《教学课件PPT水利工程变形监测》由会员分享，可在线阅读，更多相关《教学课件PPT水利工程变形监测（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、变形测量测绘学院工测教研室第13章 水利工程变形监测变形测量测绘学院工测教研室主要内容： 概述 监测项目及要求 监测系统设计 小浪底大坝安全监控系统设计 大坝安全评判专家系统设计第13章 水利工程变形监测变形测量测绘学院工测教研室13.1 概述变形测量测绘学院工测教研室13.1 概述监测工作的重要性 建国以来，我国共修建8.3万余座堤坝，其中15米以上大坝有1.9万多座，30米以上大坝有近3000座，安全问题至关重要。 世界范围内的最新统计结果表明，本世纪已建坝总的失事比例约为1%，一旦大坝失事，将引起难以估计的灾难，这已引起各国政府和人民的普遍关注。 变形测量测绘学院工测教研室13.1 概述
2、监测系统研究进展 监测数据的自动采集 监测信息处理系统的研究开发 综合评判专家系统的开发研究 变形测量测绘学院工测教研室13.1 概述 监测数据的自动采集 监测信息处理系统的研究开发 综合评判专家系统的开发研究 变形测量测绘学院工测教研室13.1 概述变形、位移、裂缝监测仪器渗流、渗压监测仪器应力应变温度监测仪器 监测数据的自动采集 监测信息处理系统的研究开发 综合评判专家系统的开发研究 变形测量测绘学院工测教研室13.1 概述 监测数据的自动采集 监测信息处理系统的研究开发 综合评判专家系统的开发研究 DSIMS大坝安全监控管理系统软件 在线监测 测值预报 数据管理 系统管理 远程服务 变形
3、测量测绘学院工测教研室13.1 概述 监测数据的自动采集 监测信息处理系统的研究开发 综合评判专家系统的开发研究 变形测量测绘学院工测教研室13.2 监测项目及要求工作原则（1）监测仪器和设施的布置，应明确监测目的，紧密结合 工程实际，突出重点，兼顾全面，相关项目统筹安排，配合 布置。应保证具有在恶劣气候条件下仍能进行重要项目的监 测。（2）仪器设备要耐久、可靠、实用、有效，力求先进和便 于实现自动化监测。（3）仪器的安装和埋设必须及时，必须按设计要求精心施 工，应保证第一次蓄水期能够获得必要的监测成果，并应做 好仪器的保护；埋设完工后，及时作好初期测读工作，并绘 制竣工图、填写考证表，存档备
4、查。 变形测量测绘学院工测教研室13.2 监测项目及要求工作原则（4）仪器监测严格按照规程规范和设计要求进行，相关监测项目力求同时监测；针对不同监测阶段，突出重点进行监测；发现异常，立即复测；做到监测连续、数据可靠、记录真实、注记齐全、整理及时，一旦发现问题，及时上报。（5）仪器监测应与巡视检查相结合。变形测量测绘学院工测教研室13.2 监测项目及要求基本要求（1）可行性研究阶段。提出安全监测系统的总体设计专题、监 测仪器及设备的数量；监测系统的工程概算。（2）招标设计阶段。提出监测系统设计文件，包括监测系统布 置图、仪器设备清单、各监测仪器设施的安装技术要求、测 次要求及工程预算等。（3）施
5、工阶段。提出施工详图，应做好仪器设备的检验、埋设 、安装、调试和保护，应绘制竣工图，编写埋设记录和竣工 报告；应固定专人进行监测工作，保证监测设施完好和监测 数据连续、可靠、完整，应按时进行监测资料分析，评价施 工期大坝安全状况，为施工提供决策依据。变形测量测绘学院工测教研室13.2 监测项目及要求基本要求（4）首次蓄水阶段。应制定首次蓄水的监测工作计划和主要的 设计监控技术指标；按计划要求做好仪器监测和巡视检查； 拟定基准值，定时对大坝安全状态作出评价并为蓄水提供依 据。（5）运行阶段。应进行经常的和特殊情况下的监测工作；定期 对监测设施进行检查、维护和鉴定，以确定是否应报废、封 存或继续观
6、测、补充、完善和更新，定期对监测资料进行整 编和分析。变形测量测绘学院工测教研室13.2 监测项目及要求工作状态划分 应定期对监测结果进行分析研究，并按下列类型对大坝的工作 状态作出评估：（1）正常状态，指大坝（或监测的对象）达到设计要求的功能， 不存在影响正常使用的缺陷，且各主要监测量的变化处于正常 情况下的状态。（2）异常状态，指大坝（或监测的对象）的某项功能已不能完全 满足设计要求，或主要监测量出现某些异常，因而影响正常使 用的状态。（3）险情状态，指大坝（或监测的对象）出现危及安全的严重缺 陷，或环境中某些危及安全的因素正在加剧，或主要监测量出 现较大异常，若按设计条件继续运行将出现大
7、事故的状态。 变形测量测绘学院工测教研室13.2 监测项目及要求变形正负 水平向下游、向左岸向上游、向右岸 垂直下沉上升 挠度向下游、向左岸向上游、向右岸 倾斜向下游转动、向左 岸转动向上游转动、向右 岸转动 滑坡向坡下、向左岸向坡上、向右岸 裂缝张开闭合 接缝张开闭合 闸墙向闸室中心背闸室中心表13.1 变形监测符号变形测量测绘学院工测教研室13.2 监测项目及要求类别项目按工程分类按级别分类 土石 坝堆石 坝混凝 土坝水闸、 溢洪道隧洞、 地下厂 房水库1234水文水位 降水 波浪 冲淤 气温 水温 变形表面内部 地基 裂缝 接缝 边坡表13.2 水工建筑物监测项目变形测量测绘学院工测教研
8、室13.2 监测项目及要求渗流坝体 坝基 绕渗 渗流量 地下水 水质 应力土壤 混凝土 钢筋 钢板 接触面 温度 水流压强 流速 掺气 消能 地震振动变形测量测绘学院工测教研室13.2 监测项目及要求类别项目施工期蓄水期运行期变形表面内部42次/月104次/月104次/月3010次/月62次/年124次/年渗流渗流水质104次/月63次/年3010次/月126次/年63次/月123次/年应力应力温度63次/月154次/月304次/月304次/月124次/年62次/月表13.3 安全监测次数变形测量测绘学院工测教研室13.3 监测系统设计监测断面布置(土石坝)（1）观测横断面。布置在最大坝高、原
9、河床处、合龙段、地形突变处、地质条件复杂处、坝内埋管或运行可能发生异常反应处。一般不少于23个。（2）观测纵断面。在坝顶的上游或下游侧布设12个，在上游坝坡正常蓄水位以上1个，正常蓄水位以下可视需要设临时断面，下游坝坡25个。变形测量测绘学院工测教研室13.3 监测系统设计监测断面布置(土石坝)（3）内部断面。一般布置在最大断面及其它特征断面处，可 视需要布设13个，每个断面可布设13条观测垂线，各观测垂线还应尽量形成纵向观测断面。界面位移一般布设在坝体与岸坡连接处，不同坝料的组合坝型交界处及土坝与混凝土建筑物连接处。 变形测量测绘学院工测教研室13.3 监测系统设计监测断面布置(混凝土坝)（
10、1）观测纵断面。通常平行坝轴线在坝顶及坝基廊道设置观测 纵断面，当坝体较高时，可在中间适当增加12个纵断面。当缺少纵向廊道时，也可布设在平行坝轴线的下游坝面上。（2）内部断面。布置在最大坝高坝段或地质和结构复杂坝段， 并视坝长情况布设13个断面。应将坝体和地基作为一个整体进行布设。拱坝的拱冠和拱端一般宜布设断面，必要时也可在l/4拱处布设。变形测量测绘学院工测教研室13.3 监测系统设计监测断面布置(滑坡体)（1）两坝肩附近的近坝区岩体。垂直坝轴线方向各布设12个观测横断面。（2）滑坡体顺滑移方向布设13个观测断面，包括主滑线断面及其两侧特征断面。（3）必要时可大致按网格法布置。变形测量测绘学
11、院工测教研室13.3 监测系统设计水平位移观测点布置(位移标点)（1）土石坝。在每个横断面和纵断面交点等处布设位移标点，一般每个横断面不少于3个。位移标点的纵向间距，当坝长小 于300m时取3050m，坝长大于300m时，一般取50100m。（2）混凝土坝。在观测纵断面上的每个坝段、每个垛墙或每个闸墩布设一个标点，对于重要工:程也可在伸缩缝两侧各布设一个标点。 变形测量测绘学院工测教研室13.3 监测系统设计水平位移观测点布置(位移标点)（3）近坝区岩体及滑坡体。在近坝区岩体每个断面上至少布 设3个标点，重点布设在靠坝肩下游面。在滑坡体每个观测 断面上的位移标点一般不少于3个，重点布设在滑坡体
12、后缘 起至正常蓄水位之间。变形测量测绘学院工测教研室13.3 监测系统设计水平位移观测点布置(工作基点)（1）土石坝。在两岸每一纵排标点的延长线上各布设一个工 作基点。当坝轴线为折线或坝长超过500m时，可在坝身每一 纵排标点中部增设工作基点兼作标点，工作基点的间距取决 于采用的测量仪器。（2）混凝土坝。可将工作基点布设在两岸山体的岩洞内或位 移测线延长线的稳定岩体上。（3）近坝区岩体及滑坡体。选择距观测标点较近的稳定岩体 建立工作基点。变形测量测绘学院工测教研室13.3 监测系统设计水平位移观测点布置(校核基点)（1）土石坝。一般仍采用延长方向线法，即在两岸同排工作基 点连线的延长线.上各设
13、12个校核基点，必要时可设置倒垂线或采用边角网定位。（2）混凝土坝。校核基点可布设在两岸灌浆廊道内，也可采用 倒垂线作为校核基点，此时校核基点与倒垂线的观测墩宜合 二为一。（3）近坝区岩体及滑坡体。可将工作基点和校核基点组成边角 网或交会法进行观测。有条件时也可设置倒垂线。 变形测量测绘学院工测教研室13.3 监测系统设计垂直位移测点布置 在通常情况下，垂直位移采用精密水准测量方法观测。 水准测量的基准点应根据工程建筑物的规模、受力区范围、地形地质条件及观测精度要求等综合考虑，原则上要求这种类型的点能长期稳定，且变形值小于观测误差。变形测量测绘学院工测教研室13.3 监测系统设计垂直位移测点布
14、置 水准基点的形式可采用土基标、地表岩石标、深埋钢管标、双金属管标等，具体形式可根据实际情况确定。 一般分别在坝顶及坝基处各布设一排沉降监测标点，在高混凝土坝中间高程廊道内和高土石坝的下游马道上，也应适当布置观测标点。 沉降标点可根据实际需要采用综合标、混凝土标、钢管标、墙上标等形式。变形测量测绘学院工测教研室13.3 监测系统设计部位方法说明重力坝引张线 视准线 激光准直一般坝体、坝基均适用 坝体较短时用 包括大气和真空激光，坝体较长用真空激光拱坝视准线 导线 交会法重要测点用 一般均适用，可用光电测距仪测量导线边长 交会边较短、交会角较好时用土石坝视准线 大气激光 卫星定位 测斜仪或 位移
15、计 交会法坝体较短时用 有条件时用，可布设管道 坝体较长时用 测量内部分层及界面位移用交会边较短、交会角较好时用表13.4 水平位移监测方法变形测量测绘学院工测教研室13.3 监测系统设计部位方法说明近坝区 岩体测斜仪 交会法 卫星定位 多点位移计一般均适用 交会边较短、交会角较好时用 范围较大时用 也可用于滑坡体和坝基高边坡 滑坡体视准线 卫星定位 直线测距 边角网同轴电缆一般均适用 范围较大时用 光电测距仪或铟钢线位移计、收敛计 一般均适用，包括三角网、测边网和 边角网 可测定位移深度、速率及滑动面位置 断层 夹层断层监测仪 变位计 测斜仪 倒垂线可测断层的三维位移 可测层面水平及垂直位移 一般均适用 必要时用变形测量测绘学院工测教研室13.3 监测系统设计校核基点岩洞稳定点 倒垂线 边角网 延长方向线 伸缩仪也可精密量距和测角 一般均适用 有条件时用 有条件时用 用于基准点传递和水平位移观测变形测量测绘学院工测教研室13.3 监测系统设计部位方法说明混凝土坝一等或二等水准 三角高程 激光准直坝体、坝基均适用 可用于薄拱坝 两端应设垂直位移工作基点土石坝二等或三等水准 三角高程 激光准直坝体、坝基均适用 一般采用全站仪观测 两端应设垂直位移工作基点 近坝区 岩体一等或二等水准 三角高程观测表面、山洞内及地基回弹位移 观测表面
