面土压力计支1519土压力计WL-30支620钢筋计KL-25支2421强震仪EDSA(B)台222拾震器台623无应力计配DI-10支1224温度计DW支1225电平器电解液式支3626电平器采集仪表及软件套127脱空观测仪器（TS位移计）电位器式支2028锚索测力计SDM支329量水堰不锈钢板座2三角、梯形30电缆4芯屏蔽电缆M24705芯水工电缆M4000031集线箱差阻式台832集线箱振弦式台333弦式数据采集仪台134比例电桥数字式台22、编制依据1、设计图纸2、招、投标文件中相关技术部分；合同编号：SNJ/C2首部枢纽土建、金属大坝安全监测结构及电气设备安装工程施工技术措施第3页共33页3、《水利水电工程岩石试验规程》SL2644、《土石坝安全监测技术规范》SL60－945、《混凝土坝安全监测技术规范》DL/T5178－20036、《土石坝安全监测资料整编规程》SL169－967、《水利水电工程施工测量规程》SL52－938、《水利水电工程测量规范》SL1979、《国家一、二等水准测量规范》GB12897－91注：以上所列标准、规范，在合同执行过程中如有新的版本时，则按施工期新颁发的版本执行。3、监测仪器埋设程序和埋设方案3.1施工程序大坝原形监测仪器埋设程序如下框图所示。研读工程图纸报送仪器采购计划开箱检查编制月报年报仪器率定接线与预装现场埋设观测弄懂设计意图牢记设计要求外观、自由状态下通电和厂家资料检查力学性能、温度性能，与厂家资料对比，需符合工程技术标准与规定要求按规范接线并做记录按图放线定点，记录天气，开挖浇筑情况，现场值班按规定测次观测和巡视检查，记录准确、规范，并及时存档整理数据，分析总结，提出建议月报、年报单元工程质量评定表埋设考证表开工申请表附送率定表合同编号：SNJ/C2首部枢纽土建、金属大坝安全监测结构及电气设备安装工程施工技术措施第4页共33页3.2监测仪器埋设方案3.2.1表面变形监测点埋设（1）表面变形监测点表墩为现浇钢筋混凝土墩，表面变形监测点标墩高出地面1.0m~1.2m，墩基置于基岩或原状土层，埋深1.0m~1.5m。（2）标墩顶部设置强制对中盘，对中精度不低于0.1mm。（3）埋设时，强制对中盘应调整水平，倾斜度不大于4′。3.2.2电平器安装埋设（1）面板混凝土浇筑一个月混凝土达到设计强度后安装电平器，经测量放线在各测点处用砂浆浇筑一个小平台，在小平台上用电锤钻孔安装基座，并以膨胀螺丝固定，然后在基座上安装电平器并调整初始状态，使电平器基本处于水平，旋紧固定螺丝固定电平器。（2）用一厚度约3mm的金属外罩盖住电平器，外罩上浇筑混凝土保护墩封闭保护。（3）仪器电缆沿顺坡敷设的电缆槽汇集并牵引至分期浇筑面板顶部，最终进入坝顶或下游坡观测房。（4）测读到的某测线数据输入计算机进行处理，可得两条曲线的参数和图形。3.2.3三向测缝计安装埋设（1）按设计图测量放点。清理测点周边面板与趾板表面，用M15砂浆抹平凹面作为基面。（2）现场组装仪器。在面板和趾板上圈定仪器地脚螺栓孔位后钻孔，组装仪器就位，调整各支仪器的预拉压范围，以膨胀螺栓固定。在仪器就位、调整的过程中用二次以表测读各支仪器以监视其工作状态。（3）在面板上游填土范围安装的三向测缝计在回填土时采取措施保护仪器。采用浇筑钢筋混凝土保护墩进行保护，保护墩在周边缝上分缝断开，确保周边缝的变形不受保护墩的约束。保护墩与面板、趾板之间用插筋连接。（4）保护墩混凝土达到设计强度的70%后安装三向测缝计，安装时以柔性材料充填保护墩周边缝上部的分缝空隙，并在保护墩内部空隙中充填无粘结的细砂，最后在顶部安装刚性盖板。（5）仪器电缆在面板浇筑时预先埋设在面板内，埋设时在电缆两端分别对应编号，并对电缆头进行保护。合同编号：SNJ/C2首部枢纽土建、金属大坝安全监测结构及电气设备安装工程施工技术措施第5页共33页（6）记载安装的工作过程。测记各位移计的起始读数，量测安装后仪器所在边长的准确距离，供以后计算周边开合度。（7）三向测缝计的安装调整到下列位置：垂直测缝计量程的50%；水平测缝计量程的50%；正交测缝计量程的50%。3.2.4单向测缝计安装埋设（1）按设计图测量放点。（2）在分块浇筑的面板混凝土中埋设测缝计，首先在先浇的混凝土上预埋测缝计座并用套筒保护，当后浇混凝土上升到仪器埋设高度后，将测缝计旋紧于测缝计座上用套筒保护，且保证混凝土浆液不进入波纹管部分，埋设后，检测仪器读数是否正常。（3）安装过程中，测缝计调整到它的量程的20%，调整过程中用二次仪表监视仪器工作状态。最后用钢板罩保护。3.2.5水平位移计安装埋设（1）当坝体填筑至仪器安装高程以下约2m时，沿水位位移计中心线由上游过渡层至下游观测房用粒径小于5mm的无锋利棱角的河滩料铺筑一条宽约5.2m的仪器基床。（2）各层水平位移计埋设前完成同层的下游坝坡观测房全部土建工程，确保铟钢丝、电缆引入观测房加以保护和观测数据的连续。（3）当仪器基床带厚度达到3.5m时，沿基床带挖一条深2m，底宽2.2m，两侧坡度约1：0.75的沟。检除沟底面大于5mm的粗骨料，碾压沟底，以三等水准测量沟底，使沟底保持在同一水平面。（4）沿沟底放出保护管中心线和各个测头的位置，铺设保护管，穿铟钢丝，连接活动接头，直至测头端固定铟钢丝，注意保护伸缩头与保护管之间缝隙，保证其灵活滑动，安装测头，立模浇筑砼。（5）同一断面同一高程上各测点共用一根ф100mm保护钢管穿铟钢丝。钢管道管断之间用伸缩头连接。每各测点的铟钢丝做到无接头，无损伤。（6）安装埋设完毕后，沟内管路周围用反滤料回填，人工压实，回填超过仪器顶面以上1.8m后方可正常碾压施工。合同编号：SNJ/C2首部枢纽土建、金属大坝安全监测结构及电气设备安装工程施工技术措施第6页共33页3.2.6水管式沉降仪安装埋设（1）水管沉降仪与水平位移计安装埋设于同一埋设沟内，平行布置。（2）沿水平位移计保护钢管一侧，在沟底挖沟敷设水管式沉降仪的塑料管路，分别在三个埋设层面以1.97%、1.35%、1%倾向下游观测房，用水准仪校测管路基床坡度，敷设管路，保持其流向观测房.（3）安装测头。校平测头，立模浇筑砼，测头立摸浇筑大于测头外径10cm的C25混凝土立方体块包裹测头，拆模后以水准测量各测头混凝土块高程，计入考证表。管路周围以反滤料回填，人工压实。回填至测头顶面1.8m后方可按正常碾压施工。3.2.7TS位移计与面板脱空安装埋设（1）混凝土面板的脱空观测采用由两支TS位移计和一块固定底座构成的等边三角形进行测量，主要观测混凝土面板与过渡料间垂直面板向的变形和平行面板向的变形。（2）垫层料填筑并经坡面振动碾压检验合格后，按设计图纸位置测量放点。（3）在坡面测点处挖一个宽约1.0m，深约1.5m的坑，坑底按设计尺寸浇一个混凝土墩，墩底部用锚筋与周边料连接。墩侧面预埋与两支TS位移计连杆相交点铰接的铰座。（4）经过预安装，仪器组就位在坑内。竖立等边三角形使固定底座平行于面板坡向，待面板混凝土浇筑时固定于面板底部，两支TS位移计连杆交点与坑内混凝土墩侧面的铰座铰接。仪器坑内用原开挖出的坝料以薄层人工回填夯实，恢复到原坡面。仪器周围回填时须小心操作，以免损坏或移动仪器。（5）在仪器安装就位和回填土过程中用二次仪表连续测读，以监视仪器工作状态，如发现异常，查明原因及时补救。（6）面板混凝土浇筑到仪器埋设点时由专人负责监护已安装仪器，振捣器不得直接触及固定底座，同时用二次仪表随时检查。3.2.8量水堰安装埋设（1）按照设计要求和现场的渗流量情况选购和加工堰板。（2）堰槽采用矩形断面，其长度大于7倍堰上水头，且总长不小于2m，即堰合同编号：SNJ/C2首部枢纽土建、金属大坝安全监测结构及电气设备安装工程施工技术措施第7页共33页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。（3）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。（4）在施工期采用人工观测，当堰上水头小于5cm时采用容积法观测，当堰上水头大于5cm时用水位测针进行观测。3.2.9绕坝渗流观测孔安装埋设（1）钻孔采用金刚石或合金钻，用清水钻进，严禁泥浆护壁，终孔孔径ф110mm。钻孔结束后用清水冲洗，要达到水清砂净无沉淀，并测读地下水位。（2）内管用PVC塑料管加工，包括花管和导管两部分，内径ф50mm。花管段长不小于2m，透水孔孔径ф4～6mm，面积开孔率18%～20%，排列均匀。（3）进水段可能产生塌孔或管涌时，花管段外应有反滤设施。（4）在进水花管段底部充填粒径为10～30mm的砂砾石垫层，厚度不小于30cm。将进水花管和导管依次连接放入孔内，花管段底部位于砂砾石垫层上。（5）在进水花管周围填入粒径为10～20mm的砂砾石，再填入100cm厚的细砂，细砂上部注入水泥浆或膨润土球，余下的孔段全部用水泥砂浆灌满。（6）按照施工图纸所示或监理工程师指示浇筑