《水利工程管理》課件-任務(wù)一 大壩安全監(jiān)測與維護(hù)

任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)大壩安全監(jiān)測工作概述1、大壩安全監(jiān)測的目的2、大壩安全監(jiān)測的意義3、大壩安全監(jiān)測的發(fā)展歷史4、大壩安全監(jiān)測的基本環(huán)節(jié)5、大壩安全監(jiān)測的主要項(xiàng)目6、大壩安全監(jiān)測的一般注意事項(xiàng)7、大壩安全監(jiān)測的相關(guān)法律、法規(guī)及規(guī)范8、當(dāng)前大壩安全監(jiān)測存在的主要問題任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)大壩泛指各類大壩壩體、溢洪道、水閘、堤防、隧洞、渠道、地下洞室、水電站建筑物等水工建筑物。監(jiān)測包括巡視檢查和儀器觀測兩個(gè)方面，它們在大壩安全監(jiān)測中相互聯(lián)系、互為補(bǔ)充、缺一不可。任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)大壩安全監(jiān)測的概念大壩安全監(jiān)測的目的①通過安全監(jiān)測實(shí)時(shí)掌控工程安全健康性狀，服務(wù)于工程安全管理，充分發(fā)揮水利工程的效益；②檢驗(yàn)和完善設(shè)計(jì)理論與方法；③優(yōu)化施工工藝，指導(dǎo)施工；④配合工程科學(xué)研究和其他。任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)大壩安全監(jiān)測的意義《2012年全國水利發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》顯示，我國已建成各類水庫97543座，其中：大型水庫683座，中型水庫3758座，15m以上大壩約1.8萬余座。因?yàn)楦鞣N原因不少大壩是帶病運(yùn)行，安全形勢相當(dāng)嚴(yán)峻。通過安全監(jiān)測可以發(fā)現(xiàn)異常，早做處理防患于未然。任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)馬爾塞拱壩于1959年12月2日突然潰壩失事。壩體內(nèi)未埋設(shè)監(jiān)測儀器，僅在壩下游面A、B、C、D等橫縫的不同高程設(shè)置了28個(gè)位移觀測點(diǎn)，通過大地測量法，每年進(jìn)行一次位移觀測。從開始蓄水到大壩失事，共進(jìn)行了4次觀測，分別是1955年9月（庫水位79.95m）、1956年7月（83.85m）、1958年7月（87.30m）和1959年7月（94.1m）。前三次觀測成果正常，測點(diǎn)位移與庫水位成正比，第四次實(shí)測位移偏大，超出了正常范圍，測點(diǎn)的水平位移普遍增大約10mm，并有7mm的切向位移。同時(shí)，實(shí)測值與計(jì)算值的比值，在壩體中上部基本一致，在壩基則相差較大，橫縫A處大5倍。兩個(gè)典型案例任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)法國馬爾巴塞拱壩的失事由于大壩管理者監(jiān)測間隔時(shí)間過長，失事前未及時(shí)對(duì)實(shí)測資料進(jìn)行認(rèn)真的分析，且未接到設(shè)計(jì)部門提供的安全監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)，也未將觀測成果及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)部門，因此觀測成果所反映出的壩底部位移異常的情況未引起各有關(guān)方面的重視，喪失了有可能避免大壩失事的機(jī)會(huì)。兩個(gè)典型案例任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)法國馬爾巴塞拱壩的失事瑞士蘇濟(jì)爾拱壩的修復(fù)蘇澤爾拱壩于1957年蓄水，該壩布置了比較齊全的監(jiān)測設(shè)施，并進(jìn)行了每月1次的長期觀測，監(jiān)測資料也進(jìn)行及時(shí)的整理和分析。1978年12月，觀測發(fā)現(xiàn)異常：壩體沉陷量加大、壩頂弦長縮短、庫滿狀態(tài)下壩體徑向水平位移偏向上游、壩體下游面形成周邊性裂縫。業(yè)主報(bào)告水利局，組織專家檢查。原因是公路部門在距左壩1400m處所打公路探洞的影響。該探洞穿過了與壩下地層相連的灰?guī)r底部含水層，使巖層迅速脫水，應(yīng)力重新分布，從而引起巖層裂縫、斷層壓縮和壩體下沉。修復(fù)加固于1980~1984年進(jìn)行，現(xiàn)該壩運(yùn)行狀況良好。兩個(gè)典型案例任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)國內(nèi)成功案例1962年，安徽省梅山水庫大壩，監(jiān)測發(fā)現(xiàn)右岸山坡滲流量明顯增大，通過進(jìn)一步檢查，右岸幾個(gè)壩段向左傾斜達(dá)51mm，壩體出現(xiàn)較長裂縫。經(jīng)綜合分析，判斷為右岸壩基巖發(fā)生了部分錯(cuò)動(dòng)，大壩險(xiǎn)情嚴(yán)重，后決定放空水庫，并進(jìn)行了加固處理，有效避免了一次重大事故。1993年，通過監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)佛子嶺水庫大壩向下游位移量明顯增加，超過歷史最大值30%，水庫管理單位立即進(jìn)行全面檢查和分析，判定為大壩遭遇到不利工況，考慮到大壩基礎(chǔ)、壩體均存在一定缺陷，決定控制水位運(yùn)用，避免了大壩安全性態(tài)的進(jìn)一步惡化。1997年大壩監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了改造，加強(qiáng)了對(duì)大壩結(jié)構(gòu)性態(tài)的監(jiān)測。1999年首次安全定期檢查將佛子嶺大壩評(píng)定為病壩，此后對(duì)大壩壩體、壩基和溢洪道進(jìn)行了一系列加固處理。任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)大壩安全監(jiān)測的發(fā)展歷史第一階段——感性認(rèn)識(shí)階段從遠(yuǎn)古到19世紀(jì)末，土石材料壩，簡單的外表巡視檢查。第二階段——原型觀測階段從20世紀(jì)初到20世紀(jì)50年代，

出現(xiàn)了成型的觀測儀器和方法②開始采用簡單方法對(duì)觀測資料進(jìn)行分析。第三階段——大壩觀測階段從20世紀(jì)60年代至90年代，儀器性能得到改善；觀測正規(guī)化②監(jiān)測制度、法規(guī)和管理機(jī)構(gòu)逐漸健全③資料分析從定性轉(zhuǎn)變?yōu)槎?。任?wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)第四階段——大壩安全監(jiān)測階段20世紀(jì)90年代末至今，①已形成型譜齊全、性能穩(wěn)定的監(jiān)測儀器；自動(dòng)化系統(tǒng)趨于完善；法律法規(guī)體系基本完備，定期檢查制度逐步完善。②監(jiān)測設(shè)計(jì)已從工程類比向優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)展；安全監(jiān)測已成為工程設(shè)計(jì)、項(xiàng)目審批、竣工驗(yàn)收的必須內(nèi)容。③傳統(tǒng)監(jiān)測模型基本完善，新型模型不斷涌現(xiàn)；開始從機(jī)理上研究大壩健康診斷技術(shù)和壽命預(yù)測方法；出現(xiàn)了比較完善的安全監(jiān)測信息管理系統(tǒng)；正在向?qū)崟r(shí)、在線監(jiān)控方向發(fā)展。未來——大壩安全監(jiān)控

①高智能、高效率、高可靠性的大壩安全監(jiān)控系統(tǒng)②從單個(gè)大壩的分散監(jiān)測向大壩群、區(qū)域大壩乃至全國大壩的統(tǒng)一集中監(jiān)控發(fā)展。大壩安全監(jiān)測的發(fā)展歷史任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)監(jiān)測工作的步驟1.監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)——龍頭2.儀器選型——基礎(chǔ)3.儀器埋設(shè)安裝——保障4.現(xiàn)場觀測5.監(jiān)測資料分析——重要環(huán)節(jié)6.安全評(píng)估和監(jiān)控——關(guān)鍵任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)巡視檢查的分類

日常巡查是指在常規(guī)情況下，對(duì)大壩進(jìn)行的例行巡視檢查。日常巡查應(yīng)根據(jù)大壩的具體情況和特點(diǎn)，制定切實(shí)可行的巡查制度，具體規(guī)定巡查的時(shí)間、部位、內(nèi)容和要求，并確定日常巡回檢查路線和順序，由有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員負(fù)責(zé)，并相對(duì)固定。

年度巡查是在每年汛前汛后、用水期前后、第一次高水位、凍害地區(qū)的冰凍期和融冰期、有蟻害地區(qū)的白蟻活動(dòng)顯著期、高水位低氣溫時(shí)期等條件下進(jìn)行的巡視檢查。

特別檢查是當(dāng)大壩發(fā)生比較嚴(yán)重的險(xiǎn)情或破壞現(xiàn)象，或發(fā)生特大洪水、大暴雨、7級(jí)以上大風(fēng)、有感地震，水位驟升驟降等非常運(yùn)用情況下進(jìn)行的巡視檢查。任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)巡視檢查的方法

1.常規(guī)方法1）眼看2）耳聽3）腳踩4）手摸

2.特殊方法采用開挖探坑（或探槽）、探井、鉆孔取樣或孔內(nèi)電視、向孔內(nèi)注水試驗(yàn)、投放化學(xué)試劑、潛水員探摸或水下電視、水下攝影或錄像等方法，對(duì)工程內(nèi)部、水下部位或壩基進(jìn)行檢查。任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)大壩安全監(jiān)測項(xiàng)目1.環(huán)境量監(jiān)測。包括上下游水位、降雨量、氣溫、水溫、地震、波浪、冰壓力，以及壩前和庫區(qū)泥沙沖淤等。2.變形監(jiān)測。包括壩的表面變形（水平位移和垂直位移）、內(nèi)部變形（分層水平位移和垂直位移（或沉降））、裂縫及接縫、撓度觀測、混凝土面板變形及岸坡位移等觀測。3.滲流監(jiān)測。包括壩體滲流壓力（浸潤線）、壩基滲流壓力、繞壩滲流、滲流量、水質(zhì)分析等觀測。任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)4.結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變、溫度監(jiān)測。包括孔隙水壓力、土壓力（應(yīng)力）、混凝土應(yīng)力應(yīng)變、錨桿（錨索）及鋼筋應(yīng)力、溫度等觀測。土石壩壓力（應(yīng)力）觀測，一般用于Ⅰ、Ⅱ級(jí)工程和高壩。5.水力學(xué)監(jiān)測。包括壩后及水流通道的流速、流態(tài)、動(dòng)水荷載、空化、空蝕、霧化、通氣、摻氣等觀測。6.地震反應(yīng)監(jiān)測。包括地震動(dòng)加速度和動(dòng)水壓力等觀測。大壩安全監(jiān)測項(xiàng)目任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)土石壩監(jiān)測目土石壩安全監(jiān)測項(xiàng)目分類和選擇表任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)混凝土壩監(jiān)測項(xiàng)目任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)土石壩安全監(jiān)測項(xiàng)目測次表第一階段：原則上從施工建立觀測設(shè)備起，至竣工移交管理單位止。若壩體填筑進(jìn)度快，變形和土壓力測次可取上限。第二階段：從水庫首次蓄水至達(dá)到（或接近）正常蓄水位后再持續(xù)三年。在蓄水時(shí)，測次可取上限；完成蓄水后的相對(duì)穩(wěn)定期可取下限。第三階段：指第二階段后的運(yùn)行期。任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)大壩安全監(jiān)測的一般注意事項(xiàng)（1）大壩安全監(jiān)測人員應(yīng)具備和掌握水工建筑物專業(yè)的基本知識(shí)，安全監(jiān)測的基本理論和方法，儀器監(jiān)測的工作原理和使用方法等方面的知識(shí)，具備計(jì)算機(jī)基本技能；具有高度責(zé)任心，工作認(rèn)真細(xì)致，保質(zhì)保量地完成安全監(jiān)測任務(wù)。（2）大壩安全監(jiān)測人員應(yīng)相對(duì)穩(wěn)定，監(jiān)測人員分工明確，各司其職。（3）應(yīng)做到“四無”“四隨”“四固定”“四無”：無缺測、無漏測、無精度不合格觀測、無違時(shí)觀測?！八碾S”：隨觀測、隨記錄、隨計(jì)算、隨校核?！八墓潭ā保汗潭ㄈ藛T、固定儀器、固定測次、固定時(shí)間。任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)（4）觀測儀器應(yīng)由專人保管，不得私自外借。（5）現(xiàn)場記錄本應(yīng)采用專用格式的專用記錄本。（6）應(yīng)按規(guī)定對(duì)建筑物進(jìn)行全面和重點(diǎn)觀測。（7）在以下情況下應(yīng)加密觀測：蓄水期水庫水位上升很快時(shí)；發(fā)生強(qiáng)烈地震后；出現(xiàn)大洪水時(shí)；水庫水位超過設(shè)計(jì)洪水位時(shí)；觀測成果出現(xiàn)大范圍異常時(shí)；大壩發(fā)現(xiàn)異常跡象或險(xiǎn)情時(shí)。（8）原始紙質(zhì)觀測記錄和成果計(jì)算應(yīng)保存好，并宜于當(dāng)天輸入到相應(yīng)數(shù)據(jù)庫中，繪制過程線和分布圖。所有數(shù)據(jù)宜及時(shí)進(jìn)行備份。大壩安全監(jiān)測的一般注意事項(xiàng)任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)（9）監(jiān)測成果必須保證真實(shí)、準(zhǔn)確、可靠。（10）監(jiān)測過程如出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，應(yīng)分析原因并及時(shí)上報(bào)。（11）所有數(shù)據(jù)采集儀器應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行定期維護(hù)和檢驗(yàn)。（12）監(jiān)測儀器設(shè)備的封存、報(bào)廢，監(jiān)測項(xiàng)目增減、測次調(diào)整或停測以及左右方法更改必須報(bào)告主管領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)或?qū)彶檎J(rèn)可方可實(shí)施。（13）做好勞動(dòng)安全保障工作，保證人身和儀器安全。大壩安全監(jiān)測的一般注意事項(xiàng)任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)相關(guān)法律、法規(guī)及規(guī)范1.法律中華人民共和國水法2002.10.1中華人民共和國防洪法1998.1.1中華人民共和國防震減災(zāi)法2014.6.19中華人民共和國突發(fā)事件應(yīng)對(duì)法2010.4.29任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)2、法規(guī)

水庫大壩安全管理?xiàng)l例1991.3.22水電站大壩安全檢查實(shí)施細(xì)則1988.8.29水電站大壩安全定期檢查辦法2005.10.9水電站大壩安全管理?xiàng)l例1997.1.15水庫大壩安全鑒定辦法2006.8.1相關(guān)法律、法規(guī)及規(guī)范任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)3、規(guī)范土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范SL551-2012混凝土壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范Sl601-2013大壩安全監(jiān)測儀器檢驗(yàn)測試規(guī)程SL530-2012大壩安全監(jiān)測儀器安裝標(biāo)準(zhǔn)SL531-2012土石壩安全監(jiān)測資料整編規(guī)程SL169-96土石壩養(yǎng)護(hù)修理規(guī)程SL210-98土石壩監(jiān)測儀器系列型譜DL/T947-2005大壩安全監(jiān)測自動(dòng)化技術(shù)規(guī)范DL/T5211-2005大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)施工監(jiān)理規(guī)范DL/T5385-2007大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)竣工驗(yàn)收規(guī)范GB/T22385-2008相關(guān)法律、法規(guī)及規(guī)范任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)當(dāng)前大壩安全監(jiān)測存在的主要問題（1）對(duì)大壩安全監(jiān)測重要性的認(rèn)識(shí)問題業(yè)主不能從保障大壩安全的高度去深刻認(rèn)識(shí)安全監(jiān)測的意義和作用，因而存在輕視，削減監(jiān)測投資規(guī)模到不到效果，隱患得不到及時(shí)發(fā)現(xiàn)。（2）新型監(jiān)測技術(shù)的開發(fā)問題新技術(shù)開發(fā)應(yīng)用還比較滯后，理論探討實(shí)驗(yàn)研究階段。造價(jià)高，技術(shù)不成熟，智能化程度不高。（3）監(jiān)測儀器的選型問題強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)性，忽視了先進(jìn)性，片面追求新技術(shù)，忽視了實(shí)用性，造成浪費(fèi)，適得其反。找到一個(gè)平衡點(diǎn)。任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)（4）監(jiān)測設(shè)計(jì)的機(jī)理性研究問題大力開展監(jiān)測設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性、機(jī)理性研究，對(duì)已經(jīng)獲得共識(shí)幅度常規(guī)性監(jiān)測項(xiàng)目，可適當(dāng)簡化，而對(duì)于影響大壩安全的重大問題，應(yīng)在安全監(jiān)測設(shè)計(jì)方面進(jìn)行專門研究。（5）監(jiān)測施工隊(duì)伍的專業(yè)性問題監(jiān)測施工隊(duì)伍水平層次不齊，專業(yè)化的監(jiān)測施工企業(yè)還不多，不少監(jiān)測施工隊(duì)伍中監(jiān)測專業(yè)技術(shù)人員偏少。當(dāng)前我國對(duì)監(jiān)測項(xiàng)目施工的監(jiān)理模式、技術(shù)要求的研究還很不充分，部門監(jiān)測建立工程師的專業(yè)水準(zhǔn)還有待提高。幼稚的監(jiān)測施工是確保大壩安全監(jiān)測可發(fā)揮其應(yīng)有作用的基礎(chǔ)和保障，因此，應(yīng)盡快建立大壩安全監(jiān)測項(xiàng)目施工的準(zhǔn)入制度，提高施工企業(yè)和監(jiān)理單位的技術(shù)門檻。當(dāng)前大壩安全監(jiān)測存在的主要問題任務(wù)一大壩安全監(jiān)測與維護(hù)（6）安全監(jiān)控