水电站大坝安全观测方案

水电站大坝安全观察方案审查:校核:编写:参加人员:目录TOC\o"1-5"\h\z\u1概述 11.1地形地貌 11.2地质概况 12实施依据 22.1执行技术标准、规范 22.2坐标及高程系统 22.3搜集已经有资料 23主要工作内容 34平面监测控制网实施情况 35测站点安装 35.1选点定位 35.2水平位移观察墩埋设安装 45.3垂直位移(水准标)点安装 45.4观察便道修建 56大坝监测设备选取 56.1平面监测基准网测量仪器 56.2水准监测基准网测量仪器 66.3内业平差计算软件 66.4全站仪、水准仪、水准尺检验 66.4.1徕卡TCA全站仪检校 66.4.2水准仪器之检校 66.4.3其它仪器检验 77控制网观察工作 77.1平面控制网引测 77.1.1基本技术要求 77.1.2测前准备 77.1.3观察作业要求 87.1.4平面控制网引测及计算 87.2平面控制网观察 87.3平面监测控制网平差计算 107.4垂直位移观察 117.4.1垂直位移基准点观察 117.4.2垂直位移监测点观察 117.5水准监测控制网平差计算方法 127.6监测网点平面观察 128内观设备取值 139观察频次确实定 1310监测资料整理 1310.1通常要求 1310.2监测资料整理 1310.3提交资料内容 1411资源配置及总体进度安排 1411.1人力资源 1411.2设备资源 1411.3总体实施进度 1512结语 15附图(1)附图(2)资质文件1概述10月25日在业主主持召开下对大坝实施监测方案,认真听取了我监测项目部方案陈说,并提出了修改意见,10月29日再次对方案做了论证。为满足本工程顺利经过蓄水安全判定工作,确保XX1.1地形地貌从成昆铁路花果山大桥至下游河流折弯处,河段长约1.2km,河谷狭窄,河道顺直。尼日河自南西流向北东。该段河谷呈横向谷,岩层产状倾下游略偏左岸,河床宽约30~50m,两岸多悬崖峭壁,山脊高程1800m以上,河床高程1263m左右,呈经典”V”形谷。两岸发育小冲沟,雨季有间歇性水流,崩坡堆积多见,在坝址两岸沿河岸坡脚有零星崩塌堆积,规模均较小。1.2地质概况坝址区地质结构以单斜岩层为主,产状N10~12W/NE∠61~75°,倾下游略偏左岸。坝区未见断层,发育两组结构裂隙:①N80~85°E/W∠40~42°,裂面闭合,裂隙间距0.5~1.0m,延伸长2~4m。②N60~70°E/SW∠50~56°,裂面较平直,裂隙间距0.8~1.5m,延伸长度3~5m。据野外勘察可见砂页岩层中软岩挤压层间错动迹象、擦痕,镜面及碎片碎块状。2实施依据2.1执行技术标准、规范<国家三角测量规范>(GB/T17942-);<混凝土坝安全监测技术规范>(DL/T5178-);<中短程光电测距规范>(GB/T16818-1997);<国家一、二等水准测量规范>(GB12897-91);<全球定位系统(GPS)测量规范>(GB/T18314-);<土石坝安全监测技术规范>(SL60-94)<土石坝安全监测资料整编规程>(SL169-96)<水利水电工程施工测量规范>(DL/T5173—)2.2坐标及高程系统高程系统为1956年黄海高程系;平面坐标系统为施工坐标系;投影高程面为1280.5m;大气折光系数:K=0.13;测区地球曲率:6370000m;2.3搜集已经有资料3主要工作内容4平面监测控制网实施情况从<大坝位移观察平面布置图>中可知,外观监测为两条视准线,依据相关<规范>和闸坝现场条件,视准线工作基点和校核基点需布设在闸坝两端深约15至20米左右平洞里,共计4个平洞,无疑将为本工程增加巨大造价,所以,提议在原监测设计基础上作适当调整,取消原设计中4座工作基点和4座校核基点,改视准线观察为大地测量观察,分别在右坝肩布设平面监测基准点2,左坝肩布设平面监测基准点2座(见附图1);因实地条件限制,水准监测基准网布设在右坝肩公路上(见附图2),其监测实施方案分叙以下。5测站点安装5.1选点定位(1)在仪器设备埋设安装前,将其埋设安装仪器设备意向通知监理人。安装仪器设备仓面、及待装仪器设备和材料经监理人验收合格后,在监理主持下,做好监测仪器设备安装和其它承包人负担建筑物施工间协调,防止延误监测仪器安装埋设和相互间施工干扰。将监测仪器设备埋设计划列入土建施工进度计划中,方便土建承包商及时提供监测仪器安装和埋设所需工作面。(2)水平控制网点详细位置,先依据设计图纸提供概略位置或概略坐标现场进行初选,既要考虑确定观察方向能通视,点位又要处于相对稳定地方。工作基点定位详细位置要经过监理人确实认和同意。(3)垂直位移工作基点详细位置先按施工图纸提供图上概略位置初选,应选择在完整基岩出露处或经少许开挖可达基岩处,其基点定位最终位置要经过监理人确认同意。TN1-TN4为组建观察基准网(附图1)。5.2水平位移观察墩埋设安装水平位移观察墩主要有控制网点、工作基点观察墩、变形测点观察墩,主要参考以下要求完成。严格按设计技术要求、施工图及关于技术规范或厂家使用说明进行。平面观察基准点、工作基点建造,应开挖至新鲜基岩,按图纸要求浇筑钢筋砼底座和柱身,用锚筋和基岩连接成整体。变形测点墩为现浇钢筋混凝土观察墩,标墩基础与监测部位紧密结合。标墩顶部设置强制对中盘。强制对中盘应调整水平,其倾斜度不得大于4′。仪器埋设时,应注意避开视线上障碍物1m以上。混凝土观察墩底座应与被观察体稳固连接,确保观察墩标能和岩体为一整体,位于土层或自然边坡土体上测点,应确保埋设于坚实原生土中。观察墩顶部强制对中底盘应调整水平,倾斜度不得大于4′;水准标志可直接埋设,但须镶嵌于混凝土观察标墩底座结合并同观察标墩标柱结构相连,顶面可露出10mm,确保标志体平正且利于水准尺自由转动。混凝土标墩所用混凝土标号不低于C20,混凝土级配小于２级配,并严格捣密,表面刷白,再用红油漆喷印编号。控制网点、工作基点、变形测观察标墩埋设安装如设计图所表示。5.3垂直位移(水准标)点安装水准标点包含水准测点和工作基点。按功效不一样分别建造安装。(1)各水准控制网点、工作基点和变形监测点均选取B-2水准标芯,因安装位置不一样,拟采取以下几个形式。综合标:在水平位移标点基础上,埋设不锈钢水准标点。混凝土嵌心标:混凝土垂直位移能够代表基岩垂直位移,则可在混凝土底板上埋设嵌心标。如水准标志直接安装在基岩上,也可用嵌心标。在安装点按设计图纸要求挖一坑穴,填以混凝土,在混凝土空腔内埋设不锈钢水准标,上面加钢质保护盖。墙上标:将水准标点固定在廊道墙壁上,外加保护盖。(2)基准点安装工作基准点选取B-2水准标点,其安装方法与观察点相同。5.4观察便道修建依照各控制网网点处地质条件和网点在全网中所起作用,采取不一样墩标类型。基准点TN1、TN2、TN3、TN4全部采取混凝土基岩标。观察墩距地面高度设计为1.2m,墩顶埋设强制对中基座。为了利于观察,为了确保观察时仪器及人员安全,在观察平台四面布设钢筋防护栏。各观察墩四面刻上警示语和点名,顶部加专用保护罩。观察墩基础要求埋设在弱风化基岩上。为了方便观察,到每个观察墩都要修建1m以上宽度观察便道,陡峭地方要修建爬梯并加围栏,沿途控制好坡降,方便安全顺畅进行观察。6大坝监测设备选取6.1平面监测基准网测量仪器使用瑞士徕卡TCA自动跟踪全站仪及配套徕卡反射棱镜和带置平水准器棱镜基座,该仪器具备自动跟踪寻找照准目标、自动统计观察数据,经过机载软件自动掌握观察限差、观察误差超限时自动完成补测等功效,并经过计算机后处理软件,转换为合格观察手薄统计格式输出,打印。该仪器主要精度指标为:•测角标准偏差0.5″•最小角度显示值0.1″•测距标称精度:1mm•最小距离显示值:0.1mm•反射棱镜常数为0,棱镜基座置平气泡灵敏度为20″/格。6.2水准监测基准网测量仪器使用瑞士天宝DINI0.3电子数字水准仪及3m铟瓦条码尺,该仪器具备自动置平、自动读数、自动统计等功效,经过厂家内置随机软件,依照观察等级,设定各项测量观察限差后,能够自动检验观察误差,对合格观察数据进行自动存放,对不合格观察数据则警示立刻重测。仪器主要精度指标:每公里±0.6.3内业平差计算软件采取”大坝安全监测平差及统计软件(DDM6.0)”进行预处理,生成文本、文件,再导入”控制测量数据处理系统”自动平差。6.4全站仪、水准仪、水准尺检验6.4.1徕卡TCA全站仪检校在外业工作开始前,应进行以下检验和校正:·双轴赔偿纵、横向指标差检校(l、t)·自动目标识别轴准直差检校(ATR)·垂直编码度盘检校(i)·水平视准差(c)·水平轴倾斜误差(a)检验后,仪器显示改过值,并经过内置功效进行自动改过。因为气象等不确定原因影响,在每次开机后都检校当初电子气泡改过值(双轴赔偿纵、横向指标差)。其它检校值通常不易变动。但为了预防在观察中任何不确定原因影响其发生改变,在整个工程过半和工程结束后均对自动照准功效检校(ATR)、垂直编码度盘检校(i)。6.4.2水准仪器之检校⑴水准仪——在每年作业前,按下述项目进行检验和校正:水准仪上概略水准器检校;i角检校。⑵水准标尺——按<规范>要求对下述项目进行检验和校正:标尺上圆水准器检校。数字水准仪测出i角值后,输入本机即可自动改过i角影响6.4.3其它仪器检验其它如干湿温度计、空盒式气压计等仪器设备按<规范>要求定时送国家计量部门检定。7控制网观察工作7.1平面控制网引测7.1.1基本技术要求采取双频GPS接收机进行观察,GPS接收机标称精度应不低于5mm+1ppm。应用GPS监测网观察要求和各项限差按GB/T18314-中D级网关于要求执行。观察技术指标见表。表基准网GPS观察技术指标要求等级卫星高度角有效观察卫星数任一卫星有效观察时间重复设站率时段长采样率D≥15°≥4≥15min≥2≥45min15s联测已知点:时段长为60min7.1.2测前准备(1)观察前应事先编制GPS卫星可见性预报表和作业调度表。(2)天天出发前应检验电池容量是否充分。(3)作业前应检验接收机内存容量是否足够。(4)天线应整平,天线基座上圆气泡应居中,天线指向应相同。当日线安置在较高处或风较大地方,须采取方法,以防天线被风刮倒。7.1.3观察作业要求(1)观察组应严格按调度表要求时间进行作业,确保同时观察同一组卫星。(2)每时段开机前、关机后各量取天线高一次,两次量测互差应小于3mm。每次在互为120°三个方向上量测,量测互差应小于2mm。并统计量测方式。(3)仪器中参数设置,未经技术责任人同意,不得随意改变或删除。(4)仪器正常工作后,作业员应及时按照统计手簿内容做好观察统计。(5)观察员作业期间不得私自离开测站,并应预防仪器受震动和移动,预防她人和其它物体靠近天线,遮挡卫星信号。(6)接收机在观察过程中不应在接收机附近10m内使用对讲机和50m内使用电台;当遇雷、闪电或大风雨时,应立刻停顿观察。(7)经认真检验,全部要求作业项均已全方面完成,并符合要求,统计资料完整无误方可迁站。7.1.4平面控制网引测及计算从现有施工控制网K7、K8两个控制点作为起算数据,采取静态观察,构建GPS观察网,引入大坝监测控制网TN3-TN4。考虑到K7、K8两点相距太近,不利于网形整体精度,在河对岸增加一控制转点,参加整体平差计算。7.2平面控制网观察依照XX水电站外部变形监测点布设情况和通视条件,平面监测控制网观察拟采取TCA机器人按边角网观察,执行<混凝土坝安全监测技术规范>第7.4节”观察”中一等观察精度要求。平面监测控制网点高程通常只作边长改平之用,按二等水准测量或用代替二等水准三角高程测量方法求得,用三角高程测量方法测定监测控制网点高程监测控制网观察边均应对向观察垂直角,量取仪器高和觇点高,计算往返三角高程高差,计算出监测控制网点高程。观察仪器采取徕卡测量机器人TCA全站仪,仪器测角标称精度为0.5",测距标称精度为1+1ppm,水平角观察6个测回,距离观察4个测回共16次读数。各项观察限差列于下表:方向限值统计表序号项目限差1半测回归零差5″2一测回内同方向2C互差9″3同一方向值各测回互差5″测距限差统计表序号项目限差1一测回读数间互差2mm2单程测回间互差33往返测边改化至同一高程面上互差2(1+D×10-6)mm4温度最小读数0.25气压最小读数50pa测角中误差按菲列罗公式计算(mβ≤0.7″)式中:为测角中误差;W为三角形闭合差观察时间和时间段数要求:水平角观察均在通视条件好、成像清楚,能精准照准时间段内进行观察。因是首期测量,故应独立进行两测次观察,每次观察12测回。当两观察方向垂直角差值超出±3°时,则该两方向之间不进行2C值比较,各方向2C只按同方向、相邻测回进行比较,其差值仍应符合对应要求。平面控制网主要技术要求和限差:测角中误差(″)测距中误差(mm)最弱点点位中误差(mm)最弱点误差椭圆长半径(mm)±0.7±2.5±2.0±2.0测距均采取往返观察,每条边每次观察4个测回,每个测回读数4次,共16次。气象元素测定,采取测站、镜站同时测定气压、干温、湿温。气压读至0.5hpa,温度读至0.2℃。使用千分卡尺量测仪器、游标卡尺量测棱镜高至依照<规范>要求,距离测量方法以下:序号项目限差1一测回读数间互差1mm2单程测回间互差1.4mm电磁波测距作业应符合以下要求:测距应在成像清楚、气象条件稳定时进行,阴天、有微风可全天观察。当一测回中读数较差超限时,应重测整测回。当测回间较差超限时,可重测2个测回,然后去掉一大一小取平均。如重测后测回仍超限,应重测该测距边全部测回。当往返测或不一样时段较差超限时,应重测单方向距离。如重测后仍超限,应重测往、返两方向或不一样时段距离。测距限差:测距中误差正(反)相或一测回读数间较差同一时段正(反)相中数间或测回中数间较差往或返测二时间段较差往返观察较差±2.52.02.52√2(a+b×D)2(a+b×D)天顶距观察方法、测回数及观察限差表:测回数两次重合读数差指标互差(″)测回差(″)中丝四测回(分二个时段观察)166观察人员与观察仪器保持相对固定。观察原始数据采取电子统计,并以此存盘归档。7.3平面监测控制网平差计算为了保持平面监测控制网坐标系统与施工测量控制网系统一致,在首次观察之前用D级GPS测量直接从施工测量控制网上联测。平面监测控制网采取正版商业软件<大坝变形监测系统DAM6.0>,平差计算采取TN3为固定点,TN3～TN4为固定方向,首期计算采取经典自由网平差;复测采取TN3、TN2为固定点,按约束平差计算。平差前各观察边长必须经过气象改过、仪器加乘常数改过以及用高程进行倾斜改过,并统一归化到测区坝顶高程面。7.4垂直位移观察7.4.1垂直位移基准点观察水准监测控制网拟采取标称精度小于±0.45mm数字水准仪按一等精密水准精度和要求进行观察。本项目拟采取DINI0.3数字水准仪按GB12897-<国家一、二等水准测量规范>中一等水准精度和要求进行观察。为了降低系统误差影响,在观察中应固定人员、固定仪器和固定观察路线。按<规范>要求,水准基准点布设在坝体下游1-5km处,采取双金属标(或钢管标),并采取深埋标志,工作基点设在近坝处。在坝上坝下各设一排垂直位移测点。整个网以B1为起算点,B2为校核点,B3为工作基点,形成一条闭合水准线路进行观察。并取两测次合格结果为基准值。7.4.2垂直位移监测点观察坝上各监测点垂直位移按国家二等水准测量要求往返观察。(1)测站视线长度(仪器至标尺距离)、前后视距差、视线高度按表要求执行。等级仪器类型视线长度前后视距差任一测站上前后视距差累积视线高度(下丝读数)二等DS1,DS05≤50≤1.0≤3.0≥0.3(2)测站观察限差应不超出表7.3-2要求。等级上下丝读数平均值与中丝读数差基辅分划读数差基辅分划所测高差差检测间歇点高差差0.5cm刻划标尺1cm刻划标尺二等1.53.00.40.61.0(3)往返测高差不符值、环闭合差和检测高差较差限差应不超出表7.3-3要求。等级测段、区段、路线往返测高差不符值附合路线闭合差环闭合差检测已测测段高差之差二等4446最终每公里水准测量偶然中误差M△不得超出±1.0mm,平差后网点高程中误差小于±1.41mm,式中:K为测段长度(km);F环线长度(km)水准测量测站限差统计表等级视线长度前后视距差前后视距差累计下丝读数上下丝读数与中丝读数差基辅分划读书差基辅分划所测高差之差0.5cm刻划1cm刻划二等50m1m3m0.3m1.5mm3mm0.4mm0.6mm监测点水准路线图如(附图2)7.5水准监测控制网平差计算方法水电站水准监测控制网首次平差计算采取LN02为起算点,全网采取经典网平差;复测采取LN02为固定点,按约束平差计算。每次进行控制网观察时联测LB01校核基准点,用以校核各基准点组稳定情况。7.6监测网点平面观察采取TCA”监测程序”进行监测点观察,同时采集水平角、垂直角、边长观察数据。观察测回数不少于4测回,统计测站和镜站干温和气压。TP1-TP6为组建监测网点图监测点观察方案测站点名后视点名照准点名位置TN1TN2TP3、TP2、TP1坝上TN2TN1TP3、TP2、TP1TN3TN4TP4、TP5、TP6坝下TN4TN3TP4、TP5、TP68内观设备取值XX电站已埋设监测设备有12支渗压计和10套测压管,按设计要求对初始值进行测定。9观察频次确实定基准值:首次蓄水前取得基准值,依照规范要求,水平位移观察和垂直位移观察连续观察两个测次,合格后取两个测次平均值作为最终结果。基准网每年观察校核一次。10监测资料整理10.1通常要求监测资料整编前做好相关考证工作。搜集资料是否齐全。审查全部考证资料、关于图表及文字说明等有没有遗漏。校核原始资料、坐标系统及各项计算有没有错误。将各种曲线图相互对照,检验其合理性。监测资料整理应及时、准确、全方面。单项监测汇报、年度汇报、阶段性分析汇报应结论明确,依据资料应准确,论证要详尽、充分,做到校审齐全。资料分析以观察资料为依据,结合边坡工程施工、坝区地形历经情况进行逐步总结,要做到随观察、随统计、随计算、随校核、随分析。10.2监测资料整理(1)汇总经监理验收合格观察网图形,检验观察方案及原始数据正确性,查