乌金峡水电站原型观测工程安全施工报告

1、黄河峡乌金水电站工程 大坝安全施工报告1.工程及原型观测工程概况 21.1枢纽布置 21.2原型观测工程项目基本情况 22.原型观测项目和测点布置说明 32.1应力应变观测 32.2渗流渗漏观测 42.3坝基扬压力观测 42.4水库温度观测 42.5坝体变形观测 43.监测仪器埋设施工 43.1施工技术要求 43.1.1项目执行标准 43.2监测技术措施 43.3变形监测技措施 93.4倒垂线施工 93.5引张线 103.6渗流监测措施 104.施工期观测及资料整管理 114.1施工期观测 114.2资料整理分析 125.质量保证措施 126.监测存在的问题 137.建筑物安全情况的初步评价

2、138.附件 14 黄河乌金峡水电站工程大 坝 安 全 监 测 仪 器 施 工 报 告1工程及原型观测工程概况1.1枢纽布置乌金峡水电站位于甘肃省白银市靖远县境内，黄河干流乌金峡峡谷出口段，坝址距白银市30 km。为黄河龙-青段规划的第21个梯级电站，为黄河甘肃兰靖（兰州靖远）段三级开发的最后一个梯级。其上游为已建大峡水电站。乌金峡水电站工程主要任务是发电。枢纽主要建筑物由左岸泄洪闸、左岸挡水坝段工程、河床式电站厂房、右岸挡水坝段工程、开关站和中控楼等建筑物组成。枢纽布置格局为左岸三孔泄洪闸，河床布置四台贯流式水轮发电机组厂房。水库正常蓄水位为1436.0m，最大坝高55m，坝轴线总长度291

3、.0m，总库容0.237亿m3，电站装机容量140MW，保证出力68.7MW，多年平均发电量6.83亿kW·h。工程规模属等中型工程，枢纽主要建筑物为3级。1.2 原型观测工程项目基本情况工程的安全监测项目由水电三局乌金峡项目部观测室承担施工。在本工程主要承担的工作有观测仪器的现场率定、安装埋设、施工期观测、外部观测项目的实施，施工中严格按照设计监理要求及规范措施要求进行施工。截止5月30日前，内观仪器已全部安装完毕，目前已取得初始值。外观仪器随工程进度进行安装。工程的安全监测项目包括以下主要内容：(1)坝体垂直、水平位移监测系统的实施及施工期监测；(2)坝基垂直、水平位移监测系统的

4、实施及施工期监测；(3)混凝土应力应变观测仪器的安装埋设及施工期监测；(4)钢筋应力观测仪器的安装埋设及施工期监测；(5)渗流监测项目的建立及施工期监测；(6)混凝土表面温度监测系统的实施及施工期监测； (7)坝基扬压力监测系统的实施及施工期监测； (8)左右边坡施工；(9)以上相关项目临时工程。二期工程安全监测项目主要包括：2#机组，4#机排沙孔，3#机组左墩，坝顶，基础灌浆廊道，左右边坡等部位。观测仪器的率定、安装、埋设、施工期观测和观测成果的整编分析以及观测仪器设备的保养和维护等有关辅助工作。观测仪器种类主要有以下几种：三向应变计组、无应力计、钢筋计、多点变位计、渗压计、锚索测力计。2

5、原型观测项目和测点布置说明乌金峡水电站枢纽由河床式电站厂房、泄水闸、右岸混凝土挡水坝等建筑物组成。枢纽全长291.00m，坝顶高程1438.5m，最大坝高55m。厂内安装四台贯流式水轮发电机组。原七局泄洪闸消力池及左边坡工程安全监测项目主要包括：坝体垂直变形、边坡变形、混凝土应力应变、钢筋应力、缝张开度以及渗流监测等。内部观测仪器共布置有127支，主要呈对称布置在左孔左右墩，其中包括8支测缝计、16支钢筋计、6组五向应变计组（30支应变计）、6套无应力计、锚束测力计10套；消力池及底板布置有14支渗压计；左边坡多点变位计10套（每套4支合计40支）；锚索测力计3套、10个集线箱。外部观测仪器包

6、括水准观测点、扬压力测压管、量水堰等。大坝及厂房工程安全监测项目主要包括：坝体水平垂直变形、基岩变形、混凝土应力应变、钢筋应力、混凝土温度、缝张开度以及渗流监测等。内部观测仪器共布置有160支，主要呈对称布置在2#机组、3#机组及4机组坝段和左右边坡工程，其中包括4支测缝计、40支钢筋计、16组三向应变计组（48支应变计）、16套无应力计、5支温度计、9个集线箱；8支渗压计、多点变位计9套（每套4支、其中2套为3支合计34支）、锚索测力计5套；外部观测仪器包括引张线、正倒垂、水准观测点、量水堰、左边坡测量墩及爬梯、扬压力测压管等。2.1 应力应变观测乌金峡水电站中应力应变观测仪器类别主要有以下

7、几种：五向应变计组、三向应变计组、无应力计、钢筋计、测缝计、多点变位计、锚索测力计。2.2 渗流渗漏观测乌金峡水电站中渗流渗漏观测仪器类别主要有以下几种：渗压计、量水堰。在坝体周围布置了8套绕坝渗流监测。2.3 坝基扬压力观测在帷幕灌浆廊道布置了7套扬压力测压管进行坝基扬压力观测。2.4 水库温度观测在坝体迎水面位置布置了5支温度计。2.5 坝体变形观测采用引张线、正倒垂线等方法进行大坝变形观测。主要在坝顶布置了2条倒垂线、1条正垂线、25个水准观测点及2个工作基点、1条引张线；在灌浆廊道布置了1条倒垂线。 内观仪器类型为差动电阻式为南京自动化设备厂生产。外观仪器为南瑞公司生产。3 监测仪器埋

8、设施工31施工技术要求3.1.1 项目执行标准本工程项目在仪器检验率定、安装埋设及仪器设备调试等方面均应符合下列所有适用标准要求。 DL/5178-2003混凝土大坝安全监测技术规范； SL60-94土石坝安全监测技术规范； 本项目施工设计图纸及技术标准； DL/5173-2003水利水电工程施工测量规范； DL5013-2005水利水电工程钻探规范； SL169-96土石坝安全监测资料整编规程； 其他相关规程规范。以上规程规范、标准均满足新版本。3.2监测技术措施 3.2.1.三向应变计组应变计组用DI-25型差动电阻式应变计。（1）埋设时在设计位置处用电锤钻孔，插入固定支座的固定杆，用水泥

9、砂浆固定；或将支座固定杆焊接在结构钢筋上；（2）按设计要求和顺序号逐支安装仪器，控制好方向和角度。调整支座，保证仪器平面与设计平面夹角不超过1度；（3）用一个长(100cm)×宽(60cm)×高(60cm)的无底木箱对应变计组进行保护，仪器电缆引出箱外；（4）在木箱内人工回填剔除大于8cm粗骨料的混凝土，混凝土回填应分层进行；（5）采用人工插捣的方法振实仪器周围混凝土，待木箱外混凝土回填到一定高度后提起木箱；（6）仪器上方80.0cm范围内仍需人工回填混凝土，并人工插捣振实；在混凝土下料时，避免将砼料直接卸在仪器的上方，仪器埋设位置处做出明显标志。埋设情况见示意图。3.2.

10、2.无应力计仪器配差动电阻式，型号DI-25。（1）埋设前将应变计固定在锥筒内定位铅丝上，并使仪器中心线与锥筒中心线一致；（2）锥筒采取木箱保护，锥筒及木箱内回填剔除大于8cm骨料的混凝土，采用人工插捣的方法振实仪器周围混凝土，待木箱外混凝土回填到一定高度后提起木箱；（3）仪器上方80.0cm范围内仍需人工回填混凝土，并人工插捣振实；在混凝土下料时，避免将砼料直接卸在仪器的上方，仪器埋设位置处做出明显标志。3.2.3.测缝计测缝计采用差动电阻式CF-12型仪器。（1）预先按设计位置在砼内预埋套筒，对套筒防护并做出显示标志；（2）待套筒另一侧混凝土浇筑层高度距套筒位置约30cm时，打开套筒盖将测

11、缝计小心旋入套筒内；对测缝计的量测范围进行调整；（3）采用人工插捣的方法振实仪器周围混凝土，仪器埋设位置处做好明显标志；为防止测缝计径向受剪，其实际埋设的高程位置一般要调整到距收仓面约30cm处。结构安装如图所示。3.2.4.钢筋计钢筋计选用差动电阻式KL-2236型。（1）在设计位置截断结构钢筋，并将钢筋计焊接在主筋上，焊接时仪器与钢筋保持在同一轴线上，焊接方式可采用绑条焊。焊接中保证仪器温度不超过60。（2）钢筋计周围回填混凝土时，采用人工插捣密实。仪器埋入砼中后，再次检测仪器性能，确认性能良好无损；若检测发现仪器损坏或性能异常，立即采取补救措施。（3）仪器埋设后，记录埋设位置、方向、时间

12、、电缆走向等内容。3.2.5.水库温度计温度监测仪器采用DW-1型铜电阻温度计水库温度计用于监测水库温度。按照设计要求5支水库温度计预先安装在钢管内，管内回填水泥沙浆并将温度计安装在设计位置。3.2.6.多点变位计 （1）按设计要求钻孔，多点位移计钻孔孔径110mm。钻孔轴线弯曲度应小于钻孔半径。（2）对岩芯进行拍照、描述，作出钻孔岩芯柱状图。提高取芯率，岩芯应保留。钻孔结束后应冲洗干净，检查钻孔通畅情况，测量钻孔深度、方位、倾角。（3）按照设计的测点深度，将锚头、位移传递杆、护管、隔离支架和传感器组装后运至埋设地点。（4）将组装好的多点位移计和灌浆管逐段捆扎好，护管连接处用胶密封，并对每米护

13、管用彩色胶带做出标志，然后缓缓送入孔内。（5）多点位移计入孔后，固定传感器装置，并使其与孔口齐平，引出电缆。封孔灌浆，应保证钻孔内灌浆饱满（孔口返浆）。浆液终凝24h后打开孔口装置，经检测合格，将电缆引出，然后安装保护罩和孔口保护盖。多点位移计安装埋设图6。图6 多点位移计3.2.7.锚索测力计（1）按设计要求钻孔，钻孔直径应大于锚杆应力计的最大直径，钻孔平直，其轴线弯曲度应小于钻孔半径。钻孔结束后应冲洗干净，防止孔壁沾油污。（2）按锚杆直径选配相应规格的锚杆应力计，将仪器两端的连接杆分别与锚杆焊接在一起，焊接强度不低于锚杆强度。焊接过程中应采取措施避免温升过高而损伤仪器。仪器和钢筋在同一轴线

14、上。（3）在已焊接锚杆应力计的观测锚杆上安装排气管，将组装检测合格后的观测锚杆送入钻孔内，引出电缆和排气管，插入灌浆管，用水泥砂浆封闭孔口。 （4）待锚索内锚固段与承压垫座混凝土的承载强度达到设计要求后，在锚索张拉前，将锚索测力计安装在孔口垫板上，并将测力计专用的传力板安装在孔口垫板上，要求垫板与锚板平整光滑，并与测力计上下面紧密接触，测力计或传力板与孔轴线垂直，其倾斜度应小于0.5°，偏心不大于5mm。（5）安装锚具和张拉机具，并对测力计的位置进行检验，检验合格后进行预紧。（6）测力计安装就位后，加荷张拉前，应准确测量其初始值和环境温度，连续测三次，当三次读数的最大值与最小值之差小

15、于1%F.S时，取其平均值作为监测的基准值。（7）锚索施工时，观测锚索应在对其有影响的周围其它锚索张拉之前进行张拉加荷。（8）基准值确定后应按设计技术要求分级加荷张拉，逐级进行张拉监测：一般每级荷载应测读一次，最后一级荷载应进行稳定监测。每5min测读一次，连续测读三次，最大值与最小值之差小于1%F.S时则认为稳定。（9）张拉荷载稳定后，应及时测读锁定荷载；张拉结束后应根据荷载变化速率确定监测时间间隔；最后进行锁定后的稳定监测,锚索测力计及其电缆应设置保护装置。3.2.8.观测电缆差动电阻式仪器连接电缆采用专用五芯水工观测电缆YSSX（ 5×0.75）。（1）电缆接头采用硫化联接方式

16、；联接后电缆质量符合SDJ336-89规范要求；（2）在常态砼中采取麻布带包裹保护；电缆向上牵引时依托钢支架；向下牵引预埋电缆和导管；观测电缆在砼未复盖前严格看管，以防止人或机械碰撞或牵动电缆；（3）电缆跨缝时加伸缩节，坝内走线或垂直向上、下牵引时，电缆周围回填密实，以防在电缆线路形成渗水通道；（4）观测仪器及电缆设置统一的编号标志，施工过程中保护好电缆头和编号标志。为防止电缆头浸水受潮，经常检测电缆和仪器状态和绝缘状态，并记录和说明；（5）观测电缆在未引入永久测站前，设置临时电缆保护箱保护，防止意外损坏。（6）仪器及电缆埋设好以后，及时绘制仪器和电缆的位置图。3.3变形监测技术措施3.3.1

17、 沉陷监测按设计布置的点位安装水准测点。3.4 倒垂线施工3.4.1 倒垂孔施工坝体倒垂线共3条，钻孔约101米，钻孔孔径220mm。采用XY-2B型地质钻钻孔。(1)将钻机安装在砼底座上。安装时调平钻孔滑轨，其中心线倾斜小于1；(2)埋设钻孔导向管，导向管325mm壁厚10mm，施钻前设置活导向环使其始终处于导向管的下端，采用“低转速、小压力、小水量”施钻工艺，每钻进1-2m，进行一次偏斜值检查；(3)提取岩芯，并进行地质描述；(4)钻孔深度达到设计高程后对全孔进行偏斜检查，满足孔斜符合小于1的要求。3.4.2倒垂线安装（1）倒垂线采用152无缝钢管保护，管底施焊封闭。为便于水泥浆固结锚块，

18、将管底部长0.5m范围内的内壁加工成粗糙面，保护管组装时保持平直；（2）下保护管前，先在孔内铺一层厚约0.5m水泥浆。保护管下到孔底后，先略提起并用钻机将其固定，然后测定保护管的偏斜值，若偏斜过大应加以调整，直到满足小于1的要求，用水泥浆固定；（3）在安装倒垂锚块前复测保护管的偏斜值；（4）锚块及测线定位时，使测线距保护管间的距离不小于12mm；（5）倒垂浮体安装应位于浮箱正中，测线与浮子间的连杆铅直并处于自由状态；（6）座标仪底座安装在观测墩上，底座水平，仪器导轨与观测方向平行。3.5引张线引张线布置在坝顶，引张线测点共有18点。(1) 施工时先确定端点与测点的平面位置和相对高程，以便按要求

19、调整部件的高度；(2) 依次进行端点墩、测点架、保护管支架的施工并安装测点箱；(3) 安装引张线端点装置，并使两端的夹线装置“V”型槽中心与测线方向一致高程相同；(4) 张拉引张线的铟钢丝、将水箱加足水及防冻液，使浮托起来的钢丝位于两端点夹线槽的设计高度上；(5) 安装引张线钢保护管。3.6 渗流监测技术措施3.6.1 坝基扬压力 坝基扬压力监测采用扬压力管，压力管钻孔采用Y100K潜孔钻施工，钻孔孔径为90mm，钻孔偏斜度小于1°，伸入基岩内1m，孔深、孔位等满足设计要求。钻孔施工在帷幕已经形成和周围排水孔施工完成后进行。扬压力管及压力表安装:（1）扬压力管管路安装连接做到严密、无

20、渗漏，水平管段保持小于1%坡度；（2）伸入岩体的扬压力管为四周钻有小孔的花管，花管与孔壁之间用洁净的砾石填实，孔口处用砂浆封口，管口架设至设计高程；（3）管口安装测头配件及压力表，压力表精度为0.4级。 3.6.2渗漏量监测在坝内廊道内安装量水堰进行渗漏量监测。（1）在设计部位，定位量水堰，堰顶至沟底高度应大于5倍堰上水头，堰板直立与水流方向垂直；（2）堰体采用标准直角三角堰，建立水位与流量关系，堰上水头的两次测值差小于1mm；（3）堰上水头监测采用电测传感器，测量传感器安装，根据相应规范及规程，以及仪器使用说明书进行安装调试。为了解坝址区地下水位分布情况并作为绕坝渗流监测的手段，在坝址区两岸

21、选点布置地下水位长期观测孔，4 施工期观测及资料整编管理4.1 施工期观测（1）按施工规范、步骤和频次进行测读，差动电阻式仪器埋设后，48小时内，每隔4小时测一次；之后每天观测1 次，直至整个土建施工期，若遇到特殊情况（如在坝区或其附近发生有感地震、大坝遭受大洪水、库水位骤升骤降等），立即进行加密观测，在监测过程中发现异常情况立即复测，并及时上报；外观项目观测频次根据施工及规范要求进行。（2）在仪器安装后及时记录初始读数，并进行整个施工期的观测直至向发包人移交观测设施。4.2 资料整理分析考虑到观测工作的时效性，为及时反馈监测信息、指导施工，对观测后的数据资料及时进行收集整理。按照设计和规范的

22、要求，保证观测记录、资料的正确性及真实性，观测后及时对观测资料进行整理分析。收集整理的内容包括（1）将观测数据输入计算机，保存在磁盘或光盘上；采用监理人批准的数据处理方法，对观测数据进行误差处理剔除粗差，进行各项物理量的计算，并绘制过程线、相关线，分析各物理量的变化规律，以及与周围环境量的相关性和发展趋势，并写出文字说明；对发现的工程监测数据异常情况及时反馈监理人；（2）对具备观测条件的仪器适时进行观测；在蓄水前对施工阶段的观测资料进行一次较为全面的分析；（3） 根据乌金峡水电站观测工作的特点，我们建立了一套完整的专业资料整编管理办法，涉及了观测项目的各个方面，主要包括：仪器设备卡片、率定资料

23、、接线记录、安装埋设记录、竣工图、各项现场观测和检查记录等相关资料。5 质量保证措施 为了保证安全监测项目的实施，在以下几方面做好质量保证工作。 （1）组织具有长期从事安全监测工作的技术人员进行此项工作；所有施工人员均经过考核具有上岗证，持证上岗；所有施工人员均熟悉ISO9001质量体系标准和各项施工技术规范，并有较强的责任心。（2）建立服务于本项目的质量体系保证体系，通过制度的严格执行保证管理目标的实现。加强全员质量教育、强化质量意识，保证质量体系有效运行。（3）严格按照技术规范进行观测仪器的工地率定检验，其技术指标应满足SDJ336-89混凝土大坝安全监测技术规范 （试行）标准；（4）认真

24、细致的完成仪器的接线工作，特别注意保证电缆接头的量；严格按照观测仪器埋设程序、工艺和技术要求进行仪器的安装；对需要灌浆回填的观测仪器严格控制灌浆压力，防止对仪器造成破坏，对混凝土中埋设的观测仪器采取“分层回填、人工插捣”的施工工艺；加强对观测仪器及电缆的施工期间的保护，在观测仪器电缆未进入永久测站前，采取全天24小时监护的措施，防止观测仪器电缆被盗、被损；（5）在仪器埋设完成后，特别注意固结灌浆、帷幕灌浆等需钻孔施工的施工项目对仪器、电缆的可能造成的破坏，在钻孔灌浆的施工现场采取全天24小时监护的措施，坚决使钻孔位置避开仪器、电缆的埋设位置。6监测存在的问题（1） 原七局移交我方的C标左边坡锚索测力计M01、M10、M29先后损坏;多点变位计M401-CX1-14变化较大，M401-CX1-3于2008年6月损坏。（2） C标4机组坝段坝左：0