8.3.3.1 监测措施
自2009年9月开始，对念生垦堆积体进行了全面的监测，包括环境量监测、表面变形监测、深部变形监测、地下水位监测、锚索应力监测、钢筋应力监测等。
1.环境量监测
对念生垦堆积体影响较大的环境量因素主要为降雨量。根据坝址区降雨量监测成果，2010年7月中旬梨园电站进入雨季，其日降雨量分布见图8.21。
2.表面变形监测
表面变形监测前后总共有48个点，从2009年9月8日至2010年10月5日，总共观测了176次，监测频率基本为2～3天一次。
(1)堆积体以水平位移为主，位移方向主要为顺坡向，最大水平位移为412.1mm，位于堆积体前缘的1532.94m高程；垂直位移量值较小且变化不大，最大垂直位移为145.6mm(堆积体右耳1758.828m高程)。
图8.20 念生垦堆积体代表点表面变形位移过程线
图8.21 梨园水电站坝址区日降雨量统计
(2)2010年2月导流进口明渠完成开挖前，堆积体受下部开挖影响，最大位移速率一度达10.12mm/d，位移分布为底部位移速率大、随高程增加位移速率递减的分布特征。导流进口明渠开挖完成后，在堆积体综合治理措施尤其是底部高程抗滑桩及锚索逐步施工后，位移速率大幅趋缓，整体位移得到有效控制。
(3)2010年4月底导流洞开始分流，堆积体在地下水位溢出点有所抬高的情况下，位移较小且稳步减小，基本不受分流影响，表明堆积体综合治理措施有效。
(4)雨季前堆积体各部位无明显位移，2010年7月中旬开始进入雨季，1600.00m高程以下位移基本不变，1600.00m高程以上(尤其是1690.00m以上)位移有所增加，但明显小于2009年同期水平。由此表明，堆积体整体位移处于可控状态，1600.00m高程以下经受了雨季考验，位移稳定；1690.00m高程以上堆积体位移受降雨影响明显，表明堆积体上部排水及支护措施需进一步加强。
3.深部变形监测
根据18个测斜孔持续观测成果：
(1)测斜孔实测堆积体顺坡向位移在-1.05～241.46mm之间，横坡向位移在-33.03～71.15mm之间。
(2)从4个典型测斜孔(02号、03号、09号、15号)的位移过程线来看，在高程1680.94m、1621.21m、1498.66m、1579.00m处位移都在导流明渠开挖前后有突变现象，即该处存在错动变形，表明堆积体底部存在连续贯通的底滑面。
(3)绝大部分测斜孔发生错动变形的时间主要在导流进口明渠开挖过程中，在综合治理措施逐步施加后，堆积体深部位移处于收敛状态。2010年7月中旬进入雨季后，1600.00m高程以下滑动面位移基本没有变化，1600.00m高程以上典型测斜孔(03号测斜孔，1671.71m高程)滑动面处最大相对位移速率曾达0.92mm/d，随着降雨量减少，位移速率逐步减缓为0.32mm/d。
(4)由于15号测斜孔埋设于高程1600.00m的ZS9抗滑桩，滑面处最大相对位移在导流进口明渠开挖后18mm，表明抗滑桩在滑面处发生了较大剪切变形。该孔在随后的雨季中相对位移变化不大，表明1600m抗滑桩位移稳定。
根据测斜孔滑面特征监测成果，已产生滑面的测斜孔最大孔口位移达251.72mm，滑面处相对位移达97.89mm。所测滑面深度在11.5～46m之间，位于残积层至强风化层一带。
4.排水洞流量监测
排水洞流量由量水堰来观测。在念生垦堆积体3个排水洞出口共布置了3个量水堰，初值时间为2010年5月15日。截至2010年10月2日，念生垦堆积体排水洞流量62.2～244.9L/min，排水洞流量变化过程曲线见图8.22。
由图8.22可知：
(1)自2010年5月15日开始观测，到7月上旬以前量水堰实测流量一直稳定在50L/min以内。
(2)2010年7月中旬进入雨季后，排水洞实测流量逐步增大，3号排水洞最大流量曾达330.6L/min，雨季后期流量逐步减小至244.9L/min。
(3)低高程1号排水洞出口的量水堰实测流量最小，高高程3号排水洞出口的量水堰实测流量最大，表明各层排水洞起到了排水作用，同时也说明地下水由堆积体后缘山体进行补给，且补给通道畅通。
5.地下水位监测
地下水位监测主要采用水位孔。在念生垦堆积体共布置了10个水位孔，初值时间为2009年11月16日至2010年4月9日。监测成果表明：
图8.22 念生垦堆积体排水洞流量变化过程曲线
(1)水位孔自2009年11月16日开始观测以来，绝大部分水位孔在安装后水位均呈下降趋势。2010年雨季前水位累计降幅在-0.08～-7.64m之间，平均为-2.36m，最大水位降幅发生在堆积体前缘1543.50m高程的NSK-HW-05水位孔，最小降幅发生在堆积体上部的1695.55m高程的水位孔，表明念生垦堆积体排水措施总体有效，但堆积体上部排水效果相对较差。
(2)另一方面，位于1723.56m高程的水位孔从埋设后实测水位一直处于上升趋势，雨季前累计水位增幅为3.66m，表明堆积体上部排水较为不畅，排水措施有待加强。
(3)2010年7月中旬进入雨季后，绝大部分水位孔水位又有所回升，雨季前后水位相对变幅在-0.02～5.84m之间，平均为1.97m。降雨对堆积体地下水位影响较大，堆积体水位回升量已接近前期降幅。
(4)综合排水洞流量监测成果来看，堆积体上部雨季前水位降幅较小，雨季后水位增幅也小，位于上部高程的3号排水洞排水流量较大，对稳定地下水位起到了一定的作用；堆积体下部在雨季前降幅较大，雨季后地下水位回升也相对较大，而中下部1号、2号排水洞实测流量虽有所加大，但相对3号排水洞增幅较小，这表明堆积体下部1号、2号排水洞的排水措施需进一步加强。
6.锚索应力监测(www.xing528.com)
锚索应力监测包括高程1510.00m抗滑桩8台锚索测力计、高程1510.00～1520.00m锚拉板5台锚索测力计、高程1520.00～1530.00m锚拉板11台锚索测力计、高程1600.00m抗滑桩4台锚索测力计、高程1600.00～1640.00m锚拉板8台锚索测力计。监测成果表明：
(1)锚索锁定荷载后期变化率在89%～165%之间，大部分锚索在导流明渠开挖之前处于衰减状态，之后荷载突增。
(2)2010年2月导流进口明渠完成开挖前，堆积体受下部开挖影响发生了较大位移，锚索最大荷载增长速率达67k N/d，锚索荷载变化过程与边坡变形过程基本同步。导流进口明渠开挖完成后，在堆积体综合治理措施尤其是底部高程抗滑桩及锚索逐步施工后，锚索荷载增长大幅趋缓，堆积体位移得到有效控制，表明念生垦堆积体综合治理措施效果显著。
(3)2010年4月底导流洞开始分流，在整体趋稳的情况下，锚索荷载无明显变化。
(4)2010年7月中旬开始进入雨季，进入雨季前锚索荷载无明显变化，进入雨季后1600.00m高程以下部位锚索荷载基本不受降雨影响，高程1600.00～1640.00m锚拉板应力略有增长，但较前期变化大幅度减小。
(5)绝大部分锚索实测荷载占设计吨位比例在57%～98%之间，尚有一定安全储备。高程1600.00m抗滑桩及锚拉板有少量锚索测力计实测荷载达设计吨位的106%～116%，说明该部位锚索承受的荷载较大，边坡变形仍未完全停止，该部位有必要加强锚固措施。
7.钢筋应力监测
钢筋应力监测包括高程1510.00m抗滑桩钢筋、高程1600.00m抗滑桩钢筋、高程1690.00m抗滑桩钢筋应力监测。钢筋计监测成果表明：
导流明渠高程1510.00m抗滑桩钢筋应力在-118.59～346.39MPa之间，最大拉应力发生于ZS28抗滑桩1495.50m高程。2010年1月中旬拉应力增长速率最大达到4.19MPa/d，2月初导流明渠开挖完成后应力变化趋于收敛，在导流洞过流期间无明显变化，7月中旬进入雨季后应力略有增加，但变化速率仅有0.16MPa/d。
高程1600.00m抗滑桩钢筋应力在-165.46～215.93MPa之间，最大拉应力发生于ZS36抗滑桩579.10m高程。2010年1月中旬拉应力增长速率最大达到2.88MPa/d，2月初导流明渠开挖完成后应力变化趋于收敛，在导流洞过流期间无明显变化，7月中旬进入雨季后应力无明显变化。
高程1690.00m抗滑桩钢筋应力在-1.94～44.90MPa之间，应力较小且变化不大。在2009年10月底以后，内侧钢筋应力一直处于缓慢增加的趋势，与导流进口明渠开挖进程、导流进口明渠分流关系不大，进入雨季后应力增长速率反而有0.06MPa/d下降至0.03MPa/d，表明1690.00m高程抗滑桩应力处于缓慢调整过程中，有稳定趋势。
8.测缝计监测
典型测缝计开合度变化过程曲线见图8.23。
图8.23 念生垦堆积体高程1690.00m抗滑桩典型测缝计开合度变化过程曲线
由图8.23可知：①测缝计实测开合度介于-1.97～3.19mm之间，部分测缝计开合度处于略微张开状态；②大部分测缝计在埋设后初期开合度变化较大，在2009年12月以后测值基本平稳。
8.3.3.2 预警措施
从变形监测、裂缝分期配套、外界扰动及影响因素三个主要方面，采用层次分析和相互关系矩阵法，建立施工期念生垦堆积体的分级监测预警指标体系，详见表8.3。
表8.3 梨园水电站念生垦堆积体监测预警指标体系
通过现场调查和念生垦沟堆积体变形特征和监测曲线分析认为：
(1)从监测数据和曲线上分析，2008年11月底以前，监测曲线呈一倾斜的直线，且最大变形速率在10cm/d以下，处于等速变形阶段；2008年12月初主滑区进入加速变形阶段；2008年12月15日以前，主滑区处于加速变形初始阶段(初加速阶段)，最大变形速率不大于20cm/d；2008年12月15日至2009年1月中旬，主滑区处于加速变形中期阶段(中加速阶段)，变形速率在20～50cm/d之间；2009年1月10日变形速率在40cm/d左右；由于堆积体后缘减载和排水工程的逐步实施，2009年3月上中旬，堆积体变形减缓，过渡至低速蠕变阶段；但2009年3月中下旬，导流明渠继续开挖，堆积体变形再次启动加速，并步入加速变形中期阶段，同时强烈变形区的范围也出现扩展，横向范围已经扩展至堆积体金沙江下游侧边界附近。
(2)2009年1月上旬，针对上述情况，采取了削方减载和简易排水措施，加之进入枯水季节，降雨量减少，坡体变形趋缓，由加速变形再次过渡至低速蠕滑变形。根据表8.4，判定为蓝色注意级。
(3)2009年4月中旬，堆积体变形再次启动加速且已经开始步入加速变形中期阶段。根据表8.4，判定为橙色警戒级。
(4)一出现上述情况，立即采取以下措施：
1)加强监测预警工作：增补专业监测点，加密监测周期(至少每天1～2次)，实时分析，发现问题及时预警，同时做好防灾预案。
2)加大力度实施削方减载；尽快在明渠部位实施回填压脚，其主要目的是在短时间内降低下滑速率，为后续综合治理工程提供条件；同时加快排水工程进度。
3)待堆积体变形速率减缓至每日毫米级，立即实施综合治理工程，以安全度汛。其中，卸载和排水工程立即得到了实施和加强。2009年4月19日，经专家咨询同意加强卸载和排水工程，并建议结合土石围堰施工，立即组织实施明渠回填压脚工程。监测资料显示：至2009年4月29日，念生垦堆积体变形很快再次趋缓，变形速率已减缓至毫米级，变形再次得到基本控制。根据表8.4，由橙色警戒级逐渐过渡并判定为蓝色注意级。
(5)堆积体变形具有很强的时空性，在一定阶段和条件下，堆积体变形虽然较缓或甚至暂时稳定，并不能代表其已经稳定甚至安全了。随着条件的改变，如导流明渠继续开挖，堆积体变形已经再次启动。如三峡库区白水河滑坡：每年汛期受降雨影响，变形曲线就出现一个明显的变形增长阶坎，汛期结束后，变形又逐渐恢复平稳，整个变形曲线表现为阶梯状演化特征(即阶跃型变形曲线)。导致变形曲线表现出阶跃特性的主要原因是阵发性、强烈的外界作用，如强降雨、库水位变动、人类工程活动(开挖、加载)等。这类外界作用的特点是：作用强度大，在斜坡变形曲线中反映明显(一般表现为斜坡变形突然增加，随着外界作用的减缓和消失，变形又逐渐趋于平稳，回归常态)，使斜坡变形曲线呈阶梯状。但是斜坡进入加速变形阶段后，不同时段对同量级的外界“事件”的响应强度就会出现较大的差别，并且是越到演化的后期阶段，其对外界“事件”的响应强度越大，系统对外界的影响越敏感。因此应特别关注外界因素对斜坡变形演化可能产生的巨大影响。
表8.4 金沙江梨园水电站念生垦沟堆积体变形演化阶段的综合判定表
续表
(6)不间断系统地监测，在原被破坏的监测点位重新布置或补充监测点，恢复系统专业监测，至少每天一次，并进行实时分析。特别是在施工期间和雨季，应加密监测和巡查，发现问题及时预警。
监测预警是一个动态过程，随着时间、外界条件和影响因素的变化，堆积体可能出现不同的变形响应，因此应不间断专业监测和巡查，发现问题及时预警，如险情降低，予以解除。
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