大坝安全监测培训

大坝安全监测培训深圳市水务工程检测有限公司2010年11月13日我国大坝安全监测的现状1.水库基本情况1949年，全国仅有大中型水库23座；2007年，全国各类水库86353座，其中大型529座、中型3181座、小型82643座；（09年鉴）湘、粤、赣、川、鄂、滇6省水库占全国的55%；湖南水库总数全国第一，湖北大型水库最多，占全国大型水库的十分之一；由水库提供灌溉水源的耕地2.4亿亩，总灌溉面积的1/3；北京、天津、深圳和香港等近百座城市全部或部分依靠水库供水，200亿立方米/年；我国已建成水库是世界上水库最多的国家之一。坝型坝高：土石坝占总数的93%，坝高15m以上水库2.63万，30m以上的水库9191座我国大坝安全监测的现状2.大坝安全监测的现状多数大型水库的安全监测设施虽然较完整，但设施的技术水平落后，且损坏报废的很多，急需改造中型水库中约50%有一些基本的监测设施，但大多也已损坏而不能使用，另50%左右基本没有安全监测设施小型水库中除少数小（1）型水库有几根测压管外，绝大多数无任何监测设施就全国整体而言，水库大坝安全管理与信息化、现代化的差距很大。大型水库已有较完善的大坝安全监测设施，其中相当一部分还实现了监测和资料整编自动化安全监测目的与意义安全监测目的（1）监测大坝施工期和运行期的安全（2）将观测结果与设计预测进行对比，检验理论计算结果（3）掌握施工过程中大坝的实际情况，据此完善设计理论或施工技术方案（4）配合工程科学研究及其他安全监测意义（1）保障水库大坝运行安全（2）推动工程设计与施工技术的进步（3）为病险工程的诊断和合理加固提供依据（4）现代化和法治化工程管理的需要现行安全监测法规、规范、规程《水库大坝安全管理条例》《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）《混凝土大坝安全监测技术规范》（SDJ336-89）《混凝土坝安全监测技术规范》（DL/T5178-2003）《土石坝安全监测资料整编规程》（SL169-96）《混凝土坝安全监测资料整编规程》（DL/T5209-2005《大坝安全监测自动化技术规范》（DL/T5211-2005历年溃坝：1954～2009年56年间全国共发生水库溃坝3504座，年均62.6座，其中小型3375座（占96%）过程分布：溃坝高峰在大跃进、文革期间，最多1973年溃556座，改革开放后快速减少，近年低位稳定重大灾害：1975年河南板桥、石漫滩溃坝，1993年青海沟后溃坝等，极大改变了大坝安全管理发展进程近期情况：2000-2009年共47座，年均4.7座，近几年是,07年7座，08年1座，09年没有，10年已有8座溃坝及危害全球水库溃坝1928年美国63m高的St.Francis(圣佛朗西斯)重力坝溃决，死亡421人。1963年意大利Vajont(瓦依昂)拱坝库岸滑坡，死亡2000余人。1963年中国河北东川水库溃坝，死亡900余人。1975年中国河南板桥水库溃坝，26座水库相继溃决，24万余人死亡，直接经济损失34.97亿。1976年美国93m高的Teton（提堂）土坝失事1993年青海省沟后水库溃坝，300余人死亡2001年四川大路沟水库溃坝，伤亡近40余人2009年三峡蓄水和降雨等因素影响，库区千将坪发生体积约2400万m3特大滑坡，直接经济损失8000万板桥水库：史上最严重溃坝溃坝案例☆1975.8.8板桥水库在河南境内，24.5m高的粘土心墙砂壳坝，是“75.8”暴雨中溃决的一座大型水库。遭遇历史罕见暴雨洪水，1975年8月8日1时30分溃决，造成巨大灾难。在国内外的大坝安全管理领域有重大影响，并深远影响了我国的水库管理、防洪标准、除险加固等一系列大坝安全工作沟后水库：小水库中大灾害溃坝案例☆1993.8.27沟后水库是一座小（1）型水库，位于青海省海南州共和县境内，71m高的混凝土面板砂砾石坝。由于坝顶防渗体系的隐患，库水自坝顶防浪墙与面板接缝进入坝体，造成顶部坝体湿陷及渗透破坏，于1993年8月27日溃决，使下游的海南州州府所在地恰卜恰镇等遭受重创。小水库也会出大问题，此次事故使人们重新审视小型水库的安全与管理问题小海子水库：加固项目完工后溃坝溃坝案例☆2007.4.19新疆兵团八一水库2004青海英德尔水库2005甘肃小海子水库2007内蒙古岗岗水库2007板桥水库水库概念水库：为防洪和兴利建设的蓄水利用工程，由枢纽、库区和下游等构成的工程体系。大坝一般指枢纽规模：按总库容大小将工程分为5级：即大（1）型，大（2）型；中型；小（1）型，小（2）型山塘：库容低于10万方的水库称为山塘、塘坝，暂不论坝高和下游影响，未纳入水库管理（有些地区参照）非水库大坝：拦沙坝（水保工程）、灰坝（火电附属工程）、尾矿坝（冶金附属工程）大坝安全监测1.监测范围（1）坝体：坝顶、迎水坡、背水坡及坝址（2）坝基和坝区：坝基、坝端、坝址近区、坝端岸坡、上游铺盖（3）溢洪道：进水段（引渠）、堰顶或闸室、闸墩、边墙、胸墙、溢流面、底板、工作桥（4）输、泄水洞：引水段、竖井、洞身、工作桥、出口（5）闸门及启闭机：闸门及其开度指示器、门槽、止水、启闭机及备用电源（6）观测及通讯设备：观测设备、通讯设施、照明及交通设施2.监测手段（1）巡视检查（2）用仪器设备观测大坝安全监测3.监测内容巡视检查环境量监测变形监测渗流监测水力学观测结构内部应力、应变、压力、温度观测监测阶段和测次表1.4.1土石坝安全监测项目测次表阶段和测次观测项目第一阶段（施工期）第二阶段（初蓄期）第三阶段（运行期）1.日常巡视检查10～4次/月30～8次/月4～2次/月2.表面变开形；3.内部变形；4.裂缝及接缝；5.岸坡位移；6.混凝土面板变形6～3次/月10～4次/月10～4次/月6～3次/月6～3次/月10～4次/月30～10次/月30～10次/月10～4次/月10～4次/月6～2次/年12～4次/年12～4次/年12～4次/年12～4次/年7.渗流量；8.坝基渗流压力；9.坝体渗流压力；10.绕坝渗流10～4次/月10～4次/月10～4次/月10～4次/月30～10次/月30～10次/月30～10次/月30～10次/月6～3次/月6～3次/月6～3次/月6～3次/月11.孔隙水压力；12.土压力（应力）；13.接触土压力；14.混凝土面板应力6～3次/月6～3次/月6～3次/月按需要30～4次/月30～4次/月30～4次/月按需要6～3次/月6～3次/月6～3次/月按需要15.上、下游水位；16.降水量、气温；17.水温；18.波浪；19.坝前（及库区）泥沙；20.冰冻2次/日逐日量按需要按需要按需要按需要4～2次/日逐日量按需要按需要按需要按需要2～1次/日逐日量按需要按需要按需要按需要21,地震强震；22.动孔隙水压力按需要（自动测记加定期人工检查、校测）按需要（自动测记加定期人工检查、校测）23.泄水建筑物水力学按需要巡视检查巡视检查的分类日常巡视检查年度巡视检查特殊巡视检查巡视检查方法常规方法：用眼看、耳听、手摸、鼻嗅、脚踩等直观方法，或采用简单的辅助工具对工程表面和异常现象进行检查。特殊方法：采用开挖、钻井、钻孔取样、投放化学试剂、水下电视、水下摄影等对工程内部、水下部位或坝基进行检查。巡视检查记录和处理检察人员要具备一定的工程知识和经验，相对固定人员，做好检查记录和现场填表，必要时可以附有图片、素描。现场记录及填表要及时整理，分析有无异常迹象，发现问题要及时的汇报，或采取必要的分析研究工作，查明原因及时处理。巡视检查记录和整理表巡视检查部位损坏或异常情况坝体坝顶防浪墙迎水面背水面坝趾排水系统导渗降压设施观测设施坝基和坝区坝基基础廊道两岸坝端坝趾近区坝端岸坡上游铺盖观测设施溢洪道进水段（引渠）堰顶或闸室溢流面消能工闸门动力及启闭机工作（交通）桥下游河床及岸坡观测设施输、泄水洞（管）引水段进水塔（竖井）洞（管）身出口消能工闸门动力及启闭机工作桥观测设施其他（包括备用电源等情况）环境量监测环境量监测目的环境量监测目的是为了了解环境量的变化规律及对水工建筑物的变形、渗流和应力应变等的影响。环境量测监内容主要包括：气温、水温、波浪、大坝上下游水位、坝前淤积、下游冲刷、地震及冰压力等环境量监测相关规范水位观测标准GBJ138-90降水量观测规范SL21-90水文普通测量规范SL58-93河流冰情观测规范SL59-93环境量监测水位观测监测断面及测点布置上游水位监测应设置在受泄流和风浪影响小、便于仪器安装埋设和监测的位置。下游水位监测应设置在受泄流影响小、水流平稳，便于仪器安装埋设和监测的位置。水位监测断面应和测流断面统一布置。水位监测的方法水尺法（直立式、倾斜式、矮桩式和悬垂式）水位计法（浮子式、压力式、超声波）瞬时水位一般采用波浪仪器或电测水位计注：水位监测的水准基面与水工建筑物的水准基面应一致环境量监测降雨量监测降雨量监测点布置坝址区附近至少有一个观测点观测点布置在空旷平坦，不受地形、树木、烟尘的影响，同时应避开强风区。山区中的观测除布置在平坦空旷地段之外，还应使仪器口与山顶之间的仰角小于30℃降雨量观测的仪器雨量器、虹吸式和翻斗式雨量计、杆式雨量计、遥测雨量计、自动测报雨量计注：雨量器、虹吸式和翻斗式雨量计虹吸式雨量计翻斗式雨量计环境量监测气温和水温监测气温和水温监测布置坝址区附近至少有一个观测点。靠近上游坝面的库水中，布置测温垂线。土石坝的温度监测断面可设置在坝前或泄水建筑物进口前，断面上至少有3条测温垂线.观测方法温度观测一般采用铂电阻温度计、铜电阻温度计和半导体温度计等。气温观测仪器应设在专用的百叶箱内。百叶箱的设置应符合有关气象观测规范和标准。百叶箱内应设直读式温度计，以便比测。库水温观测应将温度计牢固固定在设计测点，电缆应缚设套管保护环境量监测其他监测波浪监测库面波浪监测护坡波浪监测淤积监测水下部分一般用交会法，用测杆、测深锤、回声测深仪；水上部分用普通测量方法冰冻监测土壤冻结深度监测冰盖位移监测冰压力监测地震反应监测地震强震观测、动孔隙水压力观测变形监测变形监测目的目的是掌握水工建筑物与地基变形的空间分析特征和随时间变化的规律，监控有害变形及裂缝等的发展趋势。项目主要指标部分习惯名称观测方法常见设备表面变形坝面水平位移（横向、纵向），坝面竖直位移水平位移，坝面沉降光学等视准仪，引张线；水准仪，水管式沉降仪；全站仪；等内部变形坝内水平位移（横向、纵向），坝内竖直位移内部水平位移，内部沉降机电等测斜仪；沉降管，水管式沉降仪；等相对位移界面位移，裂缝开度开裂，裂缝机电等位移计，测缝计；等变形监测依据的主要技术标准：《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）《土石坝安全监测资料整编规程》（SL169-96）《混凝土大坝安全监测技术规范(试行)》(SDJ336-89)《混凝土坝安全监测技术规范》(DL/T5178-2003)变形监测变形监测正负号的一般规定：水平位移向下游或向左岸为正，反之为负。竖向位移向下为正，向上为负。裂缝和接缝开合度以张为正，闭合为负。倾斜监测向下游、向左岸为正，反之为负。船闸闸墙的水平位移向闸室中心为正，反之负高边坡和滑坡体位移向下、向左为正，反之负变形监测表面变形土石坝监测断面布置横断面：一般不少于3个，且尽量布置在最大坝高处，地质条件复杂，地形突变处，坝内埋管或运行最可能发生异常的部位。纵断面：一般不少于4个，通常在坝顶的上下游侧布设1～2个断面，下游坝坡半坝高以上布设1～3个断面，半坝高以下布设1～2个断面，对于软基的坝体，还要在下游坝址外侧增设1～2个断面。在每个观测横断面和纵断面交点处布设表面变形观测点。基点布设：起测基点可在每一纵排测点两端的岸坡上各布设一个，其高程宜与测点高程相近。水准基点一般在土石坝下游1～3km处布设2～3个。校核基点应在两岸同排工作基点连线的延长线上各布设1～2个，必要时可采用倒垂线或边角网定位。变形监测表面变形混凝土坝监测断面布置横断面一般布设在每个坝端或