大壩安全監(jiān)測

—設(shè)計(jì)、施工與資料分析

第一章

緒論幾座國內(nèi)外著名擋水壩簡介最高的混凝土重力壩是瑞士的大狄克遜大壩，高285米

最高的土石壩是位于塔吉克斯坦，阿姆河支流瓦赫什河上的羅貢壩，壩高335米最大的水電站排名如下表：國名電站名稱所在河流最大水頭（m）裝機(jī)容量（萬kw）年發(fā)電量(億kw.h)中國三峽長江1131820847巴西、巴拉圭伊泰普巴拉那河1261260710美國

大古力哥倫比亞河1081083203委內(nèi)瑞拉古里卡羅尼河1461030510巴西圖庫魯伊托坎廷斯河68800324俄羅斯薩揚(yáng)舒申斯克葉尼塞河220640237俄羅斯克拉斯諾雅爾斯克葉尼塞河100.5600204加拿大拉格蘭德二級(jí)拉格蘭德河142533358加拿大丘吉爾瀑布丘吉爾河322523345世界上最大的水電站排名表長江三峽裝機(jī)1820萬kWh,庫容393億m3，壩長2309m，水庫長600km,重力壩。葛洲壩重力壩二灘水電站

雙曲拱壩黃河小浪底水庫斜心墻堆石壩,壩高：154m，庫容：126.5億m3左岸泄洪糯扎渡水電站在建的最高的土石心墻壩，壩高:261.5m公伯峽水電站

面板堆石壩清江水布亞水電站江西布津水電站北京十三陵抽水蓄能電站上池湖北天荒坪抽水蓄能電站上池瀝青混凝土面層施工伊泰普水電站（巴西、巴拉圭）

空腹重力壩，庫容：290億m3，裝機(jī)：1260萬kw，最大壩高196m。胡佛水庫（美國）大古力（美國）羅克島水電站（美國）§2擋水壩安全的重要性大壩安全已經(jīng)成為社會(huì)、國防和生態(tài)安全的重中之重——水利工程師的責(zé)任，水利工程的風(fēng)險(xiǎn)國防安全二次大戰(zhàn)中，英國空軍轟炸德國莫納、埃德爾重力壩（炸毀）和索爾普土石壩（炸損），造成魯爾工業(yè)區(qū)癱瘓朝鮮戰(zhàn)爭美國轟炸朝鮮水電站，影響其后勤供應(yīng)臺(tái)灣威脅轟炸三峽工程生態(tài)安全土耳其擬實(shí)施的“安納托里亞”工程，將使幼發(fā)拉底河底河水入伊拉克減少80％，敘利亞減少40％，引發(fā)了激烈的國際爭端，——對兩國沙漠生態(tài)和經(jīng)濟(jì)的影響汪恕誠部長在2004年4月8日水利學(xué)會(huì)大會(huì)上作“大壩與生態(tài)”學(xué)術(shù)報(bào)告，指出大壩帶來的8大生態(tài)問題：移民、泥沙、水質(zhì)、大氣、生物、景觀文物、地質(zhì)災(zāi)害、潰壩。阿斯旺水庫對下游生態(tài)的影響等等——大壩建設(shè)不當(dāng)或出現(xiàn)事故會(huì)引起嚴(yán)重的生態(tài)問題“潰壩”災(zāi)難我國共有

3482座水庫垮壩。七十年代平均每年垮

200多座，其中

1973年高達(dá)

554座。以后每年平均也有

20多座垮壩。1975.8河南省板橋、石漫灘兩座大型水庫，漫壩失事，造成

2.6萬余人死亡，受災(zāi)人口1100萬人，沖走牲畜30萬頭，豬72萬頭，火車車廂1180節(jié)，58座小型水庫沖毀，40座橋梁毀掉；1993.8.27晚22時(shí)青海省溝后水庫因大量漏水潰壩，下游

300余人被奪去生命

2004.1.2114:30，新疆八一水庫發(fā)生管涌，壩被拉開60多米的口子，最大下泄水流量500m3/s。國外也一樣，法國馬而巴塞雙曲拱壩，1959.12.2突然潰決,45分鐘使一兵營500多名士兵喪生,一城鎮(zhèn)變?yōu)閺U墟正常蓄水位死水位溝后水庫剖面與沖毀決口示意圖1975年駐馬店水庫潰壩洪河板橋水庫石漫灘水庫汝河駐馬店宿鴨湖水庫§3如何保護(hù)水壩安全？軍事保護(hù)？

如西班牙的士兵這樣守衛(wèi)大壩？不修大壩？拆除大壩？

正確的方法應(yīng)該是：高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，高質(zhì)量施工，更重要的是——科學(xué)、嚴(yán)格的管理！??！如何科學(xué)管理？如何嚴(yán)格管理？大壩許多地方是隱蔽工程大壩的細(xì)微變化，絕大多數(shù)肉眼是發(fā)現(xiàn)不了的結(jié)論：設(shè)置大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)，按時(shí)科學(xué)觀測，并用科學(xué)的方法進(jìn)行資料分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)處理。這就是學(xué)習(xí)與開設(shè)本課的目的和意義。§4大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)的作用、內(nèi)容和基本組成作用大壩安全監(jiān)測是通過儀器觀測和人工的現(xiàn)場檢查監(jiān)視，對大壩壩體、壩肩、近壩區(qū)岸坡及壩周圍環(huán)境所作的測量及觀察，通過合理的計(jì)算和分析對工程的工作狀態(tài)進(jìn)行評估，對工程未來性態(tài)進(jìn)行預(yù)報(bào)，以確保工程的安全，并兼顧有改進(jìn)工程設(shè)計(jì)、提高施工技術(shù)、進(jìn)行科學(xué)研究等作用。

安全監(jiān)測除了及時(shí)掌握建筑物的工作狀態(tài)，確保期安全外，其還有診斷、預(yù)測、法律、研究等方面的作用。 （1）診斷的需要：包括驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)、改進(jìn)設(shè)計(jì)；對施工技術(shù)進(jìn)行評估和改進(jìn)；對不安全跡象和險(xiǎn)情的診斷并采取措施進(jìn)行加固等。 （2）預(yù)測的需要：運(yùn)用長期積累的觀測資料掌握變化規(guī)律，對建筑物的未來狀態(tài)做出及時(shí)有效的預(yù)報(bào)。 （3）法律的需要：對由于工程事故而引起的責(zé)任和賠償問題，觀測資料有助于確定原因和責(zé)任，以便法庭作出公正判決。 （3）研究的需要：觀測是建筑物工作形態(tài)的真實(shí)反映，可為未來設(shè)計(jì)提供定量信息等。一、儀器監(jiān)測1.變形監(jiān)測2.滲流監(jiān)測3.應(yīng)力監(jiān)測4.水文、氣象監(jiān)測5.水力學(xué)監(jiān)測二、安全檢查1.現(xiàn)場巡視檢查2.現(xiàn)場監(jiān)視——不同壩型測不同的項(xiàng)目，詳見教材表1.1，表1.2監(jiān)測項(xiàng)目主要包括監(jiān)測系統(tǒng)的基本構(gòu)成 一個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)主要由現(xiàn)場的監(jiān)測儀器、導(dǎo)線、采集測控單元，通訊裝置、計(jì)算機(jī)及其相應(yīng)的監(jiān)測軟件等構(gòu)成。下圖為監(jiān)測系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖。本課學(xué)習(xí)的內(nèi)容壩體壩體大壩安全監(jiān)測實(shí)施過程設(shè)計(jì)階段初步設(shè)計(jì)階段：方案、測點(diǎn)主要儀器/概算招標(biāo)設(shè)計(jì)階段：優(yōu)化、配套工程、預(yù)算施工設(shè)計(jì)階段：技術(shù)要求、詳圖、監(jiān)控技術(shù)指標(biāo)施工階段儀器埋設(shè)、系統(tǒng)建設(shè)、驗(yàn)收、調(diào)試與試運(yùn)行日常觀測，數(shù)據(jù)采集階段現(xiàn)場檢查（現(xiàn)場檢測、現(xiàn)場巡查）、儀器監(jiān)測資料分析反饋§5有關(guān)規(guī)范與專家有關(guān)規(guī)章與規(guī)范國務(wù)院第77號(hào)令，水庫大壩安全管理?xiàng)l例，1991水利部，土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范SL10-94國家經(jīng)委，混凝土壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范，DL/T5178-2003水利部，土石壩安全監(jiān)測資料整編規(guī)范，SL169-96大壩安全自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備基本技術(shù)條件，SL268-2001水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范，SL250-2000水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)規(guī)范，SL61-94水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)設(shè)備基本技術(shù)條件，SL/T102-1995水文測報(bào)裝置遙測雨量計(jì)，GB11931-89水文測報(bào)裝置遙測水位計(jì)，GB11930-89有關(guān)專家吳中如院士（工程院），河海大學(xué)

張啟岳教授級(jí)高級(jí)工程師，南科院大壩安全監(jiān)測儀器研發(fā)與施工技術(shù)1939年出生，江蘇宜興人?，F(xiàn)任水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)大壩監(jiān)測委員會(huì)委員、大壩資料分析與信息處理分委副主任委員。長期從事大壩安全監(jiān)測、反饋分析、綜合評價(jià)等方面的研究。關(guān)于教材有關(guān)問題選定的教材是一本面向設(shè)計(jì)人員的專著，對于從事該方面設(shè)計(jì)很有幫助。但不是學(xué)生教材，細(xì)節(jié)上講的不細(xì)，許多方面需要仔細(xì)聽講和領(lǐng)會(huì)。講授內(nèi)容比教材內(nèi)容增加了很多，如：儀器埋設(shè)、觀測和資料整理等，學(xué)習(xí)中注意記筆記。Anyquestions？第2章變形觀測大壩變形的組成大壩變形包括那些方面？那些是方便觀測的，那些是不方便觀測的？那些地方變形大，那些地方變形小，其特征點(diǎn)在什么地方？變形是連續(xù)的，觀測點(diǎn)一定是有限的，用那些有限的指標(biāo)就可以反映大壩的變形？大壩變形示意圖（岱峪水庫空腹重力壩）表面水平位移表面垂直位移裂縫內(nèi)部變形(垂直向和水平向)？？大壩變形指標(biāo)

表面位移內(nèi)部位移垂直位移水平位移垂直壩軸線平行壩軸線垂直位移水平位移垂直壩軸線平行壩軸線整體位移彎曲,用撓度表示傾斜,用傾斜度表示裂縫,用裂縫開度表示壩體變形這些指標(biāo)中，通過以下幾個(gè)觀測項(xiàng)目可以反映大壩變形表面水平位移觀測垂直位移觀測（包括壩體表面、內(nèi)部）撓度（與以上聯(lián)合，表征內(nèi)部位移）傾斜度裂縫情況（變形的極端情況）布點(diǎn)一般在表面布設(shè)的點(diǎn)多一點(diǎn)，原因是：方便、也是位移變化最大的部位內(nèi)部和各方向上的布點(diǎn)一般應(yīng)該大于3個(gè)§1觀測斷面的布設(shè)土石壩位移觀測 橫斷面一般不少于2～3個(gè) 縱斷面一般上游1～2個(gè)（正常高水位以上），下 游2～5個(gè) 內(nèi)部斷面：在橫斷面布設(shè)1～3個(gè)，每個(gè)斷面布設(shè)1～3個(gè)觀測垂線，各觀測垂線與觀測縱斷面保持一致?lián)隙扔^測（傾斜觀測與撓度觀測設(shè)置一致） 同一壩段設(shè)置2～3條垂線即可，同一垂線設(shè)置多個(gè)測點(diǎn)裂縫觀測（設(shè)在接縫、突變部位和重點(diǎn)部位）其中面板堆石壩一定在周邊縫上設(shè)置裂縫觀測橫斷面線校核基點(diǎn)縱斷面線縱斷面線測點(diǎn)觀測基點(diǎn)混凝土壩（重力壩、拱壩等）位移觀測 縱斷面：在壩頂與廊道中各設(shè)置一個(gè)，壩高時(shí)在壩中間部位增設(shè)置1～2縱斷面 內(nèi)部斷面（橫斷面）：布置在最大壩高斷面上，與結(jié)構(gòu)復(fù)雜斷面處1～2個(gè)撓度觀測（傾斜觀測與撓度觀測設(shè)置一致） 同一壩段設(shè)置2～3條垂線即可，同一垂線設(shè)置多個(gè)測點(diǎn)裂縫觀測（設(shè)在接縫、突變部位和重點(diǎn)部位）橫斷面與縱斷面應(yīng)該相互交叉，共用一個(gè)測點(diǎn)§2水平位移觀測觀測的方法引張線法視準(zhǔn)線法激光準(zhǔn)直法交會(huì)法測斜儀與位移計(jì)衛(wèi)星定位法導(dǎo)線法（全站儀）各方法的適用性大壩水平位移的特點(diǎn)范圍大持續(xù)變形量值?。ɑ炷翂蝝m級(jí),土石壩cm級(jí)）對量測方法的要求參照基準(zhǔn) －反映大壩初始位置的點(diǎn)或者線，并要求該點(diǎn)或線固定不變測量手段

－量測基準(zhǔn)與大壩的水平變位提高精度的設(shè)施、措施和觀測規(guī)范引張線法基本原理引張線測點(diǎn)觀測基點(diǎn)

？2、測點(diǎn)示意圖測點(diǎn)與讀數(shù)設(shè)備，與壩體相連引張鋼絲，與岸邊基點(diǎn)相連，相對固定不動(dòng)測點(diǎn)隨壩體變形而移動(dòng)標(biāo)尺大壩量測標(biāo)尺與設(shè)備引張鋼絲重物1、原理示意圖3、張拉固定結(jié)構(gòu)示意圖重錘滑輪鋼絲夾具固定墩4、浮托原理示意圖Y1Y2浮托裝置

引張鋼絲（有浮托）

引張鋼絲（無浮托）垂徑：懸鏈線最大垂度

鋼絲的形狀為懸鏈線，其最底端的近似的拉力的方向?yàn)榕c水平方向夾角為α，根據(jù)懸鏈線的方程其值為：

根據(jù)力平衡原理可得：

SWH角度為αYSHHH5、防風(fēng)管為了防止張引線擺動(dòng)。 測點(diǎn)必須用保護(hù)箱保護(hù) 防風(fēng)、防銹，提高精度。6、分段引張線

多設(shè)幾個(gè)固定點(diǎn)，分段測定相對位移，并測定各固定分點(diǎn)的位移，推算總位移。7、其他 對鋼絲的要求、對標(biāo)尺精度的要求等。8、符號(hào)規(guī)定水平位移指向下游和左岸為正——規(guī)范規(guī)定，符合人們的習(xí)慣。引張線的布設(shè)在壩體表面沿壩軸線方向布置觀測基點(diǎn)一般設(shè)在壩體兩端的不受壩體變形影響的基巖上或廊道里壩頂與下游側(cè)布線多，上游側(cè)布線少總結(jié)引張線法是通過測定“不變”的引張線鋼絲與“變形”的大壩壩體之間的變位來反映壩體的變形引張線法適用于測定壩體表面水平位移大壩變形觀測必須建立壩體“動(dòng)”而觀測基準(zhǔn)“不動(dòng)”的概念——這是大壩安全監(jiān)測中，許多觀測項(xiàng)目需要建立的概念。視準(zhǔn)線法基本原理與引張線基本一致，但是其固定不動(dòng)的“線”是“光線”——經(jīng)緯儀的光線校核基點(diǎn)觀測基點(diǎn)測點(diǎn)壩體河流觀測基點(diǎn)的構(gòu)造基點(diǎn)固定在壩兩側(cè)相對不變形的位置上，測點(diǎn)固定在壩體上，與壩體同步位移。強(qiáng)制對中。觀測基點(diǎn)的觀測墩安裝覘牌安裝經(jīng)緯儀測點(diǎn)固定墩強(qiáng)制對中設(shè)備

測點(diǎn)固定墩覘標(biāo)：可以左右移動(dòng)標(biāo)尺：固定在固定墩上01020覘標(biāo)可以通過調(diào)節(jié)螺絲左右移動(dòng)觀測過程在大壩修好后，先將經(jīng)緯儀安裝在觀測基點(diǎn)的固定墩上（要強(qiáng)制對中），并將活動(dòng)覘牌固定在測點(diǎn)固定墩上（要強(qiáng)制對中），然后用經(jīng)緯儀照準(zhǔn)對面的另一個(gè)觀測基點(diǎn)的覘標(biāo)，固定經(jīng)緯儀轉(zhuǎn)向螺栓，使經(jīng)緯儀不能轉(zhuǎn)動(dòng)，從而形成一條連接兩個(gè)觀測基點(diǎn)的直線光線，再用經(jīng)緯儀對準(zhǔn)各個(gè)測點(diǎn)，用活動(dòng)覘標(biāo)的微調(diào)螺栓調(diào)整覘標(biāo)的位置，使之十字線與經(jīng)緯儀十字線重合，讀取活動(dòng)覘標(biāo)上游標(biāo)的讀數(shù)，作為初始讀數(shù)。在大壩運(yùn)行期，用同樣的方法測定覘標(biāo)的測讀讀數(shù)，測讀讀數(shù)與初始讀數(shù)之差，就是要測定測點(diǎn)的水平位移。關(guān)鍵點(diǎn) 觀測基點(diǎn)固定位置應(yīng)該穩(wěn)固 觀測基點(diǎn)的間距不能太大（由經(jīng)緯儀的精度決定） 用校核基點(diǎn)經(jīng)常校核觀測基點(diǎn)的位置 觀測光線等因素影響激光準(zhǔn)直法大氣激光準(zhǔn)直法 原理與視準(zhǔn)線法相同，只是用激光束代替了經(jīng)緯儀人工瞄準(zhǔn)，更精確。激光的特性是發(fā)散小，可以為測量提供一條看得見摸不著的“直線”。真空激光準(zhǔn)直線法 激光在真空中衰減慢，可以長距離傳播，測量距離更長。真空泵真空泵真空管激光束覘牌光源導(dǎo)線法

實(shí)際上和測量課所學(xué)的導(dǎo)線三角測量是一個(gè)原理，只是要求的精度較高，一般用較高精度的儀器如全站儀、測距儀等進(jìn)行，適用于拱壩等不能通視情況下的測量，這里不再介紹。交會(huì)法 同上§3垂直位移監(jiān)測觀測方法精密水準(zhǔn)法，適用于混凝土壩三角高程法，適用于土壩（用全站儀）沉降儀，觀測內(nèi)部點(diǎn)垂直位移沉降板，觀測內(nèi)部點(diǎn)垂直位移多點(diǎn)位移計(jì)，觀測內(nèi)部點(diǎn)各個(gè)方向的位移符號(hào)向下為正，向上為負(fù)。高精密水準(zhǔn)法（表面垂直位移測定）原理不講，強(qiáng)調(diào)幾點(diǎn)：水準(zhǔn)基點(diǎn)固定在岸坡灌漿廊道里，構(gòu)造三點(diǎn)的等邊三角形網(wǎng)測量點(diǎn)固定在壩體上，牢固，保護(hù)。特別是對于土壩。三角高程法原理不講強(qiáng)調(diào)：精度要求高，儀器用全站儀（解決了大氣折光問題）沉降板法適用于監(jiān)測分層垂直位移，壩體內(nèi)部垂直位移原理沉降板沉降儀法有電磁式、鋼弦式、電感式、水管式等等，以電磁感應(yīng)式用的多原理壩體基巖測斜管磁性環(huán)探頭側(cè)繩

磁性環(huán)固定在壩體上，與測斜管可以相對滑動(dòng)，因此其位置隨壩體的位移而變動(dòng)?！?撓度觀測撓度指壩體的分層變形情況（內(nèi)部）符號(hào)向下游，向左岸為正方法正垂線法倒垂線法布置混凝土壩：在最高壩段面處，拱冠處土石壩：校核基準(zhǔn)點(diǎn)一般布置在灌漿廊道里正垂線法壩頂垂線固定塊保護(hù)井垂線鋼絲保護(hù)箱油槽油重錘倒垂線法壩頂浮球保護(hù)井垂線鋼絲基巖油油槽§5傾斜監(jiān)測概念方法傾斜儀：混凝土壩或土石壩測斜儀：土石壩精密水準(zhǔn)：混凝土壩與土石壩傾斜儀 就是一把帶有地腳調(diào)節(jié)螺栓的水平尺，可以測定傾斜的角度，用于表面傾斜測量測斜儀§6裂縫觀測方法測微器、卡尺、百分表和千分表測縫計(jì)（單項(xiàng)、三向）等等如表2－5所示符號(hào)裂縫張開為正，閉合為負(fù)原理寬度：利用固定在裂縫兩側(cè)的位移傳感器或卡尺、百分表等測量長度：鋼尺人工測量，探地雷達(dá)、電視等新方法深度：探地雷達(dá)，超聲波等強(qiáng)調(diào)面板壩周邊縫的觀測面板壩的關(guān)鍵是面板的防滲作用，周邊縫是容易開裂的，監(jiān)測非常必要周邊縫在水下，監(jiān)測應(yīng)該用遙測或其他可靠方法一般用三向測縫儀三向測縫儀Anyquestions?第3章滲流監(jiān)測國際大壩委員會(huì)在1988～1994年對世界潰壩進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析認(rèn)為，各種壩型潰壩比例基本一致，在土石壩中潰壩的主要原因是： （1）洪水漫頂，占39％ （2）滲透破壞，30％（其中：壩體滲透破壞18％，壩基滲透破壞12％） 而其他壩型的滲透壓力（如：揚(yáng)壓力）對壩體安全的影響也是巨大的

因此：對壩體滲透狀況進(jìn)行監(jiān)測是非常必要的滲流監(jiān)測的內(nèi)容混凝土壩或砌石壩揚(yáng)壓力地下水位繞壩滲流（水位）滲流量特殊部位的滲透壓力（如：斷層內(nèi)部，軟弱夾層內(nèi)部等）滲流觀測灌漿帷幕廊道空腹揚(yáng)壓力分布曲線重力排水孔土壩、土石壩或面板堆石壩浸潤線等勢線斷層浸潤線滲透壓力孔隙壓力（施工期）繞壩滲流滲流量地下水位滲流監(jiān)測§1揚(yáng)壓力監(jiān)測適用壩型：混凝土壩、砌石壩（薄拱壩不觀測）觀測斷面壩基（關(guān)鍵!）縱斷面：1個(gè)，幃幕、排水孔下游側(cè)或排水幃幕線上橫斷面：2～5個(gè)觀測點(diǎn)：橫斷面上3～5個(gè)點(diǎn)壩體數(shù)量較壩基少，并與壩基結(jié)合。在分縫初設(shè)，1～3個(gè)橫斷面上游密，排水孔上下游各設(shè)觀測點(diǎn)揚(yáng)壓力測點(diǎn)揚(yáng)壓力測點(diǎn)示意圖觀測方法測壓管滲壓計(jì)測壓管法

（適用于巖基）有壓測壓管無壓測壓管

（無壓力表，用水位計(jì)測定管內(nèi)水位）有壓測壓管示意圖壓力表管帽三通導(dǎo)管段進(jìn)水段沉淀管新型有壓測壓管示意圖滲壓計(jì)適用于壩基、壩體揚(yáng)壓力監(jiān)測優(yōu)先推薦用之（便于遙測、無需廊道、精度高、無滯后）關(guān)鍵：銅砂網(wǎng)袋保護(hù)，整體飽和！滲壓計(jì)埋設(shè)示意圖鉆孔反濾砂滲壓計(jì)混凝土堵塞§2滲透壓力觀測針對壩型：土石壩（包括面板堆石壩）觀測斷面與觀測點(diǎn)：壩基：天然巖層、人工防滲設(shè)施（如：幃幕或防滲墻）、排水系統(tǒng)等 橫向觀測斷面為3～5個(gè)，順流線布。 觀測點(diǎn)： （1）對于水平鋪蓋防滲的壩：鋪蓋末端、與壩體防滲設(shè)施結(jié)合的部位布設(shè)觀測點(diǎn)。 （2）對于垂直截滲墻防滲的壩：在墻的上下游各布設(shè)一個(gè)測點(diǎn)。如圖示防滲墻觀測點(diǎn)觀測點(diǎn)觀測點(diǎn)鋪蓋

（3）對于多層透水地基：在弱透水層下部，排水井和滲透出口處布設(shè)觀測點(diǎn)

（4）對于巖石地基：在斷層、軟弱層和幃幕等中布設(shè)觀測點(diǎn)觀測點(diǎn)不透水層壩體：包括壩體內(nèi)部滲透壓力分布和浸潤面位置橫向觀測斷面與壩基相配合，一般3個(gè)一般布置成觀測垂線，按壩體流線布置。（1）均質(zhì)壩觀測點(diǎn)講一下浸潤面位置測定觀測點(diǎn)

（2）斜墻壩與面板壩觀測點(diǎn)反濾層過渡層（3）心墻壩：主要在壩體心墻和其下游壩體上布設(shè)心墻測點(diǎn)觀測方法測壓管法滲壓計(jì)法測壓管法適用于水頭小于20m，土體滲透系數(shù)大于1×10－4的壩體滲壓觀測。一般為無壓測壓管孔口段導(dǎo)管段：Φ<50mm，滯后時(shí)間與土滲透系數(shù)、管徑成反比。Φ50時(shí)滯后為0.1d進(jìn)水段：土體，花管，開孔率>15％，反濾包裹。巖體直接鉆孔。Φ>10cm，L>1m沉淀段：巖基用。土體不用，且孔底封堵無壓式測壓管示意圖導(dǎo)管段孔底封堵膨潤土段反濾料進(jìn)水段壩體鉆孔滲壓計(jì)法與揚(yáng)壓力測定一致適用性廣，便于自動(dòng)化，廣泛應(yīng)用差動(dòng)電阻式滲壓計(jì)鋼弦式滲壓計(jì)滲壓計(jì)埋設(shè)滲壓計(jì)滲壓計(jì)填筑埋設(shè)鉆孔埋設(shè)§3孔隙壓力監(jiān)測監(jiān)測土體固結(jié)時(shí)孔隙水壓力變化一般應(yīng)用于監(jiān)測土壩施工期的飽和土固結(jié)過程，或監(jiān)測軟弱地基在施工中的固結(jié)過程，保證施工期安全方法與上同§4繞壩滲流繞壩滲流的概念觀測點(diǎn)鉆孔等高線壩體觀測斷面繞壩滲流流向繞壩滲流流向水流方向監(jiān)測部位

壩體兩岸壩肩及部分山體、壩體與其他建筑物的接觸處、壩肩防滲齒墻、灌漿幃幕與兩岸結(jié)合等關(guān)鍵部位觀測斷面與觀測點(diǎn)

在大壩兩端沿流線布1～2個(gè)觀測斷面，每個(gè)斷面布設(shè)3～4個(gè)觀測垂線，每條垂線1～2個(gè)觀測點(diǎn) 土石壩與混凝土接觸面上布設(shè)1個(gè)斷面，2～3條垂線，每條垂線1～2個(gè)觀測點(diǎn)。在下游河槽兩側(cè)階地上布一個(gè)斷面，每垂線1個(gè)觀測點(diǎn)觀測方法測壓管滲壓計(jì)傳感器注意事項(xiàng)進(jìn)水段不能太長，否則失真多層地層時(shí)，注意分層封堵深度達(dá)到死水位、原地下水位以下其他原理等與上節(jié)同§5地下水位與滲壓觀測原理同，只是觀測的目的是地下水位而已不講§6滲流量觀測內(nèi)容總滲流量分區(qū)滲流量各壩段滲流量（河床、溢流段等）壩體、壩基、繞滲流量導(dǎo)滲滲流量，如減壓井、排水井等水質(zhì)（結(jié)合滲流量觀測，對滲水進(jìn)行）布置土壩或土石壩，在壩后設(shè)置，分區(qū)用隔水墻分隔混凝土壩、砌石壩和面板壩，一般在下游檢查廊道內(nèi)進(jìn)行，也可以在壩后設(shè)置注意：壩后壩面上設(shè)排水溝，導(dǎo)出地面徑流避免泄洪流和下游回水干擾切實(shí)做好分區(qū)滲流的分隔用導(dǎo)滲溝將滲流導(dǎo)滲與集中部位，以便于觀測觀測方法流量小于1L/s，容積法流量在1～300L/s，量水堰法太大時(shí)用導(dǎo)滲溝如排水溝，流速儀法容積法、流速儀法，不講量水堰法要求量水堰設(shè)在矩形平直的渠段上，隔水堰板與水流垂直堰口為自由出流堰板為不銹鋼平板，其堰口下游邊為450斜角測度設(shè)備設(shè)在堰口上游3～5倍堰頂水位處堰槽長度應(yīng)該大于7倍堰頂水頭，其中上游段應(yīng)該大于5倍堰頂水頭三角堰<70L/s堰板原理：水力學(xué)模型試驗(yàn)得到堰頂水深與流量的準(zhǔn)確關(guān)系梯形堰10~300L/s堰的形狀為梯形其他與三角堰一致矩形堰>50L/s堰的形狀為矩形其他與三角堰一致觀測方法人工測針自動(dòng)水位計(jì)水質(zhì)監(jiān)測一般包括滲流水質(zhì)監(jiān)測與水庫水質(zhì)監(jiān)測兩種內(nèi)容：物理指標(biāo)：溫度，pH值，電導(dǎo)率，透明度，顏色、懸浮物，礦化度化學(xué)指標(biāo)：總磷，總氮、硝酸鹽，溶解氧，生化需氧量、有機(jī)金屬化合物等儀器水溫計(jì)pH計(jì)電導(dǎo)率計(jì)透明度計(jì)自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測儀等目前趨于自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測黃河水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測站都江堰水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測等應(yīng)用實(shí)例謝謝各位！第4章應(yīng)力觀測圖6。主應(yīng)力矢量分布圖（紅色表示拉力，綠色表示壓力）圖7大主應(yīng)力等值線圖混凝土壩的應(yīng)力分布40608010012014016018020022024026028030070072074076078020406080100120140160180200220240260280700720740760780斜心墻土石壩大主應(yīng)力等值線圖直心墻土石壩大主應(yīng)力等值線圖壩體應(yīng)力是表征大壩安全的重要指標(biāo)大壩應(yīng)力狀況是大壩設(shè)計(jì)者關(guān)心的問題，也是大壩管理者關(guān)心的問題土石壩應(yīng)力與混凝土壩不同，它有總應(yīng)力、有效應(yīng)力之分。除測定壩體總應(yīng)力外，還需要通過孔隙水壓力的觀測得到壩體的有效應(yīng)力。壩體應(yīng)力的觀測較為復(fù)雜。大壩應(yīng)力監(jiān)測的內(nèi)容包括：混凝土應(yīng)力應(yīng)變觀測巖體應(yīng)力應(yīng)變觀測鋼材應(yīng)力應(yīng)變觀測土應(yīng)力觀測注：書中的地震觀測我們不講溫度監(jiān)測自由體積

變形監(jiān)測同時(shí)進(jìn)行§1混凝土應(yīng)力監(jiān)測基本原理混凝土應(yīng)力監(jiān)測的原理是通過在混凝土中埋設(shè)應(yīng)變計(jì)來測定混凝土的應(yīng)變值，由應(yīng)變值通過彈性理論計(jì)算混凝土的應(yīng)力值。因?yàn)閼?yīng)變好測。同時(shí)是通過測定水平、傾斜和垂直方向的應(yīng)力值，來計(jì)算測點(diǎn)的大小主應(yīng)力值。由應(yīng)變→應(yīng)力需要其他什么參數(shù)？彈性模量E，非應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變值ε0彈性模量是否就是一成不變的？彈性模量與混凝土的齡期有關(guān)不同的齡期測定的值應(yīng)該選用不同的彈性模量非應(yīng)力因素引起的應(yīng)變包括：溫度應(yīng)變濕度應(yīng)變化學(xué)因素引起的應(yīng)變另外還需要考慮，蠕變和松弛引起的應(yīng)變E齡期t（d）混凝土應(yīng)力需要觀測和試驗(yàn)的內(nèi)容總應(yīng)變溫度和濕度引起的應(yīng)變混凝土各齡期下彈性模量試驗(yàn)混凝土蠕變和松弛試驗(yàn)齡期為：360天齡期為：7天齡期為：28天蠕變度持載時(shí)間t觀測內(nèi)容試驗(yàn)內(nèi)容觀測方法應(yīng)力計(jì)（單向、多項(xiàng)）：測定總應(yīng)變無應(yīng)力計(jì)：測定因?yàn)闇囟?、濕度和化學(xué)變化引起的應(yīng)變應(yīng)變計(jì) 通過內(nèi)部應(yīng)變片電阻的變化測定壩體的應(yīng)變分為：單應(yīng)變計(jì)、應(yīng)變計(jì)組（7～9向、3～5向）上接座波紋管油波紋管上接座埋設(shè)在混凝土內(nèi)部的應(yīng)變計(jì)支座錨固桿應(yīng)變計(jì)綁在鋼筋上的應(yīng)變計(jì)應(yīng)變計(jì)支座鋼筋無應(yīng)力計(jì)（混凝土、鋼筋、巖體無應(yīng)力計(jì)三種）無應(yīng)力計(jì)筒內(nèi)材料與所測材料應(yīng)該一致無應(yīng)力計(jì)變形應(yīng)該不受壩體變形的影響隔層外桶內(nèi)桶無應(yīng)力計(jì)重力壩在重點(diǎn)監(jiān)測壩段布置1～2個(gè)監(jiān)測橫斷面，每個(gè)斷面在不同高程上布置幾個(gè)水平監(jiān)測截面，壩踵與壩趾處應(yīng)該加強(qiáng)監(jiān)測壩體表面也應(yīng)該布設(shè)一定的觀測點(diǎn)岸坡也應(yīng)該適當(dāng)布置監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測點(diǎn)的布置應(yīng)該滿足壩體結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布為目的每個(gè)觀測點(diǎn)應(yīng)該布置應(yīng)變計(jì)組，測定壩體的各個(gè)方向的應(yīng)力，在應(yīng)變計(jì)組0.6~1.0m距離內(nèi)，布置無應(yīng)力計(jì)無應(yīng)力計(jì)筒內(nèi)部的混凝土與壩體內(nèi)部的一致。拱壩在拱冠、1/4拱弧處選擇垂直監(jiān)測斷面1～3個(gè)，在同一垂直監(jiān)測斷面上的3～5個(gè)高程上設(shè)置觀測點(diǎn)，每個(gè)高程點(diǎn)數(shù)不得小于3個(gè)。在上下游壩面上也應(yīng)該設(shè)置一定的測點(diǎn)壩踵與壩趾上應(yīng)該重點(diǎn)監(jiān)測每個(gè)觀測點(diǎn)應(yīng)該布置應(yīng)變計(jì)組，測定壩體的各個(gè)方向的應(yīng)力，在應(yīng)變計(jì)組1.5m距離內(nèi)，布置無應(yīng)力計(jì)。無應(yīng)力計(jì)筒內(nèi)部的混凝土與壩體內(nèi)部的一致。面板壩測點(diǎn)按照面板條塊布置，并宜布置于面板條