1、第十三章 原型观测13.1.观测项目概述原型观测工程范围有混凝土面板堆石坝、右岸边坡、坝下游石渣回填区及上下游围堰等。原型观测项目有：（1）巡视检查；（2）变形监测：坝体外部水平位移沉降、坝体内部水平位移沉降、坝基沉降、岸坡位移、混凝土面板挠度变形、挤压墙变形监测；（3）渗流监测：坝基防渗墙帷幕前后渗透压力水位、绕坝渗流水位、坝后渗流水位、坝后渗流量监测；（4）压力（应力）监测：有坝体孔隙水压力、坝体土压力、岸坡接触压力、边坡锚固应力、面板钢筋应力监测；（5）应变监测：混凝土面板应力应变、挤压墙应力应变监测；（6）伸缩缝监测：坝体岸坡接缝、面板脱空缝、面板周边缝三向变位、面板缝两向变位监测；（
2、7）强震监测；（8）施工期临时监测：包括边坡开挖支护过程中变形与锚固随机监测，接缝及裂缝随机监测以及围堰变形、渗土压力的施工期监测。 13.2.观测工程工作主要内容工作内容包括设计文件中全部观测仪器和设备的到货验收、现场率定、安装埋设、仪器移交前的施工期观测维护等；承担观测仪器及设备所需的辅助材料采购工作；承担观测资料的日常计算、整编及观测资料反馈工作；承担蓄水安检及竣工验收观测资料的基本分析工作；承担管理接收单位的人员培训工作；承担施工期观测所需部分二次仪表的配备；制定监测项目的实施及施工组织计划工作。13.3.观测施工执行的依据13.3.1xx 水电站观测工程设计图和设计变更文件。13.3
3、.2xx 水电站观测工程招标文件。13.3.3 监理部会议纪要。13.4.观测工作引用的规范13.4.1土石坝安全检测技术规范SL60-94；13.4.2混凝土坝安全检测技术规范DL/T5178-2003；13.4.3土石坝安全检测资料整编规程SL169-96；13.4.4混凝土坝安全检测资料整编规程DL/T5209-2005；13.4.5国家一、二等水准测量规范GB12897-91 ；13.4.6国家三、四等水准测量规范GB12898-91 ；13.4.7水位监测标准GBJ138-1993；13.4.8地下水监测规范SL/T183-96；13.4.9水利水电工程施工测量规范SL52-93；1
4、3.4.10国家三角测量规范GB/T17942-2000；13.4.11土石坝监测仪器系列型谱DL/T947-2005；13.4.12混凝土坝监测仪器系列型谱DL/T948-2005；13.4.13水电水利工程预应力锚索施工规范DL/T5183-2004；13.4.14水电水利岩土工程施工及岩体测试造孔规程DL/T5125-2001；13.4.15钢筋焊接及验收规范JGJ18-1996；13.4.16混凝土质量控制标准GB50164-1992。 13.5.施工组织机构及人力资源13.5.1 施工组织机构框图见图 13-1。图 13-1 施工组织机构框图积石峡水电站项目部观测队质量安全管理员 经
5、济材料设备员 档案资料管理员 测 量 组外 观 组第 一 埋 设 组第 二 埋 设 组13.6.观测项目总体施工计划观测工程施工进度依附于坝体的总体施工进度，为了避免观测施工干扰其它施工，编排观测施工与坝体施工的对应关系见表 13-1。表 13-1 观测施工与坝体施工对应关系表坝 体 工 程 观 测 工 程观测工作2007 年 3 月-6 月围堰施工期 完成围堰渗压、位移测点埋设 日常观测开始2007 年 4 月 -2007 年 12 月完成右岸锚索、锚杆测力计、多点变位计埋设2008 年 3 月 -8 月基坑部位趾板混凝土施工同时电磁式沉降管钻孔安装2008 年 8 月趾板灌浆 完成帷幕后渗
6、压计钻孔埋设2008 年 9 月-2009 年 8 月大坝填筑期完成坝基渗压计、坝体土压计、沉降测斜管、水管沉降仪、钢丝引张线、土位移计、多点变位计、观测房、部分强震仪、绕坝渗流测压管施工2009 年 8 月 -2010 年 3 月 完成坝体下游表面标点施工2010 年 2 月面板钢筋绑扎期焊接钢筋计、安装应变计和无应力计、绑扎测斜管、辅设测缝计电缆2010 年 3 月 -2010 年 5 月面板浇筑期埋设和保护面板钢筋计、应变计、无应力计、脱空仪、固定测斜仪及予埋设周边缝测缝计电缆2010 年 5 月-6 月 30 日面板浇筑完成后安装趾板伸缩缝测缝计、周边缝测缝计、面板缝测缝计、安装剩余强
7、震仪、2010 年 6 月 30 日蓄水前完成蓄水前观测资料整编及蓄水前观测埋设分析安检报告2010 年 7 月-2010 年 12 月防浪墙施工期完成竣工验收观测资料整编及观测埋设竣工验收报告，培训接收人员，安装剩余固定测停止日常观测斜管、安装坝顶表面标点，面板观测电缆进入观测房，移交观测归档资料13.7 观测工程施工总体程序13.7.1 积极做好埋设前的各项准备工作，做好施工组织设计并上报监理部，及时申请开工命令。13.7.2 分析仪器埋设位置的工作状况，协调好仪器埋设与土建施工的关系。13.7.3 分析仪器埋设位置的工作状况，结合未来观测自动化要求，按照协议或设计要求合理选择仪器型号、量
8、程、耐水压、灵敏度等参数，分期分批提前半年向监理申报仪器采购计划，经监理审批后报送业主物资公司采购仪器及设备。13.7.4 仪器到货后会同监理对仪器设备进行初检，检查运输过程中仪器是否完好，装箱单、合格证、说明书、厂家率定资料、厂家耐水压指标是否完整，确有问题退回厂家。13.7.5 对仪器进行耐水压试验。13.7.6 按照规范要求，对仪器进行率定试验，并与厂家率定参数进行对比，相差较大时查明原因，确属厂家错误退回厂家。若监理人认为有必要时，监理人和我方派代表赴厂家参加主要仪器设备的检验和验收。13.7.7 按设计图纸确定传感器电缆接线长度并对电缆进行编号，使用成熟的接线工艺接线。13.7.8
9、加工与仪器配套埋设的附加配件。13.7.9 各类仪器安装前 30 天，将仪器设备清单及检验结果（包括仪器制造厂家、说明书、仪器厂家鉴定参数和自检参数、防水性能、电缆连接等资料）一式六份报送监理审查，只有监理工程师审批后的仪器才能进行埋设安装。13.7.10 每种仪器埋设时向监理提前呈报更详细的埋设作业指导书，经监理审批后方可埋设观测仪器。13.7.11 测量放点：观测仪器埋设时精确测量埋设位置及高程，埋设中及时绘制埋设竣工图。13.7.12 观测仪器埋设：按作业指导书进行观测仪器埋设。13.7.13 资料：填写班记录及埋设考证表。13.7.14 保护：对已埋设仪器专人保护，设立明显标志牌，设立
10、保护箱，直至此项仪器及电缆埋设完毕。13.7.15 观测：按照观测规范频次对已埋设仪器进行日常观测发现问题及时重测，确有问题及时上报监理。13.7.16 承报埋设资料，上报监理部，审批埋设施工合格证。13.7.17 计算归档：对日常观测值及时进行计算归档。13.7.18 分部分项观测仪器埋设完毕后并具备移交条件时向监理申请办理分部分项验收手续。13.7.19 移交：按要求向接受方移交观测仪器及资料并培训接收方人员。13.7.20 归档：各种观测资料按要求编号整理成册，一式六份（含电子文档）向业主方归档。13.8 观测工作总体要求13.8.1 对临时雇用的埋设人员进行上岗前培训，未经培训人员不得
11、上岗。13.8.2 严格按照作业指导书进行埋设施工。13.8.3 测量人员要及时绘制埋设竣工图。13.8.4 观测质检人员对观测埋设质量进行检测，统计日观测工作量，填写工作日记录，报送监理填字。每种观测仪器埋设完毕后，经观测质检和监理检验合格后填写埋设合格证（一式三份） 。13.8.5 资料计算人员对观测原始记录进行审查，制定计算表格，确定计算参数，及时整编资料（一式四份） ，整编结果上报监理部。13.8.6 在施工期主要采用信息反馈的方式定期或不定期向发包单位、监理、设计等有关单位传递观测资料和观测信息。通过大坝及基础及岸坡变形资料的反馈了解大坝所处的工作状态。通过坝基渗流量、扬压力、渗流系
12、数等信息反馈了解帷幕灌浆效果是否良好。通过应力、应变、温度、接缝信息资料的反馈了解大坝的整体性，是否有裂缝的发生，通过边坡位移资料的反馈，了解边坡是否稳定。13.8.7 分析报告：提交蓄水及竣工时观测初步分析报告。13.8.8 竣工验收报告：提交竣工验收时观测全部归档资料及竣工验收报告，上报监理部。13.8.9 培训观测接收人员。13.9 质量管理体系及质量控制措施13.9.1 质量管理体系项目经理是质量责任负责人，对本项目质量全面负责，观测技术负责人具体负责质量管理工作。仪器埋设制订专门的质量管理制度和质量标准，每件仪器埋设时留电子照片。各埋设小组组长是各埋设项目质量的具体责任负责人。现场质
13、量管理员负责对观测埋设工作实施的每一个环节进行质量检测。观测仪器埋设质量检测实行“三检制”，即埋设质量管 理员对埋设质量进行初检，技术负责人对埋设质量进行复检，施工监理对埋设质量进行终检。竣工时对观测仪器质量进行全面会检（会检由业主、监理、施工三方联合进行） 。13.9.2 质量控制措施施工质量的控制首先把握好观测仪器设备选型关，对所选型号仪器在其它工程上的应用情况进行全面考察，只有证明在其它工程上应用良好的仪器方可用于本工程；对仪器耐水压、精度、量程全面考虑并选型。其二把握好观测仪器设备进场验收关，对运输途中破损的仪器坚决退回厂家，对验收完好的仪器检查包装清单、仪器出厂合格证、仪器使用说明书
14、、仪器出厂率定表是否齐全。其三把握好观测仪器设备率定关，包括仪器、电缆进行的耐水压力试验和率定试验。其四把握好观测仪器设备的埋设关，包括埋设位置定点精度、制定和使用成熟的埋设安装工艺方法。其五把握好观测仪器设备的埋设看护关，设立警示标志，每天 24 小时派人看护。检测质量的控制首先要严格按照检测规范要求的观测频次进行观测，观测值有突变时及时重测以便查明原因，对确有突变的部位及时以书面形式上报监理部。其二是对观测资料及时计算整理和绘制图表，按监理部要求上报各种报表。其三是平时做好资料建档工作。其四是做好施工单元的划分工作，严格执行“三检制” ，及时会同监理填写好单元工程质量施工合格证。13.10
15、 安全防护及安全生产措施安全防护一是施工作业安全防护，二是仪器设备安全防护。13.10.1 施工作业安全防护措施制定施工安全规章制度，其内容包括炸药、氧气、乙炔气、电焊、用电、高空作业、交叉施工、车辆驾驶、夏季施工、冬季施工作业规则，个人安全防护用具的佩戴，无特种行业作业证者不得从事特种行业作业。雷电、强风时停止作业。安全防护分派经过安全技术培训的专人现场检查施工安全。13.10.2 仪器设备安全防护13.10.2.1 仪器设备运输要防震、防潮。库存仪器设备要避免腐蚀和受潮。13.10.2.2 仪器率定和组装时应严格遵照仪器使用说明的要求精心操作，严禁超限操作。13.10.2.3 现场进行仪器
16、安装要严格按照施工技术规程规定的程序、工艺和技术控制标准操作，严防撞击、振动、挤压或摩擦损坏仪器及电缆。13.10.2.4 仪器安装就位后及时安装防护装置，对仪器设备和电缆进行防护，避免施工中受损坏。13.10.2.5 仪器运行期间按照运行期的仪器设备和观测管理规定进行及时的维护和检验。13.10.2.6 对短期无法完全安装完成的仪器和未进入安全状态的仪器，昼夜 24 小时专人看护。13.11 文明施工及环境保护措施建立文明施工制度，制定文明施工措施，做到观测设备堆放整齐，观测设施警示明显，观测施工与坝体施工文明配合，观测丢弃物品随车运出坝外，钻孔时对泥浆护壁的泥浆设立专用泥浆回收池，做到科学
17、、文明、环保施工三具备。13.12 减少施工干扰及确保工期措施该工程对施工进度影响较大的项目有观测房、水管沉降仪、钢丝引张线水平位移计、电磁沉降管钻孔、多点变位计施工。对此，我方采取如下措施：提前填筑观测房奠基面，使观测房地面高出同期坝面，以便提前修建观测房。水管沉降仪和钢丝水平位移计采用反铲、推土机、震动碾等机械作业，提高作业进度。电磁沉降管在上游趾板施工期间进行钻孔施工，避开对回填坝料的影响。多点变位计采用 100B 钻机，提高钻孔速度。13.13 有关工程设计及施工建议13.13.1 电磁沉降管目前已成功运用于公伯峡面板堆石坝，沉降管磁环间距为 5 米，而 xx 坝沉降环间距为 10 米
18、，间距变大后必然要丢失一部分沉降量，这样不利于用类比法判断坝体的填筑质量，为了配合段长两米沉降管埋设布环，建议测点间距改为 4米。13.13.2 为了监测面板高程较低处坝体蓄水后坝料压缩情况，建议在沉降管观测断面ES7 测点上游 35 米处坝体内增加一组竖向连杆锚板式串联变位计，采用填筑式埋设方法与坝体同步向上埋设，最上锚板安装在面板内，电缆引至坝后观测房进行永久性观测。13.14 日常观测按规范及招标文件表 12-1 规定的频次，对各种仪器进行观测和对坝体及岸坡进行巡检并做好记录，发现异常及时重测和报告技术负责人，确有问题时 24 小时内书面报告监理部。13.15 观测人员13.15.1 监
19、测项目合同签定后，在进场前，将进驻工地的主要技术人员简历情况上报监理单位审批，并按监理单位审批后的人员进场。13.15.2 驻工地人员中至少有两位经过监理单位批准的工程师以上专家，专家资格是至少有 15 年安全监测仪器安装、埋设、观测、资料整理分析的经历的观测人员和专业测量人员；至少在五个类似工程监测系统中负责过安全监测仪器的埋设安装、观测、资料分析的观测人员和专业测量人员组成。13.15.3 各类仪器安装埋设人员必须是经过培训，并取得上岗资格的人员。仪器埋设安装时，至少应有一名专业工程师在场。13.16 检测设备功能及质量根据招标文件要求，我方推荐以下观测仪器，供参考，见表 13-2。13.
20、17 埋设承诺根据我方公伯峡坝体的埋设经验，在仪器选型、量程、防水耐压试验上做到一步到位，内部仪器埋设后完好率可以达到 100%。故我方承诺仪器移交时完好率达到100%。13.18 仪器设备的检验率定13.18.1 仪器防水试验13.18.1.1 防水试验仪器耐水压力确定：土压力计加至仪器本身额定压力；渗压计加至仪器本身额定压力的 1.2 倍；应变计、钢筋计、固定式测斜仪加至仪器出厂时的规定的压力；测缝计加至蓄水压力的二倍进行试验。13.18.1.2 防水试验方法：用兆欧表测定试验前仪器的绝缘度，其电阻绝缘值要大于50M，将初检合格的仪器放入压力容器，把电缆从出线孔中引出，将风盖关好，再起动压
21、力泵，使高压容器充水，待水从压力表安装孔溢出时，排除压力容器内所有空气后，再把仪器加至规定压力，每支仪器必须经过 60 小时以上耐水压试验，加压试验完成后其电阻绝缘值仍要大于 50M。13.18.2 电缆密封试验表 13-2 观测仪器一览表序 号 仪 器 名 称 仪 器 型 号 性 能 指 标 生 产 厂 家16.1 强 制 对 中 盘 F-1A 中 误 差 0.05mm 四 川 新 都 飞 翔16.2 水 准 标 点 B-2 不 绣 钢 四 川 新 都 飞 翔16.3 固 定 觇 标 M-450 对 中 精 度 0.2 mm 四 川 新 都 飞 翔16.4 活 动 觇 标 M-400A 0-
22、200 mm， 直 读 0.02 mm 四 川 新 都 飞 翔16.5 水 管 式 沉 降 仪 NSC-1 0+1500 mm、 1mm、 有 自 动化 观 测 接 口 南 京 南 瑞16.6 钢 丝 水 平 位 移 计 NVW-1 0-1000mm、 1mm、 有 自 动 化观 测 接 口 南 京 南 瑞16.7 电 磁 式 沉 降 仪 CT-1 150m、 0.1mm16.8 电 磁 式 沉 降 管 PVC 外 径 75mm16.9 电 磁 式 沉 降 环 CJH88.1、 CJH88.2 内 径 75mm金 坛 市 土 木 工 程 仪 器厂16.10 活 动 测 斜 仪 6000 53、
23、 分 辨 率 0.02 mm 美 国 基 康16.11 测 斜 管 ABS 外 径 75mm、 导 槽 扭 角0.03/m 美 国 达 汉 土 工16.12 固 定 测 斜 仪 ELIPI 斜 面 35 10、 分 辨 率0.04mm/m 美 国 达 汉 土 工16.13 固 定 测 斜 仪 测 管 ABS 70mm 美 国 达 汉 土 工16.14 位 移 计 A-9 100 mm、 分 辨 率 0.025%F.S 美 国 基 康16.15 脱 空 仪 A-9 200 mm、 分 辨 率 0.025%F.S 美 国 基 康16.16 三 向 测 缝 计 4420 0-150 mm、 分 辨
24、率0.025%F.S、 耐 水 压 1.2MPa 美 国 基 康16.17 二 向 测 缝 计 4420 0-100 mm、 分 辨 率0.025%F.S、 耐 水 压 1.2MPa 美 国 基 康16.18 单 向 测 缝 计 CF-12 0-12mm、 分 辨 率 0.1%F.S、耐 水 压 1.2MPa 南 京 电 力 自 动 化 厂16.19 多 点 变 位 计 DD 0-100mm、 分 辨 率 0.1%F.S 南 京 电 力 自 动 化 厂16.20 岩 石 变 位 计 YS 0-40mm、 分 辨 率 0.1%F.S 南 京 电 力 自 动 化 厂16.21 渗 压 计 GK-4
25、500S 0-1Mpa、 分 辨 率 0.025%F.S 美 国 基 康16.22 土 压 力 盒 4800 3.5Mpa、 分 辨 率 0.025%F.S 美 国 基 康16.23 界 面 土 压 力 盒 4810 3.5Mpa、 分 辨 率 0.025%F.S 美 国 基 康16.24 温 度 计 DW-1 -30 700.3、 分 辨 率0.05%F.S、 耐 水 压 1.2MPa 南 京 电 力 自 动 化 厂16.25 钢 筋 计 KL 拉 300Mpa、 压 100Mpa、 分 辨率 0.1%F.S、 耐 水 压 1.2MPa 南 京 电 力 自 动 化 厂16.26 四 向 、
26、三 向 混 凝 土应 变 计 DI-25GY压 120010-6拉 60010-6、 分 辨 率0.1%F.S、 耐 水 压 1.2MPa南 京 电 力 自 动 化 厂16.27 混 凝 土 无 应 力 计 DI-10压 120010-6拉 60010-6、 分 辨 率0.1%F.S、 耐 水 压 1.2MPa南 京 电 力 自 动 化 厂16.28 锚 杆 应 力 计 MG 拉 300Mpa、 压 100Mpa、 分 辨率 0.1%F.S 南 京 电 力 自 动 化 厂16.29 三 分 量 强 震 仪 GDQJ-1A 0.5 50HZ、 0.0001-2g 中 国 地 震 局 工 程 力
27、学研 究 所16.30 平 尺 水 位 计 0-150m、 分 辨 率 1cm 金 坛 土 木16.31 集 线 箱 MJ-20A 南 京 电 力 自 动 化 厂四 芯 （ BGK-250V6） 北 京 基 康16.32 电 缆五 芯 YSSX（ 50.75）1.5/100m、 绝 缘 电 阻50M 南 京 电 力 自 动 化 厂把电缆一端接在气压泵，另一端接在压力表，电缆盘侵入水中，气压加至0.5MPa，电缆不冒气泡视为合格，试验完成后其电阻绝缘值仍要大于 50M。13.18.3 电缆电器试验电缆盘两端对应芯线连接精密电阻电桥，不断的揉搓电缆盘，电阻值不跳变视为合格。13.18.4 仪器率定试验观测仪器不同，率定方法和计算方法不同。各种仪器国家均有相应的率定方法、计算方法和鉴定标准，率定试验要严格按照规定方法和鉴定标准进行。13.18.4.1 钢铉式传感器主要率定指标：最小读数、额定输出、分辨率、线性度、滞后、不重复度、综合误差、温度系数。13.18.4.2 差动式传感器主要率定指标：最小读数、额定输出、端基线性度、回差、重复性误差、温度系数。13.18.4.3 测缝计传感器主要率定指标：仪器系数（线性系数） 、满量程输出（额定输出） 、非线性误差、重复性误差、迟滞性误差、基本误差。
