监测工程（大坝）实用课件.ppt

大坝安全监测,一 监测的必要性,法律法规的要求 水库大坝安全管理条例 第十九条大坝管理单位必须按照有关技术标准，对大坝进行安全监测和检查；对监测资料应当及时整理分析，随时掌握大坝运行状况。发现异常现象和不安全因素时，大坝管理单位应当立即报告大坝主管部门，及时采取措施。,水电站大坝运行安全管理规定 第四条 水电站大坝在建设过程中的安全管理，由项目法人负责。 对于坝高70m以上的高坝或者监测系统复杂的中坝、低坝，项目法人应当按照国家有关规定，组织有关单位对水电站大坝监测系统进行专项设计、专项审查;在工程竣工验收时，进行专项检查验收。水电站大坝监测系统的专项检查验收报告应当报送国家电力监管委员会大坝安全监察中心（以下简称大坝中心）备案。,第七条 水电站运行单位应当履行下列职责（三）负责水电站大坝日常安全运行的观测、检查和维护； （四）负责对水电站大坝勘测、设计、施工、监理、运行、安全监测的资料以及其它有关安全技术资料的收集、分析、整理和保存，建立大坝安全技术档案以及相应数据库；,以安全监测为主、兼顾设计、施工、科研的需要。充分考虑施工期、蓄水过程和运行期等不同阶段的特点和需求，统一规划，突出重点、兼顾全面，分期实施。施工期为控制进度、确定施工措施提供必要的决策依据；蓄水期为动态掌握水库蓄水过程中大坝的运行状况进行监测；运行期，确保电站运行安全，为水库优化调度提供必要的决策依据，最大限度发挥工程效益。,监测的目的,二、大坝安全监测工程简介,一） 小湾大坝安全监测项目,巡视检查包括日常巡视检查、年度巡视检查和特别巡视检查。环境量监测包括观测枢纽区气温、降雨、大坝上下游水位和库水温等。变形监测包括坝体、二道坝、坝基、坝肩抗力体和库盆等部位的水平位移、垂直位移、倾斜等监测。,渗流监测包括坝基扬压力、坝体渗透压力监测、坝体和坝基渗漏量监测、绕坝渗流和水质监测等。 应力、应变及温度监测包括坝体混凝土应力应变、坝基岩石锚杆应力和锚索载荷、钢筋应力、混凝土和基岩的温度以及接缝和裂缝等监测。地震反映监测包括强震、坝身抗震钢筋和拱坝横缝在地震作用下的开度监测。,水力学监测预埋件包括水力学通用底座、穿电缆用的导管以及电缆预埋。监测资料管仪器理系统的建立。,监测仪器的安装埋设及相关的土建高程施工。二期冷却后，随着砼温度降低，裂缝均呈缓慢张开，目前裂缝开度测值为0.增购一台性能优良的光纤测温主机（已报批，购货合同正在签订），以满足大坝测温监测工作的需要。充分考虑施工期、蓄水过程和运行期等不同阶段的特点和需求，统一规划，突出重点、兼顾全面，分期实施。地震反映监测包括强震、坝身抗震钢筋和拱坝横缝在地震作用下的开度监测。大坝诱导缝面上布置双向测缝计，监测缝面剪切位移和张开情况。坝体廊道内布置静力水准系统，监测坝体和坝基的垂直位移。（四）负责对水电站大坝勘测、设计、施工、监理、运行、安全监测的资料以及其它有关安全技术资料的收集、分析、整理和保存，建立大坝安全技术档案以及相应数据库；坝体廊道内布置静力水准系统，监测坝体和坝基的垂直位移。二、大坝安全监测工程简介二期冷却前，裂缝开度测值为0.两岸坝肩各层排水洞、坝后边坡马道上布置水位孔，监测绕坝渗流情况。,二） 小湾拱坝安全监测的主要工作内容包括,监测仪器设备安装埋设前的仪器采购、检验、率定和标定。 监测仪器的安装埋设及相关的土建高程施工。为弥补一些常规仪器的固有缺陷后不足，本高程使用了部分性能优越的新型监测仪器，鉴于成熟经验有限，应根据监理人的指示，在事前应组织相关方面人员对仪器进行性能、安装埋设工艺和率定、标定等相关预备试验与研究。,在两岸坝顶、坝后底高程河谷岸坡分别设置简易气象站，在坝前、坝后分别设置水尺和自记水位计，坝体上游面设置温度计，对库区及枢纽气象、水位、水温等环境量进行监测。监测仪器设备安装埋设前的仪器采购、检验、率定和标定。目前，由于二期冷却作用，砼温度普遍明显下降。施工期日常巡视检查主要项目按照DL/T5178有关内容拟定，根据本工程特点，巡视检查还应包括（但不限于）如下内容监测坝段内埋设温度计，监测坝体内温度分布及变化情况；充分考虑施工期、蓄水过程和运行期等不同阶段的特点和需求，统一规划，突出重点、兼顾全面，分期实施。蓄水期为动态掌握水库蓄水过程中大坝的运行状况进行监测；18#、20 # 、22 # 、26 #坝段坝基35m以上浅表部出现回弹变形，固结灌浆对坝基回弹变形影响明显，随着砼浇筑坝体压重影响回弹变形略有减小。增购一台性能优良的光纤测温主机（已报批，购货合同正在签订），以满足大坝测温监测工作的需要。两岸坝肩各层排水洞、坝后边坡马道上布置水位孔，监测绕坝渗流情况。受二期冷却砼温度下降作用影响，坝体间横缝均呈张开变化趋势，目前横缝开度为0.水电站大坝监测系统的专项检查验收报告应当报送国家电力监管委员会大坝安全监察中心（以下简称大坝中心）备案。,埋设初期及施工期的监测。施工初期将监测仪器的电缆引入监测承包人自行设置的临时测站进行保护，数据以人工采集为主，在监测仪器附近的观测间具备条件后应适时引入永久观测间，宜实现数据采集单元的办自动至自动采集。,监测资料管理系统的建立和监测资料整理整编、分析与安全评价。在施工期资料反馈方式除正常日报、简报、周报、月报和年报以外。还应根据现场实际施工情况，按照监理人的指示完成各项专项报告。,配合完成与小湾工程安全监测系统的接口连接。完工移交工作及临建工程设计、施工运行及拆除。,三）监测内容,1 巡视检查,人工巡视检查是承包商监测人员（特殊情况由监理组织相关的参建各方人员）进行现场察看，参加现场巡检检查的人员应具备相关专业知识和工程经验。巡视检查分日常巡视、年度巡视、特别巡查。巡视检查应做好记录，每次检查均应按各类检查规定的程序做好现场记录，必要时应附有略图、素描和照片 。,施工期日常巡视检查主要项目按照DL/T5178有关内容拟定，根据本工程特点，巡视检查还应包括（但不限于）如下内容,坝肩抗力体和坝基尚未回填的勘探平硐以及排水洞、灌浆洞等部位的渗流、裂缝和卸荷岩体的张开情况等。坝体上下游库盆变形监测区域内的滑坡、较大规模裂缝等；坝体诱导缝周边是否出现裂缝及其大小、形态和分布规律。,2 环境量监测,在两岸坝顶、坝后底高程河谷岸坡分别设置简易气象站，在坝前、坝后分别设置水尺和自记水位计，坝体上游面设置温度计，对库区及枢纽气象、水位、水温等环境量进行监测。,3 变形监测,水平位移监测 坝基的灌浆洞布置引张线和铟钢丝位移计，监测坝基的水平位移。 重点监测坝段、坝基和坝肩抗力体布置正垂线和倒垂线，监测坝体的挠度以及坝体、坝基及坝肩抗力体的水平位移。,垂直位移监测 坝体廊道内布置静力水准系统，监测坝体和坝基的垂直位移。 坝身检查廊道中布置激光三维测量系统，监测坝体水平和垂直位移。,倾斜监测 坝顶、坝体横向廊道内布置静力水准系统，采用连通管法监测坝体和坝基的倾斜。 在拱冠梁坝段的观测间内沿径向布置静力水准系统，监测坝体的倾斜。,基岩内部变形监测 坝基埋设多点位移计和滑动测微计，监测坝基岩体沿钻孔轴线方向的变形情况。,坝肩抗力体监测 两岸坝肩的灌浆洞以及新挖观测平硐内埋设引张线、铟钢丝位移计、正垂线、倒垂线、多点位移计和固定式测斜仪等，监测坝肩抗力体的变形。,F7断层监测 坝前F7断层设置固定测斜仪、多点位移计和渗压计等监测仪器，监测大坝蓄水后两岸抗力体产生的变位而引起F7断层的错动变形和渗流变化情况。,4 渗流监测,坝基扬压力监测 坝基以及水垫塘底板下埋设测压管及渗压计，监测扬压力分布情况。坝体渗透压力监测 监测坝段坝体内埋设渗压计，监测坝体渗透压力及混凝土的层间渗透压力。 导流洞堵头混凝土和衬砌之间布置渗压计，监测接缝的渗水压力 。,坝体和坝基渗流量监测 坝体检查廊道内、坝基坝肩排水平洞和灌浆平洞内设置量水堰，监测坝体和坝基渗漏水量。 二道坝的渗漏抽排积水井位置布置水位计，监测其渗漏抽排水量。绕坝渗流 两岸坝肩各层排水洞、坝后边坡马道上布置水位孔，监测绕坝渗流情况。,水质监测 水库附近、大坝基础、坝体排水孔、山体平洞等有代表性部位，布置水质监测仪或取样进行分析，监测坝体、坝基及岸坡的水质变化,5 应力、应变及温度监测,应力和应变监测 监测坝段的坝趾、坝踵、拱端以及结构诱导缝等应力集中部位的混凝土内埋设应变计组、无应力计和压应力计，监测混凝土的应力和应变。 坝内孔口周边、预应力大梁埋设钢筋计，监测钢筋应力。,溢流表孔闸墩计坝基锚索中，安装锚索测力计，监测预应力锚索的锁定载荷以及预应力变化情况。 中孔和底孔衬砌钢板上布置钢板计，监测钢板应力变化。 水垫塘混凝土底板的锚筋桩和坝基坝踵部位岩体内布置锚杆应力计，监测锚筋桩和锚杆的应力变化。 坝基岩体中布置岩石应力计，监测坝基岩石应力变化情况。,接缝和裂缝监测 坝体与基岩接触面、结构诱导缝上、相邻坝段接缝处埋设测缝计，监测接缝的开合度。 坝体和坝基的接触部位布置双向测缝计，监测坝体和坝基之间的剪切和沿建基面滑动变形；大坝诱导缝面上布置双向测缝计，监测缝面剪切位移和张开情况。 坝踵和坝趾部位以及结构诱导缝的端头布置测缝计，监测混凝土是否开裂。 水垫塘底板和基岩接触面上布置测缝计，监测接缝的开合度。 导流洞堵头段堵头混凝土和衬砌之间、堵头期和期混凝土之间布置测缝计，监测接缝的开合度变化。 二道坝和导流洞堵头混凝土内埋设温度计，监测施工期混凝土温度场的变化。,温度监测 监测坝段内埋设温度计，监测坝体内温度分布及变化情况；上游坝面布置温度计监测坝前库水温度。下游坝面布置温度计监测混凝土的导温系数及气温对坝体的影响。 坝基和导流洞堵头周边围岩内钻孔埋设温度计，监测基础岩体温度分布及变化情况。 重点坝段和基础强约束区布置测温光纤系统，监测混凝土施工期温度变化和运行期温度场的分布。,7 水力学监测,负责施工期预埋用于水力学监测的通用底座、穿电缆用的导管以及电缆预埋。,6 地震反应监测,坝顶、坝体廊道、两岸坝肩以及坝址下游基岩安装强震仪，监测坝体的地震反应及地震动参数。选择部分抗震钢筋安装钢筋计，在地震反应敏感部位埋设接缝计，采用动态测量装置，监测地震动态反应。,四）大坝监测工作重点及设计变更,目前监测工作重点坝基（肩）变形、坝体砼温度（一期、二期冷却）及横缝开度等；监测仪器选型除滑动测微计、光纤测温系统、渗压计、双轴应力计选用国外进口仪器外，其余均选用国产仪器设备；设计变更及调整根据工程建设中出现的问题，设计总计下 发有关监测各种通知单25份，增加监测仪器134支（孔）， 测温光纤659.5m等及相关工程量。,五）大坝监测完成工作量及工程质量,完成工作量（至2006年10月20日） 埋设仪器776支（孔）、占合同总量的17.6%； 测温光缆4789m，占合同总量的47.9%； 验收完成量433支（孔），验收完成率55.7 。工程质量 仪埋完好率100； 失效仪器设备5支（孔），仪器完好率99.4； 监理评定仪埋优良率为97.3 。,六）大坝主要监测成果,1. 坝基变形 18#、20 # 、22 # 、26 #坝段坝基35m以上浅表部出现回弹变形，固结灌浆对坝基回弹变形影响明显，随着砼浇筑坝体压重影响回弹变形略有减小。目前坝基最大抬升变形5.38mm。 坝基深部变形不明显。 坝基基岩面与砼间开合度受温度和固结灌浆影响，目前最大开度1.77mm，最大压缩1.46mm。,2. 坝体砼浇筑初期温度 一般36天上升到最高温度（最高30左右，最低18.7 ，平均27.5 ）， 持续3天左右开始下降，1518天后温度降到最低（平均20.1 ）。 光纤、应变计、测缝计与温度计测温结果基本一致。 目前，由于二期冷却作用，砼温度普遍明显下降。,3. 985m高程以下坝体砼二期冷却效果坝体温度 二期冷却砼温度下降效果明显，目前21#、22 #坝段 砼温度为9.216.6 ，平均13.5 ；较二期冷却前温度下降7.613.1 ，平均下降10.5 。横缝开合度 受二期冷却砼温度下降作用影响，坝体间横缝均呈张开变化趋势，目前横缝开度为0.332.66mm，平均张开1.51mm。,4. 坝体仓面砼裂缝 大坝浇筑以来16#、17#、18#、19#、20#、21#、23#坝段砼仓面先后出现裂缝。 二期冷却前，裂缝开度测值为0.20mm0.27mm； 二期冷却后，随着砼温度降低，裂缝均呈缓慢张开，目前裂缝开度测值为0.12mm0.54mm，平均开度0.30mm； 较二期冷却之前，裂缝开度增加0.15mm0.32mm，平均增加0.24mm。 16#、17#坝段仓面新近出现的裂缝，目前裂缝开度测值为0.05mm0.09mm。,七）存在问题及解决措施,存在主要问题 1.光纤测温主机多次发生故障，造成观测数据中断； 2.测温主机有时性能不稳定，误差波动范围较大。解决措施 要求仪器供货商尽快及时现场提供维修和服务；增购一台性能优良的光纤测温主机（已报批，购货合同正在签订），以满足大坝测温监测工作的需要。,水准测量图片（垂直位移）,渗漏观测,正倒垂观测,绕坝渗流观测,深层位移观测,漫湾左岸边坡的监测点,全站仪对库首松动体的测量,漫湾引张线观测,漫湾铟钢测距观测,谢谢大家！,