【文章內(nèi)容簡介】 洞及右岸地下引水發(fā)電系統(tǒng)組成，水庫庫容約 108m3，裝機(jī)容量6700MW。壩頂高程 1245m，建基面最低高程為 。工程于 2022 年 1 月20 日開工建設(shè)，2022 年 10 月 25 日大江截流，2022 年 12 月 12 日拱壩首倉混凝土開始澆筑；工程計劃于 2022 年 11 月導(dǎo)流洞下閘封堵、水庫開始初期蓄水，2022 年 8 月下旬導(dǎo)流底孔下閘封堵，2022 年 10 月底首臺機(jī)組發(fā)電，2022 年底工程完建。小灣工程具有壩高、庫大、河面寬、高水頭、強(qiáng)地震、大泄洪功率、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜等一系列特點(diǎn)，在這種基本自然條件下興建世界級高雙曲拱壩，有許多技術(shù)問題已超過了現(xiàn)代的水平和現(xiàn)行規(guī)范，要解決這類難題除要進(jìn)行專門的論證、科技攻關(guān)外，還需要對工程的工作性態(tài)與安全性能進(jìn)行監(jiān)控與分析。為了掌握和了解大壩在工程運(yùn)行過程中的安全工作性狀，并對其安全狀態(tài)作出及時準(zhǔn)確的判斷，從而對工程安全運(yùn)行進(jìn)行有效監(jiān)控，評價工程措施的效果、驗證設(shè)計與理論研究成果、提高高壩建設(shè)水平，小灣工程布設(shè)了全面、完善、先進(jìn)的安全監(jiān)測體系。由中國水電顧問集團(tuán)昆明勘測設(shè)計研究院、中國水利水電科學(xué)研究院、南京南瑞集團(tuán)公司三方強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合共同組成的 “‘昆?科?瑞’小灣水電站大壩安全監(jiān)測工程聯(lián)合體”，承擔(dān)了小灣大壩安全監(jiān)測工程項目，并于 2022 年 7 月 25日進(jìn)場工作。自拱壩首倉混凝土開盤澆筑以來，工程建設(shè)進(jìn)展順利，安全監(jiān)測工程實(shí)施取得優(yōu)良成績。至 2022 年 10 月 30 日，拱壩 28壩段已澆筑至高程 1169m，拱壩封拱的橫縫灌漿已到達(dá) 1095m 高程，緊跟大壩土建施工進(jìn)度，在大壩 1100m 高 程 以 下部 位 埋設(shè)了滑動測微計、多點(diǎn)位移計、基巖變位計、錨桿應(yīng)力計、雙軸巖石應(yīng)力計、滲壓計、測壓管、水位孔、溫度計、分布式測溫光纖、單向測縫計、雙向測縫計、鋼筋計、裂縫計、壓應(yīng)力計、錨索測力計、無應(yīng)力計、單向應(yīng)變計、七向應(yīng)變計組、九向應(yīng)變計組、正倒垂裝置、銦鋼絲位移計、靜力水準(zhǔn)、引張線等監(jiān)測儀器，并設(shè)立了氣溫監(jiān)測站和降雨量測站。建立了專一級平面位移監(jiān)測控制網(wǎng)；共完成安裝埋設(shè)各類儀器 1450 個單元（支、組、套），按單支儀器或傳感器統(tǒng)計，共埋設(shè)各類儀器 2228 支，占設(shè)計工程量 2311 支的 %；埋大壩監(jiān)測設(shè)施施工自檢及監(jiān)測成果分析報告“昆科瑞”大壩安全監(jiān)測項目部 2設(shè)光纖 8389m，占總合同工作量的 %。 鑒于小灣大壩下閘蓄水前安全評價的重要性，為先行建立客觀、可信和準(zhǔn)確的評價基礎(chǔ)，中國水電顧問集團(tuán)昆明勘測設(shè)計研究院、“昆?科?瑞”聯(lián)合體責(zé)任方前瞻性的考慮了蓄水前大壩安全監(jiān)測的監(jiān) 測 分 析 基 準(zhǔn) 值 選 取 、 擬 建的 專 一 等 變 形 監(jiān) 測 控 制 網(wǎng) 方 案 等 關(guān)鍵問題，于 2022 年 1 月 9 日至 12 日邀請河海大學(xué)、南京電力自動化設(shè)備總廠、中國水利水電科學(xué)研究院、水電水利規(guī)劃設(shè)計總院、南京南瑞集團(tuán)公司、武漢大學(xué)、四川大學(xué)、云南華能瀾滄江水電有限公司及中國水電顧問集團(tuán)昆明勘測設(shè)計研究院的 18 位專家組成的專家組對小灣水電站拱壩安全監(jiān)測工程實(shí)施與分析進(jìn)行了技術(shù)咨詢。會議認(rèn)為小灣拱壩安全監(jiān)測體系完善，從儀器設(shè)備選型、采購、檢驗、率定、耐高水壓試驗、安裝埋設(shè)過程質(zhì)量控制和監(jiān)測成果的整理分析，均嚴(yán)格按照現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程和設(shè)計技術(shù)要求進(jìn)行，儀器埋設(shè)成活率高，監(jiān)測成果規(guī)律性較好，小灣水電站拱壩安全監(jiān)測工程實(shí)施方案合理、監(jiān)測成果可信。2022 年 11 月 11 日，“昆科瑞”項目部在 29壩段的 GCF294 觀測間發(fā)現(xiàn)裂縫，隨后經(jīng)巡視檢查，在 1227和 32壩段的橫向廊道內(nèi)又發(fā)現(xiàn)裂縫，項目部及時向業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理報告，引起各方高度重視。設(shè)計先后在1111222334和 35壩段增加了溫度計測點(diǎn)，為小灣大壩精細(xì)化溫控提供依據(jù)。2022 年 8 月，“昆科瑞”項目部對拱壩混凝土澆筑以來壩體內(nèi)埋設(shè)的349 支溫度計監(jiān)測資料進(jìn)行了全面、系統(tǒng)、深入分析。2022 年 8 月 22 日至 25日，邀請南京電力自動化設(shè)備總廠、中國水利水電建設(shè)工程咨詢公司、中國水利水電科學(xué)研究院、河海大學(xué)等單位的 11 位專家組成的專家組對小灣水電站拱壩混凝土溫度監(jiān)測成果分析報告進(jìn)行了技術(shù)咨詢，咨詢意見為：“昆科瑞”項目部嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)范和設(shè)計技術(shù)要求對溫度計選型、采購、檢驗率定、安裝埋設(shè)及數(shù)據(jù)采集全過程進(jìn)行精細(xì)質(zhì)量控制，儀器埋設(shè)成活率高，監(jiān)測成果準(zhǔn)確可靠；在混凝土一期冷卻、二期冷卻期間，進(jìn)行了加密監(jiān)測，取得了大量溫度監(jiān)測成果，并及時反饋有關(guān)各方，為拱壩混凝土精細(xì)化溫控施工提供了科學(xué)依據(jù)；報告所提供的所有溫度計溫度～時間過程曲線，反映出施工全過程中溫度變化規(guī)律，溫度監(jiān)測成果客觀、真實(shí)地反應(yīng)出拱壩混凝土實(shí)際溫度狀況，為大壩溫控反饋分析起到了至關(guān)重要的作用。小灣電站計劃于 2022 年 11 月下閘開始蓄水，根據(jù)《小灣水電站樞紐工程蓄水安全鑒定工作大綱》的要求，“昆科瑞”項目部將大壩 1100m 以下部位的監(jiān)測工程量、施工期監(jiān)測資料進(jìn)行了系統(tǒng)、全面的整編分析，編制本下閘蓄水安全鑒定報告。報告主要介紹安全監(jiān)測工程范圍、項目和內(nèi)容、安全監(jiān)測體系布置、監(jiān)測工程實(shí)施質(zhì)量控制，全面、系統(tǒng)地整理整編了大壩 1100m 以下部位監(jiān)測實(shí)施工程量，和施工期的監(jiān)測成果資料；從監(jiān)測儀器精度、儀器的可靠性、數(shù)據(jù)合理大壩監(jiān)測設(shè)施施工自檢及監(jiān)測成果分析報告“昆科瑞”大壩安全監(jiān)測項目部 3性、物理量相關(guān)性以及物理量一致性等方面綜合分析評價了成果資料的可靠性；報告也重點(diǎn)分析壩基巖體開挖松弛變形、固結(jié)灌漿效應(yīng)、混凝土蓋重壓縮變形、在混凝土蓋重下的壩基變形和應(yīng)力全過程，也分析壩基和壩體滲流、混凝土一冷和二冷溫度、壩體橫縫開度以及施工期混凝土應(yīng)力應(yīng)變等。本報告僅涉及 1100m 高程以下部位安全監(jiān)測工程量和監(jiān)測成果，供下閘蓄水安全鑒定使用。1 安 全 監(jiān) 測 合 同 簡 述 合 同 工 作 范 圍小灣水電站大壩安全監(jiān)測工程（合同編號：XW/C4AJ）合同工作范圍包括：1. 在小灣水電站大壩壩體、壩基及壩肩抗力體、水庫及大壩下游河道、水墊塘及二道壩、導(dǎo)流隧洞堵頭等建筑物上實(shí)施埋設(shè)永久、臨時的監(jiān)測儀器設(shè)備和與此相關(guān)的土建工程、合同期監(jiān)測、監(jiān)測資料的整編分析及安全評價等工作。2. 左右岸壩肩抗力巖體地質(zhì)缺陷加固處理工程（合同編號：XW/C2－C）中的安全監(jiān)測項目合同期滿（2022 年 12 月 31 日）后的監(jiān)測、監(jiān)測資料的整編分析及安全評價等工作。3. 在小灣水電站大壩樞紐區(qū)外部變形監(jiān)測網(wǎng)的建立和復(fù)測。4. 大壩壩身及水墊塘水力學(xué)監(jiān)測預(yù)埋件及電纜的埋設(shè)。 合 同 工 作 項 目1. 外部變形監(jiān)測網(wǎng)在大壩樞紐區(qū)建立平面位移監(jiān)測網(wǎng)和垂直位移監(jiān)測網(wǎng)并定期復(fù)測。2. 變形監(jiān)測1）水平位移監(jiān)測 2）垂直位移監(jiān)測3）傾斜監(jiān)測 4）基巖內(nèi)部變形監(jiān)測5）壩肩抗力體變形監(jiān)測 6）壩體和壩肩接縫剪切位移監(jiān)測7）庫盤變形監(jiān)測3. 滲流監(jiān)測1）壩基揚(yáng)壓力監(jiān)測 2）壩體滲透壓力監(jiān)測3）壩體和壩基滲漏量監(jiān)測 4）繞壩滲流5）水質(zhì)監(jiān)測、應(yīng)變及溫度監(jiān)測1）應(yīng)力和應(yīng)變監(jiān)測 2）接縫和裂縫監(jiān)測 3）溫度監(jiān)測5. 地震反應(yīng)監(jiān)測大壩監(jiān)測設(shè)施施工自檢及監(jiān)測成果分析報告“昆科瑞”大壩安全監(jiān)測項目部 46. 水力學(xué)監(jiān)測預(yù)埋件7. 環(huán)境量監(jiān)測8. 巡視檢查9. 監(jiān)測資料管理與分析系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用 合 同 工 作 內(nèi) 容1. 監(jiān)測儀器設(shè)備的采購、檢驗和率定；2. 監(jiān)測儀器設(shè)備的安裝和埋設(shè)及與此相關(guān)的土建工程；3. 合同期監(jiān)測；4. 監(jiān)測資料整編、分析與安全評價；5. 配合完成與小灣工程安全監(jiān)測系統(tǒng)的接口連接；6. 完工移交；7. 臨建工程設(shè)計、施工、運(yùn)行及拆除。 合 同 工 期根據(jù)合同要求，本監(jiān)測工程自 2022 年 7 月簽訂合同起開始進(jìn)場，2022 年5 月 31 日完成本合同監(jiān)測儀器設(shè)備的安裝埋設(shè)，2022 年 12 月 31 日完成觀測資料的移交工作，至此本合同執(zhí)行結(jié)束。2 大 壩 監(jiān) 測 體 系 布 置 監(jiān) 測 布 置 原 則安全監(jiān)測設(shè)計遵循在反映拱壩工作狀態(tài)的前提下，符合“實(shí)用、可靠、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)”的原則，符合國家安全監(jiān)測的有關(guān)規(guī)程、規(guī)范，同時借鑒國內(nèi)外現(xiàn)有類似工程的設(shè)計經(jīng)驗。監(jiān)測系統(tǒng)布置以安全監(jiān)測為主，兼顧設(shè)計、施工、科研的需要。充分考慮施工期、蓄水過程和運(yùn)行期等不同階段的特點(diǎn)和需求，統(tǒng)一規(guī)劃，突出重點(diǎn)、兼顧全面，分期實(shí)施。施工期為控制進(jìn)度、確定施工措施提供必要的決策依據(jù)；蓄水期為動態(tài)掌握水庫蓄水過程中拱壩的運(yùn)行狀況的影響進(jìn)行監(jiān)測；運(yùn)行期，確保電站運(yùn)行安全，為水庫優(yōu)化調(diào)度提供必要的決策依據(jù)，最大限度發(fā)揮工程效益。監(jiān)測項目設(shè)置強(qiáng)調(diào)針對性、相互協(xié)調(diào)和同步，同一測點(diǎn)的儀器能夠相互校驗，在重點(diǎn)和關(guān)鍵部位適當(dāng)重復(fù)設(shè)置監(jiān)測儀器，以獲取該部位的重要資料；施工期監(jiān)測儀器與永久監(jiān)測儀器盡量互相結(jié)合；儀器設(shè)備實(shí)用、可靠、先進(jìn)；監(jiān)測信息能夠及時反饋。儀器的選用，根據(jù)目前國內(nèi)監(jiān)測儀器研發(fā)和生產(chǎn)的長足進(jìn)步及眾多工程應(yīng)用的經(jīng)驗，考慮以國產(chǎn)儀器為主，引進(jìn)部分國內(nèi)尚缺的或技術(shù)性能有明顯優(yōu)勢的進(jìn)口儀器；研制部分超量程、超常規(guī)指標(biāo)的監(jiān)測儀器；在常規(guī)監(jiān)測儀器有其大壩監(jiān)測設(shè)施施工自檢及監(jiān)測成果分析報告“昆科瑞”大壩安全監(jiān)測項目部 5固有缺陷的壩體重要部位使用一些性能優(yōu)越的新型監(jiān)測儀器作補(bǔ)充。安全監(jiān)測設(shè)計遵循以下原則：（1）監(jiān)控拱壩安全，掌握運(yùn)行規(guī)律，指導(dǎo)施工和運(yùn)行，反饋及時。（2）以儀器監(jiān)測為主，輔以人工巡視檢查，以彌補(bǔ)儀器覆蓋面的不足，同時收集施工動態(tài)等環(huán)境資料。（3）監(jiān)測儀器布局合理，注意時空關(guān)系，控制關(guān)鍵部位。對按監(jiān)測目的所選定的物理量能夠監(jiān)測其空間分布和隨時間變化的全過程。（4）監(jiān)測儀器和監(jiān)測設(shè)施的布置，緊密結(jié)合工程實(shí)際及特點(diǎn)，突出重點(diǎn)，兼顧全面，相關(guān)項目統(tǒng)籌考慮，配合布置。監(jiān)測項目和測點(diǎn)布置盡可能滿足預(yù)測模型和資料分析的要求，監(jiān)測系統(tǒng)能夠全面監(jiān)控工程的工作性狀，統(tǒng)一考慮各種內(nèi)外因素引起的相互作用。（5）選用的監(jiān)測儀器設(shè)備可靠、實(shí)用、有效、耐久，力求先進(jìn)和便于實(shí)施自動化。 監(jiān) 測 布 置 專一級變形監(jiān)測網(wǎng)平面位移監(jiān)測網(wǎng)共由 18 個點(diǎn)組成。全網(wǎng)由基準(zhǔn)點(diǎn)組和工作基點(diǎn)組兩部份組成，基準(zhǔn)點(diǎn)組編號為 A1～A6，工作基點(diǎn)組編號為 C1～C10 和 G1～G2?；鶞?zhǔn)點(diǎn)組由 6 個點(diǎn)組成，距離大壩最近 和最遠(yuǎn) 左右。工作基點(diǎn)組由 12 個點(diǎn)組成，其中 C1～CC5～CC8～CG1～G2 主要作用是為大壩下游面水平位移監(jiān)測提供工作基點(diǎn)，并且構(gòu)成 4 條谷幅測量線，監(jiān)測大壩下游附近近壩區(qū)巖體的水平位移；C3～C4 構(gòu)成 1 條谷幅測量線，監(jiān)測大壩上游近壩區(qū)巖體的水平位移；在壩頂 GPS 實(shí)時監(jiān)測項目中，G1～G2 還將作為壩頂 GPS 監(jiān)測的參考站（工作基點(diǎn)），G1～G2 應(yīng)通過與小灣 GPS 網(wǎng)的聯(lián)測獲得高精度的地心坐標(biāo)和相應(yīng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)。 變形監(jiān)測1）壩體壩體水平變形監(jiān)測采用表面變形監(jiān)測點(diǎn)、正垂線、壩頂 GPS 和激光三維測量系統(tǒng)。垂直位移監(jiān)測采用水準(zhǔn)點(diǎn)、靜力水準(zhǔn)儀、壩頂 GPS 和激光三維測量系統(tǒng)。壩頂表面變形位移測點(diǎn)共有 15 個，其中 9 個測點(diǎn)和垂線壩段重合，所有測點(diǎn)在后期改造為 GPS 測點(diǎn)。壩面下游表面變形監(jiān)測點(diǎn)分別在高程 1190m、高程 1100m 和高程 1060m 的壩后馬道上，主要作用是在施工期垂線尚未形成時監(jiān)測施工期壩體變形。整個壩體共計 76 個表面變形監(jiān)測點(diǎn)。根據(jù)地質(zhì)條件、壩體計算成果、廊道布置和兼顧壩基監(jiān)測的某些監(jiān)測措施的基點(diǎn)需要，在 11222341共 9 個壩段的大壩監(jiān)測設(shè)施施工自檢及監(jiān)測成果分析報告“昆科瑞”大壩安全監(jiān)測項目部 6各層廊道中分段設(shè)置正垂線，其中 35和 41壩段的正垂線深入兩岸灌漿廊道內(nèi)，同時用以監(jiān)測兩岸抗力體的變形。共布置 45 段正垂線，分別在基礎(chǔ)廊道內(nèi)、灌漿廊道內(nèi)和倒垂線銜接，監(jiān)測壩體的水平變形和撓度。在 9～35壩段的高程 1190m 檢查廊道中布置 1 條激光三維測量系統(tǒng)，配合正倒垂線的基點(diǎn)引入裝置，監(jiān)測每個壩段的三維變形。在壩頂?shù)拿總€壩段布置一個水準(zhǔn)點(diǎn)。壩體水準(zhǔn)位移監(jiān)測分別布置在高程 1190m、高程 1100m 的檢查廊道和各壩段壩基帷幕灌漿廊道內(nèi)。在 122和32壩段壩頂和壩基帷幕灌漿廊道上下游各布置 1 個水準(zhǔn)點(diǎn)監(jiān)測壩體傾斜。在壩頂和高程 1100m 的檢查廊道共分段布置 8 條靜力水準(zhǔn)測線，在 22壩段的壩頂、高程 1100m 和高程 1010m 順河向檢查廊道內(nèi)各布置 1 條靜力水準(zhǔn)測線監(jiān)測壩體傾斜。2）壩基壩基水平位移監(jiān)測主要采用和正垂線相同壩段的壩基 11 條不同深度的倒垂線。其中 22壩段布置 1 組（3 條）倒垂線，用以相互校核和比較不同深度的基巖變形的測值的大??；35和 41壩段的倒垂線深入兩岸壩肩，監(jiān)測兩岸壩肩的變形情況，同時作為高程 1150m 和高程 1100m 的灌漿洞內(nèi)的引張線和銦鋼絲位移計基點(diǎn)。為監(jiān)測壩基巖體松弛、拱壩澆筑和蓄水影響壓實(shí)變形的全過程，利用壩基各層排水平洞和交通洞布置多點(diǎn)位移計、滑動測微計進(jìn)行超前變形監(jiān)測。左岸分別布置于高程 1130m 交通洞、高程 1060m