某枢纽工程大坝安监测分析报告

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

2、保保护专项项工作报报告 第第十四卷卷：库区区右岸渗渗漏专题题工作报报告 第第十五卷卷：库区区防凌专专题工作作报告 第第十六卷卷：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 第第十九卷卷：档案案资料自自检工作作报告第二十卷：小沙湾湾取水工工程专项项工作报报告第二十一卷卷：竣工工安全鉴鉴定工作作报告第二十二卷卷：建设设征地补补偿和移移民安置置工作报报告目 录录前言111 工程程概况及及大坝安安全监测测布置简简况21.1 工工程概况况221.2 监监测项目目及布置置222 变形形观测资

3、资料分析析152.1 荷荷载因素素分析1152.2 变变形观测测资料的的整理与与分析1162.3 坝坝体变形形三维有有限元计计算2222.4 统统计模型型分析2232.5 位位移混合合模型分分析2262.6 大大坝变形形观测资资料分析析综述2273 渗流流观测资资料分析析793.1 坝坝基扬压压力资料料分析7793.2 坝坝基层间间剪切带带扬压力力观测资资料分析析8823.3 坝坝体渗透透压力资资料分析析8834 应力力、应变变及温度度观测资资料分析析974.1 应应变计组组实测资资料计算算分析9974.2 测测缝计实实测资料料整理和和分析11004.3 抗抗剪平硐硐三向测测缝计实实测资料料分

4、析11034.4 钢钢筋计实实测资料料分析11044.5 钢钢板计实实测资料料分析11054.6 渗渗压计实实测资料料分析11064.7 基基岩变位位计实测测资料分分析11064.8 温温度计实实测资料料分析11075 结论论与建议议1435.1 结论11435.2 建议1145PAGE 64前 言某工程199*年底底开工，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。至至目前大大部分观观测项目目均

5、已取取得了系系统且完完整的观观测资料料。受黄黄河万家家寨水利利枢纽有有限公司司委托，我我院承担担了该工工程竣工工验收大大坝安全全观测资资料分析析任务。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、安安全监测测成果及及大坝工工作状态态均有

6、了了一定的的认识，但但由于部部分观测测资料的的完整性性、系统统性较差差，也给给资料分分析和结结论的取取得带来来了一定定的困难难，有待待在今后后工作中中进一步步地完善善。在本报告的的编写过过程中，提提到了专专家的指指导，同同时得到到了水利利枢纽有有限公司司领导及及公司电电站管理理局的大大力支持持，在此此一并表表示感谢谢！受时间等方方面因素素制约，本本次资料料分析中中难免有有不足之之处，恳恳请专家家们批评评指正。1 工程程概况及及大坝安安全监测测布置简简况1.1工程程概况某工程位于于黄河干干流河段段内，左左岸隶属属*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

7、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9777.000m，水水库总库库容8.96亿亿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。拦河坝为混混凝土半半整体直直线重力力坝。大大坝坝顶顶高程99*2.000m，坝坝顶长度度4*3m，最大大坝高11*5m，拦河河坝由22*个坝段段组成，其其中：11#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

8、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坝段段。黄河在坝址址区呈南南北向，河河谷呈宽宽U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，两两岸坝肩肩地层为为寒武系系上统崮崮山组、长长山组和和凤山组组的中厚厚层灰岩岩、薄层层灰岩、竹竹叶状灰灰岩等地地层。坝基地层呈呈单斜构构造，岩岩层产状状平缓，总总体走向向北东330，倾向向西北，倾倾角23。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 监监测项目目及布置置本工程大坝坝观测项项目有：变形观

9、观测；渗渗流观测测；应力力、应变变及温度度观测；水位、水水温、气气温观测测；水力力学观测测。1.2.11变形观观测（1）坝顶顶水平位位移监测测。坝顶顶水平位位移观测测采用视视准线法法和大气气激光准准直线法法，布置置桩号分分别为下下0+0017.1855m和0+0117.551m，两两种方法法互为校校核，两两端点由由设置在在1#、222#坝段的的正、倒倒垂线组组作为基基点。（2）坝身身水平位位移监测测。在高高程9775.000m的的观测廊廊道内桩桩号下00+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

10、、倒倒垂线组组相结合合。1.2.22垂直位位移监测测（1）坝顶顶垂直位位移监测测。在每每个坝段段的坝顶顶上埋设设一个沉沉陷标点点，采用用精密水水准测量量方法进进行观测测。（2）坝基基垂直位位移监测测。在灌灌浆廊道道内每个个坝段埋埋设一个个沉陷标标点，采采用精密密水准测测量方法法进行观观测。1.2.33坝体挠挠度监测测在1#、77#、144#、222#坝段各各布置一一条正、倒倒垂线组组观测坝坝体挠度度，并为为大坝变变形观测测提供基基准值。倒倒垂线深深入基岩岩深度：1#坝段为为42m；7#坝段为为30.9m；14#坝段为为35m；222#坝段为为45m。1.2.44坝基倾倾斜监测测在14#坝坝段灌

11、浆浆及扬压压力观测测廊道内内，桩号号坝0+3233.800m、高高程8998.550m处处顺流向向安装三三台RJJ型电容容式静力力水准仪仪，并以以14#坝段倒倒垂线作作为基点点。1.2.55坝基扬扬压力监监测选择2#、55#、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，每每个坝段段布置11个监测测孔，另另在6#、100#、155#、188#坝段布布置4个个深层承承压水监监测孔，共共布置559个扬扬压力监监测孔。1.2.66绕坝渗渗流监测测在左右岸各各布置88个监测测孔，监监测绕坝坝渗流情情况。1.2.77渗漏

12、量量监测（1）坝体体渗漏量量监测。在在灌浆廊廊道上游游排水沟沟内于99#、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堰渗流量量仪，共共4台。（2）坝基基渗漏量量监测。在在灌浆廊廊道下游游排水沟沟内于99#、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，以以监测主主排水孔孔的渗漏漏量，共共4台。1.2.88应力、应应变及温温度监测测（1）温度度监测。在在5#、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

13、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）纵横横缝开合合度监测测。在典典型坝段段的各条条纵、横横缝及左左右岸坡坡坝段的的横缝上上布置测测缝计，监监测缝面面开合度度变化情情况。（3）坝体体渗透压压力、泥泥沙压力力监测。在在5#、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，与与坝面的的距离为为0.225、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。（

14、4）坝体体应力、应应变监测测。在典典型坝段段的基础础截面布布置五向向应变计计组、无无应力计计，以监监测该截截面的应应力应变变；在坝坝踵部位位埋设应应变计、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）钢筋筋应力监监测。在在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）压力力钢管监监测。在在14#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、测测缝计、渗

15、渗压计、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。1.2.99水位、水水温、气气温监测测（1）水位位监测：大坝在在水库下下闸蓄水水前采用用上下游游水尺进进行水位位监测，电电站机组组投入运运行后利利用199#坝段及及电站尾尾水平台台的水位位计进行行监测。（2）水温温监测：选择上上游坝面面作为监监测断面面，利用用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）气温温监测：利用坝坝址附近近即左岸岸山体上上游侧和和右岸坝坝段布置置的两个个气温观观测点，安安装百叶叶箱，采采用电阻阻温度计计进行气气温监测测。1.2.110坝基基抗剪平平硐应力力应变监监测（1）

16、应力力应变监监测：在在3条坝坝基抗剪剪平硐内内共埋设设20套套五向应应变计组组和无应应力计，以以监测平平硐混凝凝土内应应力状况况。（2）温度度监测：在平硐硐内共埋埋设温度度计633支，进进行回填填混凝土土温度监监测。（3）周边边回填缝缝开度监监测：在在3条平平硐及部部分支硐硐内选择择10个个观测断断面，每每个断面面分别在在两侧及及顶部各各布置11支测缝缝计，共共计300支，以以监测周周边回填填缝的开开合度。（4）剪切切带变形形监测：在平硐硐内SCCJ088、SCCJ100剪切带带上各埋埋设6套套3DMM-2000型三三向测缝缝计，共共计122套。万家寨水利利枢纽工工程大坝坝安全监监测测点点及仪

17、器器布置见见图1-1图图1-110。2 变形形观测资资料分析析2.1荷载载因素分分析2.1.11水位荷荷载本工程19998年年10月月1日下下闸蓄水水，19998年年11月月25日日到达施施工初期期运行水水位9660.000m。至至20001年55月底，水水库库水水位在9929.50mm至9744.544m之间间变动，其其中20000年年3月224日水水位降至至最低，为为9299.500m；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，分分别是119988年100月的蓄蓄水过程程，19999年年3月和和20000年

18、33月库水水位的降降升过程程，20001年年3、44月的库库水位升升高过程程。库水水位变化化过程线线见图22-1。水荷载是坝坝体及坝坝基变形形的主要要影响因因素之一一。理论论分析表表明，坝坝体变形形可以用用水位的的144次方表表示，本本次回归归计算分分析采用用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

19、）对对大坝变变形的影影响较水水荷载相相对明显显有关。为为弥补现现有资料料相对较较短，并并利用有有限元计计算结果果求出水水位与外外部变形形的关系系方程，将将此方程程作为一一个因子子，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。2.1.22温度荷荷载气温是影响响坝体运运行状态态的重要要外部条条件，对对坝上、下下游水温温、坝体体混凝土土温度、坝坝基温度度有直接接影响，从从而影响响到坝的的变形、应应力、渗渗透等。万家寨水利利枢纽坝坝址地处处北纬339.66，该地地区属温温带季风风大陆性性气候，冬冬季寒冷冷且时间间漫长，气气候干燥燥，多风风沙；夏夏季炎热热；

20、春、秋秋季短。气气温年、季季及昼夜夜变化大大，骤降降频繁。统统计资料料表明，本本工程所所在地区区，一年年四季均均有寒潮潮发生，且且寒潮降降温幅度度大，覆覆盖时间间长。实测枢纽工工程区气气温变化化过程线线见图22-2。因因气温资资料仅到到20001年33月211日，为为使环境境量相对对完整，便便于回归归分析，对对此后44、5两两个月的的气温，用用20000年同同期的资资料进行行补充。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

21、1月月18日日，最低低气温为为-211.9。在进行坝体体变形回回归分析析时，根根据本工工程的实实际情况况，采用用了两类类温度分分量因子子：一类类为前期期平均气气温因子子，包括括T7、T155、T300、T600、T900、T1220等（下下标表示示所取测测时前的的天数）；一类为为周期因因子，包包括siin(ss)、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）。变变形测点点实侧值值回归议议程中送送入的年年周期、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

22、置不同，受受温度边边界条件件影响（气气温、水水温）程程度的不不同。2.2变形形观测资资料的整整理与分分析本次资料分分析中，位位移方向向按常规规设定为为：水平平位移向向下游及及向左岸岸位移为为正，上上下游方方向为纵纵轴Y，左左右岸方方向为横横轴X；垂直位位移向下下为正。2.2.11数据可可靠性检检查及精精度估计计方法在进行观测测资料的的整理分分析前，对对观测数数据进行行了可靠靠性检查查，并对对其中不不可避免免地存在在的以下下三类误误差分别别进行了了处理。（1）疏失失误差（人人工误差差）：是是指由于于观测人人员的疏疏忽而产产生的误误差，如如仪器操操作错误误、记录录错误、计计算错误误、计算算机输入入

23、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、人人工计算算后输入入到计算算机，所所以资料料中疏失失误差难难以避免免。因此此，在资资料分析析前，对对原始记记录进行行了大量量的复核核，对明明显的疏疏失误差差进行了了插值补补缺或非非真值剔剔除。（2）系统统误差：是指由由于观测测设备、仪仪器、操操作方法法不完善善或外界界条件变变化所引引起的一一种有规规律的误误差，如如电缆接接长或剪剪短、电电缆接头头硫化处处理不当当、不同同测时更更换测量量仪器等等，其可可能的形形式较为为复杂，比比疏失误误差难于于发现和和处理。对对这种误误差

24、，首首选将观观测数据据中的系系统性变变化（如如系统性性跳动或或趋势性性变化）分分辩出来来，然后后根据测测量系统统的工作作特性及及结构变变化对其其产生的的原因进进行判断断。对判判定为测测量因素素引起的的系统性性变化（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）偶然然误差：是指由由于若干干偶然原原因所引引起的微微量变化化的综合合作用所所造成的的误差。对对具体观观测项目目而言，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，它它直接关关系到测测值的实实用价值值。对观观测数据据进行回回归分析析时，不不存在严严重欠拟拟合现象象的条件件下，其其剩余

25、量量主要是是由观测测的偶然然误差引引起的，对对不同的的观测项项目，用用剩余标标准差SS对测量量精度的的上限进进行了估估计。2.2.22水平位位移监测测资料的的整理分分析（1）坝顶顶视准线线视准线布置置在坝顶顶桩号00+0117.1185mm处，共共21个个测点。视视准线以以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，所所以本次次分析也也无法换换算得出出坝顶绝绝对水平平位移的的系列测测值。为为了解坝坝顶的绝绝对水平平变位，工工作中通通

26、过对已已完成的的大坝外外部变形形控制网网测量的的成果的的初步分分析，再再根据相相同或相相近测时时视准线线及引张张线测量量结果，换换算出各各测点44个测时时的绝对对位移，作作出绝对对位移沿沿坝段的的分布图图。由于于只可以以换算出出4次绝绝对位移移，测次次较少，无无法对坝坝顶绝对对位移进进行过程程分析，所所以本次次重点分分析坝段段的相对对水平位位移。视准线始测测日期为为19998年110月116日，视视准线测测值过程程线见图图2-33，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22-9图2-11，视视准线测测值与库库水位年年相关图图见图22-233、图22-244。通过过外

27、部变变形控制制网5次次测量结结果，换换算出的的坝顶各各测点绝绝对位移移分布图图见图22-122，各测测点相对对位移特特征值统统计见表表2-11。当不考虑温温度和时时效时，坝坝体水平平位移计计算结果果和水位位相关线线为单值值曲线，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、图图2-224），可可以看到到，相关关线并不不为单值值曲线，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。为进一步分分析气温温和时效效是否对对坝顶水水平位移移产生影影响，分分别作出出各坝段段同水位位同气温温位移分分布图（图图2-99）、同同水位不不同气温温位移分分布图（图图2-110）

28、、不不同水位位同气温温位移分分布图（图图2-111）【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，真真正影响响坝体位位移的是是测时前前一段时时间的平平均气温温，这一一点在统统计模型型分析中中能反映映出来，故故在气温温无反常常的情况况下，取取月份相相近的测测时，认认为两测测时前期期平均气气温基本本相同】。视准线同水水位、同同气温位位移分布布图（图图2-99）中，两两次测时时相差一一年，但但各坝段段坝顶位位移基本本相等，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。视准线同水水位、不不同气温温位移分分布图（图图2-110）中中，

29、两测测次测时时月份不不同，分分别为55月和110月，从从测时前前期平均均气温（测测时前112月月）来看看，100月份前前期平均均气温较较5月高高，19999年年5月119日各各坝段坝坝顶水平平位移测测值比220000年100月6日日的大很很多（右右边4个个坝段除除外），说说明气温温与坝顶顶水平位位移呈负负相关，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，坝坝体内温温度随气气温变化化幅度较较其它坝坝段相对对要小。视准线不同同水位、同同气温位位移分布

30、布图（图图2-111）中中，两测测次测时时均在22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，坝顶顶水平位位移增大大。从视准线位位移分布布图（图图2-99、图22-100、图22-111）还可可以看到到，坝顶顶水平位位移分布布呈河床床坝段大大，边坡坡坝段小小的趋势势，这符符合坝体体变形分分布规律律。同时时，由外外部变形形控制网网测量成成果初步步分析的的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。【图图

31、2-112为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，坝坝顶各测测点水平平位移测测值并不不是单一一的与水水位或气气温变化化相关，而而是受两两者综合合作用的的结果。当当库水位位升高时时，坝顶顶水平位位移向下下游增大大，反之之减小；当气温温升高时时，坝顶顶水平位位移向上上游增大大，这一一变化符符合坝体体变化规规律。视视准线过过程线图图中，几几乎所有有测点水水平位移移测值在在20000年44月下旬旬有一明明显增大大的过程程，这主主要是因因为在该该时段水水位明显显升高，到到

32、9700.000m高程程左右，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，造造成坝顶顶水平位位移偏向向上游。220011年4月月份水位位升到最最高，最最高达9974.54mm，而此此时气温温也较低低，绝大大部分测测点水平平位移最最大值也也出现在在此时段段，说明明水位和和气温变变化对坝坝顶水平平位移影影响明显显。从各坝段相相对于11#、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1

33、11日的的13#坝段，最最大位移移值为113.990mmm；最小小位移出出现在119999年2月月20日日的3#坝段，最最小位移移为-3.114mmm；最大大变幅发发生在111#坝段，为为15.70mmm；各各测点变变幅为33.04415.770mmm。（2）高程程9755.000m观测测廊道引引张线引张线布置置在高程程9755.000m观测测廊道桩桩号下00+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，本本次也只只重点分分析引张张线各测测点的相相对位移移。引张线始测测日期为为19998年110月112日，引

34、引张线过过程线见见图2-4，不不同日期期测值相相对于11#、222#坝段的的位移分分布曲线线见图22-1332-15。通通过大坝坝外部变变形控制制网5次次测量结结果换算算出的引引张线各各测点绝绝对位移移分布图图见图22-166，各测测点相对对位移特特征值统统计见表表2-22。通过7#、114#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、图图2-226），可可以看到到，相关关线也不不是单值值曲线，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。同视准线一一样，分分别作出出各坝段段同水位位同气温温位移分分布图（图图2-113）、同同水位不不同气温温位

35、移分分布图（图图2-114）、不不同水位位同气温温位移分分布图（图图2-115），以以进一步步分析气气温和时时效是否否对高程程9755.000m处的的水平位位移产生生影响。引张线同水水位、同同气温位位移分布布图（图图2-113）中中，两次次测时相相差一年年，但各各坝段引引张线实实测位移移基本相相等，说说明时效效对高程程9755.000m处水水平位移移影响很很小或基基本没有有影响。引张线同水水位、不不同气温温位移分分布图（图图2-114）中中，两测测次测时时月份不不同，分分别为33月和110月，从从测时前前期平均均气温（测测时前112月月）来看看，100月份前前期平均均气温较较3月高高，1999

36、9年年3月331日各各坝段坝坝顶水平平位移测测值比220000年100月7日日的大很很多，说说明气温温与测点点处水平平位移呈呈负相关关。气温温越高，测测点处向向下游的的水平位位移越小小。引张线不同同水位、同同气温位位移分布布图（图图2-115）中中，两测测次测时时在4、55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9973.43mm时各坝坝段坝顶顶的水平平位移较较水位9970.13mm时要大大，说明明随着库库水位的的升高，坝坝顶水平平位移增增大。为进一步分分析高程程9755.000m观测测廊道处处水平位位移与库库水位的的关系，取取19999年22、3月月份短时时间内（气气温

37、对水水平位移移影响很很小）库库水位大大幅度变变化时，77#、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、图图2-228）。从从相关图图可以看看到，位位移与水水位相关关关系明明显，且且水位下下降过程程与水位位升高过过程的相相关线几几乎完全全重合，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，这这会对实实测位移移结果有有一定的的影响），但但两者的的变化规规律基本本相同。各坝段水平平

38、位移分分布呈边边坡坝段段小、河河床坝段段大，符符合坝体体水平位位移分布布规律。【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廊道道引张线线各测点点水平位位移绝对对值的分分布】同时从测值值过程线线可以看看到，各各坝段测测值过程程线变化化趋势基基本相同同，且随随水位和和气温综综合影响响变化趋趋势明显显，当库库水位升升高时，各各测点水水平位移移向下游游增大反反之减小小；当气气温升高高时，各各测点水水平位移移向上游游增大。引引张线过过程线同同视准线线测值一一样

39、，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，而而在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，这这与视准准线反映映的规律律一致，是是水位、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。对对比视准准线和引引张线各各测点测测值过程程线可以以看到，引引张线测测值过程程线较视视准线平平滑，说说明引张张线测量量精密较较坝顶视视准线高高，这从从两个项项目各测测点测值值统计模模型回归归标准差差也能看看出。各测点实测测

40、水平相相对位移移的统计计（见表表2-22）表明明：向下下游最大大位移出出现在220011年4月月16日日的144#坝段，最最大位移移为133.011mm；最小位位移出现现在19998年年10月月20日日的9#坝段，最最小位移移为-1.660mmm；最大大变幅为为14#坝段的的13.01mmm；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。2.2.33垂直位位移监测测资料的的整理分分析（1）坝顶顶垂直位位移坝顶垂直位位一移采采用精密密水准测测量方法法定期观观测，每每个坝段段布置一一个沉陷陷标点（44#坝段两两个测点点）

41、，共共23个个测点。坝坝顶垂直直位移从从19998年110月112日始始测，各各测点垂垂直位移移过程线线见图22-5，不不同时段段测值分分布曲线线见图22-177图22-200，特征征值统计计见表22-3。分别作出各各坝段坝坝顶垂直直同水位位同气温温位移分分布图（图图2-117）、同同水位不不同气温温位移分分布图（图图2-118）、不不同水位位同气温温位移分分布图（图图2-119），以以进一步步分析库库水位、气气温和时时效对坝坝顶垂直直位移的的影响。同水位、同同气温坝坝顶垂直直位移分分布图（图图2-118中），两两测次测测时月份份不同，分分别为119999年2月月和20000年年6月，测测时气

42、温温相差较较大，从从测时前前期平均均气温（测测时前112月月）看，220000年6月月份前期期平均气气温较119999年2月月份前平平均气温温高，119999年2月月9日各各坝段坝坝顶垂直直位移测测值比220000年6月月30日日的大很很多。说说明坝顶顶垂直位位移与气气温呈负负相关，气气温越低低，坝顶顶重直位位移越大大，且气气温对坝坝顶垂直直位移的的影响较较大。不同水位、同同气温坝坝顶垂直直位移分分布图（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

43、。各坝段坝顶顶垂直位位移分布布曲线（图图2-11722-200）反映映出，坝坝顶垂直直位移沿沿坝段分分布呈河河床坝段段大、边边坡坝段段小的规规律，不不同时间间的分布布规律基基本相同同，从分分布图中中可以看看出，44#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有一定定区别，太太阳照射射对坝顶顶垂直位位移的影影响较其其它坝段段相对较较小。从坝顶垂直直位移过过程线也也可以看看到，测测值随气气温变化化较水位位明显，呈呈周期性性变化。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

44、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，致致使坝体体向上游游倾斜，坝坝顶下游游垂直位位移测点点处上升升，符合合混凝土土重力坝坝坝顶垂垂直位移移变化规规律。从从20000年33月以后后，过程程线较前前期平滑滑，说明明后期坝坝顶垂直直位移测测量精度度较前期期高。对坝顶各测测点实测测垂直位位移的统统计（见见表2-3）表表明：最最大位移移出现在在20000年22月177日的116#坝段，最最大位移移为122.022mm；最小位位移出现现在19999年年9月99日的117#坝段，最最小位移移为-0.667mmm；最大大变幅发发生在116#坝段为为12.

45、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、33月份，主主要因为为该时段段气温较较低，从从而进一一步说明明了坝顶顶垂直位位移随气气温下降降而增大大的规律律，同时时也说明明气温是是影响坝坝顶垂直直位移变变化的主主要因素素。（2）坝基基垂直位位移坝基垂直位位移通过过埋设设设灌浆廊廊道内的的沉陷标标点，采采用精密密水准测测量方法法进行观观测，每每一坝段段一个测测点，共共22个个标点。原原设计通通过144#、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，实实际现场场测量时时，高程程由布置置在大坝坝下游河河床两侧

46、侧的近坝坝区岩体体垂直位位移控制制网点引引入廊道道。对大大坝外部部变形观观测资料料初步分分析的结结果显示示，近坝坝区岩体体垂直位位移控制制网点没没有垂直直位移现现象。坝基垂直位位移从119988年100月2日日始测，各各坝段测测点测值值过程线线见图22-6，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22-4。作各坝段测测点同水水位、同同气温测测值分布布图（图图2-221），两两次测值值相隔一一年，在在库水位位和前期期气温基基本相同同的情况况下，220000年2月月20日日各坝段段的测值值比一年年前大，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

47、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，与与坝高变变化基本本一致。从坝基垂直直位移过过程线图图可以看看到，测测值变化化不够平平滑，测测量精度度较差。测测值过程程线与水水位、气气温关系系不明显显，但过过程线总总体呈上上升趋势势，说明明坝基垂垂直位移移随时间间仍有增增大趋势势，时效效位移依依然存在在。对坝基各测测点实测测垂直位位移的统统计：最最大位移移出现在在19999年77月255日的114#坝段，最最大位移移为7.32mmm；最最小位移移出现在在20000年110月226日的的1#坝段，最最小位移移为-5.449mmm；最大大变

48、幅发发生在11#坝段，为为7.444mmm；各测测点变幅幅为3.237.444mm。在1#、77#、144#、222#坝段布布置正、倒倒垂线组组，对坝坝体挠度度进行观观测，共共计布置置测点115个。坝体挠度从从19998年99月300日开始始观测，各各垂线测测点坝体体位移过过程线见见图2-7、图图2-88，各测测点位移移特征值值统计见见表2-5、表表2-66。从测值过程程线可以以看到，坝坝体垂线线值规律律性较差差。经现现场检查查，7#坝段倒倒垂垂线线贴壁，造造成测值值失真，其其它坝段段是否也也有此种种情况，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，新新增的倒倒垂又刚刚

49、投入运运行，测测值不连连续，从从而无法法进行深深入分析析。因此此，坝体体垂线位位移特征征值（见见表-55、表22-6）有有待考证证。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水水平位移移转换成成绝对位位移进行行分析，仅仅将外部部变形控控制网测测量结果果进行初初步分析析后，作作出了以以上两个个观测项项目4次次观测的的绝对位位移分布布图。外外部变形形控制网网坝顶各各控制点点的Y向向绝对位位移值见见表2

50、-7，由由控制网网测量结结果初步步分析的的1#、222#坝段位位移，通通过视准准线（上上、下游游方向）、引引张线换换算出坝坝顶各测测点Y向向绝对水水平位移移分布见见图2-12和和图2-16。2.3坝体体变形三三维有限限元计算算为配合本次次观测资资料的分分析，对对7#、144#坝段分分别进行行了三维维有线元元计算，主主要目的的是通过过三维有有限元模模型对大大坝的水水平、垂垂直位移移进行计计算，求求出坝体体变形和和水位的的关系，再再结合实实测变形形资料进进行回归归计算，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

51、行计算算分析。计算基本假假定：2.3.11混凝土土及基岩岩为各向向同性弹弹性体；2.3.22基岩自自重变形形已经完完成；2.3.33坝体与与基础岩岩体固结结完好，不不存在坝坝体与基基岩之间间的滑动动；2.3.44坝基上上、下游游岩石为为透水体体，不承承担水荷荷载。有限元计算算模型包包括大坝坝坝体，上上、下游游长度各各取23倍坝坝高，基基岩浓度度取1.522倍坝高高。实际际选取的的7#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，沿沿坝轴线线方向取取一个坝坝段，长长19m，模型型如图22-299所示；

52、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，基基底高程程为7226.000m，沿沿坝轴线线方向取取一个坝坝段，长长24mm，模型型如图22-300所示。模型边界条条件：基基岩底部部、上下下游而面面约束；坝体混混凝土及及基岩两两侧约束束X方向向（沿坝坝轴线方方向）位位移。计算工况及及荷载组组合：本本次计算算共分66种工况况，分别别采用9980.00mm、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

53、泥沙压力力及扬压压力荷载载。水压压力及泥泥沙压力力大小随随深度线线性变化化，渗透透压力加加在坝体体底部，在在计算扬扬压力时时考虑到到上游防防渗帷幕幕和主排排水的作作用，对对扬压力力进行折折减，折折减系数数0.225，折折减位置置在桩号号下0+0044.000m。计算得坝体体各部位位变形值值见表22-8。2.4统计计模型分分析对变形测值值序列进进行回归归分析的的主要目目的是：了解变变形可恢恢复部分分的主要要影响因因素，认认识坝体体及基础础在其影影响下的的变形性性态，在在一定条条件下与与计算进进行比较较相互验验证；确确定有无无时效变变化，如如果有的的话，对对其发展展情况，如如速率、变变化幅度度等作

54、出出估计，对对其产生生的原因因进行解解释，并并结合有有关测点点及其它它变形量量的情况况对是否否存在异异常情况况作出判判断；对对观测精精度作出出大致估估计，以以确定数数据的实实际应用用价值。任意一变形形监测量量的的回回归方程程组成如如下： =(H)+(T)+(t)即变形量由由水位、温温度、时时效三个个分量组组成，本本次回归归分析对对各分量量采用如如下因子子：水位分量(H)：在水水压作用用下，大大坝任一一测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

55、面转转动所引引起的位位移），理理论分析析可知，水水压引起起的位移移分量可可用水位位的14次方方表示，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(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，但但因坝内内温度计计埋设较较多，且且分布的的部位不不同，很很难用某某一支温温度计反反映坝内内温度总总体变化化，而要要用所有有温度计计测值作作为因子子，则计计算工作作量太大大，故本本次分析析采用坝坝址气温

56、温作为温温度回归归因子。根根据本工工程实际际情况，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(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。一一般正常常运行的的大坝，时时效位移移的变化化规律为为初期变变化急剧剧，后期期渐趋稳稳定。根根据时效效变形规规律，采采用t、ln(l+tt)、e-ktt这三项项函数作作为时效效因子（其其中：ttt/300，t同前；k取0.001）。2.4.11坝顶视视准线坝顶视准线线21个

57、个测点全全部观测测数据统统计回归归方程见见表2-11，回回归结果果分量统统计见表表2-117，回回归复相相关系数数为0.784450.996022，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）全部部测点均均选入了了水位因因子，表表现出随随水位升升高位移移量增大大变化规规律，且且从水位位分量变变幅所占占比例可可以看出出，水位位分量变变幅比温温度分量量变幅稍稍大，水水位变化化是坝顶顶水平位位移的主主要影响响因素。（2）全部部测点均均选入了了温度分分量，表表现出温温度升高高，坝顶顶水平位位移减小小，其分分量变幅幅略小于于水位分分量，说说明温度度

58、是次于于水位的的又一主主要影响响因素。（3）部分分测点选选入了时时效因子子，测点点表现出出了位移移的趋势势性变化化。变幅幅在1.116.63mmm之间间。绝大大部分测测点未选选入时效效因子，主主要是因因为时效效分量在在坝顶水水平位移移中所占占比重很很小，而而水库运运行初期期，影响响坝顶水水平位移移测值的的因素较较多，使使得时效效位移分分量表现现不明显显。2.4.22高程9775.000m观观测廊道道引张线线高程9755.000m观测测廊道引引张线221个测测点全部部观测数数据统计计回归方方程见表表2-112，回回归结果果分量统统计见表表2-118，回回归复相相关系数数为0.667750.997

59、766，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，绝绝大部分分在0.6mmm以下，除除21#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）全部部测点均均选入了了水位因因子，表表现出随随水位升升高位移移量增大大的变化化规律，且且从水位位分量变变幅所占占比重可可以看出出，水位位变化是是高程9975.00mm廊道产产生水平平位移的的主要影影响因素素，和坝坝顶视准准线所反反映的规规律一致致。（2）全部部测点均均选入了了温度分分量，其其变幅略略小于水水位分量量，说明明温度是是次

60、于水水位的又又一主要要影响因因素。从从分量统统计表中中不难看看出，由由于坝体体结构形形式的不不同，温温度分量量呈明显显的分段段，这主主要是因因为温度度对坝体体变形的的影响主主要取决决于坝体体结构形形式。（3）大部部分测点点选入时时效因子子，测点点表现出出了位移移的趋势势性变化化。变幅幅在0.716.922mm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。2.4.33坝顶垂垂直位移移坝顶垂直位位移233个测点点全部观观测数据据统计回回归方程程见表22-133，回归归结果分分量统计计见表22-199，回归归复相关关系数为为0.8884990.996166，绝大大部分均均在0