《1大坝安全监测工程概论》.ppt

安全工程概论 －安全监测技术与方法 一 水工建筑物安全监控的发展和教训 1830～1838年，法国，格罗斯博斯坝根据观测指导施工 1891年，德国埃施巴赫混凝土重力坝开始变形观测 1903年，美国对布恩顿重力坝进行温度观测 1908～1909，澳大利亚在拱坝进行变形观测 1919～1920，瑞士布置了世界上第一座永久观测仪器的拱坝 20世纪50年代，中国开始研制大应变计（差阻式－卡尔逊仪器），70年代，垂线、引张线，激光照准 现在：GPS、光纤、激光三维、声发射 坝高267m，是当时世界上最高的双曲拱坝。库区蓄水后，山体突然以高达25－30m/s的速度下滑，近2亿方土石迅速淤满水库，掀起高过坝顶100余米的涌浪，冲毁下游3km处的村镇，造成3000人死亡，水库变为石库。 5、鲍尔德温山水库的溃决 库区距一知名的大断裂带仅300m，有几条小断层从库底下穿过。水沿断层渗透使地基中的粉砂岩、细砂岩受到潜蚀，潜蚀洞穴塌陷造成坝体突然溃决。 6、滑坡 1972年夏天，香港半山区一座27层大楼因变坡滑动倒塌，并切断一座大楼和一片房屋。 1989 年 1 月 10 日在中国云南漫湾水电站大坝坝肩开挖过程中发生的滑坡，耗资近亿元治理， 150 万 kW 的水电站推迟发电近一年，损失巨大。 1981 年雨季宝成铁路共发生滑坡 289 处，中断行车 2 个多月 抢建费用达 2.56 亿元。 抚顺西露天矿自 1914 年投产以来为保持边坡稳定共剥离岩石 1 亿方。 8、青海沟后水库 截止1980 年全世界（ 不包括中国）已建成15 m 以上大坝16 000 余座，年均溃坝1 ～ 2 座，死亡133 人. 由此得出年均每座坝的死亡人数为0. 0083 人（这一统计包括了较早年代的资料）. 目前，我国已建坝约85 000 余座，若也按该标准要求，则年均溃坝死亡人数应不超过85 人. 实际上，我国大坝安全似未达到这一水准. 在1954～ 1990 年间，湖南省共建大坝12 820 座，垮坝292 座，死亡681 人。 监测应用实例 常规监测 爆破松动 塑性变形 锚杆灌浆饱合度（砂浆粘结锚杆） 岩土体及材料物理力学特性 岩体声发射、电阻率、声速 有害气体和放射性 水文及水力学监测 流速 动水压力 空化 掺气 雾化 冲刷 调压井水位 地震监测 位移 速度 加速度 动空隙水压力 动应变、应力 动水压力 地壳变形 (3)电感式 一种变磁阻式传感器，利用线圈的电感的变化进行测量。 通过衔铁和铁芯之间的空气隙变化，引起磁路中磁阻变化，从而引起线圈电感变化。 （2）渗流监测 压力或水位：测压管、渗压计、压力表、测深锤 渗流量：量水堰、量杯 水质：混浊度、化学成分 （二）工程安全信息分析评价系统 （2）专家系统 （二）工程安全信息分析评价系统 系统总体架构 * * 郑 东 健 zhengdj@hhu.edu.cn （一）发展 （二）工程教训 1、法国马尔帕赛双曲拱 薄拱坝坝高60m，底宽6.26m，顶宽1.5m，修建在片麻岩上。1959年12月2日，当水库接近满库时45分钟内坝体突然崩溃。500名士兵丧生，下游10km一城镇变成废墟。 2、四川永川县陈食水库坝基渗漏 在坝基附近岸坡坡脚处，风化泥岩中发育一组与岸坡走向平行的陡倾斜卸荷裂隙，有的开口达20cm之大，渗漏造成的。 3、梅山连拱坝坝肩破裂 1962年右岸大量漏水，大坝三天内向左岸倾斜57.2mm，向下游位移9.4mm，右岸各坝垛出现大量裂缝。 4、意大利瓦依昂水库滑坡 天生桥二级电站闸首滑坡 宝成铁路 K190 段滑坡 1972 年发生于香港岛半山区的滑坡 长江大堤江西马湖滑坡 7、板桥水库和石漫滩水库等五十八座中小型水库溃坝 1975年河南板桥水库垮坝，打捞到的尸体10万多具，后续因缺粮、感染、传染引起的死亡14万，共24万多人死亡。（ 据说在discovery中为“10 top technological catastrophe in the world”），官方为2.6万。 1981年8月，龙羊峡与150年特大洪水，依靠围堰混凝土心墙48支观测仪器，决定加高围堰4m抗洪。 1985年6月，长江三峡新滩，监测预警，大滑坡2000万方，安全撤离，无一伤亡。 洪门、南水、大洪河3座水电厂，经监测分析和补强加固，提高汛前水位，每年增加电能5700万kw.h。 1998年凤滩、五强溪、柘溪三座水库在防洪关键时刻，经监测分析预测，多拦蓄洪峰洪量27亿方，相当于洞庭湖高水位时1m库容。 柘林水库，经实时监测下，超过历史最高水位1.32m运行，为保证京九高速公路和京九铁路安全，起到关键作用 1.工程安全信息采集系统 2.工