大坝安全监测的设计大坝安全监测的设计.doc

第六章 安全监测 6.1安全监测（Safety Monitoring of Dams）概念 安全监测是指运用观测仪器和观测设备定期系统地测量水工建筑物、岸坡和地基以及所在环境的各种有关结构性态的物理量，并对物理量的观测结果进行整理、计算和分析研究得出一定结论的全过程。 通过观测仪器和设备，及时取得反映和基岩性态变化以及环境对作用的各种数据的观测和资料处理等工作。其目的是分析估计的安全程度，以便及时采取措施，设法保证安全运行。由于的工作条件十分复杂，和地基的实际工作状态难以用计算或模型试验准确预测，设计中带有一定经验性，施工时也可能存在某些缺陷,在长期运行之后,由于水流侵蚀和冻融风化作用，使材料和基岩特性不断恶化。因此，在初期蓄水和长期运行中，都存在着发生事故的可能性。一旦出现异常状态，必须及时发现和处理，否则可能导致严重后果。失事不仅要损失全部工程效益，而且溃坝洪水将使下游人民生命财产遭受毁灭性损失。安全监测是工程管理工作中最重要的一项工作。安全监测工作始于20世纪初，当时的方法和设备都较差，加以坝工设计、施工水平也不高，大坝失事时有发生。著名的有1928年美国的圣·弗朗西斯坝失事，1959年法国的马尔帕塞拱坝失事，1963年意大利的瓦依昂水库滑坡，都造成很大损失，引起社会震动，促使许多国家制定大坝安全监测法规，改进监测技术和监测仪器，使大坝监测工作得到很大发展。70年代以来，由于电子技术和电子计算机的发展和应用，大坝安全监测系统实现了半自动化或自动化，美国、日本、西班牙、意大利、法国等都在其国内建立机构进行大坝安全监测资料的集中处理。中国的大坝安全监测工作开始于50年代中期，60年代逐步研制和生产了各种监测仪器，制定了《水工建筑物观测工作手册》等有关规定。80年代研制并应用了遥测垂线坐标仪、倾斜仪、水位计、激光准直设备等新仪器新设备，在葛洲坝水利枢纽、东江水电站等大坝上实现了内部观测仪器自动测量和自动处理，建立了全国性的大坝安全监测机构和资料分析中心，开始制定各种大坝安全管理条例和技术规范。 水电站大坝安全管理办法0 拱坝 径向 ±2.0 切向 ±1.0 坝基 重力坝 支墩坝 ±0.3 拱坝 径向 ±0.3 切向 ±0.3 坝体垂直位移(mm) 坝顶 ±1.0 坝基 ±0.3 倾斜(″) 坝体 ±5.0 坝基 ±1.0 坝体表面接缝和裂缝(mm) ±0.2 近坝区岩体和高边坡(mm) 水平位移 ±2.0 垂直位移 ±2.0 滑坡体(mm) 水平位移 ±3.0（岩质边坡） ±5.0(土质边坡) 垂直位移 ±3.0 裂缝 ±1.0 （2） 水平变形监测 ①水平位移变形监测方式选择和测点的布置 顺水流方向和垂直坝轴线方向的水平位移，可以用垂线―引张线或视准线方式观测。垂线直线―引张线方式配置适当的自动化测量仪器就可实现自动化测量，并且可以和人工观测并存。视准线方式一般用于人工观测。直形重力坝或支墩坝坝体和坝基水平位移宜采用垂线―引张线方式观测，引张线可以分段布置，分段中间要设垂线。如果坝体较短，条件有利，坝体水平位移可采用视准线法观测。拱坝坝体和坝基水平位移宜采用导线法观测，如果条件允许，也可以用垂线方式测量水平位移。拱坝和高重力坝近坝区岩体水平位移，应布设边角网，监测岩体的变形。 水工建筑物位移标点的布置，应该根据建筑物的重要性、规模、施工、地质情况以及采用的观测方法而定，以能全面掌握建筑物及基础的变形状态为原则。通常垂直位移与水平位移标点设在同一观测墩上。 垂线测点的设置，首先应该选择地质或结构复杂的坝段，其次是最高坝段和其他有代表性坝段。拱坝的拱冠和拱座应设置垂线，较长的拱坝还应在1/4拱和3/4拱处设置垂线，各高程廊道与垂线相交处应设置垂线观测点。 水平位移测点，应尽量在坝顶和基础廊道设置。高坝还应该在中间高程廊道设置测点，每个坝段宜设置一个测点。 ② 工程实例  ③ 垂线的设计 垂线测量的是坝体顺水流方向及垂直水流方向的坝体水平位移，有正垂线、倒垂线之分。正垂线就是在建筑物顶上悬挂钢丝，在基础廊道内设挂重及垂线测点，利用倒垂线可以测量坝顶到基础廊道的相对位移，设备简单，安装方便。倒垂线是指从坝顶或坝体基础廊道钻孔到坝基相对不动点，将钢丝锚固在孔底，在坝顶或基础廊道设浮桶及垂线测点，利用正垂线可以测量坝顶或基础廊道的绝对位移。 垂线的中部坝体廊道内也可以设垂线测点。垂线长度不宜大于50米，否则垂线容易受空气对流而震动，不易回到平衡位置，造成测量误差。 正倒垂结合时宜在同一个观测墩上衔接，否则正倒垂之间的坝体变形应设因瓦尺或量具仪观测。 正垂线设计 正垂线重锤应设止动片，阻尼箱内应装防锈、粘性