某枢纽工程大坝安监测分析报告

1、PAGE 某工程大坝安全全监测资资料分析析报告建设单位位：水利利枢纽有有限公司司编制单位位：勘测测设计研研究院二二二年五月月总 目目 录录第一卷：建设管管理工作作报告第二卷：建设大大事记第三卷：大坝标工程程施工管管理工作作报告第四卷：厂房标工程程施工管管理工作作报告第五卷：砂石骨骨料生产产管理工工作报告告第六卷：设计工工作报告告第七卷：建设监监理工作作报告第八卷：机电设设备制造造监造工工作报告告第九卷：金属结结构制作作监造工工作报告告第十卷：运行管管理工作作报告第十一卷卷：质量量评定报报告第十二卷卷：大坝坝安全监监测资料料分析报报告第十三卷卷：水土土保持及及环境保保护专项项工作报报告第十四卷卷

2、：库区区右岸渗渗漏专题题工作报报告第十五卷卷：库区区防凌专专题工作作报告第十六卷卷：坝基基抗滑稳稳定处理理专题工工作报告告第十七卷卷：低热热微膨胀胀水泥应应用专题题工作报报告第十八卷卷：拟验验工程清清单和未未完工程程项目的的建设安安排第十九卷卷：档案案资料自自检工作作报告第二十卷卷：小沙沙湾取水水工程专专项工作作报告第二十一一卷：竣竣工安全全鉴定工工作报告告第二十二二卷：建建设征地地补偿和和移民安安置工作作报告目 录前言11 工工程概况况及大坝坝安全监监测布置置简况21.1 工程概概况21.2 监测项项目及布布置22 变变形观测测资料分分析1552.1 荷载因因素分析析152.2 变形观观测资

3、料料的整理理与分析析162.3 坝体变变形三维维有限元元计算222.4 统计模模型分析析232.5 位移混混合模型型分析262.6 大坝变变形观测测资料分分析综述述273 渗渗流观测测资料分分析793.1 坝基扬扬压力资资料分析析793.2 坝基层层间剪切切带扬压压力观测测资料分分析823.3 坝体渗渗透压力力资料分分析834 应应力、应应变及温温度观测测资料分分析974.1 应变计计组实测测资料计计算分析析974.2 测缝计计实测资资料整理理和分析析1004.3 抗剪平平硐三向向测缝计计实测资资料分析析1034.4 钢筋计计实测资资料分析析1044.5 钢板计计实测资资料分析析10554.6

4、 渗压计计实测资资料分析析10664.7 基岩变变位计实实测资料料分析1064.8 温度计计实测资资料分析析1075 结结论与建建议1435.1 结论论14335.2 建议议1455PAGE 43前言某工程119*年底开开工，119*年*月开始始大坝混混凝土浇浇筑，大大坝安全全观测仪仪器与设设施，随随坝体混混凝土施施工，逐逐步埋设设安装就就位，至至19*年*月水库库下闸蓄蓄水，大大部分观观测项目目施工完完成，并并取得了了初始值值，开始始或进行行了正常常的安全全监测。至目前前大部分分观测项项目均已已取得了了系统且且完整的的观测资资料。受受黄河万万家寨水水利枢纽纽有限公公司委托托，我院院承担了了该

5、工程程竣工验验收大坝坝安全观观测资料料分析任任务。本本次资料料分析含含概了除除近坝区区岩体水水平位移移、垂直直位移及及左右岸岸绕坝渗渗流观测测（甲方方均已委委托其他他单位承承担）以以外项目目的大坝坝安全观观测起始始至20001年年5月底底全部观观测资料料。观测测资料分分析依据据国家现现行规程程规范进进行，分分析中除除采用统统计方法法外，还还借助于于线弹性性有限元元对大坝坝位移等等进行了了综合分分析。通通过本次次观测资资料分析析，对该该工程大大坝安全全监测、安全监监测成果果及大坝坝工作状状态均有有了一定定的认识识，但由由于部分分观测资资料的完完整性、系统性性较差，也给资资料分析析和结论论的取得得

6、带来了了一定的的困难，有待在在今后工工作中进进一步地地完善。在本报告告的编写写过程中中，提到到了专家家的指导导，同时时得到了了水利枢枢纽有限限公司领领导及公公司电站站管理局局的大力力支持，在此一一并表示示感谢！受时间等等方面因因素制约约，本次次资料分分析中难难免有不不足之处处，恳请请专家们们批评指指正。1 工工程概况况及大坝坝安全监监测布置置简况1.1工工程概况况某工程位位于黄河河干流河河段内，左岸隶隶属*县，右右岸隶属属*旗。工工程的主主要任务务是供水水结合发发电调峰峰，同时时兼有防防洪、防防凌作用用。枢纽纽属一等等大（II）型工工程，水水库最高高蓄水位位9800.000m，正正常蓄水水位9

7、777.000m，水库总总库容88.966亿m3,电站装装机容量量10880MWW。整个个枢纽由由拦河坝坝、坝后后式厂房房、泄水水建筑物物、引黄黄取水口口及GIIS开关关站等建建筑物组组成。拦河坝为为混凝土土半整体体直线重重力坝。大坝坝坝顶高程程9*2.000m，坝顶长长度4*3m，最大大坝高11*5m，拦河河坝由22*个坝段段组成，其中：1#坝段为为左岸挡挡水坝段段；2#、3#坝段为为引黄取取水口坝坝段；44#坝段为为表孔坝坝段；55#8#坝段为为底孔坝坝段；99#、100#坝段为为中孔坝坝段；111#坝段为为隔墩坝坝段；112#177#坝段为为电站坝坝段；118#222#坝段为为右岸挡挡水

8、坝段段。黄河在坝坝址区呈呈南北向向，河谷谷呈宽UU型，宽宽约4330m。坝基基座落在在寒武系系中统张张夏组第第五层的的中厚层层灰岩夹夹薄层灰灰岩上，两岸坝坝肩地层层为寒武武系上统统崮山组组、长山山组和凤凤山组的的中厚层层灰岩、薄层灰灰岩、竹竹叶状灰灰岩等地地层。坝基地层层呈单斜斜构造，岩层产产状平缓缓，总体体走向北北东300，倾向向西北，倾角223。在平平缓单斜斜地层上上发育有有规模不不大的层层间褶曲曲、隆起起及裂隙隙。1.2 监测项项目及布布置本工程大大坝观测测项目有有：变形形观测；渗流观观测；应应力、应应变及温温度观测测；水位位、水温温、气温温观测；水力学学观测。1.2.1变形形观测（1）

9、坝坝顶水平平位移监监测。坝坝顶水平平位移观观测采用用视准线线法和大大气激光光准直线线法，布布置桩号号分别为为下0+0177.1885m和和0+0117.551m，两种方方法互为为校核，两端点点由设置置在1#、222#坝段的的正、倒倒垂线组组作为基基点。（2）坝坝身水平平位移监监测。在在高程9975.00mm的观测测廊道内内桩号下下0+0113.445m处处布置一一条单向向引张线线，两端端点与11#、222#坝段的的正、倒倒垂线组组相结合合，中间间与7#、144#坝段的的正、倒倒垂线组组相结合合。1.2.2垂直直位移监监测（1）坝坝顶垂直直位移监监测。在在每个坝坝段的坝坝顶上埋埋设一个个沉陷标标

10、点，采采用精密密水准测测量方法法进行观观测。（2）坝坝基垂直直位移监监测。在在灌浆廊廊道内每每个坝段段埋设一一个沉陷陷标点，采用精精密水准准测量方方法进行行观测。1.2.3坝体体挠度监监测在1#、7#、144#、222#坝段各各布置一一条正、倒垂线线组观测测坝体挠挠度，并并为大坝坝变形观观测提供供基准值值。倒垂垂线深入入基岩深深度：11#坝段为为42m；7#坝段为为30.9m；14#坝段为为35m；222#坝段为为45m。1.2.4坝基基倾斜监监测在14#坝段灌灌浆及扬扬压力观观测廊道道内，桩桩号坝00+3223.880m、高程8898.50mm处顺流流向安装装三台RRJ型电电容式静静力水准准

11、仪，并并以144#坝段倒倒垂线作作为基点点。1.2.5坝基基扬压力力监测选择2#、5#、111#、144#、200#坝段55个横向向监测断断面，每每个断面面布置44个以上上监测孔孔，纵向向监测断断面选在在灌浆廊廊道内，每个坝坝段布置置1个监监测孔，另在66#、100#、155#、188#坝段布布置4个个深层承承压水监监测孔，共布置置59个个扬压力力监测孔孔。1.2.6绕坝坝渗流监监测在左右岸岸各布置置8个监监测孔，监测绕绕坝渗流流情况。1.2.7渗漏漏量监测测（1）坝坝体渗漏漏量监测测。在灌灌浆廊道道上游排排水沟内内于9#、155#坝段集集水井的的左右两两侧各布布置1台台YL型型电容式式量水堰

12、堰渗流量量仪，共共4台。（2）坝坝基渗漏漏量监测测。在灌灌浆廊道道下游排排水沟内内于9#、155#坝段集集水井的的左右两两侧各布布置了11台YLL型电容容式量水水堰渗流流量仪，以监测测主排水水孔的渗渗漏量，共4台台。1.2.8应力力、应变变及温度度监测（1）温温度监测测。在55#、144#、211#三个典典型坝段段内，依依高程不不同，每每隔100155m布设一一排温度度计，每每排35个测测点进行行坝体温温度观测测；在坝坝踵、坝坝趾及坝坝基中部部，沿铅铅直方向向在基岩岩内距建建基面00.0、1.55、3.00、5.0mm各布置置一支电电阻温度度计进行行基岩温温度监测测。（2）纵纵横缝开开合度监监

13、测。在在典型坝坝段的各各条纵、横缝及及左右岸岸坡坝段段的横缝缝上布置置测缝计计，监测测缝面开开合度变变化情况况。（3）坝坝体渗透透压力、泥沙压压力监测测。在55#、144#坝段观观测断面面高程9904.50mm和9066.000m布置置两排110支渗渗压计，与坝面面的距离离为0.25、1.005、2.555、4.555、7.655m；在在5#、144#坝段高高程9448.000m以以下，每每隔100m左右布布置一对对土压力力计和一一支渗压压计。（4）坝坝体应力力、应变变监测。在典型型坝段的的基础截截面布置置五向应应变计组组、无应应力计，以监测测该截面面的应力力应变；在坝踵踵部位埋埋设应变变计、

14、测测缝计进进行应力力应变和和缝面变变化监测测；在岸岸坡坝段段布置单单向应变变计及基基岩变位位计监测测坝肩的的受力和和变形情情况。（5）钢钢筋应力力监测。在5#坝段底底孔孔口口、闸墩墩及9#坝段排排水泵房房等部位位布置钢钢筋计进进行钢筋筋应力监监测。（6）压压力钢管管监测。在144#电站坝坝段压力力钢管的的上弯段段、斜直直段及下下弯段截截取三个个垂直于于钢管轴轴线的剖剖面，在在每个剖剖面的上上下、左左右侧布布置钢板板计、钢钢筋计、测缝计计、渗压压计、应应力计及及无应力力计对压压力钢管管的工作作状态进进行监测测。1.2.9水位位、水温温、气温温监测（1）水水位监测测：大坝坝在水库库下闸蓄蓄水前采采

15、用上下下游水尺尺进行水水位监测测，电站站机组投投入运行行后利用用19#坝段及及电站尾尾水平台台的水位位计进行行监测。（2）水水温监测测：选择择上游坝坝面作为为监测断断面，利利用5#、144#、222#坝段布布置的电电阻温度度计进行行水温监监测。（3）气气温监测测：利用用坝址附附近即左左岸山体体上游侧侧和右岸岸坝段布布置的两两个气温温观测点点，安装装百叶箱箱，采用用电阻温温度计进进行气温温监测。1.2.10坝坝基抗剪剪平硐应应力应变变监测（1）应应力应变变监测：在3条条坝基抗抗剪平硐硐内共埋埋设200套五向向应变计计组和无无应力计计，以监监测平硐硐混凝土土内应力力状况。（2）温温度监测测：在平平

16、硐内共共埋设温温度计663支，进行回回填混凝凝土温度度监测。（3）周周边回填填缝开度度监测：在3条条平硐及及部分支支硐内选选择100个观测测断面，每个断断面分别别在两侧侧及顶部部各布置置1支测测缝计，共计330支，以监测测周边回回填缝的的开合度度。（4）剪剪切带变变形监测测：在平平硐内SSCJ008、SSCJ110剪切切带上各各埋设66套3DDM-2200型型三向测测缝计，共计112套。万家寨水水利枢纽纽工程大大坝安全全监测测测点及仪仪器布置置见图11-1图1-10。2 变变形观测测资料分分析2.1荷荷载因素素分析2.1.1水位位荷载本工程119988年100月1日日下闸蓄蓄水，119988年

17、111月255日到达达施工初初期运行行水位9960.00mm。至220011年5月月底，水水库库水水位在9929.50mm至9744.544m之间间变动，其中220000年3月月24日日水位降降至最低低，为9929.50mm；20001年44月177日水位位升至最最高，为为9744.544m。在在此期间间，库水水位主要要经历了了4次大大幅度的的变化，分别是是19998年110月的的蓄水过过程，119999年3月月和20000年年3月库库水位的的降升过过程，220011年3、4月的的库水位位升高过过程。库库水位变变化过程程线见图图2-11。水荷载是是坝体及及坝基变变形的主主要影响响因素之之一。理

18、理论分析析表明，坝体变变形可以以用水位位的14次方方表示，本次回回归计算算分析采采用h、h2、h3、h4作为水水位分量量的因子子（其中中，h=H/1100,H为测测时当天天的平均均库水位位）。从从回归计计算所得得的统计计模型看看，现有有变形监监测项目目的部分分测点的的实测值值统计模模型中没没有引入入水位因因子，其其原因与与大坝前前期尚处处于边建建设边运运行之中中，观测测资料相相对较短短，而其其它因素素（如温温度、时时效等）对大坝坝变形的的影响较较水荷载载相对明明显有关关。为弥弥补现有有资料相相对较短短，并利利用有限限元计算算结果求求出水位位与外部部变形的的关系方方程，将将此方程程作为一一个因子

19、子，结合合实测资资料，建建立了外外部变形形混合模模型。有有限元计计算及分分析详见见2.33节。2.1.2温度度荷载气温是影影响坝体体运行状状态的重重要外部部条件，对坝上上、下游游水温、坝体混混凝土温温度、坝坝基温度度有直接接影响，从而影影响到坝坝的变形形、应力力、渗透透等。万家寨水水利枢纽纽坝址地地处北纬纬39.6，该地地区属温温带季风风大陆性性气候，冬季寒寒冷且时时间漫长长，气候候干燥，多风沙沙；夏季季炎热；春、秋秋季短。气温年年、季及及昼夜变变化大，骤降频频繁。统统计资料料表明，本工程程所在地地区，一一年四季季均有寒寒潮发生生，且寒寒潮降温温幅度大大，覆盖盖时间长长。实测枢纽纽工程区区气温

20、变变化过程程线见图图2-22。因气气温资料料仅到220011年3月月21日日，为使使环境量量相对完完整，便便于回归归分析，对此后后4、55两个月月的气温温，用220000年同期期的资料料进行补补充。根根据19995年年12月月9日至至20001年33月311日每天天平均气气温的统统计，在在此时段段内坝址址处最高高气温出出现在119988年6月月29日日，最高高气温为为32.88；最低低气温出出现在119988年1月月18日日，最低低气温为为-211.9。在进行坝坝体变形形回归分分析时，根据本本工程的的实际情情况，采采用了两两类温度度分量因因子：一一类为前前期平均均气温因因子，包包括T77、T1

21、55、T300、T600、T900、T1220等（下标表表示所取取测时前前的天数数）；一一类为周周期因子子，包括括sinn(s)、sinn2(s)、coss(s)、coss2(s)和sinn(s)coss(s)，其中中，s=2t/3665，t为测时时距分析析起始日日期的时时间长度度（天）。变形形测点实实侧值回回归议程程中送入入的年周周期、半半年周期期和测时时前期气气温平均均因子不不全相同同，反映映了因测测点位置置不同，受温度度边界条条件影响响（气温温、水温温）程度度的不同同。2.2变变形观测测资料的的整理与与分析本次资料料分析中中，位移移方向按按常规设设定为：水平位位移向下下游及向向左岸位位移

22、为正正，上下下游方向向为纵轴轴Y，左左右岸方方向为横横轴X；垂直位位移向下下为正。2.2.1数据据可靠性性检查及及精度估估计方法法在进行观观测资料料的整理理分析前前，对观观测数据据进行了了可靠性性检查，并对其其中不可可避免地地存在的的以下三三类误差差分别进进行了处处理。（1）疏疏失误差差（人工工误差）：是指指由于观观测人员员的疏忽忽而产生生的误差差，如仪仪器操作作错误、记录错错误、计计算错误误、计算算机输入入错误等等。本次次分析工工作开始始时，大大坝观测测自动化化系统尚尚未投入入正常运运行，分分析采用用的所有有资料均均为人工工观测、人工计计算后输输入到计计算机，所以资资料中疏疏失误差差难以避避

23、免。因因此，在在资料分分析前，对原始始记录进进行了大大量的复复核，对对明显的的疏失误误差进行行了插值值补缺或或非真值值剔除。（2）系系统误差差：是指指由于观观测设备备、仪器器、操作作方法不不完善或或外界条条件变化化所引起起的一种种有规律律的误差差，如电电缆接长长或剪短短、电缆缆接头硫硫化处理理不当、不同测测时更换换测量仪仪器等，其可能能的形式式较为复复杂，比比疏失误误差难于于发现和和处理。对这种种误差，首选将将观测数数据中的的系统性性变化（如系统统性跳动动或趋势势性变化化）分辩辩出来，然后根根据测量量系统的的工作特特性及结结构变化化对其产产生的原原因进行行判断。对判定定为测量量因素引引起的系系

24、统性变变化（系系统误差差），采采用曲线线平移的的方法进进行必要要的处理理。（3）偶偶然误差差：是指指由于若若干偶然然原因所所引起的的微量变变化的综综合作用用所造成成的误差差。对具具体观测测项目而而言，可可以对测测点的理理论观测测精度进进行估计计，但重重要的是是实测值值的测量量精度，它直接接关系到到测值的的实用价价值。对对观测数数据进行行回归分分析时，不存在在严重欠欠拟合现现象的条条件下，其剩余余量主要要是由观观测的偶偶然误差差引起的的，对不不同的观观测项目目，用剩剩余标准准差S对对测量精精度的上上限进行行了估计计。2.2.2水平平位移监监测资料料的整理理分析（1）坝坝顶视准准线视准线布布置在坝

25、坝顶桩号号0+0117.1185mm处，共共21个个测点。视准线线以1#、222#坝段两两端作为为变形观观测基点点，通过过1#、222#坝段正正、倒垂垂线组测测得的坝坝顶水平平位移进进行绝对对位移转转换，由由于1#坝段正正、倒垂垂线组因因各种原原因未取取得连续续完整的的测值，所以本本次分析析也无法法换算得得出坝顶顶绝对水水平位移移的系列列测值。为了解解坝顶的的绝对水水平变位位，工作作中通过过对已完完成的大大坝外部部变形控控制网测测量的成成果的初初步分析析，再根根据相同同或相近近测时视视准线及及引张线线测量结结果，换换算出各各测点44个测时时的绝对对位移，作出绝绝对位移移沿坝段段的分布布图。由由

26、于只可可以换算算出4次次绝对位位移，测测次较少少，无法法对坝顶顶绝对位位移进行行过程分分析，所所以本次次重点分分析坝段段的相对对水平位位移。视准线始始测日期期为19998年年10月月16日日，视准准线测值值过程线线见图22-3，不同日日期测值值相对于于1#、222#坝段的的位移分分布曲线线见图22-9图2-11，视准线线测值与与库水位位年相关关图见图图2-223、图图2-224。通通过外部部变形控控制网55次测量量结果，换算出出的坝顶顶各测点点绝对位位移分布布图见图图2-112，各各测点相相对位移移特征值值统计见见表2-1。当不考虑虑温度和和时效时时，坝体体水平位位移计算算结果和和水位相相关线

27、为为单值曲曲线，作作7#、144#坝段坝坝顶视准准线测值值与水位位年相关关图（见见图2-23、图2-24），可以以看到，相关线线并不为为单值曲曲线，可可见影响响坝顶水水平位移移的不仅仅仅是水水位荷载载。为进一步步分析气气温和时时效是否否对坝顶顶水平位位移产生生影响，分别作作出各坝坝段同水水位同气气温位移移分布图图（图22-9）、同水水位不同同气温位位移分布布图（图图2-110）、不同水水位同气气温位移移分布图图（图22-111）【此此处所说说的同气气温，并并不是指指测时气气温，因因为气温温对坝体体位移的的影响有有一定的的滞后，真正影影响坝体体位移的的是测时时前一段段时间的的平均气气温，这这一点

28、在在统计模模型分析析中能反反映出来来，故在在气温无无反常的的情况下下，取月月份相近近的测时时，认为为两测时时前期平平均气温温基本相相同】。视准线同同水位、同气温温位移分分布图（图2-9）中中，两次次测时相相差一年年，但各各坝段坝坝顶位移移基本相相等，说说明时效效对坝顶顶水平位位移影响响很小或或基本没没有影响响。视准线同同水位、不同气气温位移移分布图图（图22-100）中，两测次次测时月月份不同同，分别别为5月月和100月，从从测时前前期平均均气温（测时前前122月）来来看，110月份份前期平平均气温温较5月月高，119999年5月月19日日各坝段段坝顶水水平位移移测值比比20000年110月6

29、6日的大大很多（右边44个坝段段除外），说明明气温与与坝顶水水平位移移呈负相相关，气气温越高高，坝顶顶向下游游的水平平位移越越小。右右边4个个坝段两两次测值值变化不不大，可可能是因因为这44个坝段段受右岸岸山体和和下游主主、副厂厂房的影影响，受受日光直直接照射射的时间间较少，坝体内内温度随随气温变变化幅度度较其它它坝段相相对要小小。视准线不不同水位位、同气气温位移移分布图图（图22-111）中，两测次次测时均均在2月月份，气气温对坝坝顶水平平位移的的影响应应基本相相同，但但水位9961.31mm时，各各坝段坝坝顶的水水平位移移较水位位9555.255m时要要大，说说明随着着库水位位的升高高，坝

30、顶顶水平位位移增大大。从视准线线位移分分布图（图2-9、图图2-110、图图2-111）还还可以看看到，坝坝顶水平平位移分分布呈河河床坝段段大，边边坡坝段段小的趋趋势，这这符合坝坝体变形形分布规规律。同同时，由由外部变变形控制制网测量量成果初初步分析析的1#、222#坝段测测点位移移，通过过视准线线换算出出的7#、144#坝段坝坝顶水平平位移值值基本相相同。【图2-12为为由外部部变形控控制网测测量成果果初步分分析的11#、222#坝段测测点水平平位移值值，结合合视准线线测量结结果换算算出的坝坝顶各测测点水平平位移绝绝对值的的分布】综上所述述，坝顶顶各测点点水平位位移测值值并不是是单一的的与水

31、位位或气温温变化相相关，而而是受两两者综合合作用的的结果。当库水水位升高高时，坝坝顶水平平位移向向下游增增大，反反之减小小；当气气温升高高时，坝坝顶水平平位移向向上游增增大，这这一变化化符合坝坝体变化化规律。视准线线过程线线图中，几乎所所有测点点水平位位移测值值在20000年年4月下下旬有一一明显增增大的过过程，这这主要是是因为在在该时段段水位明明显升高高，到9970.00mm高程左左右，水水位升高高使坝顶顶水平位位移向下下游明显显增大；而20000年年7月下下旬坝顶顶水平位位移有一一明显减减小的过过程，这这主要是是因为在在该时段段水位下下降，而而气温明明显升高高，两者者的综合合作用，造成坝坝

32、顶水平平位移偏偏向上游游。20001年年4月份份水位升升到最高高，最高高达9774.554m，而此时时气温也也较低，绝大部部分测点点水平位位移最大大值也出出现在此此时段，说明水水位和气气温变化化对坝顶顶水平位位移影响响明显。从各坝段段相对于于1#、222#坝段变变位测值值的统计计（见表表2-11）可以以看出：向下游游最大位位移出现现在20001年年4月111日的的13#坝段，最大位位移值为为13.90mmm；最最小位移移出现在在19999年22月200日的33#坝段，最小位位移为-3.114mmm；最大大变幅发发生在111#坝段，为155.700mm；各测点点变幅为为3.00415.770mm

33、m。（2）高高程9775.000m观观测廊道道引张线线引张线布布置在高高程9775.000m观观测廊道道桩号下下0+0113.445m处处，共221个测测点。引引张线两两端也以以1#、222#坝段正正、倒垂垂线组测测值为基基准，因因垂线的的原因，本次也也只重点点分析引引张线各各测点的的相对位位移。引张线始始测日期期为19998年年10月月12日日，引张张线过程程线见图图2-44，不同同日期测测值相对对于1#、222#坝段的的位移分分布曲线线见图22-1332-15。通过大大坝外部部变形控控制网55次测量量结果换换算出的的引张线线各测点点绝对位位移分布布图见图图2-116，各各测点相相对位移移特

34、征值值统计见见表2-2。通过7#、144#坝段高高程9775.000m廊廊道引张张线测值值与水位位年相关关图（见见图2-25、图2-26），可以以看到，相关线线也不是是单值曲曲线，可可见影响响测点水水平位移移的也不不仅仅是是水位荷荷载。同视准线线一样，分别作作出各坝坝段同水水位同气气温位移移分布图图（图22-133）、同同水位不不同气温温位移分分布图（图2-14）、不同同水位同同气温位位移分布布图（图图2-115），以进一一步分析析气温和和时效是是否对高高程9775.000m处处的水平平位移产产生影响响。引张线同同水位、同气温温位移分分布图（图2-13）中，两两次测时时相差一一年，但但各坝段段

35、引张线线实测位位移基本本相等，说明时时效对高高程9775.000m处处水平位位移影响响很小或或基本没没有影响响。引张线同同水位、不同气气温位移移分布图图（图22-144）中，两测次次测时月月份不同同，分别别为3月月和100月，从从测时前前期平均均气温（测时前前122月）来来看，110月份份前期平平均气温温较3月月高，119999年3月月31日日各坝段段坝顶水水平位移移测值比比20000年110月77日的大大很多，说明气气温与测测点处水水平位移移呈负相相关。气气温越高高，测点点处向下下游的水水平位移移越小。引张线不不同水位位、同气气温位移移分布图图（图22-155）中，两测次次测时在在4、55月

36、份，气温对对坝顶水水平位移移的影响响应基本本相同，但水位位9733.433m时各各坝段坝坝顶的水水平位移移较水位位9700.133m时要要大，说说明随着着库水位位的升高高，坝顶顶水平位位移增大大。为进一步步分析高高程9775.000m观观测廊道道处水平平位移与与库水位位的关系系，取119999年2、3月份份短时间间内（气气温对水水平位移移影响很很小）库库水位大大幅度变变化时，7#、144#坝段的的几次测测值作出出库水位位与测点点水平位位移相关关图（见见图2-27、图2-28）。从相相关图可可以看到到，位移移与水位位相关关关系明显显，且水水位下降降过程与与水位升升高过程程的相关关线几乎乎完全重重

37、合，说说明坝体体处于弹弹性变形形。分别别将这几几次测值值与有限限元计算算结果进进行比较较（见表表2-99、表22-100），绝绝大部分分实测位位移值比比有限元元计算结结果稍小小（此处处位移测测值为相相对1#、222#坝段的的位移，这会对对实测位位移结果果有一定定的影响响），但但两者的的变化规规律基本本相同。各坝段水水平位移移分布呈呈边坡坝坝段小、河床坝坝段大，符合坝坝体水平平位移分分布规律律。【图图2-116为由由外部变变形控制制网测量量结果初初步分析析的1#、222#坝段测测点水平平位移值值，结合合高程9975.00mm廊道引引张线测测量结果果换算出出的高程程9755.000m廊道道引张线线

38、各测点点水平位位移绝对对值的分分布】同时从测测值过程程线可以以看到，各坝段段测值过过程线变变化趋势势基本相相同，且且随水位位和气温温综合影影响变化化趋势明明显，当当库水位位升高时时，各测测点水平平位移向向下游增增大反之之减小；当气温温升高时时，各测测点水平平位移向向上游增增大。引引张线过过程线同同视准线线测值一一样，所所有水平平位移测测值在220000年4月月下旬有有一明显显增大的的过程，而在220000年7月月下旬坝坝顶水平平位移有有一明显显减小的的过程，这与视视准线反反映的规规律一致致，是水水位、气气温两者者综合影影响的结结果。220011年4月月份水位位升到最最高，而而引张线线绝大部部分

39、测点点水平位位移最大大值也出出现在此此时，也也说明水水位变化化对坝顶顶水平位位移影响响明显。对比视视准线和和引张线线各测点点测值过过程线可可以看到到，引张张线测值值过程线线较视准准线平滑滑，说明明引张线线测量精精密较坝坝顶视准准线高，这从两两个项目目各测点点测值统统计模型型回归标标准差也也能看出出。各测点实实测水平平相对位位移的统统计（见见表2-2）表表明：向向下游最最大位移移出现在在20001年44月166日的114#坝段，最大位位移为113.001mmm；最小小位移出出现在119988年100月200日的99#坝段，最小位位移为-1.660mmm；最大大变幅为为14#坝段的的13.01mm

40、m；各各测点变变幅为22.05513.001mmm。从统统计结果果看，引引张线所所反映的的位移变变化规律律和视准准线基本本一致。2.2.3垂直直位移监监测资料料的整理理分析（1）坝坝顶垂直直位移坝顶垂直直位一移移采用精精密水准准测量方方法定期期观测，每个坝坝段布置置一个沉沉陷标点点（4#坝段两两个测点点），共共23个个测点。坝顶垂垂直位移移从19998年年10月月12日日始测，各测点点垂直位位移过程程线见图图2-55，不同同时段测测值分布布曲线见见图2-17图2-20，特征值值统计见见表2-3。分别作出出各坝段段坝顶垂垂直同水水位同气气温位移移分布图图（图22-177）、同同水位不不同气温温位

41、移分分布图（图2-18）、不同同水位同同气温位位移分布布图（图图2-119），以进一一步分析析库水位位、气温温和时效效对坝顶顶垂直位位移的影影响。同水位、同气温温坝顶垂垂直位移移分布图图（图22-188中），两测次次测时月月份不同同，分别别为19999年年2月和和20000年66月，测测时气温温相差较较大，从从测时前前期平均均气温（测时前前122月）看看，20000年年6月份份前期平平均气温温较19999年年2月份份前平均均气温高高，19999年年2月99日各坝坝段坝顶顶垂直位位移测值值比20000年年6月330日的的大很多多。说明明坝顶垂垂直位移移与气温温呈负相相关，气气温越低低，坝顶顶重直

42、位位移越大大，且气气温对坝坝顶垂直直位移的的影响较较大。不同水位位、同气气温坝顶顶垂直位位移分布布图（图图2-119）中中，三次次测时均均在4月月份，气气温对坝坝顶垂直直位移的的影响应应基本相相同，但但不同水水位时各各坝段坝坝顶垂直直位移基基本相同同，说明明库水位位对坝顶顶垂直位位移影响响不大。各坝段坝坝顶垂直直位移分分布曲线线（图22-1772-20）反映出出，坝顶顶垂直位位移沿坝坝段分布布呈河床床坝段大大、边坡坡坝段小小的规律律，不同同时间的的分布规规律基本本相同，从分布布图中可可以看出出，4#坝段垂垂直位移移较相邻邻坝段偏偏小，这这可能是是因为该该坝段为为表孔坝坝段，体体型和其其它坝段段

43、有一定定区别，太阳照照射对坝坝顶垂直直位移的的影响较较其它坝坝段相对对较小。从坝顶垂垂直位移移过程线线也可以以看到，测值随随气温变变化较水水位明显显，呈周周期性变变化。坝坝顶垂直直位移除除受坝体体刚性变变化影响响外，受受坝体下下游面混混凝土热热胀冷缩缩影响较较大，气气温上升升，垂直直位移减减小。主主要是因因为坝体体下游面面在日照照条件下下，气温温升高时时，下游游面升温温膨胀，致使坝坝体向上上游倾斜斜，坝顶顶下游垂垂直位移移测点处处上升，符合混混凝土重重力坝坝坝顶垂直直位移变变化规律律。从220000年3月月以后，过程线线较前期期平滑，说明后后期坝顶顶垂直位位移测量量精度较较前期高高。对坝顶各各

44、测点实实测垂直直位移的的统计（见表22-3）表明：最大位位移出现现在20000年年2月117日的的16#坝段，最大位位移为112.002mmm；最小小位移出出现在119999年9月月9日的的17#坝段，最小位位移为-0.667mmm；最大大变幅发发生在116#坝段为为12.02mmm；各各测点变变幅为55.31112.002mmm。从统统计结果果看，各各测点垂垂直位移移最大值值均出现现在2、3月份份，主要要因为该该时段气气温较低低，从而而进一步步说明了了坝顶垂垂直位移移随气温温下降而而增大的的规律，同时也也说明气气温是影影响坝顶顶垂直位位移变化化的主要要因素。（2）坝坝基垂直直位移坝基垂直直位

45、移通通过埋设设设灌浆浆廊道内内的沉陷陷标点，采用精精密水准准测量方方法进行行观测，每一坝坝段一个个测点，共222个标点点。原设设计通过过14#、222#坝段高高程传递递孔，采采用因瓦瓦钢尺进进行高程程传递，实际现现场测量量时，高高程由布布置在大大坝下游游河床两两侧的近近坝区岩岩体垂直直位移控控制网点点引入廊廊道。对对大坝外外部变形形观测资资料初步步分析的的结果显显示，近近坝区岩岩体垂直直位移控控制网点点没有垂垂直位移移现象。坝基垂直直位移从从19998年110月22日始测测，各坝坝段测点点测值过过程线见见图2-6，不不同时段段测值分分布曲线线见图22-211、图22-222，特征征值统计计见表

46、22-4。作各坝段段测点同同水位、同气温温测值分分布图（图2-21），两次次测值相相隔一年年，在库库水位和和前期气气温基本本相同的的情况下下，20000年年2月220日各各坝段的的测值比比一年前前大，说说明坝基基垂直位位移有明明显的时时效影响响。坝基基重直位位移主要要受自重重等的影影响，其其沿各坝坝段的分分布规律律也呈河河床段大大、边坡坡坝段小小的分布布规律，与坝高高变化基基本一致致。从坝基垂垂直位移移过程线线图可以以看到，测值变变化不够够平滑，测量精精度较差差。测值值过程线线与水位位、气温温关系不不明显，但过程程线总体体呈上升升趋势，说明坝坝基垂直直位移随随时间仍仍有增大大趋势，时效位位移依

47、然然存在。对坝基各各测点实实测垂直直位移的的统计：最大位位移出现现在19999年年7月225日的的14#坝段，最大位位移为77.322mm；最小位位移出现现在20000年年10月月26日日的1#坝段，最小位位移为-5.449mmm；最大大变幅发发生在11#坝段，为7.44mmm；各各测点变变幅为33.2337.444mm。在1#、7#、144#、222#坝段布布置正、倒垂线线组，对对坝体挠挠度进行行观测，共计布布置测点点15个个。坝体挠度度从19998年年9月330日开开始观测测，各垂垂线测点点坝体位位移过程程线见图图2-77、图22-8，各测点点位移特特征值统统计见表表2-55、表22-6。

48、从测值过过程线可可以看到到，坝体体垂线值值规律性性较差。经现场场检查，7#坝段倒倒垂垂线线贴壁，造成测测值失真真，其它它坝段是是否也有有此种情情况，有有待进一一步查实实。而11#坝段由由于各种种原因造造成测值值较少，新增的的倒垂又又刚投入入运行，测值不不连续，从而无无法进行行深入分分析。因因此，坝坝体垂线线位移特特征值（见表-5、表表2-66）有待待考证。1#、222#坝段垂垂线组作作为坝顶顶视准线线、高程程9755.000m观测测廊道引引张线的的基准点点，其测测值的好好坏直接接关系到到视准线线和引张张线测值值转换成成绝对位位移时的的准确性性。因垂垂线测值值的不可可靠，使使得本次次分析无无法将

49、水水平位移移转换成成绝对位位移进行行分析，仅将外外部变形形控制网网测量结结果进行行初步分分析后，作出了了以上两两个观测测项目44次观测测的绝对对位移分分布图。外部变变形控制制网坝顶顶各控制制点的YY向绝对对位移值值见表22-7，由控制制网测量量结果初初步分析析的1#、222#坝段位位移，通通过视准准线（上上、下游游方向）、引张张线换算算出坝顶顶各测点点Y向绝绝对水平平位移分分布见图图2-112和图图2-116。2.3坝坝体变形形三维有有限元计计算为配合本本次观测测资料的的分析，对7#、144#坝段分分别进行行了三维维有线元元计算，主要目目的是通通过三维维有限元元模型对对大坝的的水平、垂直位位移

50、进行行计算，求出坝坝体变形形和水位位的关系系，再结结合实测测变形资资料进行行回归计计算，得得到坝体体变形混混合模型型。采用用ALGGOR FEAAS软件件，对全全坝段建建立三维维线性有有限元模模型，模模拟实际际情况进进行计算算分析。计算基本本假定：2.3.1混凝凝土及基基岩为各各向同性性弹性体体；2.3.2基岩岩自重变变形已经经完成；2.3.3坝体体与基础础岩体固固结完好好，不存存在坝体体与基岩岩之间的的滑动；2.3.4坝基基上、下下游岩石石为透水水体，不不承担水水荷载。有限元计计算模型型包括大大坝坝体体，上、下游长长度各取取233倍坝高高，基岩岩浓度取取1.552倍倍坝高。实际选选取的77#

51、坝段有有限元计计算模型型上游起起于桩号号0-3000.000mmm，下游游止于桩桩号0+3500.000m，基基底高程程为7449.000m，沿坝轴轴线方向向取一个个坝段，长199m，模型型如图22-299所示；14#坝段有有限元计计算模型型上游起起于桩号号0-2000.000m，下下游止于于桩号00+3220.000m，基底高高程为7726.00mm，沿坝坝轴线方方向取一一个坝段段，长224m，模型如如图2-30所所示。模型边界界条件：基岩底底部、上上下游而而面约束束；坝体体混凝土土及基岩岩两侧约约束X方方向（沿沿坝轴线线方向）位移。计算工况况及荷载载组合：本次计计算共分分6种工工况，分分别

52、采用用9800.000m、9700.000m、96660.000m、9600.000m、9522.000m、9488.000m六种种水位进进行计算算。计算算荷载组组合各工工况均为为坝体自自重、水水压力、泥沙压压力及扬扬压力荷荷载。水水压力及及泥沙压压力大小小随深度度线性变变化，渗渗透压力力加在坝坝体底部部，在计计算扬压压力时考考虑到上上游防渗渗帷幕和和主排水水的作用用，对扬扬压力进进行折减减，折减减系数00.255，折减减位置在在桩号下下0+0004.000m。计算得坝坝体各部部位变形形值见表表2-88。2.4统统计模型型分析对变形测测值序列列进行回回归分析析的主要要目的是是：了解解变形可可恢

53、复部部分的主主要影响响因素，认识坝坝体及基基础在其其影响下下的变形形性态，在一定定条件下下与计算算进行比比较相互互验证；确定有有无时效效变化，如果有有的话，对其发发展情况况，如速速率、变变化幅度度等作出出估计，对其产产生的原原因进行行解释，并结合合有关测测点及其其它变形形量的情情况对是是否存在在异常情情况作出出判断；对观测测精度作作出大致致估计，以确定定数据的的实际应应用价值值。任意一变变形监测测量的的的回归方方程组成成如下：=(H)+(T)+(t)即变形量量由水位位、温度度、时效效三个分分量组成成，本次次回归分分析对各各分量采采用如下下因子：水位分量量(H)：在水水压作用用下，大大坝任一一测

54、点产产生水平平位移(H)由三部部分组成成（静水水压力作作用在坝坝体上产产生的内内力使坝坝体变形形而引起起的位移移；在地地基面上上产生的的内力使使地基变变形而引引起的位位移；库库水重作作用使地地基面转转动所引引起的位位移），理论分分析可知知，水压压引起的的位移分分量可用用水位的的144次方表表示，本本次采用用h的14次方方作为回回归因子子（其中中，h=h/1000，h为测时时当天的的平均水水位）。温度分量量(T)：是由由于坝体体混凝土土和基岩岩温度变变化引起起的位移移。在进进行回归归分析时时，可以以选择坝坝体或基基岩内埋埋设的温温度计的的测值作作为因子子，也可可选择坝坝址处气气温作为为因子，但因

55、坝坝内温度度计埋设设较多，且分布布的部位位不同，很难用用某一支支温度计计反映坝坝内温度度总体变变化，而而要用所所有温度度计测值值作为因因子，则则计算工工作量太太大，故故本次分分析采用用坝址气气温作为为温度回回归因子子。根据据本工程程实际情情况，采采用了两两类温度度分量因因子（见见2.11.2节节）。时效分量量(t)：大坝坝变形产产生时效效分量的的原因复复杂，它它综合反反映坝体体混凝土土和基岩岩的徐变变、塑性性变形以以及基岩岩地质构构造的压压缩变形形，同时时还包括括坝体裂裂缝引起起的不可可逆变形形以及自自生体积积变形。一般正正常运行行的大坝坝，时效效位移的的变化规规律为初初期变化化急剧，后期渐渐

56、趋稳定定。根据据时效变变形规律律，采用用t、ln(l+tt)、e-ktt这三项项函数作作为时效效因子（其中：tt/300，t同前；k取0.001）。2.4.1坝顶顶视准线线坝顶视准准线211个测点点全部观观测数据据统计回回归方程程见表22-111，回归归结果分分量统计计见表22-177，回归归复相关关系数为为0.7784550.996022，其中中大部分分在0.80.99之间；测值回回归标准准差在00.33362.3558mmm之间。（1）全全部测点点均选入入了水位位因子，表现出出随水位位升高位位移量增增大变化化规律，且从水水位分量量变幅所所占比例例可以看看出，水水位分量量变幅比比温度分分量变

57、幅幅稍大，水位变变化是坝坝顶水平平位移的的主要影影响因素素。（2）全全部测点点均选入入了温度度分量，表现出出温度升升高，坝坝顶水平平位移减减小，其其分量变变幅略小小于水位位分量，说明温温度是次次于水位位的又一一主要影影响因素素。（3）部部分测点点选入了了时效因因子，测测点表现现出了位位移的趋趋势性变变化。变变幅在11.1116.63mmm之间间。绝大大部分测测点未选选入时效效因子，主要是是因为时时效分量量在坝顶顶水平位位移中所所占比重重很小，而水库库运行初初期，影影响坝顶顶水平位位移测值值的因素素较多，使得时时效位移移分量表表现不明明显。2.4.2高程程9755.000m观测测廊道引引张线高程

58、9775.000m观观测廊道道引张线线21个个测点全全部观测测数据统统计回归归方程见见表2-12，回归结结果分量量统计见见表2-18，回归复复相关系系数为00.666750.997766，其中中，仅221#坝段为为0.666755，其余余均在00.9以以上；测测值回归归标准差差在0.18550.8332mmm之间，绝大部部分在00.6mmm以下下，除221#坝段外外，其余余坝段测测值回归归效果较较好，说说明该项项目的测测量精度度也较高高。（1）全全部测点点均选入入了水位位因子，表现出出随水位位升高位位移量增增大的变变化规律律，且从从水位分分量变幅幅所占比比重可以以看出，水位变变化是高高程977

59、5.000m廊廊道产生生水平位位移的主主要影响响因素，和坝顶顶视准线线所反映映的规律律一致。（2）全全部测点点均选入入了温度度分量，其变幅幅略小于于水位分分量，说说明温度度是次于于水位的的又一主主要影响响因素。从分量量统计表表中不难难看出，由于坝坝体结构构形式的的不同，温度分分量呈明明显的分分段，这这主要是是因为温温度对坝坝体变形形的影响响主要取取决于坝坝体结构构形式。（3）大大部分测测点选入入时效因因子，测测点表现现出了位位移的趋趋势性变变化。变变幅在00.7116.922mm之之间，时时效位移移大致呈呈从边坡坡坝段向向河床坝坝段增加加的趋势势。2.4.3坝顶顶垂直位位移坝顶垂直直位移223

60、个测测点全部部观测数数据统计计回归方方程见表表2-113，回回归结果果分量统统计见表表2-119，回回归复相相关系数数为0.884490.996166，绝大大部分均均在0.9以上上，测值值回归标标准差在在0.44921.2008mmm之间。（1）小小部分测测点入选选了水位位因子，且水位位分量所所占的比比重相对对温度分分量要小小，说明明水位不不是影响响坝顶垂垂直位移移最主要要的因素素，符合合坝顶垂垂直位移移变化规规律。同同时，因因大坝完完建时间间尚短，坝体内内温度、时效变变形等尚尚未完全全稳定，水库运运行也无无规律，这些都都可能导导致水位位分量在在坝顶垂垂直位移移中反映映不很明明显。（2）所所有