贮灰场坝体作为燃煤发电厂等工业设施的核心安全屏障，长期承受高含水率粉煤灰荷载、地下水渗透压力及季节性温湿变化，其位移与沉降状态直接关系到坝体结构稳定性，更牵系下游居民区、农田与水系生态安全。位移和沉降观测作为贮灰场安全监测的核心内容，通过系统、精准的观测的数据分析，可及时捕捉坝体变形异常，预判安全隐患，为坝体安全评估、除险加固及运行管理提供科学依据，是防范坝体溃坝等重大安全事故的关键手段。

一、观测目的与依据

（一）观测目的

• 实时掌握坝体在灰渣堆积、水位变化、气象影响等工况下的位移（水平、深层）和沉降（垂直）变形规律，量化变形速率与累计变形量；

• 及时识别坝体不均匀变形、异常位移等隐患，判断坝体是否处于稳定运行状态，避免因变形超限引发结构破坏；

• 积累长期观测数据，为坝体稳定性评估、设计优化、维护加固提供数据支撑，延长坝体使用寿命；

• 结合巡视检查成果，联动分析工程缺陷发展与变形数据的关联，为应急处置提供精准依据。

（二）观测依据

观测工作需严格遵循国家及行业相关规范、标准，确保观测数据的合法性、准确性和实用性，核心依据包括：

• 《燃煤发电厂贮灰场安全监督管理规定》（国能发安全规〔2022〕53号）；

• 《火力发电厂贮灰场安全监测技术规范》（DL/T 5434—2020）；

• 《建筑变形测量规范》（JGJ 8—2016）；

• 《大中型水利水电工程施工测量规范》（SL 52—2015）；

• 《大坝安全监测资料分析规程》相关要求；

• 贮灰场工程设计文件、施工资料及竣工验收报告。

二、观测范围与监测点布设

（一）观测范围

覆盖贮灰场坝体全区域，重点关注坝顶、坝肩、坝坡（上、中、下部位）、排水棱体、坝基等关键部位，同时兼顾灰渣堆积厚度较大、地质条件复杂（如软土地基）及历史变形异常区域，确保观测无盲区。

（二）监测点布设原则

• 全面覆盖原则：监测点需覆盖坝体所有关键部位，确保变形数据能全面反映坝体整体状态；

• 重点突出原则：在坝顶轴线、坝肩、坝坡拐点、排水设施周边等易发生变形的重点区域，适当加密监测点密度；

• 稳定可靠原则：监测点布设需避开灰渣堆积、水流冲刷、施工扰动等区域，选择地基稳定、不易损坏、便于观测的位置；

• 方便实用原则：监测点布设应便于仪器安装、观测操作及后期维护，同时避免影响贮灰场正常排灰、取灰作业；

• 连贯可比原则：监测点布设需兼顾历史观测数据，确保新老监测点数据可对比，形成完整的变形时序序列。

（三）监测点布设要求

监测点分为位移监测点和沉降监测点，可单独布设，也可联合布设（同一监测点同时进行位移和沉降观测），具体布设要求如下：

1. 位移监测点：坝顶轴线每隔50-100m布设1个，坝肩、坝坡每30-50m布设1个，重点部位（如坝体拐点、溢洪道两侧）加密至20-30m；深层位移监测需在典型剖面布设深度达坝高2/3的柔性测斜管，实现深层蠕变与表层位移的全维度捕捉。

2. 沉降监测点：与位移监测点统筹布设，坝顶、坝肩、排水棱体等关键部位必须布设，坝坡按层级布设，确保每个坝段至少有1个沉降监测点；小型贮灰场监测点总数不少于3个，大型贮灰场根据坝长、坝高适当增加，分布均匀。

3. 监测点标识：每个监测点需设置明显标识，标注监测点编号、布设日期、观测责任人，同时建立监测点档案，详细记录布设位置、地质条件、安装情况等信息。

三、观测内容与方法

（一）位移观测

位移观测分为水平位移观测和深层水平位移观测，核心是监测坝体在平面内的位置变化，包括横向、纵向及特定方向的位移量，常用观测方法如下：

1. 水平位移观测方法

• 基准线法：分为光学视准线法、引张线法和激光准直法，适用于直线形坝体的水平位移监测，操作简便、成本较低，通过建立基准线，定期测量监测点与基准线的偏离值，计算水平位移量；

• 精密导线测量法：适用于非直线形坝体，通过布设精密导线，测量监测点的坐标变化，计算水平位移量，精度较高，能适应复杂地形条件；

• GNSS测量法：利用北斗或GPS卫星定位技术，在坝体布设GNSS地表位移站，实现高精度、全天候、自动化观测，可实时获取监测点坐标变化，适用于大型贮灰场和复杂地形，能有效提升观测效率，减少人工干预；

• 传感器测量法：采用双轴伺服加速度计+光纤光栅测斜仪双校验模式，消除温度漂移误差，提升观测精度，适用于高精度位移监测场景。

2. 深层水平位移观测方法

主要采用测斜仪观测法，在监测点钻孔安装测斜管，将测斜仪放入测斜管内，定期测量不同深度的倾斜角度，计算深层水平位移量，重点监测坝体内部剪切带的发育情况，捕捉深层蠕变变形，避免因深层变形未及时发现引发安全隐患。

（二）沉降观测

沉降观测主要监测坝体垂直方向的高程变化，反映坝体在灰渣荷载、地基压缩等作用下的沉降程度，常用观测方法如下：

• 水准测量法：最常用、最基础的观测方法，采用0.01mm级静力水准系统或S1、S3型水准仪，按照二级中等精度几何水准测量要求，建立水准控制网，定期测量监测点的高程变化，计算沉降量，精度高、操作简便，但受地形、气候因素影响较大，需严格控制观测误差，观测精度应小于1mm；

• GNSS测量法：与水平位移观测共用GNSS监测点，通过卫星定位技术同步获取监测点的高程变化，实现位移与沉降的同步观测，适用于大型贮灰场，可提升观测效率，不受地形限制；

• 合成孔径雷达干涉测量法：非接触式观测方法，具有高精度、高分辨率特点，通过布设合成孔径雷达天线，获取坝体三维形貌数据和沉降数据，适用于大型贮灰场和复杂地形的沉降监测；

• 沉降板观测法：在坝基或坝体关键部位埋设沉降板，通过水准仪定期测量沉降板高程，计算沉降量，适用于坝基沉降监测，可捕捉地基压缩变形规律，观测频率可根据沉降速率调整，沉降稳定后可减少观测频次。

四、观测频率与精度要求

（一）观测频率

观测频率需结合坝体运行阶段、灰渣堆积速度、气象条件及变形情况合理确定，严格遵循《燃煤发电厂贮灰场安全监督管理规定》要求，具体如下：

1. 正常运行阶段：

1. 位移观测：贮灰场竣工三年内，每月监测1次；竣工三年后，每季度监测1次；

2. 沉降观测：一般情况下，每季度监测1次；

3. 环境参量（孔隙水压力、降雨量等）：每月监测1次，雨季加密观测。

2. 特殊工况阶段：

1. 灰渣快速堆积期、汛期、暴雨、地震等异常情况时，增加观测频次，位移和沉降观测可加密至每天1次，必要时每4小时1次，同步加密环境参量观测；

2. 当监测数据出现异常（如位移速率、沉降速率突增）时，立即加密观测，跟踪变形趋势，直至变形稳定；

3. 水位等原因量变化周期短且变幅较大时，加密观测，寻找代表性的最大效应量。

3. 长期观测要求：系统动态监测时间不少于1个水文年，确保能捕捉不同季节、不同水文条件下的坝体变形规律。

（二）精度要求

观测精度直接影响数据的可靠性和隐患判断的准确性，需严格控制观测误差，具体精度要求如下：

• 水平位移观测：精度不低于±1.0mm，深层水平位移观测精度不低于±0.5mm；

• 沉降观测：精度不低于±0.5mm，静力水准系统观测精度可达到0.01mm，满足高精度监测需求；

• 观测数据重复测量误差：同一监测点、同一观测时段，重复观测3次，误差不得超过允许精度的2倍，否则需重新观测；

• 仪器精度要求：所使用的水准仪、测斜仪、GNSS接收机等仪器，需定期校验，确保仪器精度符合规范要求，校验周期不超过1年，避免因仪器误差导致观测数据失真。

五、观测数据处理与分析

观测数据处理与分析是观测工作的核心，需遵循“定性分析与定量分析相结合”的原则，通过科学处理和系统分析，判断坝体变形规律及安全状态，具体流程如下：

（一）数据处理

1. 数据整理：每次观测完成后，及时整理观测记录，核对监测点编号、观测时间、观测数据，剔除异常数据（如仪器故障、观测失误导致的数据），补充缺失数据（必要时重新观测）；

2. 数据计算：根据观测方法，计算监测点的位移量、沉降量、变形速率（日速率、月速率、年速率），累计变形量，明确每次观测与初始观测、上一次观测的差值；

3. 数据校验：采用坐标数据处理系统等工具，自动计算位移增量、变形速率，生成数据表格，同时人工校验计算结果，确保数据准确无误；可通过多次重复观测、不同仪器交叉观测等方式，验证数据可靠性；

4. 数据归档：建立观测数据档案，将观测记录、计算结果、仪器校验报告、监测点照片等资料整理归档，形成完整的观测数据台账，实现数据可追溯。

（二）数据分析

数据分析需重点关注监测物理量的量值大小、变化规律、空间分布及异常情况，结合巡视检查成果，实现多维度分析，具体方法如下：

1. 定性分析：采用比较法、作图法、特征值统计法，分析监测物理量的量值大小、时空分布规律、相关性及合理性：

1. 特征值统计法：统计监测物理量历年的最大值、最小值（标注出现时间）、变幅、周期、年平均值及年变化趋势，考察不同监测物理量之间的一致性或滞后性；

2. 作图法：绘制监测物理量与原因量（水位、气温、降雨量等）的过程线图、相关图、分布图，直观了解变形规律、影响因素及空间分布特点，判断数据是否异常；

3. 比较法：将监测成果与设计警戒值、监控指标对比，与相同部位、相同条件的监测数据对比，与理论/实验成果对比，结合巡视检查成果，判断变形是否合理、有无异常。

2. 定量分析：采用数学模型法（如LSTM神经网络模型），分析上游水位、气温、降水等原因量对坝体变形的影响，量化影响程度，提前预测变形趋势，部分模型可提前72小时预测加速变形概率，验证准确率可达91.3%以上；

3. 异常分析：当出现以下情况时，判定为变形异常，需立即排查原因：

1. 位移速率超过1.0mm/d，或沉降速率超过0.5mm/d，且持续增大；

2. 累计位移量、累计沉降量接近或超过设计警戒值；

3. 同一坝段不同监测点变形差异较大，出现不均匀变形；

4. 监测数据突然突变（如位移量、沉降量急剧增大或减小），与环境因素变化不匹配。

4. 分析报告：定期（每季度、每年）编制观测数据分析报告，总结坝体变形规律，评估坝体安全状态，提出维护建议；出现异常变形时，立即编制应急分析报告，明确异常原因、发展趋势及应急处置措施。

六、观测质量控制与安全保障

（一）质量控制

• 人员控制：观测人员需具备专业资质，熟悉观测规范和操作流程，经培训合格后上岗；观测过程中严格按照操作规范执行，避免人为失误；

• 仪器控制：观测仪器需定期校验，校验合格后方可使用；观测前检查仪器状态，确保仪器正常运行；妥善保管仪器，避免仪器损坏、受潮；

• 观测控制：观测时间尽量选择在气象条件稳定（无暴雨、大风、高温、严寒）的时段，避免气象因素影响观测精度；同一监测点的观测人员、仪器、观测路线保持一致，确保观测数据的连贯性和可比性；

• 数据控制：建立数据审核制度，每次观测完成后，由专人审核观测数据和计算结果，确保数据准确无误；定期对历史观测数据进行复盘，对比分析变形趋势，发现问题及时整改。

（二）安全保障

• 观测人员需佩戴安全防护用品（安全帽、防滑鞋、救生衣等），尤其是在坝坡、水边等危险区域观测时，需有专人监护，避免坠落、溺水等安全事故；

• 监测点需采取防护措施，设置防护围栏、警示标识，避免监测点被灰渣掩埋、碰撞损坏；

• 汛期、暴雨等恶劣天气下，尽量减少户外观测，确需观测时，需提前排查观测路线的安全隐患，确保观测人员安全；

• 建立应急处置机制，当观测发现坝体变形异常时，立即停止观测，撤离现场，同时上报相关管理部门，启动应急处置预案。

七、观测成果应用

观测成果是贮灰场坝体安全管理的核心依据，需充分发挥成果价值，指导坝体运行、维护和应急处置，具体应用如下：

1. 安全评估：根据观测数据和分析结果，定期对坝体稳定性进行评估，判断坝体是否处于安全运行状态，划分病态贮灰场、险情贮灰场等级，为安全管理提供依据；

2. 维护加固：针对变形异常区域，结合分析结果，制定针对性的维护加固措施（如坝体培厚、防渗处理、排水优化等），控制变形发展，确保坝体安全；

3. 运行优化：根据观测数据，优化灰渣堆积速度、堆积方式，控制贮灰场灰水位、堆灰坡向、预留安全加高，保持满足安全运行的干滩长度，减少坝体变形压力；

4. 应急处置：当出现坝体变形异常时，根据观测数据和分析报告，快速判断隐患等级，启动相应的应急处置措施（如停止灰渣堆积、疏散人员、加固坝体等），防范安全事故扩大；

5. 设计优化：积累长期观测数据，为新建、改建贮灰场坝体设计提供实际数据支撑，优化坝体结构、筑坝材料和筑坝方式，提高设计科学性和安全性。

八、附则

1. 本观测方案适用于各类燃煤发电厂贮灰场坝体（包括碾压式土石坝、堆石坝等）的位移和沉降观测工作，其他类型贮灰场可参照执行；

2. 本方案需结合贮灰场实际情况（坝型、坝高、地质条件、运行年限等）进行调整，确保方案的适用性和可操作性；

3. 观测工作需接受行业主管部门、安全监管部门的监督检查，及时整改观测过程中发现的问题；

4. 鼓励采用北斗卫星高精度变形监测等先进技术，推广“高频、无感、自校准”监测范式，提升观测效率和精度，缩短异常响应时间；

5. 本方案自发布之日起执行，由贮灰场运行管理单位负责解释。