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NARI 黄河公伯峡水电站 大坝安全监测自动化系统工程 竣工报告 南京南瑞集团公司南京南瑞集团公司 二二 七年三月七年三月 报告编写： 刘远国、徐亮、腾敏、李召阳 审 批： 刘广林 目目 录录 1.1. 概况概况1 1 1.1.工程概况 .1 1.2.原监测系统概况 .1 1.3.自动化监测系统概况 .2 2.2. 本标段完成的施工项目及内容本标段完成的施工项目及内容4 4 3.3. 工程施工总进度工程施工总进度4 4 3.1.总体进度及工期 .4 3.2.施工进度说明 .5 4.4. 完成的主要工程量完成的主要工程量6 6 5.5. 施工依据、主要施工经过及施工方法施工依据、主要施工经过及施工方法7 7 5.1.施工依据 .7 5.2.主要施工经过 .7 5.3.主要施工方法 .8 6.6. 试运行测试情况试运行测试情况1414 7.7. 施工质量管理情况施工质量管理情况1515 8.8. 文明施工与安全生产情况文明施工与安全生产情况1515 8.1.文明施工情况 15 8.2.安全保护措施 16 9.9. 存在问题及建议存在问题及建议1616 10.10.结语结语 1616 NARI 黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程 竣工报告 南京南瑞集团公司 1 1.1. 概况概况 1.1.1.1.工程概况工程概况 公伯峡水电站位于青海省循化、化隆两县交界的黄河干流上，是黄河上游龙羊 峡至青铜峡段规划的第四个大型梯级电站。电站总装机容量为 1500MW，水库总库 容为 6.2 亿 m3。电站以发电为主，兼有防洪、灌溉、供水等综合功能。本工程枢纽 主要由大坝、引水发电系统和泄水建筑物三大部分组成。 大坝为钢筋混凝土面板堆石坝，坝顶高程 2010.0m，最大坝高 132.2m，坝顶长 429.00m。由于河谷狭窄，面板堆石坝与右坝头电站进水口衔接处以及与左坝头溢 洪道衔接处分别设有 38.00m 和 50.00m 的高趾墙与大坝面板相连接。 引水发电系统布置于右岸，由引水渠、坝式进水口、压力钢管道、电站厂房及 尾水渠等建筑物组成，建筑物全长约 600.00m。引水渠布置在大坝上游右岸级阶 地上，引渠全长 300.00m，宽约 140.00m。电站进水口为混凝土重力坝式进水口， 坝顶长 94.00m，坝高 52.00m58.00m，分为 5 个坝段。压力钢管道为敷设在岩石 基础上的钢衬钢筋混凝土管，钢管内径 8.00m，外包混凝土厚度 1.50m，压力钢管 采用一机一管布置型式。电站厂房位于大坝下游坡脚右岸岸边，为地面式厂房，主 厂房内布置 5 台单机容量 300MW 水轮发电机组。 泄洪建筑物由左岸溢洪道、左岸泄洪洞和右岸泄洪洞组成。溢洪道位于大坝左 坝头侧，为岸边开敞式溢洪道，是枢纽主要泄洪建筑物。溢洪道坝顶全长 64.00m， 其中溢洪道坝段长 37.00m，左副坝坝段长 26.00m。左岸泄洪洞为压力洞型式，压 力隧洞为直径 8.50m 的圆形断面，洞长 607.00m，是枢纽唯一的深孔泄水建筑物， 其作用除泄洪外，还可用于降低库水位、控制初期蓄水时库水位上升速度及参与施 工期度汛。右岸泄洪洞为水平旋流消能泄洪洞，由进口堰闸段、竖井段、水平旋流 发生装置、旋流消能段、水垫塘消能段及退水洞组成。 2001 年 8 月 8 日，公伯峡水电站正式开工，2006 年 6 月，电厂最后一台 5 号 机发电，工程基本竣工。 1.2.1.2.原监测系统概况原监测系统概况 公伯峡水电站安全监测系统共设立了变形、应力应变、温度、接缝、渗流及环 境量几大监测项目，共布置仪器设施约 2024 支（组、台、套）。各仪器设施自安 NARI 黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程 竣工报告 南京南瑞集团公司 2 装埋设并投入运行以来，已积累了大量的监测资料，为指导施工、反馈设计和评价 建筑物运行状态提供了科学依据。 考虑到公伯峡水电站工程规模大，枢纽安全监测测点、仪器设备种类多，测站 多，监测系统覆盖面大，靠人工数据采集和数据处理周期长、同步性差，特别是汛 期、地震等紧急情况下，不能及时连续完成数据采集，难以及时为评价工程安全状 况提供依据。因此，依据设计要求，本次施工在原有监测仪器的基础上，对监测系 统进行了自动化系统安装。 1.3.1.3.自动化监测系统概况自动化监测系统概况 公伯峡大坝安全监测自动化系统分为监测中心和现场监测网络两大部分。 监测中心位于前方中控楼六楼。中心内安装了系统计算机和网络工作组，各系 统计算机上安装了系统数据采集和分析等自动化安全信息管理系统软件。可以实现 系统数据采集、分析处理、系统管理和网络管理等功能。 现场监测网络分为三大部分。 第一部分包括 5#压力钢管、坝后各观测房和坝后总量水堰三块。所纳入的是 5#压力钢管上、下测站和坝后各观测房测站的各类内观仪器，以及坝后总量水堰仪。 第二部分包括 1#压力钢管、引水发电系统、右岸高趾墙、右岸泄洪洞、右岸绕 坝渗流孔、右岸防渗面板、左岸泄洪洞、左岸溢洪道及左高趾墙等部位。所纳入的 是这些部位的各类内观仪器、引张线仪、垂线仪、静力水准仪、双金属标仪、扬压 力和绕渗渗压计等仪器。 第三部分包括厂房内各监测部位。所纳入的是这些测站里的各类内观仪器。 整个现场监测网络共设置了智能型数据采集单元（DAU2000）94 台，内置各 类 NDA 智能数据采集模块 162 块，分布在 35 个监测站内，共计纳入各类自动化监 测仪器 1683 支（组、台、套）。其中差阻式内观仪器 1262 支（组、台、套），钢 弦式内观仪器 214 支，EL 固定式测斜仪 41 支，TS 位移计 12 支，两向测缝计 39 组，三向测缝计 14 组，正倒垂仪 7 台，静力水准仪 24 台，双金属标仪 2 支，右岸 边坡多点位移计 4 组，钢弦式量水堰仪 6 台，差动电容式引张线仪 9 台，钢弦式扬 压力渗压计 37 支，钢弦式绕渗渗压计 12 支。 各监测部位所纳入监测自动化系统的监测项目如表 1 所示，所纳入监测自动化 系统的监测仪器数量如表 2 所示。 NARI 黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程 竣工报告 南京南瑞集团公司 3 表 1：各监测部位所纳入监测自动化系统的监测项目一览表 本次已纳入监测自动化系统的监测项目及仪器类型本次已纳入监测自动化系统的监测项目及仪器类型 监测部位监测部位 变形监测变形监测 应力应变、温度、应力应变、温度、 接缝监测接缝监测 渗流监测渗流监测环境量监测环境量监测 面板堆石坝及 高趾墙 固定式测斜仪 三向应变计组 无应力计 钢筋计 温度计 土压力计 测缝计 渗压计 量水堰 右岸防渗面板 测缝计 温度计 渗压计 溢洪道 正、倒垂线 引张线 静力水准 双管金属标 应变计（组） 无应力计 钢筋计 温度计 测缝计 测压管（渗压计） 渗压计 量水堰 左岸泄洪洞岩石变位计 应变计（组） 无应力计 钢筋计 测缝计 渗压计 右岸泄洪洞岩石变位计 钢筋计 测缝计 渗压计 引水发电系统 正、倒垂线 引张线 静力水准 应变计（组） 无应力计 钢筋计 温度计 测缝计 裂缝计 钢板计 缝隙计 测压管（渗压计） 渗压计 量水堰 绕坝渗流 右岸绕坝渗流监 测孔（渗压计） 上下游水位 降水量 温度 风速 气压 表 2：各部位监测站内本次已纳入监测自动化系统的监测仪器数量一览表 序序 号号 部位部位测站测站 已纳入已纳入 仪器量仪器量 备注备注 序序 号号 部位部位测站测站 已纳入已纳入 仪器量仪器量 备注备注 1 1#观测房 1919 进水口廊 道 5#垂线室 25 2 2#观测房 1120 1#机压力钢管上 30 3 3#观测房 12921 1#机压力钢管下 57 4 4#观测房 822 5#机压力钢管上 32 5 5#观测房 10223 压力钢管 5#机压力钢管下 57 6 面板堆 石坝 （主坝 观测房） 6#观测房 8424 5#机蜗壳测站 20 7 1975 廊道 2#垂 线测站 225 厂房测站 C 15 8 溢洪道 1975 廊道 1#观 测站 3826 厂房 3#观测站 120 NARI 黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程 竣工报告 南京南瑞集团公司 4 9 1975 廊道 2#观 测站 1827 1#观测站 22 10 中墩 6828 2#观测站 111 11 左边墩 6429 左进水塔 40 12 1#观测站 68 工作闸室（右） 144 13 2#观测站 16 30 左岸泄洪 洞 工作闸室（左） 89 14 3#观测站 59 含 3 支 绕渗 右岸防渗 墙 右进水塔 23 15 1#垂线室 9 31 右岸泄洪 洞、绕渗 右进水塔 84 含 2 支绕 渗 4#观测站 832 2010 垂线室 5 16 5#观测站(右扭 面) 333 坝顶 进水口坝顶 5 17 6#观测站 4834 右岸绕渗右坝头变电所 7 18 进水口 廊道 7#观测站 3935 右岸多点右岸边坡 4 共计纳入仪器：共计纳入仪器：16831683 支（组、台、套）支（组、台、套） 2.2. 本标段完成的施工项目本标段完成的施工项目及内容及内容 依据合同及设计要求，到目前为止，本工程施工已完成了以下主要施工项目： 1) 监测系统网络工程； 2) 变形监测自动化系统； 3) 应力应变及温度监测自动化系统； 4) 渗流监测自动化系统； 5) 环境量监测； 6) 自动化系统安装调试； 7) 其它项目（资料整编等）。 完成的主要施工内容包括：本工程合同所订的观测仪器设备采购、率定、检验、 运输和保管等；电缆、光缆和保护管的现场敷设施工及相关的土建施工；各仪器设 备及自动化系统软、硬件现场安装、调试和维护；系统培训；施工期资料整编等。 3.3. 工程工程施工总进度施工总进度 3.1.3.1.总体进度及工期总体进度及工期 本工程于 2006 年 12 月 1 日正式开工，至 2007 年 2 月 13 日前完成了现场各主 要部位的 DAU 和 NDA 模块的安装及各类仪器的接入和测试，并投入了试运行。后 因降雪电缆沟结冰等原因无法施工，经请示发包方领导和监理同意，本工程暂停施 工。2007 年 3 月 1 日恢复现场施工，至 2007 年 3 月 26 日完成了系统通讯网络的整 体联网及测试。整个工程于 2007 年 3 月 28 日完成了现场安装调试施工，实际施工 工期为 103 天。 NARI 黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程 竣工报告 南京南瑞集团公司 5 3.2.3.2.施工进度说明施工进度说明 本工程的实际施工进度与合同要求相比有所推迟，主要由下列原因引起： 1、 关键项目的工程量增加了关键项目的工程量增加了 根据设计、监理及发包方要求和现场实际需要，本工程关键项目的工程量有不 同程度的增加，主要有： 1) 接入系统的仪器、DAU 和 NDA 模块的数量增加了。 据统计，实际按设计、发包方及监理要求接入的仪器数量比原来增加了七百多 支（组、台、套），相应的 DAU 的数量增加了 44 台，各类 NDA 模块的数量也增加 了 28 块； 2) 电缆及保护管的敷设数量增加了 经统计，合同内各类电缆的实需敷设数量比合同量增加了四千多米，相应的电 缆保护管的敷设数量及电缆沟的开挖、回填数量也增加了。 3) 部分新装仪器的安装数量及相关施工工作增加了 根据设计要求，进水口廊道的静力水准测点数量比合同数量增加了 1 台，相应 的测点墩以及连通管和角钢支架的施工数量也增加了。 2、 增加了额外的工程项目增加了额外的工程项目 根据设计和监理的要求以及现场实际需要，本工程施工新增的合同外主要施工 项目及数量如下： 1) 新增了 570 多支内观仪器的电缆接长工作； 2) 新增了近 7000 米的合同外电缆的敷设（主要为各类内观仪器），相应的电 缆保护管的敷设工作也有所增加； 3) 新增了八百多米的砼和石电缆沟开挖及回填工作； 4) 新增了 5 个砼量水堰测点坑的土建施工和 1 套不锈钢量水堰测点保护罩的施 工。 3、 异常恶劣的气候条件异常恶劣的气候条件 施工过程中碰到了多次异常恶劣的气候条件（现场多次降大雪、降温、结冰、 沙尘暴等），导致坝外光缆和电缆敷设路径上的土层上冻，部分电缆沟内被冰填满 结实，无法进行相应的敷设施工。另外，坝面电缆沟以及其它一些坝外混凝土的开 挖及回填项目的施工无法正常进行，工期不得不一再向后推延。除此之外，其它项 目的施工进度也受气候条件影响均有不同程度的减缓或延误。 NARI 黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程 竣工报告 南京南瑞集团公司 6 4、 部分项目的工作标准有所改变部分项目的工作标准有所改变 根据监理和设计要求，部分施工项目的工作标准与原要求相比有所改变，加大 了现场施工的难度，延长了施工的时间。 例如：原招标设计时所考虑的土方电缆沟的开挖尺寸为宽 30cm深 30cm 左右， 实际施工时，坝后树林内的电缆沟的开挖尺寸被要求改为宽 50cm深 80cm，其余 电缆沟的开挖尺寸均被要求改为宽 50cm深 50cm。此举大大加大了开挖及回填的 工作难度和施工工作量，尤其是在冻土的情况下，深部开挖施工尤为困难。 5、 一些非本标段原因所造成的影响一些非本标段原因所造成的影响 本工程在施工过程中，由于其它一些非本标段的因素也对现场施工进度造成了 一定的影响，主要有： 1) 扬压力管口附件、压力表、扬压力渗压计和绕渗渗压计等由于非本标的原因， 迟迟无法安装，同时绕渗测点的管、线布设也不得不向后推延； 2) 出于电厂和管理单位的安全管理规定，他们要求我方在现场施工时，必须有 他们的监护人员在场，且只能开一两个工作面。因此，我方无法全面展开各个工作 面的施工，从而制约了工程的施工进度。 3)由于公伯峡地区的偷盗现象比较严重，为了防盗，一些外露的管路和设备不 得不进行防盗加固特别处理，此举也加大了施工的难度，给工程的顺利施工带来了 阻碍。 4.4. 完成的主要工程量完成的主要工程量 本次现场施工共完成了 94 台 DAU2000 和 162 块各类 NDA 数据采集模块的安装 调试，共计纳入各类监测仪器 1683 支（组、台、套）；完成了近四万米的各类电 缆、光缆和电缆保护管的敷设以及近两千米的各类电缆沟的开挖及回填施工；完 成了 24 台静力水准仪和 2 条静力水准管路、9 台引张线仪、7 套垂线坐标仪、6 台 量水堰仪、1 套（2 支）双金属标仪、37 支扬压力渗压计和管口附件及压力表、12 支绕渗渗压计的安装调试，以及相应的测点墩浇筑、角钢支架制安、DAU 保护柜 制安等的施工；完成了监测中心各计算机及网络设备的安装调试、系统软件和监 测管理系统软件的安装调试，以及 1683 个自动化测点和 1695 个人工测点（包含 人工比测点、环境量测点和部分纯人工测点）的系统创建、参数和计算公式录入 以及系统的整体联调测试等。 NARI 黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程 竣工报告 南京南瑞集团公司 7 各项目实际完成的工程量详见黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工 程实际完成工程量统计汇总表。 5.5. 施工依据、主要施工经过及施工方法施工依据、主要施工经过及施工方法 5.1.5.1.施工依据施工依据 本工程的施工主要依据如下： 1)工程合同文件； 2)设计图纸、设计技术要求和设计变更通知； 3)监理工程师批准的施工组织设计、工程变更申请单； 4)工程投标文件和招标文件； 5)现场实际情况； 6)业主和监理要求； 7)大坝安全监测自动化技术规范（DLT 5211-2005）； 8)土石坝安全监测技术规范（ SL 60-94）； 9)混凝土坝安全监测资料整编规程（DLT 5209-2005）； 10) 产品技术说明书及相关技术文件资料。 5.2.5.2.主要施工经过主要施工经过 本工程施工时，首先依据设计要求对拟接入自动化系统的所有原内观仪器、静 力水准仪、双金属标仪、垂线坐标仪等进行了现场测试，将符合要求的仪器进行 了纳入自动化系统前的电缆接长和接头处理，并依据各测站的仪器数量和类型， 配置和安装了相应的数据采集单元（NDA 模块）、数据采集单元保护箱 （DAU2000），对坝外露天测站的数据采集单元 DAU 还设计并制作了数据采集单 元保护柜加以保护。同时，对所有拟纳入自动化系统的测点、对应的人工比测点 以及环境量测点进行了系统软件创建、参数和计算公式录入。 之后，依据设计要求，对溢洪道坝顶和进水口坝顶的引张线仪进行了安装调试， 对损坏的原垂线坐标仪、静力水准仪和双金属标仪进行了更换调试，对监测中心 的计算机和网络设备以及软件系统进行了安装调试，对进水口廊道的静力水准测 点墩进行了立模浇筑，并进行了角钢支架、连通管、保温材料和水准标点的制作 安装，接着对静力水准仪进行了安装和调试。在扫孔完毕、具备自动化仪器安装 条件后，及时对渗压计、管口附件和压力表进行了安装调试。 NARI 黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程 竣工报告 南京南瑞集团公司 8 与此同时，现场还依据设计要求进行了电缆沟的开挖，并对系统网络总线电缆、 光缆、各类仪器信号电缆、电缆保护管和光缆终端盒等进行了敷设施工和安装， 对仪器信号电缆和光缆进行了焊接和测试。 在网络、仪器和系统设备都安装到位后，对系统软、硬件进行了集成和联调测 试，并进行了现场试运行测试。 最后，对运行管理单位的运行管理人员进行了本工程软硬件系统运行、管理和 维护知识的现场培训。 5.3.5.3.主要施工方法主要施工方法 本工程施工的主要项目有：变形监测项目（引张线、垂线、静力水准、双金属 标、固定式测斜仪和岩石变位计）、内部应力应变、温度、接缝监测项目、渗流 监测项目（扬压力、绕渗和量水堰）和环境量监测项目（上下游水位、降水量、 温度、风速）。 各项目的主要施工方法如下： 5.3.1.5.3.1. 变形监测项目变形监测项目 5.3.1.1.5.3.1.1. 引张线引张线 引张线施工分溢洪道坝顶引张线及进水口坝顶引张线两条。因这两条引张线的 线体、保护箱等原先已经安装了，所以本次施工主要是安装自动化仪器设备。主要 安装方法及步骤如下： 1) 将仪器安装到位。安装过程中首先检查了各引张线测点箱和引张线线体的安 装位置及安装方向是否满足设计要求，并用水平尺检查底板是否水平； 2) 用不锈钢螺栓将坐标仪固定在引张线测点箱底板上。根据测点以往的测值变 化规律，对于测值变化较大的测点已根据安装季节对仪器的初始位置做了适当调整， 将各坐标仪安装在了最佳位置； 3) 敷设电缆并按照连接约定连接坐标仪电缆，并对接头进行防水密封绝缘处理； 4) 将电缆引入测量控制单元（DAU），并对电缆接线进行标记。 5) 仪器安装完成后将电缆接入 DAU 数据采集单元和模块进行调试和标定。采用 连续检测的方法来测试各仪器测值的稳定性，采用引张线标定仪人工给定位移的方 NARI 黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程 竣工报告 南京南瑞集团公司 9 法对各引张线进行现场标定，并对线体进行了线体试验，以此检查坐标仪灵敏度系 数是否正确，电缆接线是否准确无误，仪器测值及方向是否正确，测量精度是否满 足要求，同时核实线体是否自由。 5.3.1.2.5.3.1.2. 垂线垂线 本次纳入自动化系统的正、倒垂线共有 7 条，各垂线原先均已安装有垂线坐标 仪。本次施工根据设计要求首先对各垂线坐标仪进行了检查测试，发现各垂线坐标 仪因原先的安装或维护不当，大部分工作已经不太正常，部分仪器的极板部件已经 遗失或破损。为了节约工程投资，现场首先对进水口廊道和 1975m 廊道内的 6 台垂 线坐标仪进行了逐一修复，并对各仪器电缆进行了更换（原电缆太短，不够接入自 动化系统），对 2010 垂线室的垂线坐标仪进行了更换，并将其纳入了该处的引张 线测量模块进行统一测量。有关仪器的安装方法和步骤如下： 1) 首先将仪器下方的倒垂孔口用临时保护设施挡住以防东西掉入，然后拆下原 垂线坐标仪，用螺栓将新坐标仪固定在支架上。根据测点以往的测值变化规律，将 坐标仪安装在最佳位置； 2) 焊上中间极吊丝并进行绝缘处理，之后将电缆接入测量控制单元； 3) 仪器安装完成后，拆除倒垂孔口临时保护设施，对自动化仪器、电缆和 DAU 数据采集单元（模块）等进行集成联调，采用连续检测的方法来测试各仪器的测值 的稳定性，利用垂线标定仪对各垂线坐标仪进行现场灵敏度系数标定：采用人工给 定位移，利用百分表人工读数，同时自动化测读，现场检查坐标仪灵敏度系数、电 缆接线和仪器安装方向是否准确无误；现场采用线体复位试验和人工比测的方法检 查仪器测值是否正确，核实线体是否自由，复位是否正常。 5.3.1.3.5.3.1.3. 静力水准静力水准 本次静力水准施工分为溢洪道 1975m 廊道和进水口廊道两处，共有 3 条静力水 准管路。 溢洪道 1975m 廊道内的静力水准原先已经安装有静力水准仪，本次施工根据设 计要求首先对该条管路的 9 台静力水准仪进行了鉴定测试，发现 SL-Z-05 测点的仪 器已经损坏，现场对该仪器进行了更换，并对各仪器进行了电缆接长和现场标定。 进水口廊道内的静力水准为本次施工新上的项目，共分 2 条管路，原设计 14 个测点，后因设计变更增加 1 个测点。主要施工内容包括：角钢支架安装、静力水 NARI 黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程 竣工报告 南京南瑞集团公司 10 准测点墩浇筑、静力水准仪和水准标点安装、连通管安装、电缆敷设和 DAU2000 数 据采集单元的安装、调试等，现场施工程序为： 角钢支架安装静力水准测点墩浇筑静力水准仪和水准标点安装静力水准 连通管管路安装和灌液、排气电缆敷设和 DAU2000 数据采集单元的安装、接入和 标记仪器、电缆和采集单元联调和试验。 各部分的现场施工方法如下： 1)角钢支架的安装角钢支架的安装 静力水准角钢支架采用插筋固定在廊道壁上，施工时采用了水平管现场平推定 位，使得同一条管路的角钢支架在同一高程上保持了平直。各角钢在焊接完成后， 现场用角磨机将焊接部位打磨光滑并将角钢表面除了锈，之后按监理要求刷上了灰 色防锈漆。 2)静力水准测点墩的浇筑静力水准测点墩的浇筑 现场首先依据设计要求和水准仪测得的测点处的廊道地面高程，计算出各测点 墩的高度，之后依据各测点墩的尺寸定制好浇筑模板。现场浇筑前，首先对浇筑部 位的基面进行了凿毛和清理，并按监理要求插了 4 根 16mm 的螺纹钢插筋，各插 筋用铁丝绑扎连接，之后支上模板，浇入 C20 混凝土并逐层人工捣实，到达计算出 的高度后，将表面抹平并按设计图纸要求压入静力水准仪预埋底板和水准标点部件。 测点墩浇筑完毕后 12 小时开始表面洒水养护。 3)静力水准仪的安装静力水准仪的安装 静力水准仪安装底板采用不锈钢螺杆安装在测点墩表面的静力水准预埋底板上， 静力水准仪通过安装附件安装在安装底板上。施工中通过调节各连接螺杆来调整各 仪器的安装高度位置，并采用水平尺来调整仪器的水平。 4)静力水准连通管管路安装和灌液、排气静力水准连通管管路安装和灌液、排气泡泡 静力水准连通管管路在安装时严格控制各节管路的长度，确保其在角钢槽内安 装的平直顺畅，管路之间的连接采用带有密封圈的铜接头连接，确保接头的连接牢 固和密封。 静力水准液体采用防冻液，能够有效地防冻。灌液时从一端开始，匀速加液， 同时排出管路中的气泡。加液后，将浮子放入主体容器中，并将电容式静力水准仪 装在主体容器上。 5)电缆敷设和电缆敷设和 DAU2000 数据采集单元的安装、接入和标记数据采集单元的安装、接入和标记 NARI 黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程 竣工报告 南京南瑞集团公司 11 静力水准仪电缆敷设在 PVC 保护管内。DAU2000 数据采集单元采用镀锌膨胀螺 栓固定在廊道壁上。仪器和电缆在安装接入前进行了测试，确保各仪器和电缆的正 常。接入时对各电缆接头均采用了镀银冷压头处理，确保接触可靠。 6)仪器、电缆、采集单元的联调和试验仪器、电缆、采集单元的联调和试验 采用笔记本电脑进行现场集成联调，采用试验块进行现场试验，检查自动化采 集数据是否稳定并与工程实际相一致。 5.3.1.4.5.3.1.4. 双金属管标双金属管标 依据设计要求，本次首先对溢洪道 1975m 廊道内的原有双金属管标仪进行了鉴 定测试，发现原仪器工作状态不佳，测值跳动较大，于是对该仪器进行了更换，并 将其引入相应的数据采集单元中实现了自动化数据采集。 5.3.1.5.5.3.1.5. 固定式测斜仪和岩石变位计固定式测斜仪和岩石变位计 固定式测斜仪和岩石变位计原先已经埋入了大坝内，本次施工主要是将其接入 自动化系统。现场在仪器接入前，对各仪器进行了现场测试，并进行了自动化观测 和人工观测的对比测试。 5.3.2.5.3.2. 内部应力应变、温度、接缝监测项目（内观）内部应力应变、温度、接缝监测项目（内观） 内部应力应变、温度、接缝监测项目的各仪器原先已经埋入了大坝内，本次施 工也是将其接入自动化系统。现场在仪器接入前，首先对公伯峡水电站大坝安全 监测系统鉴定评价报告（黄河电力测试科技工程有限公司）中评价为 A、B 类的 内观仪器以及观测班提供的右岸泄洪洞和右岸防渗面板处完好的仪器进行了测值测 量和绝缘测试，并按要求将具备系统接入条件的仪器全部接入了自动化系统，对部 分电缆不够长的仪器还进行了电缆接长处理。仪器接入完成后，进行了自动化观测 和人工观测的对比测试。 5.3.3.5.3.3. 渗流监测项目渗流监测项目 5.3.3.1.5.3.3.1. 扬压力和绕渗扬压力和绕渗 依据设计要求，本次共安装 37 支扬压力渗压计和 12 支绕渗渗压计。 扬压力施工时首先按照设计要求和监理要求进行了电缆和电缆保护管的敷设。 电缆采用 PVC 管保护，沿廊道壁安装，其安装高度是由监理现场指定的。各扬压力 渗压计安装于孔内历史最低水位下约 1 米的位置，其电缆从本次新加工的孔口保护 NARI 黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程 竣工报告 南京南瑞集团公司 12 装置的电缆孔中穿出。孔口装置采用四个螺栓与原孔口法兰相连，二者之间加有密 封橡胶垫，以防漏水。对于有压孔，其孔口保护装置上的人工观测孔堵头已经被拧 紧，以防漏水，而无压孔的则处于拧松状态，以使孔内和大气连通避免憋气，同时 方便人工观测。另外，本次扬压力项目施工还将所有扬压测点原有的 1.6 级压力表 更换成了 1 级的新压力表，以提高人工观测的精度。 绕渗现场施工时首先按照设计要求和监理要求进行了电缆沟的开挖、电缆和电 缆保护管的敷设安装。电缆沟开挖尺寸为 50cm50cm，其走线路径是由监理依据设 计并结合实际情况现场指定的。电缆保护管为热镀锌钢管，管与管之间已经进行了 焊接并进行了接地。各绕渗渗压计安装于孔内历史最低水位下约 1 米的位置，其电 缆从孔口附件中引出。对于较深的孔，为了防止电缆长期负重被拉断，现场将 1 根 不锈钢丝绳与仪器电缆绑扎在了一起。 5.3.3.2.5.3.3.2. 量水堰量水堰 依据设计要求，本次纳入自动化系统的量水堰测点共有 6 个，其中进水口廊道 3 个，1975m 廊道 2 个，尾水处 1 个。对于廊道内的 5 个量水堰测点，其施工方法 和步骤为： 1) 首先在堰板上游 1 米左右位置的堰槽边的廊道地面上开挖了一个用于安装仪 器的砼坑，然后将仪器底板预埋在坑内的设计高度上，采用水平尺控制其预埋的水 平度； 2) 在仪器砼坑壁上低于堰口的位置打一个孔，将引水管穿过，其一端与传感器 上的引水管接头相连，另一端与堰槽相连； 3) 将量水堰仪通过不锈钢螺杆安装在坑内的预埋底板上，通过调节螺杆的高度， 使得仪器处于最佳位置上，用水平尺将仪器调平； 4) 拆下浮筒上部的传感器部分，小心地将传感器的浮子与仪器连接上，放入浮 筒内，拧上仪器固定螺丝； 5) 将传感器上的电缆与新布设的仪器接长电缆的各芯线按颜色一一对接上，做 好防水处理，接长电缆的另一端接入相应的 NDA 数据采集模块； 6) 用笔记本电脑现场对该仪器进行连续检测，检查其测值是否稳定。之后设法 使堰槽内的水位与堰口齐平，待水面稳定后对仪器进行测量，取出仪器的堰口基准 值即可。 NARI 黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程 竣工报告 南京南瑞集团公司 13 对于尾水处的量水堰测点，其施工方法如下： 1) 首先依据现场情况设计并制作了 1 套不锈钢壁挂式专用仪器安装支架和测点 保护罩； 2) 现场安装时，首先用 5 个膨胀螺栓将该支架牢牢地固定在堰板上游 1 米处的 堰槽壁上的合适的高度位置上，之后将量水堰仪固定在该支架的仪器安装底盘上， 通过调节螺杆的高度，使得仪器处于合适的位置，之后用水平尺将仪器调平； 3) 拆下浮筒上部的传感器部分，小心地将传感器的浮子与仪器连接上，放入浮 筒内，拧上仪器固定螺丝； 4) 将传感器上的电缆与新布设的仪器接长电缆的各芯线按颜色一一对接上，做 好防水处理，接长电缆的另一端接入相应的 NDA 数据采集模块； 5) 用电脑对该仪器进行连续检测，检查其测值是否稳定。之后同时对堰上水头 进行人工和自动化观测，将自动化系统测得的频率值作为该测点的基准频率值，将 人工测得的堰上水头高度作为基准水头高度值即可。 5.3.4.5.3.4. 环境量环境量监测项目监测项目 依据设计要求，本次施工也将环境量的监测点的数据纳入了自动化系统进行统 一管理。各环境量监测仪器设备利用的是电站的现有设备，本次施工已在监测管理 系统软件中建立相应的测点，以便录入环境量监测点的监测数据。目前已经纳入自 动化系统的环境量监测点包括：上下游水位、气温、气压、降水量、风速，系统还 可随时按照用户的要求新增别的环境量监测点。 5.3.5.5.3.5. 电缆敷设、连接电缆敷设、连接 电缆在廊道内和厂房内的部分采用 PVC 管或槽架保护、坝外部分采用钢管保护 敷设，敷设完毕后按照各仪器约定连接，施工中采用气烙铁进行接头的焊接，并用 热缩套管、电工绝缘胶带和封口胶对接头进行防水密封绝缘处理。仪器和电缆在接 入 DAU 数据采集单元前采用兆欧表进行了绝缘测试，确保各仪器和电缆的正常。接 入时对各电缆接头均采用了镀银冷压头处理，确保接触可靠。 5.3.6.5.3.6. 大坝安全监测自动化监测系统集成大坝安全监测自动化监测系统集成 5.3.6.1.5.3.6.1. 数据采集装置安装数据采集装置安装 数据采集装置（DAU）的安装位置是按照设计要求施工的，廊道内、厂房内和 各观测站内的各 DAU 在安装时基本保持箱体下沿距地面 1.11.3 米左右的高度，以 NARI 黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程 竣工报告 南京南瑞集团公司 14 方便今后的使用和维护。个别 DAU 根据现场具体情况做了调整。各 DAU 用 4 个膨胀 螺栓固定，安装后机箱平整，仪器进线整齐、标识明确，信号线、通讯线、电源线 与 DAU 接线端子的接头均用镀银冷压接头，以保证可靠性。 坝外露天测站的各 DAU 均采用定制的 DAU 保护柜进行了妥善保护。 5.3.6.2.5.3.6.2. 监测中心计算机及外设安装监测中心计算机及外设安装 监测中心计算机置于厂房办公楼六楼的机房内，采用 UPS 供电。计算机及外设 已根据现场情况按要求进行了统一布置，各计算机通过网络设备组建了局域网，实 现了资源共享。 5.3.6.3.5.3.6.3. 系统调试系统调试 现场系统的调试严格执行DAMS-IV 智能型分布式数据采集系统调试指导书 的各项规定，并做了相应的安装调试记录。 6.6. 试运行测试情况试运行测试情况 本工程现场安装施工完毕后，依据合同、招、投标文件、设计要求、技术说明 书等，对系统进行了试运行测试。 测试内容主要包括以下 3 个方面： 1) 系统各传感器、数据采集单元和数据采集模块等硬件的工作状态和各项功能 测试； 2) 系统软件的工作状态和各项功能测试； 3) 系统各测点测值的准确性比测试验。 测试结果表明，整个系统已经安装调试就绪，运行正常、稳定，各项功能和性 能满足招投标文件、合同文件和相关技术文件的要求，已经具备了投入连续试运行 的条件。 7.7. 施工质量管理施工质量管理情况情况 为保证高质量地完成本工程所要求的各项工作，我们依据基本建设程序和南瑞 公司的相关质量管理体系要求，采取了全面质量管理的方法，严格按照设计和程序 施工。施工中充分尊重业主及监理的意见，严格控制各项施工质量。 施工中我们始终坚持“每一位员工：坚持预防为主，第一次就把工作做好，每 一件产品：从设计到服务，所有过程都严格控制”的质量方针，施工中力争做到： NARI 黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程 竣工报告 南京南瑞集团公司 15 单元工程合格率：100，工程交验合格率 100，竣工工程优良，顾客满意率 95以上，杜绝各类质量事故。 施工过程中，从原材料到现场各项目的施工，我们都建立了三级质量检查制度： 原材料实行出厂前检验、施工进场前检验和施工中抽检三把关。现场各项目施工实 行现场施工负责人员初检、现场质量监督检查员复检、项目部终检，监理工程师对 各施工工序进行严格细致的过程监督、检查和终检验收。在施工全过程中，实行质 量逐级交接，一票否决，层层把关，把影响质量的隐患消灭在萌芽状态。 至工程施工结束，各项原材料及各项目的施工质量均达到了设计及合同的要求， 施工中未发生任何质量事故。 8.8. 文明施工与安全生产文明施工与安全生产情况情况 8.1.8.1.文明施工文明施工情况情况 根据本工程施工的特点，我部采取了以下一些文明施工措施： 1)加强文明施工教育，增强全体员工的文明施工意识； 2)将业主和监理工程师的施工要求贯彻到每一个职工，教育职工遵守各项规定。 各施工面安排专人现场监督和检查，及时制止各类不文明施工行为； 3)加强法制教育，杜绝任何违法事件发生； 4)施工期间，及时清理垃圾，并运至指定的地点进行处理，确保工区的卫生； 5)全部工程完工后，拆除了一切必须拆除的临时设施，并做好了场地清理工作。 本工程施工中，经过各级单位的严格管理和我部全体员工的共同努力，文明施 工工作一直保持良好的势头，达到了合同和各级单位的管理要求。 8.2.8.2.安全保护措施安全保护措施 为保证施工期间安全生产无事故，建立健全安全生产保证体系，我部采取了如 下措施： 1) 项目经理为第一责任人，专职安全员负责整个工程的安全策划、施工期间的 作业安全，确保施工管理体系正常运转。 2) 各工作面设立专人现场安全监护，做到组织落实，确保施工的安全。 本工程施工中，经过各级单位的严格管理和我部全体员工的共同努力，安全工 作一直保持良好的势头，至工程结束，未发生任何一起安全事故。 NARI 黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程 竣工报告 南京南瑞集团公司 16 9.9. 存在问题及建议存在问题及建议 1) 引张线的人工观测目前采用的是目测法，读数误差较大，同时也将增加今后 人工和自动化系统的比测偏差。建议管理单位采用读数显微镜对引张线进行人工观 测。 2) 量水堰的人工观测目前采用的是钢板尺直接在堰口上目测读数，不仅读数误 差较大，且堰口处的水头高度也存在一定的坡降，因此此种方法所测得的人工数据 将会存在较大的误差，同时也将增加今后人工和自动化系统的比测偏差。建议管理 单位在各堰板上游堰槽壁的合适位置处（具体位置请参照规范要求确定）加装量水 堰水位测针或读数标尺。 3) 由于从监控中心至左泄工作闸室的电源线路较长，导致电压衰减较大，建议 在该条线路中间增加一台稳压器对该部分的系统工作电源进行隔离和稳压。 10.10.结语结语 公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程具有量大、面广、结构复杂、施工 难度大、时间紧、任务重等特点。为了确保工程按期、保质、保量地完成，我公司 投入了大量的人力、物力，科学管理，精心施工，现场工作的同志急工程所急，克 服了多次异常恶劣的气候条件以及其它诸多不利因素所带来的影响，加班加点，在 保证质量的前提下及时完成了各项施工任务。工程自开工到竣工，均严格按照合同 要求和设计要求进行组织和施工，各项工程均已施工完毕并已通过验收。该工程完 工后的形象面貌、性能、功能等均能满足设计和规范要求，工程整体质量符合合同 文件要求，工程竣工资料齐全，已经具备竣工验收条件。 本工程的实施得到了黄河上游水电开发有限责任公司建设公司、中国水电顾问 集团西北勘测设计研究院、黄河电力测试科技工程有限公司以及青海禹天监理咨询 有限公司等单位的有关领导和同志的大力支持、帮助和配合，在此表示衷心的感谢！ 南京南瑞集团公司 公伯峡安全监测工程项目部 2007 年 3 月 NARI 黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程 竣工报告 南京南瑞集团公司 17 附件 1： 黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程 实际完成工程量统计汇总表实际完成工程量统计汇总表 （统计时段：2006 年 11 月2007 年 3 月） 项目名称：黄河公伯峡大坝安全监测自动化系统工程合同编号：GBX-(2006)第 07 号 施工单位：南京南瑞集团公司 项目项目 编号编号 项目名称项目名称 单单 位位 合同合同 数量数量 仪器设备仪器设备 类型类型 规格型号规格型号 实际数实际数 量量 备注备注 组组 1 1一般项目一般项目 1.1 办公及生活用房费项 1 1 1.2 交通费项 1 1 1.3 施工环保费项 1 1 1.4 试运行配合费项 1 1 1.5 系统验收评审费项 1 1 1.6 招标代理费项 1 1 1.7 其他项 1 1 组组 2 2 监测仪器设备监测仪器设备 2.1 渗压计只 49 振弦式VW，0.5MPa 49 美国， sinco 2.2 测压管孔口保护装置套 37 37 中国，南瑞 2.3 压力表只 37 1 级 37 2.4 量水堰仪套 6 振弦式 NVWG6 中国，南瑞 2.5 引张线仪台 9 智能电容式 RY-S9 中国，南瑞 2.6 双金属管标遥测坐标仪台 1 智能电容式 RW-S1 中国，南瑞 2.7 遥测垂线坐标仪台 7 智能电容式 RZ-S1 中国，南瑞 2.8 静力水准仪台 18 智能电容式 RJ-S18 中国，南瑞 2.9 静力水准连通管（尼龙 管） m220 289 2.10 角钢（50504） Kg673 877.19 2.11 PVC 管 m10000 16mm165 2.12 钢管 m10000 15mm 厚 2mm 1574 2.13 数据采集单元保护柜台 30 30 2.14 静力水准测点墩座 14 34 2.15 土方开挖及回填 m3120 359 组组 3 3 测量单元及网络测量单元及网络 3.1 数据采集单元（差阻式） 台 104 差阻式 NDA1104/110395 中国，南瑞 3.2 数据采集单元（弦式）台 17 弦式 NDA140334 中国，南瑞 3.3 数据采集单元（标准量） 台 7 标准量 NDA131415 中国，南瑞 3.4 数据采集单元（电容式） 台 6 电容式 NDA130318 中国，南瑞 3.5 中继器台 3 3 中国，南瑞 NARI 黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程 竣工报告 南京南瑞集团公司 18 附件 1： 黄河公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统工程 实际完成工程量统计汇总表实际完成工程量统计汇总表 （统计时段：2006 年 11 月2007 年 3 月） 项目名称：黄河公伯峡大坝安全监测自动化系统工程合同编号：GBX-(2006)第 07 号 施工单位：南京南瑞集团公司 项目项目 编号编号 项目名称项目名称 单单 位位 合同合同 数量数量 仪器设备仪器设备 类型类型 规格型号规格型号 实际数实际数 量量 备注备注 3.6 AC200V 电缆 m8000 NDBD26629 中国，南瑞 3.7 弦式传感器电缆 m5800 NDBX49214 中国，南瑞 3.8 RS485 网线 m600 NDBT21971 中国，南瑞 3.9 电容式传感器电缆