1、2020/7/9，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，1，變形監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)處理，第14章水資源管理項(xiàng)目變形監(jiān)測(cè)，2020/7/9，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，2，主要內(nèi)容，概述監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和要求其中，15米以上的大壩1.9萬(wàn)多個(gè)，30米以上的大壩近3000個(gè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮了巨大作用。但是，在相當(dāng)多的大壩上，存在著對(duì)發(fā)揮事業(yè)效率產(chǎn)生多種影響的幾個(gè)不安全因素，還威脅到下游數(shù)百萬(wàn)國(guó)民的生命財(cái)產(chǎn)安全。全球最新統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，本世紀(jì)已經(jīng)建設(shè)大壩的總事故率約為1%，如果大壩墜落，將發(fā)生難以估計(jì)的慘案，引起各國(guó)政府和國(guó)民的關(guān)注。第1節(jié)概述，2020/7/9節(jié)，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，5節(jié)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究進(jìn)展，監(jiān)

2、測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)收集監(jiān)測(cè)信息處理系統(tǒng)研發(fā)綜合評(píng)價(jià)專(zhuān)家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與研究，第1節(jié)概述，2020/7/9節(jié)，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，6節(jié)在惡劣天氣條件下，必須保證繼續(xù)進(jìn)行重要項(xiàng)目的監(jiān)控。(2)設(shè)備的耐久性、可靠性、實(shí)用性和有效性，要追求高級(jí)，便于自動(dòng)監(jiān)控。(3)儀器安裝和埋設(shè)必須及時(shí)，按照設(shè)計(jì)要求仔細(xì)施工，確保第一個(gè)大修期間取得必要的監(jiān)控成果，搞好儀器的保護(hù)；完工后及時(shí)做好初始考試閱讀工作，繪制竣工圖，制作考證，存檔供以后參考。(4)儀器監(jiān)控嚴(yán)格按照程序規(guī)格和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，相關(guān)監(jiān)控項(xiàng)目尋求同時(shí)監(jiān)控。集中監(jiān)視其他監(jiān)視階段。發(fā)現(xiàn)異常，立即重新測(cè)試；持續(xù)監(jiān)視，可靠的數(shù)據(jù)，真實(shí)的記錄，完整的說(shuō)明，及時(shí)整理，發(fā)

3、現(xiàn)問(wèn)題后快速上報(bào)。(5)設(shè)備監(jiān)控應(yīng)與檢查檢查結(jié)合。第2節(jié)監(jiān)控項(xiàng)目和要求，2020/7/9，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，8，基本要求，(1)可行性研究階段。提出了安全監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)主題、監(jiān)控設(shè)備和設(shè)備的數(shù)量。監(jiān)控系統(tǒng)的工程報(bào)價(jià)。(2)投標(biāo)設(shè)計(jì)階段。監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)文件(監(jiān)控系統(tǒng)布局、設(shè)備列表、每個(gè)監(jiān)控設(shè)備設(shè)備的安裝技術(shù)要求、測(cè)試要求和工程預(yù)算等)。(3)施工階段。要善于提出建設(shè)細(xì)節(jié)，檢查設(shè)備，埋設(shè)，安裝，調(diào)試和保護(hù)，繪制完成圖紙，填寫(xiě)嵌入式記錄和完成報(bào)告；監(jiān)測(cè)工作應(yīng)確保監(jiān)測(cè)設(shè)施完善，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)持續(xù)、可靠、完整，為隨著時(shí)間的推移分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，評(píng)估建設(shè)中大壩安全狀況，建設(shè)提供決策依據(jù)。(4)第一蓄水

4、階段。要制定第一個(gè)儲(chǔ)水監(jiān)測(cè)工作計(jì)劃和主要設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)計(jì)劃要求監(jiān)控和檢查設(shè)備；制定基準(zhǔn)值，定期評(píng)價(jià)大壩安全狀況，為代數(shù)提供依據(jù)。(5)執(zhí)行階段。必須進(jìn)行反復(fù)和特殊情況的監(jiān)測(cè)。定期檢查、裴珉姬維修和驗(yàn)證監(jiān)控設(shè)施，以確定是否需要銷(xiāo)毀、存檔或繼續(xù)觀察、補(bǔ)充、改進(jìn)和更新監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并定期重新配置和分析監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。第二節(jié)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和要求，2020/7/9，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，9，工作狀態(tài)劃分，監(jiān)測(cè)結(jié)果應(yīng)定期分析，按以下類(lèi)型評(píng)估大壩的工作狀態(tài)：(1)正常狀態(tài)，達(dá)到大壩(或監(jiān)測(cè)對(duì)象)設(shè)計(jì)要求的能力，沒(méi)有影響正常使用的缺陷，各主要監(jiān)測(cè)量的變化處于正常情況。(2)大壩(或被監(jiān)測(cè)對(duì)象)的特定功能不再完

5、全滿足設(shè)計(jì)要求，或主要監(jiān)測(cè)量發(fā)生特定異常，影響正常使用狀態(tài)的異常狀態(tài)。(3)危險(xiǎn)狀態(tài)、大壩(或監(jiān)測(cè)對(duì)象)存在嚴(yán)重威脅安全的缺陷、環(huán)境內(nèi)威脅安全的特定因素加劇，或者主要監(jiān)測(cè)量存在重大異常的情況下，按照設(shè)計(jì)條件繼續(xù)運(yùn)行可能發(fā)生重大事故的狀態(tài)。第2節(jié)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和要求，2020/7/9，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，10，變形監(jiān)測(cè)符號(hào)，第2節(jié)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和要求，2020/7/9，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，11，水工結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，14，3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，第14章水資源管理項(xiàng)目變形監(jiān)測(cè)、變形監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)處理，2020/7/9，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，15，監(jiān)測(cè)部分布局(土石壩)

6、，(1)觀測(cè)部分。 最高壩，原河床、和龍段、地形突變、復(fù)雜地質(zhì)條件、壩內(nèi)埋管或異常反應(yīng)場(chǎng)所布置。一般超過(guò)23個(gè)。(2)觀測(cè)縱斷面。壩頂上游或下游12個(gè)，上游壩坡1個(gè)以上，正常水位下根據(jù)需要安排臨時(shí)斷面，下游壩坡25個(gè)。(3)內(nèi)部剖面。通常放置在最大橫斷面和其他要素橫斷面上，可以根據(jù)需要放置13條觀測(cè)垂直線，在每個(gè)橫斷面上放置13條觀測(cè)垂直線，并且每個(gè)觀測(cè)垂直線應(yīng)盡可能形成垂直觀測(cè)橫斷面。界面位移通常放置在大壩與岸坡連接、徐璐其他大壩材料的組合壩型交叉和土壩與混凝土建筑連接的點(diǎn)上。第3節(jié)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2020/7/9節(jié)，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，16節(jié)，監(jiān)測(cè)節(jié)布局(混凝土壩)，(1)觀測(cè)縱斷

7、面。一般而言，平行壩軸線在壩頂和壩基通道上設(shè)置觀測(cè)縱斷面，高壩可以在中間適當(dāng)?shù)靥砑?2個(gè)縱斷面。如果沒(méi)有垂直通道，也可以放置在平行壩軸線的下游壩面上。(2)內(nèi)部截面。放在最高的大壩、地質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大壩區(qū)間上，根據(jù)大壩的長(zhǎng)度放置13個(gè)斷面。水壩和地基要放在一起。拱壩的拱和拱端通常需要放置剖面，如有必要，也可以放置在l/4拱處。第3節(jié)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2020/7/9節(jié)，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，17節(jié)，監(jiān)測(cè)節(jié)布局(山體滑坡體)，(1)接近兩地的大壩地球巖石。垂直壩軸線方向各放置12個(gè)觀測(cè)剖面。(2)在土佐滑動(dòng)方向上，放置了13個(gè)觀測(cè)斷面，包括主滑移線剖面及其兩側(cè)的特征剖面。(3)如有必要，可以

8、網(wǎng)格方式大致布置。第3節(jié)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2020/7/9節(jié)，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，18節(jié)，水平位移觀測(cè)點(diǎn)布置(位移標(biāo)點(diǎn)符號(hào))，(1)土石壩。在每個(gè)橫斷面和縱斷面交點(diǎn)等處放置位移標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。通常，每個(gè)橫斷面少于3個(gè)。位移標(biāo)點(diǎn)的垂直間距為：如果大壩大于300米，則為3050米；如果大壩大于300米，則通常為50 100米。(2)混凝土壩。在觀察縱斷面的每個(gè)壩段、每個(gè)疊壁或每個(gè)閘墩上設(shè)置一個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，重要任務(wù)：程也可以在伸縮縫兩側(cè)各放置一個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。(3)大壩附近的巖體和滑坡。在靠近大壩的基巖的每個(gè)剖面上至少放置了3個(gè)標(biāo)點(diǎn)，在橋臺(tái)的下游放置了主眼點(diǎn)。土體的每個(gè)觀測(cè)剖面通常有3個(gè)以上的位移標(biāo)點(diǎn)，重

9、點(diǎn)是土體發(fā)生后正常水位之間。第3節(jié)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2020/7/9節(jié)，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，19節(jié)，水平位移觀測(cè)點(diǎn)布置(工作基點(diǎn))，(1)土石壩。在兩岸各垂直標(biāo)點(diǎn)的延長(zhǎng)線上放置工作起點(diǎn)。如果大壩軸是折線或大壩超過(guò)500米，則根據(jù)使用的測(cè)量設(shè)備，可以在每個(gè)垂直標(biāo)點(diǎn)中間添加工作基點(diǎn)和文章符號(hào)。(2)混凝土壩。工作起點(diǎn)可以放置在兩岸山的巖床上，也可以放置在位移測(cè)量線的延長(zhǎng)線所在的穩(wěn)定巖體上。(3)大壩附近的巖體和滑坡。選擇接近觀測(cè)標(biāo)點(diǎn)的穩(wěn)定巖體，建立工作起點(diǎn)。第3節(jié)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2020/7/9節(jié)，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，20節(jié)，水平位移觀測(cè)點(diǎn)布置(檢查基點(diǎn))，(1)土石壩。通常使用連接

10、到兩岸相同工作基準(zhǔn)點(diǎn)的延長(zhǎng)線方法。每個(gè)檢查基點(diǎn)有12個(gè)，如果需要，可以設(shè)置垂直線或使用拐角網(wǎng)指定位置。(2)混凝土壩。檢查基點(diǎn)可以放置在兩岸的水泥漿走廊內(nèi)，也可以使用倒垂線作為檢查基點(diǎn)。此時(shí)，檢驗(yàn)基準(zhǔn)點(diǎn)必須與倒垂線的觀測(cè)橋墩一個(gè)。(3)大壩附近的巖體和滑坡?？梢酝ㄟ^(guò)將操作基點(diǎn)和檢查基點(diǎn)配置為拐角網(wǎng)絡(luò)或相交方法來(lái)觀察。也可以有條件地設(shè)置垂直線。第3節(jié)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2020/7/9節(jié)，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，21節(jié)，垂直位移測(cè)量點(diǎn)布置，一般用精密水準(zhǔn)測(cè)量方法觀察垂直位移。平準(zhǔn)化的基點(diǎn)應(yīng)綜合考慮工程建筑物的大小、應(yīng)力區(qū)范圍、地形地質(zhì)條件及觀測(cè)精度要求等，原則上，這種類(lèi)型的點(diǎn)可以長(zhǎng)期穩(wěn)定，變形值

11、應(yīng)小于觀測(cè)誤差。平準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)形式可以根據(jù)實(shí)際情況確定，如土基、地表巖系、深河關(guān)系、雙金屬管道標(biāo)準(zhǔn)等。一般情況下，在壩頂和壩基上各放置一行沉降監(jiān)測(cè)標(biāo)點(diǎn)，在高混凝土壩中間高程走廊內(nèi)部及高土石壩下游河道上也要適當(dāng)放置觀測(cè)標(biāo)點(diǎn)。沉降標(biāo)點(diǎn)根據(jù)實(shí)際需要可以采取綜合標(biāo)志、混凝土標(biāo)志、鋼管標(biāo)志、墻標(biāo)志等形式。第3節(jié)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2020/7/9節(jié)，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，22節(jié)，水平位移監(jiān)控方法(1)，第3節(jié)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2020/7/9節(jié)，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，23節(jié)中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，26，項(xiàng)目概述，小浪底水利樞紐是目前我國(guó)正在建設(shè)的最大水資源管理項(xiàng)目之一，項(xiàng)目位于河南省洛陽(yáng)市北約4

12、0公里的黃河干流上，防洪、環(huán)、淤減少、發(fā)展樞紐由大壩、泄洪和排沙建筑物、水電站等組成。陽(yáng)土坡心墻堆石壩，最高壩高154米，總庫(kù)容126.5億m3，泄洪排沙建筑由3個(gè)孔口泄洪洞、3個(gè)排水和正常泄洪道及非常高的泄洪道組成，水電站系統(tǒng)由6個(gè)引水隧洞發(fā)電、地下廠房和3個(gè)尾水組成，6個(gè)電站安裝，總庫(kù)容1800MW15米寬26.20米，第4節(jié)小浪底大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2020/7/9，中南大學(xué)測(cè)繪和土地信息工程系，27，小浪底水資源管理項(xiàng)目，第4節(jié)小浪底大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2020/7/AA觀測(cè)剖面位于F1斷層破碎的地方，F(xiàn)1斷層對(duì)大壩的影響更大，重點(diǎn)觀測(cè)部位；BB觀測(cè)橫斷面位于最高的大壩和最深的蓋子

13、(70米以上)，是大壩典型的觀測(cè)橫斷面。CC觀測(cè)剖面位于左側(cè)河岸，基本上位于巖石基礎(chǔ)和河床復(fù)蓋的邊界部分，剖面下游水壩軸線上有基巖陡峭的凸輪，因此變形會(huì)更加復(fù)雜，可能會(huì)產(chǎn)生裂縫。兩個(gè)縱斷面是沿傾斜核心墻軸的截面DD和沿大壩軸的截面EE。第4節(jié)小浪底大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2020/7/9，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，29，小浪底大壩外部監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置，第4節(jié)小浪底大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2020/7/大壩表面的觀測(cè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)既可以用作水平變形測(cè)量的標(biāo)點(diǎn)，也可以用作垂直變形測(cè)量的標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。大壩的外部變形共布置了8，156個(gè)測(cè)量點(diǎn)，河流方向的水平位移用視口準(zhǔn)法或小角度法觀測(cè)。大壩軸向水平位移采用距離法進(jìn)

14、行觀測(cè)；大壩沉降以二等精密水平進(jìn)行測(cè)試。大壩內(nèi)部變形觀測(cè)主要是水平位移觀測(cè)、垂直位移觀測(cè)和界面相對(duì)誤動(dòng)觀測(cè)，通過(guò)傾斜儀、路堤應(yīng)變儀、界面應(yīng)變儀和鋼簾線沉降器四種方法觀察。大壩有17個(gè)傾斜管道，以垂直方向、傾斜方向、水平方向3種方式內(nèi)建，固定間距安裝沉降環(huán)，測(cè)量大壩3方向的變形。第4節(jié)小浪底大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2020/7/9，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，31，滲流監(jiān)測(cè)，壩基滲流是該項(xiàng)目的主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，監(jiān)測(cè)的主要部分是沿著整個(gè)大壩防滲線和坡核心墻的滲透壓力。監(jiān)控項(xiàng)目包括大壩滲流、大壩內(nèi)孔隙水壓力和滲透線分布。F1斷層和右側(cè)海岸海灘也應(yīng)監(jiān)測(cè)泄漏穩(wěn)定性。大壩滲透監(jiān)測(cè)設(shè)備將在3個(gè)水平觀測(cè)剖面、BB

15、觀測(cè)剖面上游rockfill上部署6個(gè)滲透測(cè)量?jī)x。為了監(jiān)測(cè)F1斷層及其兩側(cè)破碎區(qū)的滲流穩(wěn)定性，F(xiàn)1斷層壩基礎(chǔ)下共布置了15個(gè)滲流觀測(cè)儀器。4節(jié)小浪底大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2020/7/9，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，32，土壓力監(jiān)測(cè)，土壓力監(jiān)測(cè)分為土體的應(yīng)力和邊界土壓力兩大類(lèi)，前者設(shè)置在主壩觀測(cè)部分，后者設(shè)置在主界面。利用土壤壓力計(jì)進(jìn)行大壩應(yīng)力觀測(cè)。由于大壩溪谷大，考慮按平面問(wèn)題布置調(diào)查點(diǎn)。隨著大壩的計(jì)算，沿著大壩高度安裝了11個(gè)土壓力計(jì)組，每行兩個(gè)。第4節(jié)小浪底大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2020/7/9，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，33，地震反應(yīng)監(jiān)測(cè)，壩址基本強(qiáng)度7度，地震反應(yīng)監(jiān)測(cè)對(duì)象主要為3度以上地震反應(yīng)。設(shè)置具有2個(gè)水平、1個(gè)垂直觀察剖面和10個(gè)監(jiān)視點(diǎn)的默認(rèn)效果站。該裝置使用數(shù)字三分量諧振器。第4節(jié)小浪底大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2020/7/9，中南大學(xué)測(cè)繪和土地信息工程系，34，混凝土防滲墻監(jiān)測(cè)，混凝土防滲墻，主壩防滲墻及圍堰防滲墻監(jiān)測(cè)。主壩防滲墻環(huán)境壓力測(cè)量?jī)x和邊界土壤壓力計(jì)、墻內(nèi)應(yīng)變計(jì)、鋼筋計(jì)、應(yīng)力計(jì)和其他應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)；為監(jiān)測(cè)墻變形，分別安裝測(cè)斜儀和堤防應(yīng)變儀。，第4節(jié)小浪底大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2020/7/9，中南大學(xué)測(cè)繪和國(guó)土信息工程系，35，5大壩安全評(píng)價(jià)專(zhuān)家系統(tǒng)設(shè)計(jì)，第14章水資源管理項(xiàng)目