第14章水利工程變形監(jiān)測(cè)課件

2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系1主要內(nèi)容概述監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及要求監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)小浪底大壩安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大壩安全評(píng)判專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)第十四章水利工程變形監(jiān)測(cè)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系1主要內(nèi)容概述第2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系2§1概述第十四章水利工程變形監(jiān)測(cè)變形監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)處理2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系2§1概述第2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系3監(jiān)測(cè)工作的重要性建國(guó)以來(lái)，我國(guó)共修建8.3萬(wàn)余座堤壩，其中15米以上大壩有1.9萬(wàn)多座，30米以上大壩有近3000座，這些工程在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮了巨大的作用。然而，相當(dāng)一部分大壩存在著某些不安全因素，這些因素不同程度地影響工程效益的發(fā)揮，甚至威脅著下游千百萬(wàn)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。世界范圍內(nèi)的最新統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，本世紀(jì)已建壩總的失事比例約為1%，一旦大壩失事，將引起難以估計(jì)的災(zāi)難，這已引起各國(guó)政府和人民的普遍關(guān)注。第1節(jié)概述2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系3監(jiān)測(cè)工作的重要2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系4監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究進(jìn)展監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集監(jiān)測(cè)信息處理系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)綜合評(píng)判專家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究第1節(jié)概述2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系4監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究進(jìn)2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系5§2監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及要求第十四章水利工程變形監(jiān)測(cè)變形監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)處理2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系5§2監(jiān)測(cè)項(xiàng)目2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系6工作原則（1）監(jiān)測(cè)儀器和設(shè)施的布置，應(yīng)明確監(jiān)測(cè)目的，緊密結(jié)合工程實(shí)際，突出重點(diǎn)，兼顧全面，相關(guān)項(xiàng)目統(tǒng)籌安排，配合布置。應(yīng)保證具有在惡劣氣候條件下仍能進(jìn)行重要項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)。（2）儀器設(shè)備要耐久、可靠、實(shí)用、有效，力求先進(jìn)和便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。（3）儀器的安裝和埋設(shè)必須及時(shí)，必須按設(shè)計(jì)要求精心施工，應(yīng)保證第一次蓄水期能夠獲得必要的監(jiān)測(cè)成果，并應(yīng)做好儀器的保護(hù)；埋設(shè)完工后，及時(shí)作好初期測(cè)讀工作，并繪制竣工圖、填寫考證表，存檔備查。（4）儀器監(jiān)測(cè)嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)范和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，相關(guān)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目力求同時(shí)監(jiān)測(cè)；針對(duì)不同監(jiān)測(cè)階段，突出重點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；發(fā)現(xiàn)異常，立即復(fù)測(cè)；做到監(jiān)測(cè)連續(xù)、數(shù)據(jù)可靠、記錄真實(shí)、注記齊全、整理及時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)上報(bào)。（5）儀器監(jiān)測(cè)應(yīng)與巡視檢查相結(jié)合。第2節(jié)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及要求2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系6工作原則（1）2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系7基本要求（1）可行性研究階段。提出安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)專題、監(jiān)測(cè)儀器及設(shè)備的數(shù)量；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工程概算。（2）招標(biāo)設(shè)計(jì)階段。提出監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)文件，包括監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置圖、儀器設(shè)備清單、各監(jiān)測(cè)儀器設(shè)施的安裝技術(shù)要求、測(cè)次要求及工程預(yù)算等。（3）施工階段。提出施工詳圖，應(yīng)做好儀器設(shè)備的檢驗(yàn)、埋設(shè)、安裝、調(diào)試和保護(hù)，應(yīng)繪制竣工圖，編寫埋設(shè)記錄和竣工報(bào)告；應(yīng)固定專人進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作，保證監(jiān)測(cè)設(shè)施完好和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)連續(xù)、可靠、完整，應(yīng)按時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)資料分析，評(píng)價(jià)施工期大壩安全狀況，為施工提供決策依據(jù)。（4）首次蓄水階段。應(yīng)制定首次蓄水的監(jiān)測(cè)工作計(jì)劃和主要的設(shè)計(jì)監(jiān)控技術(shù)指標(biāo)；按計(jì)劃要求做好儀器監(jiān)測(cè)和巡視檢查；擬定基準(zhǔn)值，定時(shí)對(duì)大壩安全狀態(tài)作出評(píng)價(jià)并為蓄水提供依據(jù)。（5）運(yùn)行階段。應(yīng)進(jìn)行經(jīng)常的和特殊情況下的監(jiān)測(cè)工作；定期對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)施進(jìn)行檢查、維護(hù)和鑒定，以確定是否應(yīng)報(bào)廢、封存或繼續(xù)觀測(cè)、補(bǔ)充、完善和更新，定期對(duì)監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行整編和分析。第2節(jié)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及要求2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系7基本要求（1）2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系8工作狀態(tài)劃分應(yīng)定期對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析研究，并按下列類型對(duì)大壩的工作狀態(tài)作出評(píng)估：（1）正常狀態(tài)，指大壩（或監(jiān)測(cè)的對(duì)象）達(dá)到設(shè)計(jì)要求的功能，不存在影響正常使用的缺陷，且各主要監(jiān)測(cè)量的變化處于正常情況下的狀態(tài)。（2）異常狀態(tài)，指大壩（或監(jiān)測(cè)的對(duì)象）的某項(xiàng)功能已不能完全滿足設(shè)計(jì)要求，或主要監(jiān)測(cè)量出現(xiàn)某些異常，因而影響正常使用的狀態(tài)。（3）險(xiǎn)情狀態(tài)，指大壩（或監(jiān)測(cè)的對(duì)象）出現(xiàn)危及安全的嚴(yán)重缺陷，或環(huán)境中某些危及安全的因素正在加劇，或主要監(jiān)測(cè)量出現(xiàn)較大異常，若按設(shè)計(jì)條件繼續(xù)運(yùn)行將出現(xiàn)大事故的狀態(tài)。第2節(jié)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及要求2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系8工作狀態(tài)劃分應(yīng)2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系9變形正負(fù)水平向下游、向左岸向上游、向右岸垂直下沉上升撓度向下游、向左岸向上游、向右岸傾斜向下游轉(zhuǎn)動(dòng)、向左岸轉(zhuǎn)動(dòng)向上游轉(zhuǎn)動(dòng)、向右岸轉(zhuǎn)動(dòng)滑坡向坡下、向左岸向坡上、向右岸裂縫張開(kāi)閉合接縫張開(kāi)閉合閘墻向閘室中心背閘室中心變形監(jiān)測(cè)符號(hào)第2節(jié)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及要求2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系9變形正負(fù)水平向2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系10類別項(xiàng)目按工程分類按級(jí)別分類土石壩堆石壩混凝土壩水閘、溢洪道隧洞、地下廠房水庫(kù)1234水文水位√√√√√√√√√√降水√√√√√√√波浪√√沖淤√√√√氣溫√√√√√√√水溫√√√變形表面√√√√√√√√√內(nèi)部√地基√√√裂縫√√√√√√√√√接縫√√√√√邊坡√√√√√√水工建筑物監(jiān)測(cè)項(xiàng)目（1）第2節(jié)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及要求2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系10項(xiàng)目按工程分2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系11滲流壩體√√√√壩基√√√√√√√繞滲√√√√滲流量√√√√√√√√√地下水√√√水質(zhì)√√√√√√應(yīng)力土壤混凝土√鋼筋√√√√√鋼板√接觸面√溫度√√√水流壓強(qiáng)√√√流速√√摻氣消能√√地震振動(dòng)水工建筑物監(jiān)測(cè)項(xiàng)目（2）第2節(jié)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及要求2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系11滲流壩體√√2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系12類別項(xiàng)目施工期蓄水期運(yùn)行期變形表面內(nèi)部2～4次/月4～10次/月4～10次/月10～30次/月2～6次/年4～12次/年滲流滲流水質(zhì)4～10次/月3～6次/年10～

30次/月6～

12次/年3～6次/月3～12次/年應(yīng)力應(yīng)力溫度3～6次/月4～15次/月4～30次/月4～30次/月4～12次/年2～6次/月安全監(jiān)測(cè)次數(shù)第2節(jié)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及要求2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系12類別項(xiàng)目施工2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系13§3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)第十四章水利工程變形監(jiān)測(cè)變形監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)處理2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系13§3監(jiān)測(cè)系2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系14監(jiān)測(cè)斷面布置(土石壩)（1）觀測(cè)橫斷面。布置在最大壩高、原河床處、合龍段、地形突變處、地質(zhì)條件復(fù)雜處、壩內(nèi)埋管或運(yùn)行可能發(fā)生異常反應(yīng)處。一般不少于2~3個(gè)。（2）觀測(cè)縱斷面。在壩頂?shù)纳嫌位蛳掠蝹?cè)布設(shè)1~2個(gè)，在上游壩坡正常蓄水位以上1個(gè)，正常蓄水位以下可視需要設(shè)臨時(shí)斷面，下游壩坡2~5個(gè)。（3）內(nèi)部斷面。一般布置在最大斷面及其它特征斷面處，可視需要布設(shè)1~3個(gè)，每個(gè)斷面可布設(shè)1~3條觀測(cè)垂線，各觀測(cè)垂線還應(yīng)盡量形成縱向觀測(cè)斷面。界面位移一般布設(shè)在壩體與岸坡連接處，不同壩料的組合壩型交界處及土壩與混凝土建筑物連接處。第3節(jié)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系14監(jiān)測(cè)斷面布置2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系15監(jiān)測(cè)斷面布置(混凝土壩)（1）觀測(cè)縱斷面。通常平行壩軸線在壩頂及壩基廊道設(shè)置觀測(cè)縱斷面，當(dāng)壩體較高時(shí)，可在中間適當(dāng)增加1~2個(gè)縱斷面。當(dāng)缺少縱向廊道時(shí)，也可布設(shè)在平行壩軸線的下游壩面上。（2）內(nèi)部斷面。布置在最大壩高壩段或地質(zhì)和結(jié)構(gòu)復(fù)雜壩段，并視壩長(zhǎng)情況布設(shè)1~3個(gè)斷面。應(yīng)將壩體和地基作為一個(gè)整體進(jìn)行布設(shè)。拱壩的拱冠和拱端一般宜布設(shè)斷面，必要時(shí)也可在l/4拱處布設(shè)。第3節(jié)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系15監(jiān)測(cè)斷面布置2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系16監(jiān)測(cè)斷面布置(滑坡體)（1）兩壩肩附近的近壩區(qū)巖體。垂直壩軸線方向各布設(shè)1~2個(gè)觀測(cè)橫斷面。（2）滑坡體順滑移方向布設(shè)1~3個(gè)觀測(cè)斷面，包括主滑線斷面及其兩側(cè)特征斷面。（3）必要時(shí)可大致按網(wǎng)格法布置。第3節(jié)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系16監(jiān)測(cè)斷面布置2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系17水平位移觀測(cè)點(diǎn)布置(位移標(biāo)點(diǎn))（1）土石壩。在每個(gè)橫斷面和縱斷面交點(diǎn)等處布設(shè)位移標(biāo)點(diǎn)，一般每個(gè)橫斷面不少于3個(gè)。位移標(biāo)點(diǎn)的縱向間距，當(dāng)壩長(zhǎng)小于300m時(shí)取30~50m，壩長(zhǎng)大于300m時(shí)，一般取50~100m。（2）混凝土壩。在觀測(cè)縱斷面上的每個(gè)壩段、每個(gè)垛墻或每個(gè)閘墩布設(shè)一個(gè)標(biāo)點(diǎn)，對(duì)于重要工:程也可在伸縮縫兩側(cè)各布設(shè)一個(gè)標(biāo)點(diǎn)。（3）近壩區(qū)巖體及滑坡體。在近壩區(qū)巖體每個(gè)斷面上至少布設(shè)3個(gè)標(biāo)點(diǎn)，重點(diǎn)布設(shè)在靠壩肩下游面。在滑坡體每個(gè)觀測(cè)斷面上的位移標(biāo)點(diǎn)一般不少于3個(gè)，重點(diǎn)布設(shè)在滑坡體后緣起至正常蓄水位之間。第3節(jié)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系17水平位移觀測(cè)2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系18水平位移觀測(cè)點(diǎn)布置(工作基點(diǎn))（1）土石壩。在兩岸每一縱排標(biāo)點(diǎn)的延長(zhǎng)線上各布設(shè)一個(gè)工作基點(diǎn)。當(dāng)壩軸線為折線或壩長(zhǎng)超過(guò)500m時(shí)，可在壩身每一縱排標(biāo)點(diǎn)中部增設(shè)工作基點(diǎn)兼作標(biāo)點(diǎn)，工作基點(diǎn)的間距取決于采用的測(cè)量?jī)x器。（2）混凝土壩?？蓪⒐ぷ骰c(diǎn)布設(shè)在兩岸山體的巖洞內(nèi)或位移測(cè)線延長(zhǎng)線的穩(wěn)定巖體上。（3）近壩區(qū)巖體及滑坡體。選擇距觀測(cè)標(biāo)點(diǎn)較近的穩(wěn)定巖體建立工作基點(diǎn)。第3節(jié)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系18水平位移觀測(cè)2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系19水平位移觀測(cè)點(diǎn)布置(校核基點(diǎn))（1）土石壩。一般仍采用延長(zhǎng)方向線法，即在兩岸同排工作基點(diǎn)連線的延長(zhǎng)線.上各設(shè)1~2個(gè)校核基點(diǎn)，必要時(shí)可設(shè)置倒垂線或采用邊角網(wǎng)定位。（2）混凝土壩。校核基點(diǎn)可布設(shè)在兩岸灌漿廊道內(nèi)，也可采用倒垂線作為校核基點(diǎn)，此時(shí)校核基點(diǎn)與倒垂線的觀測(cè)墩宜合二為一。（3）近壩區(qū)巖體及滑坡體?？蓪⒐ぷ骰c(diǎn)和校核基點(diǎn)組成邊角網(wǎng)或交會(huì)法進(jìn)行觀測(cè)。有條件時(shí)也可設(shè)置倒垂線。第3節(jié)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系19水平位移觀測(cè)2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系20垂直位移測(cè)點(diǎn)布置在通常情況下，垂直位移采用精密水準(zhǔn)測(cè)量方法觀測(cè)。水準(zhǔn)測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)根據(jù)工程建筑物的規(guī)模、受力區(qū)范圍、地形地質(zhì)條件及觀測(cè)精度要求等綜合考慮，原則上要求這種類型的點(diǎn)能長(zhǎng)期穩(wěn)定，且變形值小于觀測(cè)誤差。水準(zhǔn)基點(diǎn)的形式可采用土基標(biāo)、地表巖石標(biāo)、深埋鋼管標(biāo)、雙金屬管標(biāo)等，具體形式可根據(jù)實(shí)際情況確定。一般分別在壩頂及壩基處各布設(shè)一排沉降監(jiān)測(cè)標(biāo)點(diǎn)，在高混凝土壩中間高程廊道內(nèi)和高土石壩的下游馬道上，也應(yīng)適當(dāng)布置觀測(cè)標(biāo)點(diǎn)。沉降標(biāo)點(diǎn)可根據(jù)實(shí)際需要采用綜合標(biāo)、混凝土標(biāo)、鋼管標(biāo)、墻上標(biāo)等形式。第3節(jié)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系20垂直位移測(cè)點(diǎn)2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系21部位方法說(shuō)明重力壩引張線視準(zhǔn)線激光準(zhǔn)直一般壩體、壩基均適用壩體較短時(shí)用包括大氣和真空激光，壩體較長(zhǎng)時(shí)用真空激光拱壩視準(zhǔn)線導(dǎo)線交會(huì)法重要測(cè)點(diǎn)用一般均適用，可用光電測(cè)距儀測(cè)量導(dǎo)線邊長(zhǎng)交會(huì)邊較短、交會(huì)角較好時(shí)用土石壩視準(zhǔn)線大氣激光衛(wèi)星定位測(cè)斜儀或位移計(jì)交會(huì)法壩體較短時(shí)用有條件時(shí)用，可布設(shè)管道壩體較長(zhǎng)時(shí)用測(cè)量?jī)?nèi)部分層及界面位移用交會(huì)邊較短、交會(huì)角較好時(shí)用近壩區(qū)巖體測(cè)斜儀交會(huì)法衛(wèi)星定位多點(diǎn)位移計(jì)一般均適用交會(huì)邊較短、交會(huì)角較好時(shí)用范圍較大時(shí)用也可用于滑坡體和壩基水平位移監(jiān)測(cè)方法（1）第3節(jié)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系21方法說(shuō)明重力2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系22高邊坡、滑坡體視準(zhǔn)線衛(wèi)星定位直線測(cè)距邊角網(wǎng)同軸電纜一般均適用范圍較大時(shí)用用光電測(cè)距儀或銦鋼線位移計(jì)、收斂計(jì)一般均適用，包括三角網(wǎng)、測(cè)邊網(wǎng)和測(cè)邊測(cè)角網(wǎng)可測(cè)定位移深度、速率及滑動(dòng)面位置斷層、夾層斷層監(jiān)測(cè)儀變位計(jì)測(cè)斜儀倒垂線可測(cè)斷層的三維位移可測(cè)層面水平及垂直位移一般均適用必要時(shí)用校核基點(diǎn)巖洞穩(wěn)定點(diǎn)倒垂線邊角網(wǎng)延長(zhǎng)方向線伸縮儀也可精密量距和測(cè)角一般均適用有條件時(shí)用有條件時(shí)用用于基準(zhǔn)點(diǎn)傳遞和水平位移觀測(cè)第3節(jié)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平位移監(jiān)測(cè)方法（2）2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系22高邊坡、滑坡2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系23部位方法說(shuō)明混凝土壩一等或二等水準(zhǔn)三角高程激光準(zhǔn)直壩體、壩基均適用可用于薄拱壩兩端應(yīng)設(shè)垂直位移工作基點(diǎn)土石壩二等或三等水準(zhǔn)三角高程激光準(zhǔn)直壩體、壩基均適用一般采用全站儀觀測(cè)兩端應(yīng)設(shè)垂直位移工作基點(diǎn)近壩區(qū)巖體一等或二等水準(zhǔn)三角高程觀測(cè)表面、山洞內(nèi)及地基回彈位移觀測(cè)表面位移高邊坡及滑坡體二等水準(zhǔn)三角高程衛(wèi)星定位觀測(cè)表面及山洞內(nèi)位移一般利用全站儀觀測(cè)范圍較大時(shí)用內(nèi)部及深層沉降板沉降儀多點(diǎn)位移計(jì)變形計(jì)固定式，觀測(cè)地基和分層位移活動(dòng)式或固定式，可測(cè)分層位移固定式，可測(cè)各種方向及深層位移觀測(cè)淺層位移高程傳遞垂線銦鋼帶尺光電測(cè)距儀豎直傳高儀一般均適用需利用豎井需利用旋轉(zhuǎn)鏡和反射鏡可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量，但維護(hù)較困難垂直位移監(jiān)測(cè)方法第3節(jié)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系23方法說(shuō)明混凝2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系24§4

小浪底大壩安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第十四章水利工程變形監(jiān)測(cè)變形監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)處理2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系24§4小浪底2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系25工程概況小浪底水利樞紐是我國(guó)目前在建的最大水利樞紐工程之一，工程位于河南省洛陽(yáng)市以北約40km的黃河干流上，是一座以防洪、防凌、減淤為主，兼顧發(fā)電、灌溉、供水等綜合利用的水利樞紐工程。樞紐由大壩、泄洪排沙建筑物、水電站等組成。大壩為壤土斜心墻堆石壩，最大壩高154m，總庫(kù)容126.5億m3，泄洪排沙建筑物由三條孔板泄洪洞、三條明流泄洪洞、三條排沙洞和正常溢洪道及非常溢洪道組成，水電站系統(tǒng)由六條引水洞發(fā)電、地下廠房和三條尾水洞組成，電站裝機(jī)6臺(tái)，總?cè)萘?800MW，地下廠房長(zhǎng)250.15m，寬26.20m。第4節(jié)小浪底大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系25工程概況2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系26小浪底水利樞紐工程第4節(jié)小浪底大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系26小浪底水利樞2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系27基本觀測(cè)斷面大壩觀測(cè)儀器主要布置在三個(gè)橫斷面和兩個(gè)縱斷面上；A—A觀測(cè)斷面位于F1斷層破碎帶處，F(xiàn)1斷層對(duì)大壩的影響較大，是重點(diǎn)觀測(cè)部位；

B—B觀測(cè)斷面位于最大壩高處，而且覆蓋層最深(70多米)，是壩體的典型觀測(cè)斷面；C—C觀測(cè)斷面位于左岸，該斷面防滲體基本上處于巖石基礎(chǔ)和河床覆蓋層的交界部位，同時(shí)斷面下游壩軸線上有一基巖陡坎，使其變形比較復(fù)雜，有引起裂縫的可能。兩個(gè)縱斷面為沿斜心墻軸線的斷面D—D及沿壩軸線的斷面E—E。第4節(jié)小浪底大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系27基本觀測(cè)斷面2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系28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)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系28小浪底大壩外2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系29變形監(jiān)測(cè)大壩的外部變形觀測(cè)分為水平變形和豎直變形兩部分。壩體表面的觀測(cè)標(biāo)點(diǎn)既可作為水平變形測(cè)量的標(biāo)點(diǎn)又可當(dāng)作豎直變形測(cè)量的標(biāo)點(diǎn)。大壩外部變形共布設(shè)測(cè)線8條，156個(gè)測(cè)點(diǎn)，順河流方向的水平位移采用視準(zhǔn)線法或小角度法觀測(cè)；沿壩軸線方向的水平位移采用量距法進(jìn)行觀測(cè)；壩體的沉陷采用二等精密水準(zhǔn)進(jìn)行施測(cè)。壩體內(nèi)部變形觀測(cè)主要有水平位移觀測(cè)、垂直位移觀測(cè)及界面相對(duì)錯(cuò)動(dòng)觀測(cè)，主要采用四種方法進(jìn)行觀測(cè)，分別是：測(cè)斜儀、堤應(yīng)變計(jì)、界面應(yīng)變計(jì)及鋼弦式沉降計(jì)。大壩共設(shè)有17支測(cè)斜管，分別以垂直向、傾斜向及水平向三種方式埋設(shè)，并在一定的間距安裝有沉降環(huán)，以測(cè)量壩體三個(gè)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)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系29變形監(jiān)測(cè)大壩2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系30滲流監(jiān)測(cè)壩基滲流是該工程的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)部位是沿整個(gè)大壩防滲線及斜心墻基礎(chǔ)面的滲壓力。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括繞壩滲流、壩體內(nèi)的孔隙水壓力和浸潤(rùn)線分布。對(duì)F1斷層兩側(cè)及右岸灘地也需要監(jiān)測(cè)其滲流穩(wěn)定性。壩體滲壓監(jiān)測(cè)儀器主要布置在三個(gè)橫向觀測(cè)斷面內(nèi)，另外，在B—B觀測(cè)斷面上游堆石體內(nèi)布置了6支滲壓計(jì)。為了監(jiān)測(cè)F1斷層及其兩側(cè)破碎帶的滲流穩(wěn)定性，沿F1斷層壩基下共布設(shè)有15支滲流觀測(cè)儀器。第4節(jié)小浪底大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系30滲流監(jiān)測(cè)壩基2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系31土壓力監(jiān)測(cè)土壓力監(jiān)測(cè)分為土體中應(yīng)力和邊界土壓力兩類，前者設(shè)置在壩體主觀測(cè)斷面內(nèi)，后者設(shè)置在基礎(chǔ)界面上。壩體應(yīng)力觀測(cè)采用土壓力計(jì)。由于大壩河谷較寬，故考慮按平面問(wèn)題布設(shè)測(cè)點(diǎn)。結(jié)合壩體的計(jì)算情況，沿壩高設(shè)兩排共11組土壓力計(jì)組。第4節(jié)小浪底大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系31土壓力監(jiān)測(cè)土2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系32地震反應(yīng)監(jiān)測(cè)壩址區(qū)基本烈度為7度，地震反應(yīng)監(jiān)測(cè)對(duì)象主要是3度以上的地震反應(yīng)。設(shè)置兩個(gè)橫向、一個(gè)縱向觀測(cè)斷面和一個(gè)基礎(chǔ)效應(yīng)臺(tái)，共設(shè)10個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，儀器采用數(shù)字式三分量強(qiáng)震儀。第4節(jié)小浪底大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系32地震反應(yīng)監(jiān)測(cè)2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系33混凝土防滲墻監(jiān)測(cè)混凝土防滲墻分為主壩防滲墻和圍堰防滲墻監(jiān)測(cè)。主壩防滲墻墻外設(shè)滲壓計(jì)和邊界土壓力計(jì)、墻內(nèi)設(shè)應(yīng)變計(jì)、鋼筋計(jì)、無(wú)應(yīng)力計(jì)等應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)；另設(shè)傾角計(jì)和堤應(yīng)變計(jì)進(jìn)行墻體變形監(jiān)測(cè)。第4節(jié)小浪底大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系33混凝土防滲墻2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系34§5大壩安全評(píng)判專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)第十四章水利工程變形監(jiān)測(cè)變形監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)處理2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系34§5大壩安2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系35基本要求（1）合理的開(kāi)發(fā)環(huán)境（2）完整的系統(tǒng)功能（3）先進(jìn)的處理方法（4）美觀的用戶界面（5）可靠的評(píng)判結(jié)果第5節(jié)大壩安全評(píng)判專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系35基本要求（12023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系36基本結(jié)構(gòu)（1）數(shù)據(jù)庫(kù)及其管理子系統(tǒng)；（2）模型庫(kù)及其管理子系統(tǒng)；（3）方法庫(kù)及其管理子系統(tǒng)；（4）知識(shí)庫(kù)及其管理子系統(tǒng)；（5）綜合分析推理子系統(tǒng)。第5節(jié)大壩安全評(píng)判專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系36基本結(jié)構(gòu)（12023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系37知識(shí)庫(kù)模型庫(kù)方法庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)總控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)模型庫(kù)管理子系統(tǒng)方法庫(kù)管理子系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)管理子系統(tǒng)綜合推理子系統(tǒng)大壩安全評(píng)判專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第5節(jié)大壩安全評(píng)判專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系37知識(shí)庫(kù)模型庫(kù)2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系38系統(tǒng)總控建立各子系統(tǒng)之間的聯(lián)系，提供系統(tǒng)主菜單及選單功能，控制各庫(kù)和各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行。第5節(jié)大壩安全評(píng)判專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系38系統(tǒng)總控建立2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系39數(shù)據(jù)庫(kù)及其管理子系統(tǒng)是面向數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)、查詢的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，是整個(gè)專家系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)庫(kù)的主要內(nèi)容包括：工程檔案庫(kù)、觀測(cè)儀器特征庫(kù)、觀測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)等。數(shù)據(jù)庫(kù)的管理工作主要包括：數(shù)據(jù)資料的采集、錄入、存儲(chǔ)、整編、查詢、傳輸、報(bào)表和圖示等。第5節(jié)大壩安全評(píng)判專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系39數(shù)據(jù)庫(kù)及其管2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系40方法庫(kù)及其管理子系統(tǒng)是用于方法信息的存儲(chǔ)和調(diào)用管理的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。方法庫(kù)的方法主要包括：觀測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理和檢驗(yàn)、觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、監(jiān)控?cái)?shù)學(xué)模型、結(jié)構(gòu)分析程序集、滲流場(chǎng)分析程序集、反分析程序集、綜合分析模塊、輔助決策模塊等。方法庫(kù)的管理工作主要包括：方法的添加、刪除、修改、調(diào)用等。第5節(jié)大壩安全評(píng)判專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系40方法庫(kù)及其管2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系41模型庫(kù)及其管理子系統(tǒng)主要提供各類建模程序和儲(chǔ)存建筑物不同部位及測(cè)點(diǎn)的各類模型數(shù)據(jù)，并對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)管理。模型庫(kù)的主要模型包括：統(tǒng)計(jì)模型、確定性模型、混合模型、空間位移場(chǎng)模型等。模型庫(kù)的管理工作主要包括：模型的建立、查詢、修改、刪除等。第5節(jié)大壩安全評(píng)判專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/8/3中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系41模型庫(kù)及其管2023/9/2中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系