水工建筑物安全監(jiān)測與控制第2章

水工建筑物安全監(jiān)測與控制第2章第一頁，共100頁。水工建筑物安全監(jiān)測與控制的概念

水工建筑物安全監(jiān)測與控制是以水利水電工程建設和運行中發(fā)生的各種可能危害、事故為主要研究對象，以工程特征信息為基礎，總結、分析已發(fā)生危害事件或事故的經驗，綜合運用自然科學、技術科學和管理科學等方面的有關知識，識別和預測建設、運行活動中存在的不安全因素，并采取有效的控制措施防止危害、事故發(fā)生的科學技術知識體系。第二頁，共100頁。

第2章水工建筑物安全監(jiān)測設計2.1監(jiān)測設計的基本原則和要求2.2監(jiān)測項目確定與測值限差2.3變形監(jiān)測設計2.4滲流監(jiān)測設計2.5應力應變監(jiān)測設計2.6水文及水力學監(jiān)測設計2.7自動化監(jiān)測系統(tǒng)設計與優(yōu)化2.8監(jiān)測工程的施工組織設計2.9監(jiān)測設計工程實例第三頁，共100頁。2.1監(jiān)測設計的基本原則和要求

水工建筑物應根據其重要性、型式、結構特性及地基條件等，設置安全監(jiān)測設施。安全監(jiān)測設計應以外部觀測為主，內部觀測為輔。觀測斷面和觀測點的選擇應有代表性。對安全性觀測項目及測點，設計宜提供觀測值的預計變動范圍。監(jiān)測設施應有保護措施，并便于施工、安裝和維護。設計時應該按照建筑物的永久性和臨時性，永久性建筑物中的主要建筑物和次要建筑物，分級別、作用及荷載情況等確定監(jiān)測設計的基本原則和應該采用的標準。第四頁，共100頁。2.1.1設計所需的基本資料（1）工程形式、工程規(guī)模、使用年限、幾何形狀、尺寸以及邊界條件。（2）地質條件和工程技術等。（3）環(huán)境條件。水文氣象、生命財產危險性、附近建筑物或其他設施的狀況。（4）巖土體物理力學性質和地應力狀態(tài)。（5）施工方法和程序、各種結構的類型。（6）工程前期試驗資料、模擬計算成果、結構布置形式。（7）確定的安全監(jiān)測參照模型。（8）預測的工程運行性能，通過預測選定的儀器量程與精度和確定儀器定位定向依據。第五頁，共100頁。2.1.2設計目的目的主要分為（1）保障建筑物的安全運用（2）充分發(fā)揮工程效益（3）檢驗設計，提高水平（4）改進施工，加快進度

設計目的也可概括為預報、控制、檢驗、改進8個字，應使監(jiān)測系統(tǒng)能夠發(fā)揮應有的效果。第六頁，共100頁。a.預報通過安全監(jiān)測發(fā)現異?，F象，及時預測未來性態(tài)和發(fā)展趨勢，防止災害的發(fā)生。b.控制根據監(jiān)測進行控制運行。適時調整原因量以控制效應量，使能充分發(fā)揮工程效益。c.檢驗監(jiān)測資料可反饋和驗證設計的正確性，求得設計的合理、完善、創(chuàng)新。d.改進從監(jiān)測結果可評價采用的施工技術其適用性和優(yōu)越性以及改進的途徑。第七頁，共100頁。2.1.3設計要求設計要求（1）明確的針對性和實用性（2）充分的可靠性和完整性（3）先進的監(jiān)測方法和設施（4）必要的經濟性和合理性a.實用有的放矢地進行設計，做到目的明確，針對性強，突出重點，兼顧全局。b.可靠設計方案和儀器的選擇要同時考慮施工期、蓄水期、運行期的需要，并長期穩(wěn)定需要。c.經濟觀測項目宜簡化，測點少兒精，布置經濟合理，施工安裝方便。d.先進監(jiān)測方法、儀器設備應滿足精度要求，并吸取國內外經驗，在可能范圍內盡量采用先進技術。第八頁，共100頁。2.1.4設計準備主要熟悉、了解、掌握以下幾點：a.熟悉監(jiān)測技術的基本知識，監(jiān)測儀器設備性能和使用要求，并能在設計時正確運行。b.了解結構設計和施工設計、工程特點及一些關鍵問題，認真確定監(jiān)測系統(tǒng)的任務和規(guī)模。c.掌握設計的主要內容：（1）可行性研究階段提出安全監(jiān)測系統(tǒng)的總體設計方案、監(jiān)測項目、儀器數量和投資估算。（2）初步設計階段優(yōu)化總體設計方案及測點布置，確定主要儀器設備數量及工程概算。（3）招標設計階段提出各種監(jiān)測項目的施工技術要求、儀器設備清單，各種要監(jiān)測項目測次及工程預算。（4）施工設計階段提出施工詳圖及加工圖。（5）蓄水設計階段參與制定監(jiān)測工作計劃和主要監(jiān)測技術指標及對大壩工作狀態(tài)和評估。（6）運行設計階段參與資料分析、安全檢查和鑒定，并負責監(jiān)測系統(tǒng)的技術改造設計。第九頁，共100頁。2.2監(jiān)測項目確定與測值限差2.2.1監(jiān)測項目的確定原則監(jiān)測項目的確定應考慮如下原則：（1）觀測成果主要用于設計和施工的技術校核與修改時，選定起控制作用的項目。（2）觀測成果用于及時預報施工和運行安遠程度為目的時，應確定一項、多用、數據可靠地項目。（3）應針對危及建筑物穩(wěn)定的關鍵問題和控制性觀測來確定項目。（4）探查不穩(wěn)定部位或影響穩(wěn)定的因素時，應盡可能采用系統(tǒng)項目。（5）施工安全監(jiān)測的項目要簡單，不干擾施工，取得成果要快。（6）監(jiān)測成果主要用于科研和發(fā)展新技術時，要按專項和全項兩種方式選定。問題明確的用專項，問題模糊的盡可能用全項。（7）為了校正主要觀測項目成果的觀測，要針對影響因素的類型確定項目。（8）確定觀測項目要考慮儀器設備的經濟、使用方便及可能性等條件。（9）長期觀測項目應能較全面的反映建筑物的實際運行情況，力求少而精。（10）工程安全監(jiān)測系統(tǒng)中都應當有巡視檢查項目。第十頁，共100頁。2.2.2監(jiān)測項目的內容第十一頁，共100頁。第十二頁，共100頁。第十三頁，共100頁。2.2.3測值限差主要分為：變形監(jiān)測、滲流監(jiān)測和應力監(jiān)測。變形監(jiān)測：第十四頁，共100頁。第十五頁，共100頁。滲流監(jiān)測：第十六頁，共100頁。應力監(jiān)測：第十七頁，共100頁。2.3變形監(jiān)測設計2.3.1水平位移觀測斷面土石壩（含堆石壩）橫斷面：一般不少于2~3個縱斷面：壩頂布設1~2，下游壩坡2~5個內斷面：布置1~3個混凝土壩（函支墩壩、砌石壩）縱斷面：1~2個內斷面：1~3個近壩區(qū)巖體及滑坡體靠兩壩肩附近的近壩區(qū)巖體垂直軸線布設1~2滑坡體順滑移方向布設1~3必要時可大致按網格法布置監(jiān)測布置分為斷面和觀測點第十八頁，共100頁。觀測點土石壩（含堆石壩）每個斷面一般不少于3個混凝土壩（函支墩壩、砌石壩）對于重要工程可在伸縮縫兩側各部設1個觀測點近壩區(qū)巖體及滑坡體至少布置3個位移標點監(jiān)測方法水平位移監(jiān)測方法見書表2-7（p27）第十九頁，共100頁。2.3.2垂直位移監(jiān)測方法見書2-8（P28）監(jiān)測布置精密水準法三角高程法遙測法水準工作位移第二十頁，共100頁。第二十一頁，共100頁。2.3.3撓度

將垂線從壩頂或適當位置的懸掛點掛下，在各測點上均設測站安置儀器進行觀測，所得觀測點為各測點與懸掛點之間的相對位移，則任一測點N的撓度SN的算式為：

SN=S0-S式中：NS—正垂線懸掛點與最低點之間的相對位移；

S—任一測點N與懸掛點之間的觀測的相對位移正垂線觀測站法支持點法

在垂直低最低點建立觀測站安置儀器，而在各測點處安裝支持點，觀測是吧垂涎分別夾在各支持點上，所得觀測值減去首次觀測值即為各測點與最低點觀測站之間的相對撓度。第二十二頁，共100頁。倒垂線

倒垂線是將鉛垂線底端固定在基巖深處，依靠另一端施加的浮力將垂線引至頂或某一高程處保持不動，故只能采用多點觀測站法。第二十三頁，共100頁。2.3.3傾斜第二十四頁，共100頁。2.3.5接縫及裂縫第二十五頁，共100頁。2.4滲流監(jiān)測設計揚壓力監(jiān)測滲流壓力監(jiān)測孔隙水壓力監(jiān)測繞壩滲流監(jiān)測地下水位監(jiān)測滲流量監(jiān)測水質監(jiān)測主要分為第二十六頁，共100頁。2.4.1揚壓力監(jiān)測

縱向觀測斷面有1~2個

壩基橫向觀測斷面至少有2個測點布置在壩段中心線或支墩中心線上低于70m的混凝土壩2個水平截面壩體高于70m的混凝土壩3~4個水平截面

布置觀測設備：

揚壓力通常采用測壓管和滲壓計觀測。第二十七頁，共100頁。2.4.2滲流壓力監(jiān)測滲流壓力的典型布置如圖所示：第二十八頁，共100頁。2.4.3孔隙水壓力監(jiān)測

通常在均質土壩、沖填壩、尾礦壩、松軟地基、土石壩土質防滲體、砂殼等圖體內需要進行孔隙水壓力觀測?？紫端畨毫Σ捎脺y壓管和滲壓計觀測?？紫端畨毫Φ湫捅O(jiān)測布置如圖所示：第二十九頁，共100頁。2.4.4繞壩滲流監(jiān)測觀測斷面：（1）在大壩兩端沿流線方向或滲流較集中的透水層各設

1~2個觀測斷面，每個斷面上設3~4條觀測垂線。（2）在土石壩與混凝土建筑物接觸面上布設1個斷面，

2~3條觀測垂線（3）在下游河槽兩側階地中的繞流區(qū)，沿主流線方向每側可增設1個觀測斷面。觀測點：（1）在大壩兩岸每個觀測垂線的鉆孔中設1~2個觀測點，若需分層觀測，則應做好層間止水。（2）在土石壩與剛性建筑物結合部位觀測垂線上的不同高程布設

1~2個觀測點。（3）在岸坡防滲齒槽或灌漿帷幕的下游側布設1個觀測點，必要時可增設1個。（4）對于層狀滲流，可利用不同高程上的平洞布設測點。無平洞時，應分別鉆孔至各層透水帶布設測點。第三十頁，共100頁。2.4.5地下水位監(jiān)測

對于近壩區(qū)的滑坡體及對壩肩或壩基穩(wěn)定有重大影響的地質構造帶宜進行地下水位觀測。同時，對隧洞、地下廠房（包括地下泵站）、調壓室及泄水孔等進行外水壓力觀測。2.4.6滲流量監(jiān)測滲流量觀測包括滲漏水的總流量、分區(qū)流量及其水質監(jiān)測。各種水堰如圖所示：第三十一頁，共100頁。第三十二頁，共100頁。第三十三頁，共100頁。2.4.7水質監(jiān)測主要包括

溫度、pH值、電導率、透明度、

物理指標

顏色、懸浮物、礦化度等。

總磷、總氮、硝酸鹽、高錳酸鹽、溶解氧、生化需

化學指標

氧量、有機金屬化合物等。第三十四頁，共100頁。2.5應力應變監(jiān)測設計2.5.1混凝土應力及應變壩的類型重力壩拱壩支墩壩面板壩在重點觀測壩段選擇1個水平觀測截面，一般1個截面布置3~5個測點，一個測點布置1~3個應變計。在不同高程上選擇3~5個水平觀測截面，在拱冠、拱座選擇1~3個斷面，在厚拱壩和重力壩的觀測面布置2~3個觀測點，沒縫時可多于3個?？蓞⒄罩亓?。設置測點的面板條塊一般1~3個。第三十五頁，共100頁。2.5.2巖體應力及應變分為壩基和壩肩近壩區(qū)巖體地下洞室基巖應變計的標距長度為1~2m，可按1~3向組成布設。布設近壩區(qū)的高邊坡及滑坡體應變測點時，可采用多點位移計。多點位移計收斂計三向位移計壓應力計第三十六頁，共100頁。2.5.3鋼材應力及應變分為鋼筋鋼板根據需要布設觀測斷面，每個斷面需要3~5個觀測點，并應布設相應的鋼筋無應力計。在觀測斷面上一般布設3~4個觀測點，測點處鋼板曲率半徑不小于1m。第三十七頁，共100頁。第三十八頁，共100頁。2.5.4自由體積應變分為混凝土巖體鋼筋溫度、濕度、自生變形三部分，采用無應力計進行觀測在進行巖體應力應變觀測時，應布設巖石無壓力計，結構如圖。在布設鋼筋應力計時，應布設相應的混凝土無應力計。第三十九頁，共100頁。第四十頁，共100頁。2.5.5土壓力壩內土壓力總土壓力、垂直土壓力、水平土壓力及大、小主應力等的觀測。內容布置觀測斷面觀測點觀測儀器一般大型工程可布設1個觀測橫斷面，有必要時可增加1個。一般沿高程布設2~3個觀測界面，每組不少于3個第四十一頁，共100頁。第四十二頁，共100頁。觀測實驗內容布置包括土和堆石體等與混凝土、巖石土壓力觀測，及淤沙壓力觀測，采用土壓力計。觀測斷面觀測點根據地質布設1~3個觀測斷面。擋土建筑物每個斷面沿墻布設3~4個測點。建筑物基礎每個觀測截面布設3~5個測點。壩內輸水涵管每個斷面焊管外布設3~4個測點?；炷练罎B墻觀測斷面沿深度布設3~5個測點。第四十三頁，共100頁。2.5.6溫度分為壩體壩面重力壩和寬縫重力壩拱壩和腹拱壩支墩壩網格間距一般10~20m上密下疏。根據壩高布設3~5個觀測截面交線處至少3個觀測點。不同高程3~5個截面布設測點。上游壩面下游壩面基巖空氣在觀測壩段據上游壩面5~10cm的壩體沿壩布設測點間距1/15~1/10壩高。一般在1/2壩高處布設觀測截面，據壩面0cm、10cm、20cm、40cm、60cm各設1個觀測點。深入基巖5~10m鉆孔。不同深度布設3~5測點，測點據地面為0m、1.5m、3.5m、10m。布設1個氣溫點。第四十四頁，共100頁。2.5.7地震分為地震強震洞孔隙壓力混凝土壩土石壩附屬建筑物一般在2/3壩高處增設測點必要在1/2壩高處增設測點可少量布設測點重點部位是在土石壩的砂殼底部、松軟壩基和含水量粘土寬心墻。第四十五頁，共100頁。觀測設備設置要求測震系統(tǒng)對地震基本烈度7度及其以上的1、2級大壩可進行反應監(jiān)測。地震反應監(jiān)測包括壩體地震和孔隙壓力管測兩方面。強震觀測的傳感器與壩體要有良好的接觸，傳感器的震動方向應與待測方向一致。對測震系統(tǒng)包括傳感器、放大器和記錄器三大部分。。數字式強震儀采用數字式磁帶記錄。對于洞孔隙壓力觀測，一般采用洞孔隙壓力計或滲壓計及其配套使用的放大器記錄和采用數據采集器或其他放大和記錄裝置。第四十六頁，共100頁。分為監(jiān)測布置觀測設備上游水位下游水位觀測要求直立水尺、傾斜水尺、懸垂水尺、浮筒水尺、自記水位計、遙測水位計2.6水文及水力學監(jiān)測設計2.6.1水位監(jiān)測1）一般在壩前設置1個觀測點2）上游水位測點宜布置在水面平穩(wěn)、受風浪和泄流影響較小、便于安裝和觀測的穩(wěn)定岸坡或永久建筑物上3）對輸泄水建筑物的上游水位測點，可設置在引水管前池、渠首、堰前、閘墩側壁等處。1）一般布設在各泄水建筑物泄流匯合處的下游不受水躍和回流影響的地點。2）當下游河道無水時，可布設測壓管、觀測井、滲壓計，并盡量與滲流監(jiān)測結合。3）消力池下游的水位測點宜布設在距離消力池末端不小于設備總長得3-5倍處。1）閘墩、消力池、泄洪工程進水渠的渠首及堰前水位應觀測時均水位。2）時均水位一般用布設水尺法觀測。3）瞬時水位一般用遙測水位計、滲壓計或波浪儀器觀測。第四十七頁，共100頁。2.6.2降水監(jiān)測雨量站位置：在壩區(qū)選擇四周空曠、平坦，避開局部地形、地物影響的地方設置雨量站。雨量站面積：雨量站宜設置專用面積，布設一種儀器時，面積不小于4m×4m；布設兩種儀器時，面積不小于

4m×6m。周圍還應設置柵欄，保護儀器設備。泄洪霧化：泄洪霧化屬于臨時性監(jiān)測，測點布置較多，可不受上述要求限制。一般在霧化強降水區(qū)布設電測雨量計，在弱降水區(qū)則布設人工雨量計。觀測設備：觀測設備主要有雨量器、自記雨量計、智能雨量計。第四十八頁，共100頁。2.6.3壓強監(jiān)測分為監(jiān)測布置觀測設備布置要求觀測點觀測站1）壓強觀測布置應根據泄水建筑物進出口水位差決定。2）布設測點時以能反映過水表面壓強分布特征、滿足監(jiān)測工程安全運行為原則。1）泄水建筑物測點一般應布設在閘孔中線、閘墩兩側和下游曲線段或不連續(xù)部位。2）對于過水邊界不平順及突變等部位，如平板閘門槽下游邊壁、挑流鼻坎、消力墩側壁等，需布設測點。3）有壓隧洞（管道）進口頂部曲線段、漸變段、分叉段及局部不平整突體的下游邊界上宜根據需要布設測點。1）觀測站應盡量保持干燥、通風，室溫基本穩(wěn)定，并避免受建筑物或地基震動的影響。2）電源應保持穩(wěn)定，不受大功率電氣設備影響及信號的干擾。3）觀測站應盡量靠近測點，交通方便，照明良好。觀測設備有測壓管，測壓計。第四十九頁，共100頁。2.6.4消能監(jiān)測觀測內容：1）消能觀測包括底流、流面以及挑流2）對底流消能觀測點的重點是水流從急流狀態(tài)變化到緩流狀態(tài)時水面產生水躍的水力現象。3）對面流消能觀測的重點是壩下水流流態(tài)及面流波。4）挑流消能觀測的重點是挑流水舌和水墊消能及霧化。觀測點：1）底流消能測點布設位置以能觀測出水流平面圖和水躍剖面圖為原則。2）面流消能測點布設位置以能觀測出水舌流態(tài)剖面圖和水流平面圖以及面流波的衰減圖為原則。3）挑流消能測點布設位置以能觀測出水舌軌跡圖與水舌擴散平面圖及霧化范圍和降水強度等值線圖為原則。觀測方法：觀測方法有方格網發(fā)、水尺組法、經緯儀交會法、攝影法。第五十頁，共100頁。2.6.5沖淤監(jiān)測監(jiān)測布置觀測斷面測點定位1）庫區(qū)：通常在攔河壩前布設1個斷面，至入庫口均勻布置若干個，斷面一般與河道基本垂直。2）河床：水閘建筑物一般由上、下游護坦末端起分別向上、下游延伸相當于河道寬度的2~3倍距離內布置斷面，布設5~10個斷面為宜。1）纜索法：對于庫面較窄的的河床式水庫，流速在1~1.5m/s以內時，可采用纜索法決定測深點的位置，施測方便，成果可靠。2）當庫面寬度大于150~200m,且流速大于1.5m/s時，可采用測角交會法決定測點位置。觀測設備：觀測設備有探測桿、測深錘、測深鉛魚、回聲測深儀、水下探測儀等。第五十一頁，共100頁。第五十二頁，共100頁。第五十三頁，共100頁。監(jiān)測方法：監(jiān)測方法見表2-11，可根據需要將其中兩種方法結合使用。第五十四頁，共100頁。2.6.6波浪監(jiān)測監(jiān)測目的：1）掌握庫區(qū)風聲波的發(fā)展規(guī)律，制訂庫區(qū)護岸和土石壩護坡方案，防止發(fā)生破壞。2）確定大壩安全超高及防浪墻合理高度，確定明渠、水道邊墻安全超高及明渠隧洞洞頂余幅高度。3）了解尾水波對機組出力的影響，以保證發(fā)電出力。4）測量波浪對閘門等輕型建筑物的作用力，據已擬定防護措施。5）監(jiān)測下游河道波浪對岸邊沖擊。淘刷及對通航的影響，提出消波和防波的工程措施，尋求改善水工建筑物布置方案。6）根據監(jiān)測資料可建立風力、吹程與波高的關系，波高與爬波的關系波壓力與塊石護坡厚度的關系等。監(jiān)測內容：1）庫面波浪；2）輸水建筑物及電站下游波浪；3）明渠高速水流水面波浪；4）調壓井涌浪。監(jiān)測儀器:監(jiān)測儀器有測波桿、測波器、遙測自記儀、攝影機、水尺等。第五十五頁，共100頁。2.7自動監(jiān)測系統(tǒng)設計及優(yōu)化2.7.1自動化的要求（1）實用性要適應施工期、蓄水期、運行期及已建成工程更新改造的不同需要，便于維護和擴充，每次擴充不影響已建系統(tǒng)的正常運行，并能針對工程的實際情況兼容各類傳感器。能在溫度-30~+60℃、溫度95%以上及規(guī)定水壓條件下正常工作，能防雷和抗電磁干擾，系統(tǒng)中各測值宜變換為標準數字量輸出。操作簡單，安裝、埋設方便，易于維護。（2）可靠性保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定，經久耐用，觀測數據具有可靠的精度和準確度，能自檢自校及顯示故障診斷結果并具有斷電保護功能。同時具有獨立于自動監(jiān)測儀器的人工觀測接口。（3）先進性

自動化系統(tǒng)的原理和性能應具備先進性，根據需要和可能采用各種先進技術手段與元器件，使系統(tǒng)的各項性能指標達到國內外同類系統(tǒng)的先進水平。第五十六頁，共100頁。（4）、經濟性系統(tǒng)中軟硬件要力求價格低廉，經濟合理，在同樣監(jiān)測功能下，性能價格比最優(yōu)，且有良好的售后服務。除能在線及時測量和處理數據外，還應具有離線輸入接口。2.7.2自動化監(jiān)測的內容（1）建筑物內部應力、應變、鋼筋應力、滲透力、溫度等自動化監(jiān)測。內部觀測儀器主要采用差動電阻式和鋼弦式兩個系列。主要品種有應力計、應變計、側縫計、鋼筋計、滲壓計和溫度計。（2）建筑物外觀監(jiān)測，包括水平位移和垂直位移監(jiān)測兩部分。水平位移主要采用各種原理的垂線坐標儀和引張線進行自動化監(jiān)測。垂直位移監(jiān)測自動化儀器有差動變壓器式靜力水準裝置和電容式靜力水準裝置。地基和邊坡變形監(jiān)測采用多點變位計和鉆孔傾斜儀等。（3）揚壓力和滲漏量監(jiān)測。揚壓力自動化監(jiān)測儀器主要有鋼弦式、差動電阻式、電阻應變片、電感式和電阻式。監(jiān)測滲漏量的儀器有管口滲漏量計及多種形式的量水堰水位遙測儀。（4）環(huán)境變量的自動監(jiān)測項目包括水位、水溫、氣溫和降雨，通常由水文氣象測報系統(tǒng)進行測量。第五十七頁，共100頁。2.7.3自動化系統(tǒng)結構模式自動化監(jiān)測系統(tǒng)按采集方式分為集中式、分布式和混合式三種結構模式，見圖2-21~圖2-23。第五十八頁，共100頁。2.8監(jiān)測工程的施工組織設計

施工組織設計是安全監(jiān)測設計的重要組成部分，是編制工程概預算和招標、投標文件的主要依據，是工程施工的指導性文件。它對于正確確定監(jiān)測系統(tǒng)的布置、優(yōu)化設計方案、合理組織施工、保證工程質量、避免與總體工程干擾、縮短工期、降低造價都有十分重要的作用。第五十九頁，共100頁。第六十頁，共100頁。2.8.1監(jiān)測工程施工組織設計要求監(jiān)測工程施工組織設計應符合下列要求：（1）在設計中，必須根據特定水利工程項目的施工特點，認真研究監(jiān)測系統(tǒng)設計布置和技術要求，并要符合現行的施工組織設計規(guī)范和有關施工規(guī)程、規(guī)范，以保證工程質量。（2）施工程序應符合水利工程總進度計劃和施工程序的要求，要有與其協(xié)調平衡的措施，避免干擾、沖突，確保初期監(jiān)測和施工期監(jiān)測取得準確的初始狀態(tài)值和時間與空間上連續(xù)的、全過程的資料，并確保儀器安裝埋設的質量。（3）施工進度應符合工程施工總進度的要求。在滿足工程總體施工的前提下，制定各項工作的方案，方案的確定要有比較，擇優(yōu)選擇。（4）設計中必須編制完整的監(jiān)測工程施工技術規(guī)程，用以保證監(jiān)測工程施工嚴格遵循有關規(guī)程、規(guī)范，達到監(jiān)測系統(tǒng)設計標準和要求。（5）設計中應考慮監(jiān)理常規(guī)要求，并將要求編入設計文件中，便于施工人員對此有明確的認識和遵照執(zhí)行。第六十一頁，共100頁。2.8.2施工組織設計的步驟與內容（1）調查分析研究工程特性和施工條件。掌握水利工程和安全監(jiān)測工程的特性及施工組織設計的基礎工作。（2）確定施工程序和施工方法。監(jiān)測工程的施工程序和方法常常受到相鄰工程和水利工程施工的影響，因施工條件的變化而變化。因此，施工程序和方法需要準備多種方案，以適應這種多變的施工條件。（3）編制進度計劃施工進度計劃需在編制施工組織和作業(yè)循環(huán)圖表、各種儀器設備安裝埋設設計的基礎上進行編制，同時考慮工程總進度的要求。（4）編制施工技術規(guī)程編制的技術規(guī)程應包括土建施工規(guī)程、儀器設備組裝檢驗率定規(guī)程、儀器設備安裝埋設規(guī)程和觀測與資料整理分析規(guī)程。此外，在技術規(guī)程中，對監(jiān)測工程施工有影響的施工條件提出有限定要求的文件。第六十二頁，共100頁。2.9監(jiān)測設計工程實例

本節(jié)選擇幾個有代表性的工程實例。分別從監(jiān)測設計、施工、資料分析。工程安全評價等方面進行介紹。第六十三頁，共100頁。第六十四頁，共100頁。大壩名稱壩高(m)壩型庫容(億m3)初蓄日期調節(jié)性能級別三板溪大壩185.5堆石壩40.942006年1月多年調節(jié)1級掛治大壩44混凝土重力壩0.58592007年6月日調節(jié)3級洪江大壩56.9混凝土重力壩3.22002年11月周調節(jié)2級碗米坡大壩66.5混凝土重力壩3.782003年11月不完全季調節(jié)2級五強溪大壩85.83混凝土重力壩43.51994年11月季調節(jié)1級凌津灘大壩52.05混凝土重力壩6.341998年12月為五強溪反調節(jié)2級

大壩基本情況（1）第六十五頁，共100頁。

大壩基本情況（2）大壩名稱壩高(m)壩型庫容(億m3)初蓄日期調節(jié)性能級別馬跡塘大壩26.8混凝土重力壩1.031983年1月日調節(jié)3級東坪大壩19混凝土重力壩0.1952007年3月日調節(jié)4級株溪口大壩27.5混凝土重力壩0.52008年3月日調節(jié)4級近尾洲大壩24左岸混凝土重力壩右岸土壩4.62000年12月日調節(jié)3級黑麋峰大壩上庫64.5下庫79.5上庫副壩1混凝土重力壩，其余為面板堆石壩上庫0.0852007年8月日調節(jié)1級第六十六頁，共100頁。原始數據的可靠性檢驗可靠性檢驗的主要內容是采用邏輯分析方法進行下列檢驗:（1）作業(yè)方法是否符合規(guī)定（2）觀測儀器性能是否穩(wěn)定（3）各項測量數據物理意義是否合理，是否超過儀器量程和材料的物理限值，檢驗結果是否在限差以內。（4）監(jiān)測數據是否符合連續(xù)性、一致性、相關性等原則。連續(xù)性第六十七頁，共100頁。一致性第六十八頁，共100頁。相關性：（1）同類監(jiān)測量比較（2）相關監(jiān)測量比較第六十九頁，共100頁。數據表格樣例（1）第七十頁，共100頁。數據表格樣例（2）第七十一頁，共100頁。資料分析方法(1)資料分析方法一般采用比較法、作圖法、特征值統(tǒng)計法和數學模型法等。（1）比較法：a）比較各次巡視檢查資料，定性考察水工建筑物外觀異常現象的部位、變化規(guī)律和發(fā)展趨勢。b)比較同類效應量觀測值的變化規(guī)律或發(fā)展趨勢，是否具有一致性和合理性。c)將監(jiān)測成果與理論計算或模型試驗成果相比較，觀察其規(guī)律和趨勢是否具有一致性、合理性；并與工程的某些技術警戒值（大壩在一定工作條件下的變形量、抗滑穩(wěn)定系數、滲透壓力、滲流量等方面的設計或試驗允許值，或經歷史資料分析得出的推薦監(jiān)控值）相比較，以判斷工程的工作狀態(tài)是否異常。

第七十二頁，共100頁。資料分析方法(2)

（2）作圖法：

a)通過繪制各監(jiān)測物理量的過程線及特征原因量（如庫水位等）下的效應量（如變形量、滲流量等）過程線圖，考察效應量隨時間的變化規(guī)律和趨勢。b)通過繪制各效應量的平面和剖面分布圖，以考察效應量隨空間的分布情況和特點（必要時可加繪相關物理量，如蓄水過程等）。c)通過繪制各效應量與原因量的相關圖，以考察效應量的主要影響因素及其相關程度和變化規(guī)律。第七十三頁，共100頁。資料分析方法(3)

（3）特征值統(tǒng)計法：對各監(jiān)測物理量歷年的最大和最小值（含出現時間）、變幅、周期、年平均值及年變化率等進行統(tǒng)計、分析，以考察各監(jiān)測量之間在數量變化方面是否具有一致性、合理性，以及他們的重現性和穩(wěn)定性等。第七十四頁，共100頁。資料分析內容

如監(jiān)測數據出現以下情況之一，可視為異常：（1）變化趨勢突然加劇或變緩，或發(fā)生逆轉，如從正向增長變?yōu)樨撓蛟鲩L，而從已知的原因量變化不能作出解釋。第七十五頁，共100頁。

（2）出現與已知原因量無關的變化速率。

第七十六頁，共100頁。

（3）出現超過歷史極值（最大值、最小值）、設計計算值、安全監(jiān)控限值或數學模型預報值。第七十七頁，共100頁。

當水工建筑物運行到一定年限后，為了保證建筑物的正常運行，需要對水工建筑物進行定期安全檢查，并對其進行安全鑒定或安全評估。電力系統(tǒng)大壩安全監(jiān)察中心要求水電站大壩每5年進行一次定期安全檢查與鑒定。水利部1998年發(fā)布的《水閘安全鑒定規(guī)定》中要求，水閘投入運用后每隔15-20年應進行一次全面的安全檢查與鑒定。第七十八頁，共100頁。

水工混凝土建筑物安全評估最主要的內容之一是根據檢測情況，對混凝土建筑物進行必要的復核計算，復核計算內容包括：1.建筑物因規(guī)劃數據的改變而影響安全運行的，應區(qū)別不同情況進行建筑物的整體穩(wěn)定性、抗?jié)B穩(wěn)定性及結構強度等復核計算；2.建筑物因荷載標準的提高而影響工程安全的，應復核其結構強度和變形；3.混凝土結構需要限制裂縫寬度的結構構件，出現超過允許值的裂縫，應復核其結構強度和裂縫寬度