大坝安全监测设计推荐方案

1设计条件1.1工程概况1、地理位置为巫山山脉南麓的鄂西南山区。流域地理位置为：东径110°12′～110°23′，北纬三关镇的距离分别为16km26km15km。2、工程特性级电站供水发电。桥河流域流域总面积209.4km2长37.50km落差1150m，河道加权平均坡降32.78‰。坝址位于巴东县水布垭镇桥河尹家坪河段，马槽河水库坝址控制流域面积139.9km2，干流河道长22.2km，加权平均坡降21.66‰3.11m3/s9821万m3P＝2%洪峰流量：693.0m3/s；P＝0.33%洪峰流量：914.5m3/s。本工程属Ⅳ等小（1）型工程，工程由挡水建筑物、泄洪建筑物、放水（放高56.80m筑物为左岸岸边开敞式正槽溢洪道。1.2枢纽布置求，坝顶宽取5.5m，为减少坝体回填工程量，在坝顶上游侧设“L”形防浪墙，坝顶高程832.30，坝轴线长110.14m，防浪墙墙顶顶高程833.50m。防浪墙墙高5.0m3.8m1.2m0.30m为828.50m出正常蓄水位1.00m。河床趾板建基面高程775.50m，最大坝高56.80m。上游坝马槽河水库工程面板坝面板总面积7230.0m，垂直缝间距为10.0m，共设垂直缝10条。考虑到本工程较小，采用等厚面板有利于施工，经过计算、分析，面板厚度为40.0cm，其最大水力坡降低于200。岸坡趾板及河床段需进行固结灌浆。混凝土趾板固结灌浆孔距均均为3.0m，基岩段孔深5.0m，灌浆孔呈梅花形布置，灌浆压力0.5MPa。819.5m，1孔，净宽10.0m，深14.0m。溢洪道由进口段、闸室段、泄槽段、鼻坎段组成，轴线总长156.8m。坝77.5m，进水口设1孔，孔口尺寸3.0m×3.0m，底板高程805.00m，发电死水位810.00mm，进口设拦污栅和检修门槽。进水口设计最大引用流量6.4m/s。地面式厂房布置在坝下游15m为26.53m×12m×17.6m（长×宽×HLA551－WJ－64/SFW800－8/1430型水轮发电机组，单机容量0.8MW，总装机1.6MW。水轮机安装高程787.68m。开关站平行布置在厂房上游，为户内式，面积为6.5m×5.2m为794.22m。（2）导流隧洞及导流明渠布置在河床右岸，导流明渠进水口底板高程789.0m，进口明渠扩散段轴线长44.52m；导流隧洞为城门洞型，全长343.24m，过水断面底宽3.2m，高4.2m，顶拱为半径1.85m的120°圆弧，侧墙高3.28m；出口底板高程787.3m，长15.388m，导流隧洞与明渠纵坡均为1：125。余部分的隧洞采用20cm厚的C2010cm的混凝土喷护及沙浆抹面，顶拱喷锚支护，喷混凝土厚度10cm，锚杆长度3.0m，梅花形布置，为1.95m（夹角60°2.0m。放空洞利用导流隧洞中部隧洞结合采用预埋放空钢管及控制闸阀改造而成。（346.2m3.0m为794.0m1.0m的粘土心墙，将河床清基0.5m深后进行填筑。在堰顶布置灌浆平台对河床基础进行1.0m2~10m2.0m围堰采用粘土心墙围堰，堰体结构同上游围堰。1、水文气象不均，丰水期为4～10月，水量约占全年的82.8%，11～次年3月为枯水期，水量约占全年的17.2%1290mm4～10月为汛期，年最大洪峰流量多出现在5～7月，且频率较高。水位（m）787.57907958008058108150.01.616.445.588.4140.4202.0水位（m）820825830275.1360.9458.1水位（m）787.47887897907917927937947957967977987994511523540563591912481626205425313059表1—3分期设计洪峰流量成果表单位：m招徕河水文站1941921561441169886646038马槽河水库坝址2、工程地形地质（1）地形地貌原地貌景观。桥河流域发源于野三关，总的流向由北向南，河流与主体构造线基本一致，280～1300m，30°～60°30～90m900～1500余米，最高峰顶达1544.0m400～1000m。大致可分为：鄂西期（高程1300m程700～1200m600m并向深部下切，形成现今壮丽的峡谷，高程大致在600m以下，此阶段区内曾有一短暂间歇稳定，形成零布的多层台面和多层岩溶发育景观。马槽河水库工程处于流域中游，河流沿岸零星分布第四系崩塌堆积体和Ⅰ、Ⅱ级河流冲积阶地，连续性差，规模较小。（2）地层岩性及其分类坝区基岩由三叠系大冶组构成，河床及两岸零星分布第四系堆积层。第四系（Ｑ）洪冲积（Ｑpal8～10m滩。崩塌堆积（Ｑcol5～15m，零星分布于坝区外围河流沿岸。残坡积（Ｑedl）:含碎石质粘土，厚度小于1.5m，在坝区左岸斜坡地带零星分布。三叠下统大冶组（Ｔd）780m河床及两岸。钻孔揭示坝区一带主要岩性为灰色薄～中厚层状灰岩夹泥质灰岩，地表见泥质条带。（3）地质构造长约230m度15～80cm1盘地层错位不明显，顺断裂浅表层有溶蚀现象。为了揭示坝区岩体的透水性，上、下坝线及河床工程共布置了10个钻孔，总进尺660.98m，共压水78段，其中强透水3段，占3.8％，中等透水32段，占41％，弱透水39段，占50％，微透水4段，占5.2％。从统计结果看坝区岩下水位观测结果，上坝线左岸47m，右岸53m；下坝线左岸44m，右岸35m。上、下坝线两岸地下水位较低，随着远离岸坡地下水位逐渐抬升。3～14m溢洪道平坡段地面高程840～852m814.0m20～35m7°状351°∠10°88°，且岩层倾角较平缓，这本身有利于边坡的稳定，但ＮＮＥ组和ＮＮＷ组裂隙与开挖边坡走向夹角于小30°，受横向和斜向发育的ＮＷＷ和ＮＷ组裂隙切割，溢洪道采用分层锚固开挖，开挖边坡建议值1∶0.3～1∶0.5。水库正常蓄水位为827.5m，高出溢洪道底部十余米，由于岩层倾角较平缓，周边加强防渗处理，溢洪道底部设置系统锚杆。C、泄洪消能段工程地质溢洪道消能段为8～14m厚的崩塌、冲积堆积层，工程地质条件较差，挑坎段基础全部开挖座落于较完整的基岩之上。速公路巴东收费站（位于野三关集镇）至恩施城区100km，至宜昌城区116.45km，沿巴东——鹤峰公路东至巴东县城94km。沿“318”国道东到宜昌市中心168km，西到恩施州府157km。2.1设计依据2.2设计原则湖北省巴东县马槽河水库大坝枢纽安全监测设计主要遵循以下原则：（1运行状态。（2）根据本工程具体条件，突出重点、兼顾全面。通过大坝表面变形、溢形特性。（3）监测系统仪器从仪表的选型、埋设到数据的采集、传递，各个环节必须正确、可靠，保证正常的数据采集工作，保持数据的连续性。（4）设备、系统的性能要求即先进、实用，又易于管理维护；设计采用的新技术、新设备，必须经过充分的试验或已取得成功使用经验所证实。根据湖北省巴东县马槽河水库枢纽的实际情况，将大坝作为主要监测对象，缝及周边缝、面板混凝土应力应变、表面位移、水位监测、渗漏量等观测内容。的河床中心线最大断面为重点监测部位，监测系统具体布置如下。3.1.2坝体内部沉降及水平位移选择最大横断面与面板相交线上等间距布设3组两向应变计组,用于观测面板混凝土水平向和顺坡向的应力应变。水平位移观测在坝顶和下游坝坡布设2共有4个校核基点、4个工作基点、8个水平位移测点，采用视准线法观测。一组水尺，在溢洪道右边墙布设一组水尺。内外工程得到广泛应用。（6设1～2个校核基点。（3）表面变形监测应在安装完成后开始进行观测，取得初初始值后，施工期每月3～42～6、特大暴雨、强地震等）和工程出现不安全征兆时应增加测次。（4）为保证测量成果的精度，在作业前应对观测仪器进行严格的检验和校正。（5）观测时严格按仪器操作使用要求进行，认真记录，并与前次测值进行比较，发现异常及时复测。同时，应进行巡视检查，及时了解建筑物运行状态。（6）定期检查监测设施是否运行正常，保证监测成果的准确性和可靠性。4.2.1.1钻孔渗压计的安装技术要求（1）钻孔。渗压计钻孔直径130mm，尽量保持孔中无水或为清水。钻孔过程中边钻边检查土样，记录砂层顶部高程及底部高程，并进行地质素描。（3）终孔后，在孔底铺设0.5m厚的碎石及中粗砂。将测压管安装于孔中，孔壁回填中粗砂超过测压管的花管段1定要将膨润土夯实。（4）电缆线牵引要避免施工干扰，按设计要求引入观测站。（5）仪器埋设后及时填写考证表并将有关表格让现场监理等人员会签后保存归档。4.2.1.2基岩渗压计的安装技术要求（1250×250×150mm1）根据设计图纸进行量水堰的修建，使其拦水坝及基础均不漏水。2）按照设计要求和现场的渗流量情况选购和加工堰板。37倍堰上水头，且总长不小于2m，即堰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。4）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。5120cm的墙壁上将支架牢固地固定住，使LN2063－R量水堰人工观测坐标仪的测杆测针同堰口持平时的测杆读数位于200mm左右。进行适当调整，使测杆的前后和左右均保持垂直。6）安装固定量水堰水位计。（1）按规范及设计要求的频次进行观测，即在监测仪器按技术要求完成安时复测。（2续10天；然后每月观测三次。若工程出现异常情况时应根据需要加密观测。(4)定期检查监测设施和和二次仪表是否正常，保证监测成果的准确性和可靠性。4.3内部变形及应力应变监测仪器安装技术要求4.3.1水管式沉降仪的埋设技术要求按照设计图纸计算进水管、排水管、通气管的管长，检查各管是否有破损、完好无损的前提下将同一测头的3标设水管式沉降仪，埋设的具体工序如下：（11.0m高程左右时，按设计图纸，测量定出埋设的管线、测点和观测房的位置，计算出各部位的开挖深度。为30㎝×30㎝。（32㎝的反滤料，于±2㎝为止。在测头埋设处浇筑厚约10cm用水准仪校测管路基床坡度，其不平整度尽量控制在2mm以内。（4）水管式沉降仪安装合格后用混凝土（C25）在测头外浇筑约40cm×40cm的钢筋混凝土，混凝土的高度以高出测头顶面15cm左右为标准，拌合混凝土时采用加速凝剂的方法来加速混凝土的速凝，缩短埋设安装的工期。②将外套保护管的各连接管沿整平的基床上蛇行平放，引至观测房。（5）沟槽回填：管线放好后，及时回填。在粗粒料坝体中，以反滤形式人约1.8m至测头以上1.5m左右，此后按正常的施工程序施工。，入表中，同时测量测管安装基面高程并记入表中。各种沉降仪器埋设过程均应很好保护，做好施工记录，如编号、安装位置、设人员等等，均填入考证表内，并附位置图、结构示意草图。性能，先读出各测点量测板玻璃管上的水位，记作为校验仪器工作性能的读数，然后开始逐个向测头连通管的水杯充水排气，其步骤如下：a．打开脱气水箱的供水开关向压力水罐供水，水满后关进水阀；b．向压力水罐施加1～5m的水头压力；c．关测量管与沉降测头水杯的连通开关，开压力水罐测头水杯的开关，连续不间断的进水，溢流出的水从排水管排出，直至排尽测量管内的气泡为止；e．开测量板上玻璃管与沉降测头水杯子连接的连通管的进水开关，使量测水杯连接的连通管通；f．以同前述的步骤，作其他测头的连通管内的排气，待各测量板上玻璃管的水位稳定，读出的数即为测读数。气工作。每20分钟读一次数，直至最后两次读数不变为止，若读数的数值与排气前排气工作做得是否正确，次之应考虑可能的其他原因。(即测头水杯的水位)并以水准仪测出量测板的标点高程，换算出测头实际沉降量。分段式埋设：设长或将已预留足够长度的各种管道，依次延伸至观测房内。测点应埋设于同一高程上，测点的埋设高程应高于观测房地面1.3～1.5m。点器设备安装完成后能开展正常的观测。具体埋设步骤如下。（1约1m时，测量定出埋设的管线、测点和观测房的位置，计算出各部位的开挖深度。（32㎝的反滤料，形成反滤层，细心整平用小型机械振碾。振碾过程中，用水准仪校测整平基床，于±2㎝为止。（4）水平位移计的安装钢丝的长度，每根放长2m。按测点的布置顺序分别盘绕，并系上测点的编号牌，，固板和钢丝。（5）沟槽回填锚C25混凝土浇筑浇一全包锚固板的混凝土块体。块体尺寸为：厚35cm、长38cm、高50cm。浇混凝土时，防止砂浆进入伸缩接头与来加速混凝土的速凝，缩短埋设安装的工期。到颗粒料部分，以反滤形式回填压实，靠近仪器设备周围用细粒料充填密实。标点的观测、记录。向轮加总重150kg（对直径Φ2mm按杠杆比例缩小实加砝码重量数，使钢丝承重是150kg。分段式埋设：时坝形观测墩，施工期每次观测时，应同时测读观测墩坐标。4.3.3测缝计的安装技术要求有安装联结处都有紧定螺钉，联结好后，必须拧紧。（2）缝面剪切位移观测仪器的安装周边缝剪切位移的观测仪器安装如图2装和附件与开合度观测情况相似。面板升降的观测仪器埋设如图31241110与位移计体放入预留孔内，抽出电缆，灌浆固定，之后将加长杆用螺母锚固在锚固架上，两边螺母必须宁紧。4.3.4应变