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水庫工程大壩安全監(jiān)測方案范文1

【關(guān)鍵詞】水庫大壩； 安全監(jiān)測； 檢測儀；

一、前言

水庫大壩的安全監(jiān)測對于水庫的安全性具有很大的意義，而從目前我國水庫大壩安全監(jiān)測現(xiàn)狀來看，其還存在著很多的問題，影響大壩安全運(yùn)行，因此，做好水庫大壩安全監(jiān)測不僅僅需要從加固方面，而且還需要從技術(shù)方面入手。

二、水庫大壩安全監(jiān)測的現(xiàn)狀和作用

1、水庫大壩安全監(jiān)測的現(xiàn)狀

對于我國水庫大壩安全檢測工作，很多中小型的水庫做的非常不到位。沒有設(shè)置安全檢測設(shè)施，沒有根據(jù)國家規(guī)定建立安全檢測設(shè)施，比如說壩前檢測水位尺、壩址雨量筒以及壩后測量水堰。對于安全檢測設(shè)施，大多數(shù)水庫采用人工檢測，這樣不僅導(dǎo)致效率極低，還容易由于人為因素的影響導(dǎo)致檢測精度不夠。有的水庫站建立安全檢測自動化系統(tǒng)，不過設(shè)施落后，精度很低，可靠性能不好，并且工作能力很差，比如說有的大壩對于滲流檢測方面，儀器質(zhì)量不足，僅僅只有一道機(jī)械密封，這樣就使得自動化系統(tǒng)無法在惡劣環(huán)境下工作。因此，安全檢測設(shè)施需要亟待改善。

2、水庫大壩安全監(jiān)測的作用

經(jīng)過大壩安全監(jiān)測儀器人工巡查監(jiān)測，根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)和資料，診斷的大壩安全與否的結(jié)果，影響著水庫大壩的施工安全、周邊地區(qū)的生命財產(chǎn)安全和生態(tài)安全，也對以后的設(shè)計提供了很好的借鑒，能夠改進(jìn)相關(guān)的安全監(jiān)測設(shè)計、施工技術(shù)以及對大壩安全性的診斷，能夠確保水庫大壩安全性能的全面提高。

（一）確保施工安全

水庫大壩的安全監(jiān)測是否合理到位，首先關(guān)系著水庫大壩在施工過程中是否安全?？茖W(xué)、合理、有效的水庫大壩安全監(jiān)測，能夠確保水庫大壩施工整個過程的安全進(jìn)行，能夠確保水庫大壩在施工過程中出現(xiàn)的實際性問題得到及時合理的解決，最終保障水庫大壩的后期運(yùn)行安全。

（二）確保生態(tài)安全

水庫大壩的安全監(jiān)測關(guān)系著水庫大壩的安全運(yùn)行，也關(guān)系著水庫大壩周邊和下游地區(qū)生態(tài)環(huán)境的安全。水庫大壩的安全能夠確保周邊生態(tài)環(huán)境的良好運(yùn)行，避免地震、洪水、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，避免大氣氣候的異常導(dǎo)致的氣象災(zāi)害，避免景觀文物的損毀，避免巨大的生態(tài)經(jīng)濟(jì)損失。

（三）改進(jìn)設(shè)計方案

在水庫大壩的安全監(jiān)測過程中，通過總結(jié)實踐中的經(jīng)驗，可以驗證和完善水庫大壩的設(shè)計參數(shù)，提高監(jiān)測設(shè)計的科學(xué)有效性，并且能夠在施工技術(shù)和安全分析診斷方面進(jìn)行改進(jìn)，從而完善大壩的安全監(jiān)測。也能夠在長期的實踐和觀察分析中，進(jìn)一步預(yù)測大壩的未來狀態(tài)，避免大壩存在重大的安全隱患。

三、大壩安全監(jiān)測的技術(shù)方法

1、大壩滲透觀測技術(shù)

監(jiān)測管理人員在對大壩進(jìn)行滲透觀測時，應(yīng)當(dāng)做好巡視檢查與滲流量觀測等各項工作。在巡查過程中，要重點(diǎn)關(guān)注壩體上有無蟻穴、動物巢穴、不明原因形成的裂縫等安全隱患，一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)立即報告上級部門探討修復(fù)方案，將安全隱患扼殺在萌芽狀態(tài)。在下游地段巡查時，要時刻留意翻砂、冒水、混水、坍塌等不正?，F(xiàn)象，盡快找出滲水點(diǎn)，并采取一系列措施將其妥善處理，最大程度上確保大壩的安全與穩(wěn)定。

2、人工巡查技術(shù)

除了網(wǎng)絡(luò)化的大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)之外，還應(yīng)加強(qiáng)人工的現(xiàn)場巡視觀察尤其在降雨強(qiáng)度大的季節(jié)，應(yīng)有工作人員輪流值班在現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)視，對大壩壩體、壩肩、周邊地質(zhì)情況進(jìn)行觀測。并及時將觀察得到的現(xiàn)場情況及時反饋給相關(guān)專家，以便及時分析，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，確保大壩的安全運(yùn)行。

四、提高大壩安全監(jiān)測的建議

1、嚴(yán)格科學(xué)的管理

在大壩安全監(jiān)測的過程中，應(yīng)該建立合理的安全監(jiān)測管理系統(tǒng)。包括對測點(diǎn)的管理、儀器設(shè)備的管理、數(shù)據(jù)采集的管理、數(shù)據(jù)分析和安全診斷的管理、檔案資料的管理以及對大壩人工巡視的管理。不僅要加強(qiáng)人員的管理，還應(yīng)建立科學(xué)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。只有嚴(yán)格科學(xué)的管理，才能保證安全監(jiān)測程序的有效進(jìn)行，才能更好的保證大壩的安全。

2、對現(xiàn)有水庫大壩監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行有步驟、有計劃地分批改造和補(bǔ)換。

尤其對于各級水利主管部門而言，其應(yīng)當(dāng)將制訂的改造、補(bǔ)設(shè)以及完善水庫大壩的安全監(jiān)測目標(biāo)和實施計劃落實到實處。因為一項制度落實的意義要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其存在的價值。因此，水利主管部門應(yīng)當(dāng)將其落實到實處，并對其加強(qiáng)監(jiān)督管理。同時，還要定期地開展水庫大壩安全鑒定工作，尤其是各級水利主管部門應(yīng)當(dāng)對水庫大壩進(jìn)行實地安全鑒定，從而保證該水庫大壩能夠安全運(yùn)行。筆者建議建立一套科學(xué)有效的水庫大壩安全監(jiān)測研制體系，不斷地提升當(dāng)前水庫大壩的安全監(jiān)測儀器研發(fā)水平。

3、要對監(jiān)測人員加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)

從實踐來看，水庫大壩安全監(jiān)測人員的更換比較頻繁，而且專業(yè)技術(shù)有待進(jìn)一步提高，因此建議水利管理部門要廣開渠道，加強(qiáng)對工作人員的技術(shù)培訓(xùn)；同時，還要不斷地開源，多探尋一些途徑，來解決當(dāng)前我國水庫大壩安全監(jiān)測工作的經(jīng)費(fèi)需求問題。不僅要將其列入到基建工程概算之內(nèi)，而且還要不斷地對監(jiān)測設(shè)備和裝置進(jìn)行更新?lián)Q代，該退役的監(jiān)測設(shè)備不能再繼續(xù)服役。

4、因地制宜，加強(qiáng)水庫大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)

歷史潰壩事例剖析標(biāo)明，水庫潰壩失事的一個重要原因是沒有建造配套的大壩安全監(jiān)測設(shè)施，不能及時發(fā)現(xiàn)水庫大壩內(nèi)部性態(tài)改變，錯失科學(xué)決策支撐和應(yīng)急處置時機(jī)。因而，務(wù)必要充分認(rèn)識建設(shè)水庫大壩安全監(jiān)測設(shè)施的必要性、重要性，高度重視水庫大壩安全監(jiān)測作業(yè)。關(guān)于新建或加固改造的水庫工程，大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)要做到與主體工程同步設(shè)計、同步建設(shè)、同步運(yùn)轉(zhuǎn)；關(guān)于已建水庫，要聯(lián)系水庫規(guī)模、功能等特色，量體裁衣編制水庫大壩安全監(jiān)測設(shè)施建造（或更新改造）規(guī)劃，按照輕重緩急，有方案、有步驟建成水庫大壩安全監(jiān)測體系。

5、加強(qiáng)法規(guī)制度建設(shè)，加快完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系

對于大壩安全監(jiān)測在水庫運(yùn)轉(zhuǎn)安全辦理中的重要位置和效果，結(jié)合當(dāng)時水庫大壩安全監(jiān)測現(xiàn)狀，根據(jù)現(xiàn)行有關(guān)法律法規(guī)，把大壩安全監(jiān)測辦理作為一項根本制度歸入正在修訂的《水庫大壩安全辦理條例》中，趕快擬定出臺《水庫大壩安全監(jiān)測管理規(guī)定》，對大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)規(guī)劃、投標(biāo)、施工、監(jiān)理、檢驗、運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)、信息收集、材料整編剖析以及監(jiān)測儀器準(zhǔn)入條件、儀器更新作廢機(jī)制、監(jiān)測單位責(zé)任及執(zhí)業(yè)人員培訓(xùn)等作出行政性規(guī)則。趕快擬定《大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計規(guī)程》、《大壩安全監(jiān)測設(shè)施驗收導(dǎo)則》、《大壩安全監(jiān)測設(shè)施更新改造技術(shù)規(guī)范》、《大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)鑒定技術(shù)規(guī)范》、《大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)導(dǎo)則》、《漿砌石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》、《小型水庫大壩安全監(jiān)測導(dǎo)則》、《平原水庫大壩安全監(jiān)測導(dǎo)則》、《水閘工程安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》、《引調(diào)水工程安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》、《隧洞工程安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》等，進(jìn)一步完善安全監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

五、結(jié)束語

綜上所述，筆者在以上文中對水庫大壩安全監(jiān)測的現(xiàn)狀以及重要作用進(jìn)行了詳細(xì)的探討分析，同時也根據(jù)目前的現(xiàn)狀問題提出了一些監(jiān)測技術(shù)方法和建議，希望能夠?qū)λ畮齑髩伟踩\(yùn)行帶來一些積極意義。

【參考文獻(xiàn)】

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水庫工程大壩安全監(jiān)測方案范文2

Abstract： This paper， taking Zhuzhuang reservoir in Xingtai city of Hebei Province as an example， combined with the actual requirements of monitoring and management characteristics of dam safety monitoring， discusses its security monitoring project settings and the measuring points arrangement ideas. The paper also does an in-depth analysis of the historical monitoring problems， hoping to provide necessary help and inspiration for dam safety monitoring management problems.

關(guān)鍵詞： 大壩；安全監(jiān)測項目；設(shè)置；測點(diǎn)布置

Key words： dam；safety monitoring project；setting；the arrangement of measuring points

中圖分類號：TV698.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）19-0090-02

0 引言

大壩安全監(jiān)測是當(dāng)前最有效的大壩安全管理方法，能最大程度上確保大壩的安全，幫助技術(shù)人員及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，大大提升水庫的安全性與穩(wěn)固性。作為大壩安全監(jiān)測的重要組成部分，檢測項目設(shè)置與測點(diǎn)布置需要技術(shù)人員嚴(yán)格按照相關(guān)要求落實各項監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，幫助大壩有效規(guī)避風(fēng)險，進(jìn)一步提升安全監(jiān)測工作的質(zhì)量，使其更具針對性與有效性，為水壩的健康長遠(yuǎn)發(fā)展提供條件。

1 朱莊水庫的概況分析

朱莊水庫是一座集城市用水供應(yīng)、防洪防澇防旱、農(nóng)作物灌溉引水、漁業(yè)養(yǎng)殖、水力發(fā)電等功能于一體的大（Ⅱ）型水利樞紐工程，控制流域面積達(dá)1200平方千米，水庫整體容積約為4.162億立方米。它坐落于距河北省邢臺市35公里的朱莊村以西的沙河干流上，具體坐標(biāo)為（37°0′34"N，114°11′E）。

朱莊水庫樞紐工程為漿砌石砼重力壩體，高度達(dá)95米，壩體長度達(dá)544米，作為其重要組成部分的溢流壩全長約為110米，高程達(dá)261.68米，其上裝設(shè)的六扇鋼閘門均為弧形設(shè)計，峰值期的最大泄水速度可以達(dá)到每秒12300立方米。朱莊水壩上的三個泄洪孔位置分設(shè)于溢流壩8-10號壩塊的閘孔中墩內(nèi)，孔洞尺寸大小約為8-9平方米，底孔高程在200米左右，峰值期的最大泄洪速度可達(dá)每小時260萬立方米。

2 朱莊水庫工程安全監(jiān)測項目設(shè)置

技術(shù)人員在日常管理過程中，落實安全監(jiān)測項目設(shè)置工作，能更全面、客觀、深入地了解朱莊水庫樞紐工程的實際運(yùn)行情況，掌握其各項動態(tài)信息，找出運(yùn)行中存在的突出問題并對其進(jìn)行重點(diǎn)探討，分析出有效的解決對策，最大程度上確保朱莊水庫的安全與穩(wěn)定。除此之外，技術(shù)人員在系統(tǒng)觀測時還應(yīng)當(dāng)有一定的目的性與針對性，盡可能參照相應(yīng)的規(guī)范要求操作，有意識地為后期建設(shè)、維修、養(yǎng)護(hù)工作留下有價值的數(shù)據(jù)信息資料。

2.1 大壩變形觀測

2.1.1 水平位移監(jiān)測 通常情況下，技術(shù)人員慣用的水平位移監(jiān)測手法有視準(zhǔn)線法、引張線法與激光準(zhǔn)直法等，第一種方法在直線型大壩的變形觀測中使用較多，具有觀測成本低廉、精確度低、觀測結(jié)果易受影響的特點(diǎn)；第二種方式與第一種觀測方法一樣具備經(jīng)濟(jì)性特征，但在讀數(shù)精確程度方面遠(yuǎn)超視準(zhǔn)線法，不易受外界因素干擾，穩(wěn)定性好、精準(zhǔn)性高、精確性強(qiáng)是其日益普及的關(guān)鍵；第三種方式又可以細(xì)分為大氣激光準(zhǔn)直法與真空激光準(zhǔn)直法兩種，前者只適用于小型大壩且較易受到大氣折射干擾，經(jīng)過改良后已經(jīng)突破了技術(shù)阻礙，可以完全實現(xiàn)自動化監(jiān)測，將人力資源從繁重枯燥的勞動中解放出來，提高了監(jiān)測的效率與質(zhì)量。后者適用于大型水庫的變形觀測，現(xiàn)階段技術(shù)研發(fā)人員正在考慮通過設(shè)計真空激光轉(zhuǎn)角來擴(kuò)大該項觀測方法的應(yīng)用范圍，使其同樣適用于曲線型大壩的觀測工作。

2.1.2 垂直位移監(jiān)測 最為常用的垂直位移監(jiān)測方法有幾何水準(zhǔn)法與連通管法，前者具有較高的精準(zhǔn)度，能為技術(shù)人員提供可靠的數(shù)據(jù)資料，但其操作過程需要人力全程陪同，不利于實現(xiàn)人力資源的優(yōu)化合理配置；后者利用連通管原理，具有數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度高、操作簡單、自動化程度高等優(yōu)勢，具有極高的應(yīng)用價值。

2.2 大壩滲透觀測 監(jiān)測管理人員在對大壩進(jìn)行滲透觀測時，應(yīng)當(dāng)做好巡視檢查與滲流量觀測等各項工作。在巡查過程中，要重點(diǎn)關(guān)注壩體上有無蟻穴、動物巢穴、不明原因形成的裂縫等安全隱患，一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)立即報告上級部門探討修復(fù)方案，將安全隱患扼殺在萌芽狀態(tài)。在下游地段巡查時，要時刻留意翻砂、冒水、混水、坍塌等不正?，F(xiàn)象，盡快找出滲水點(diǎn)，并采取一系列措施將其妥善處理，最大程度上確保大壩的安全與穩(wěn)定。監(jiān)測人員在大壩上游區(qū)域巡查時，一旦發(fā)現(xiàn)存在漩渦、清晰的漏水聲等情況，應(yīng)當(dāng)當(dāng)機(jī)立斷組織人員進(jìn)行水底檢測，排除滲透隱患。

2.3 壩體應(yīng)力觀測 通常情況下，專業(yè)監(jiān)測人員可以通過大壩壩體應(yīng)力判斷整個朱莊水庫樞紐工程的安全系數(shù)。在實際應(yīng)力測量過程中，監(jiān)測員要根據(jù)大壩類型屬性的不同，選擇正確的測量方法。混凝土壩體的應(yīng)力值可以通過測量有效應(yīng)力獲得，若壩體為土石質(zhì)地，還應(yīng)當(dāng)通過測量孔隙水壓力的方式獲得準(zhǔn)確的有效應(yīng)力值。

3 朱莊水庫工程觀測設(shè)施布置

3.1 水平位移觀測

3.1.1 視準(zhǔn)線法 朱莊水庫利用視準(zhǔn)線法共設(shè)置了四十九個測點(diǎn)，五個測站，五個后視點(diǎn)與五條視準(zhǔn)線，其中測點(diǎn)分布情況為：大壩壩頂A點(diǎn)至B點(diǎn)方向設(shè)有九個測點(diǎn)，視線覆蓋長度達(dá)到532.66米，而大壩壩頂B點(diǎn)至C點(diǎn)方向工設(shè)有二十七個測點(diǎn)，視線覆蓋長度達(dá)到536.56米，剩余的測點(diǎn)分設(shè)于溢流壩、消力池處，前者分得十六個測點(diǎn)，視線長度約為500米，后者分得四個測點(diǎn)，總視線長達(dá)550.10米。

3.1.2 引張線法 技術(shù)人員在布置觀測設(shè)施時只于朱莊水庫處設(shè)置了兩條引張線，共設(shè)有十六個觀測點(diǎn)。其一安裝于溢流壩的廊道處，全長124米，僅為229廊道的一半，利用六個觀測點(diǎn)將8-10號壩塊全部劃歸為監(jiān)測范圍；其二安裝于非溢流壩的廊道處，全長205米，12A-16B等十個壩塊均設(shè)有觀測點(diǎn)。

3.2 垂直位移觀測 朱莊水庫垂直位移觀測點(diǎn)大致分布于大壩壩頂、消力池、非溢流壩、溢流壩、放水洞橋墩等位置，其中壩頂與非溢流壩所占比例最大，前者達(dá)到36個，左右非溢流壩共設(shè)置了23個觀測點(diǎn)。

3.3 大壩滲流與滲漏觀測 朱莊水庫樞紐工程為確保滲流觀測質(zhì)量與效果，共設(shè)有八十四個測壓管孔，壩基揚(yáng)壓力孔占了近八成，數(shù)量達(dá)到五十九個，剩余的二十五個則全部為澆滲孔。除此之外，為了獲得良好的滲漏觀測結(jié)果、及早發(fā)現(xiàn)滲漏隱患，技術(shù)人員在朱莊水庫攔河壩上安裝了兩處觀測點(diǎn)，其一位于大壩壩體的灌漿廊道內(nèi)，正處在排水溝邊，另一處則被技術(shù)人員有意識地放置于消力池北側(cè)豎井中。

4 結(jié)束語

綜上所述，大壩要想提高自身的安全系數(shù)，健康長遠(yuǎn)地運(yùn)行就必須要定期開展安全監(jiān)測工作，落實檢測項目設(shè)置與測點(diǎn)分布設(shè)置的各項要求，加強(qiáng)巡查管理與滲流量觀測，消除大壩上下游存在的各種安全隱患，發(fā)現(xiàn)問題就要立即向上級部門報備，以尋求最為妥善的解決方法，杜絕安全事故的發(fā)生，將因監(jiān)管不力造成的各項損失降到最低。朱莊水庫由于建成時間較早，多年的使用難免使其出現(xiàn)各種問題，更需要監(jiān)測人員加強(qiáng)巡查管理力度，有效延長其使用期限，發(fā)揮出更大的價值。

參考文獻(xiàn)：

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水庫工程大壩安全監(jiān)測方案范文3

關(guān)鍵詞：水利工程；安全監(jiān)測；國家標(biāo)準(zhǔn)

千里之堤潰于蟻穴。這則成語故事說的是戰(zhàn)國時期，魏國相國白圭在防洪方面很有成績，他善于筑堤防洪，并勤查勤補(bǔ)，經(jīng)常巡視，一發(fā)現(xiàn)小洞即使是極小的螞蟻洞也立即派人填補(bǔ)，不讓它漏水，以免小洞逐漸擴(kuò)大、決口，造成大災(zāi)害。白圭任魏相期間，魏國沒有鬧過水災(zāi)。

成語故事告訴我們，在基層從事水利工程管理的科技人員，尤其是擔(dān)任水利樞紐工程監(jiān)測任務(wù)的工作人員一定要認(rèn)真鉆研業(yè)務(wù)，勤奮工作，嚴(yán)格仔細(xì)做好每一項監(jiān)測工作，確保水利工程安全度汛，并且訊后乃至整個非汛期也要一如既往的認(rèn)真工作，確保水利樞紐安全運(yùn)行。

2008年9月8日，山西省襄汾縣新塔礦業(yè)有限公司塔兒山鐵礦的一座尾礦庫發(fā)生潰壩事故，傾泄出來的共26.8萬立方米的帶礦渣的泥水波沖擊下游500米處的礦區(qū)辦公室、集貿(mào)市場與民宅等，事故共造成261人死亡，山西省省長孟學(xué)農(nóng)引咎辭職。

2013年2月15日，山西洪洞縣曲亭水庫輸水洞破裂漏水，1900萬立方米的蓄水量以每秒5―6立方米的流速下泄，致使太原到運(yùn)城、太原到離石、大同到西安三條客運(yùn)線停運(yùn)。這起潰壩事故發(fā)生在春節(jié)假期，給祥和的節(jié)日蒙上了一層陰影，如此漏水在當(dāng)今世界恐怕也沒有第二例，可見輸水洞破裂恐怕比蟻穴的隱患更大。

一、大壩監(jiān)測及巖土工程儀器有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)

2010年5月底出版的《大壩監(jiān)測及巖土工程儀器國家標(biāo)準(zhǔn)匯編》收錄了與大壩監(jiān)測及巖土工程儀器有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)4大類共計33項。

（一）大壩監(jiān)測儀器標(biāo)準(zhǔn)

1.GB/T 3408.1-2008 大壩監(jiān)測儀器應(yīng)變計第1部分：差動電阻式應(yīng)變計；

2.GB/T 3408.2-2008 大壩監(jiān)測儀器應(yīng)變計第2部分：振弦式應(yīng)變計；

3.GB/T 3409.1-2008 大壩監(jiān)測儀器鋼筋計第1部分：差動電阻式鋼筋計；

4.GB/T 3410.1-2008 大壩監(jiān)測儀器測縫計第1部分：差動電阻式測縫計；

5.GB/T 3410.2-2008 大壩監(jiān)測儀器測縫計第2部分：振弦式測縫計；

6.GB/T 3411.1-2009 大壩監(jiān)測儀器孔隙水壓力計第1部分：振弦式孔隙水壓力計；

7.GB/T 3412.1-2009 大壩監(jiān)測儀器檢測儀第1部分：振弦式儀器檢測儀；

8.GB/T 3413-2008 大壩監(jiān)測儀器埋人式銅電阻溫度計；

9.GB/T 21440.1-2008 大壩監(jiān)測儀器沉降儀第1部分：水管式沉降儀；

10.GB/T 21440.2-2008 大壩監(jiān)測儀器沉降儀第2部分：電磁式沉降儀；

11.GB/T 21440.3-2008 大壩監(jiān)測儀器沉降儀第3部分：液壓式沉降儀；

12.GB/T 2254.2.1-2008 大壩監(jiān)測儀器垂線坐標(biāo)儀第1部分：步進(jìn)電機(jī)式垂線坐標(biāo)儀；

13.GB/T 22543.1-2008 大壩監(jiān)測儀器引張線儀第1部分：步進(jìn)電機(jī)式引張線儀；

（二）巖土工程儀器標(biāo)準(zhǔn)

1.GB/T 15406-2007 巖土工程儀器基本參數(shù)及通用技術(shù)條件；

2.GB/T 21029-2007 巖土工程儀器系列型譜；

3.GB/T 23872.1-2009 巖土工程儀器土壓力計第1部分：振弦式土壓力計；

4.GB/T 24104-2009 巖土工程儀器型號命名方法；

5.GB/T 24105-2009 巖土工程儀器基本環(huán)境試驗條件及方法；

6.GB/T 24106-2009 巖土工程儀器術(shù)語及符號；

7.GB/T 24108-2009 巖土工程儀器可靠性技術(shù)要求；

（三）土工試驗儀器標(biāo)準(zhǔn)

1.GB/T 4934.1-2008 土工試驗儀器剪切儀第1部分：應(yīng)變控制式直剪儀；

2.GB/T 4934.2-2008 土工試驗儀器剪切儀第2部分：現(xiàn)場十字板剪切儀；

3.GB/T 4935.1-2008 土工試驗儀器固結(jié)儀第1部分：單杠桿固結(jié)儀；

4.GB/T 4935.2-2009 土工試驗儀器固結(jié)儀第2部分：氣壓式固結(jié)儀；

5.GB/T 9357-2008 土工試驗儀器滲透儀；

6.GB/T 12745-2007 土工試驗儀器觸探儀；

7.GB/T 12746-2007 土工試驗儀器貫人儀；

8.GB/T 13606-2007 土工試驗儀器巖土工程儀器振；

（四）弦式傳感器通用技術(shù)條件

1.GB/T 21043-2007 土工試驗儀器應(yīng)變控制式無側(cè)限壓縮儀；

2.GB/T 21997.1-2008 土工試驗儀器液限儀第1部分：蝶式液限儀；

3.GB/T 21997.2-2008 土工試驗儀器液限儀第2部分：圓錐式液限儀；

4.GB/T 22541-2008 土工試驗儀器擊實儀；

5.GB/T 24107.1-2009 土工試驗儀器三軸儀第1部分：應(yīng)變控制式三軸儀 。

二、大壩安全監(jiān)測

大壩安全監(jiān)測是通過儀器觀測和巡視檢查對水利水電工程主體結(jié)構(gòu)、地基基礎(chǔ)、兩岸邊坡、相關(guān)設(shè)施以及周圍環(huán)境所作的測量及觀察。監(jiān)測既包括對建筑物固定測點(diǎn)按一定頻次進(jìn)行的儀器觀測，也包括對建筑物外表及內(nèi)部大范圍對象的定期或不定期的直觀檢查和儀器探查。

1.監(jiān)測工作內(nèi)容。主要包括觀測方法的研究，儀器設(shè)備的研制、生產(chǎn)，監(jiān)測設(shè)計，監(jiān)測設(shè)備的埋設(shè)安裝，數(shù)據(jù)采集、傳輸和儲存，資料整理和分析，大壩實測性態(tài)的研究、評價等。

2.監(jiān)測項目。不同級別的大壩要求監(jiān)測的項目不同。對于一二級大壩，儀器監(jiān)測主要有（1）工作條件監(jiān)測。也就是上下游水位、庫水溫、氣溫、壩前淤積、下游沖淤；（2）滲流監(jiān)測。滲流量、繞壩滲流、滲水透明度及化學(xué)分析、混凝土壩的揚(yáng)壓力，土石壩的浸潤線、壩基滲水壓力、導(dǎo)滲降壓；（3）變形監(jiān)測。水平位移和垂直位移、接縫和裂縫、混凝土壩的撓度和傾斜、土石壩的固結(jié)等；（4）應(yīng)力應(yīng)變及溫度監(jiān)測?；炷翂蔚幕炷翍?yīng)力、應(yīng)變，鋼筋應(yīng)力，鋼管、蝸殼的鋼板應(yīng)力，混凝土溫度、壩基溫度、土石壩的孔隙水壓力、土壓力；（5）其它監(jiān)測：近壩區(qū)岸坡穩(wěn)定，局部結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變，壩體地震反應(yīng)，水力學(xué)監(jiān)測。其中變形和滲流觀測是最重要的觀測項目。

3.監(jiān)測儀器。應(yīng)變計、位移計、滲壓計、讀數(shù)儀、鋼筋計、測縫計、量水堰計、集線箱、土壓力計、沉降儀、水位計、多通道數(shù)據(jù)采集儀、錨索測力計、測斜儀、溫度計、無線智能數(shù)據(jù)記錄儀、垂線坐標(biāo)儀、雨量計、軟件等等。

三、完善監(jiān)測手段與監(jiān)測系統(tǒng)

我國擁有數(shù)量眾多的以土石壩為主體的中小型水庫，這些水庫為防御洪水災(zāi)害和保障國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了重要作用。但是目前大部分中小型水庫由于建設(shè)年代久遠(yuǎn)，基礎(chǔ)設(shè)施較差，缺乏有效的監(jiān)測預(yù)警措施，無法對水庫的運(yùn)行情況進(jìn)行及時有效的安全監(jiān)測，水庫的病險狀況不能及時掌握和處理，極易成為安全隱患。因此，建設(shè)一套完善的安全監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)就顯得尤為迫切。

1.充分利用當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能傳感技術(shù)、云計算技術(shù)、嵌入式技術(shù)、通信和多媒體信息技術(shù)，以自主研發(fā)設(shè)備和應(yīng)用軟件系統(tǒng)為核心，構(gòu)建一套行之有效的水庫安全監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)，面向省、市、縣水利管理部門提供一套可靠、實用、專業(yè)的安全監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)解決方案。

2.中小水庫安全監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)主要由監(jiān)測儀器、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)的專用監(jiān)測與預(yù)警平臺等部分組成?？蓪崿F(xiàn)對大壩滲流、降水量、庫水位等參數(shù)的自動化監(jiān)測。

3.監(jiān)測項目包括降雨量監(jiān)測、庫水位監(jiān)測、大壩滲漏滲壓監(jiān)測、滲流滲壓監(jiān)測、滲漏監(jiān)測、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)測與預(yù)警云服務(wù)平臺。

4.水庫大壩監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測平臺，用戶可以自行建設(shè)監(jiān)控中心，也可采用基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算的監(jiān)測與預(yù)警云服務(wù)平臺，或者兩者兼顧。

5.水利工程監(jiān)測與預(yù)警云服務(wù)平臺基于無線通信網(wǎng)絡(luò)為用戶提供傳感器數(shù)據(jù)、視頻圖像、圖片遠(yuǎn)程采集、傳輸、儲存、處理及預(yù)警信息發(fā)送。通過該平臺，以集中式分區(qū)化的方式為用戶提供便捷、經(jīng)濟(jì)、有效的遠(yuǎn)程監(jiān)控整體解決方案。

水庫工程大壩安全監(jiān)測方案范文4

[關(guān)鍵詞]土壩、日常管理、觀測、檢查

中圖分類號：TV641.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）10-0001-01

1.概況

白盆珠水庫土壩位于主壩左岸東南側(cè)3km的萬福庵坳口處，為均質(zhì)土壩，壩體中央設(shè)砼防滲墻。壩頂高程90m，壩頂寬9m，長278m，最大壩高40m，土壩右側(cè)壩頭有條形山副壩，由單薄山脊加高培厚而形成，壩長115m，最大壩高28.4m，壩頂寬8m。

土壩觀測項目分別有浸潤線觀測和地下承壓水觀測、變形觀測、滲流量觀測等，目前仍是沿用人工觀測，為提高觀測精度及效率，滿足現(xiàn)代化管理要求，本文對土壩自動化觀測項目改造進(jìn)行了探討。

2.觀測項目及要求

根據(jù)土壩工程安全運(yùn)行的需要，在設(shè)計和管理中，先后確定和設(shè)置了若干觀測項目和觀測設(shè)備。

2.1 壩體浸潤線觀測和地下承壓水觀測

根據(jù)設(shè)計要求，在壩體11個斷面上埋設(shè)了70條測壓管，其中在壩上共安裝埋設(shè)10條承壓水觀測測壓管，每周三觀測一次，庫水位漲落幅度大，速度快時，每天觀測一次。

2.2 土壩變形觀測

壩體變形觀測包括垂直位移和水平位移觀測，共埋設(shè)23個觀測標(biāo)點(diǎn)，每月觀測一次，按加強(qiáng)三等水準(zhǔn)測量精度要求進(jìn)行觀測。

2.3 中央砼防滲墻變形觀測

中央砼防滲心墻變形觀測，垂直位移和水平位移觀測，設(shè)4個觀測標(biāo)點(diǎn)，每月觀測一次。

2.4 滲流量觀測

滲流量觀測選用直角三角形量水堰設(shè)施， 1#堰位于左側(cè)坡腳，2#堰位于土壩下游集水池末端，3#堰位于條形山副壩下游壩腳。每天觀測一次。

3.設(shè)計依據(jù)

土壩觀測項目自動化改造應(yīng)遵照國家有關(guān)部門最新頒布的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

4.設(shè)計原則

4.1 功能實用

土壩觀測項目自動化改造必須符合國家規(guī)范規(guī)定和水庫大壩的實際需要，可以解決水庫大壩安全監(jiān)測方面的實際需求，系統(tǒng)簡潔明了、實用、運(yùn)行及維護(hù)操作方便。

4.2 技術(shù)先進(jìn)

在可能范圍內(nèi)盡可能應(yīng)用現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)產(chǎn)品、最新材料技術(shù)產(chǎn)品、最新通信及信息傳輸技術(shù)產(chǎn)品、自動化程度和技術(shù)性能高，整體綜合水位達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。

4.3 性能可靠

改造后各個方面的硬件、軟件、各項產(chǎn)品均為技術(shù)成熟、性能可靠、在設(shè)定的各種工況下能長期穩(wěn)定運(yùn)行的產(chǎn)品。

4.4 擴(kuò)展性強(qiáng)

系統(tǒng)模塊式結(jié)構(gòu)組合，功能調(diào)整的靈活性、可擴(kuò)充性強(qiáng)，便于升級。

4.5 安全可靠

改造后的觀測系統(tǒng)具有高性能的抗雷電、抗電磁干擾、抗惡劣自然環(huán)境干擾的功能。

4.6 高度整合

改造后的系統(tǒng)能與水庫現(xiàn)有水情系統(tǒng)等相互整合，數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，信息資源利用及信息共享程度高。

5.觀測項目改造

5.1 測壓管觀測自動化改造

土壩原有測壓管觀測采用利用測水位器進(jìn)行測量，通過萬用表、測繩、鋼尺，利用測壓管管口高程及吊索的長度差求得管內(nèi)水位高程。

為了實現(xiàn)監(jiān)測的自動化，首先需對這72個測壓管進(jìn)行清洗掃孔，后在測壓管中安裝鋼弦式滲壓計，并在管口加工一套管口裝置，以便固定滲壓計，具體方案如下：

①依照設(shè)計及現(xiàn)場放樣，精確決定滲壓計的接長電纜。電纜接長應(yīng)牢固，接頭處作好絕緣處理；

②電纜頭部的標(biāo)記應(yīng)醒目、牢固、耐久、不易損壞；

③根據(jù)孔深及以往測量情況確證滲壓計的安裝位置。安裝根據(jù)滲壓孔口情況加工好連接法蘭等孔口附件，對于常年有壓的測點(diǎn)，可根據(jù)設(shè)計的要求將滲壓計安裝在測壓管管口或測壓管內(nèi)。對于無壓或時有壓時無壓的測點(diǎn)，滲壓計必須安裝在測壓管內(nèi)最低水位以下約1米的位置；

④安裝前安裝人員必須進(jìn)一步確證測壓管的測值變化情況，檢查以前的人工測值變化范圍，并對測壓管水位進(jìn)行實際測量，保證設(shè)計的儀器安裝位置與實際情況相符；

⑤按照設(shè)計安裝測壓管管口附件，需保證管口附件與測壓管的結(jié)合處不得漏水?？刹捎煤附踊蚬ソz套扣加生料帶連接；

⑥安裝前用小儀表或數(shù)據(jù)采集單元對儀器進(jìn)行測量，并記錄測量值；

⑦將儀器安裝到位，保證儀器或電纜與管口附件的連接處不得漏水。記錄下儀器的安裝位置，對儀器進(jìn)行測量，同時測讀測壓管內(nèi)水位或壓力表讀數(shù)等初始安裝參數(shù)；

⑧進(jìn)行一段時間的自動化與人工對比觀測。必須保證人工觀測設(shè)備的精度，所用的壓力表或測繩必須經(jīng)過檢驗。如自動化與人工測值差別較大時，應(yīng)查找原因并予以改正。

5.2 變形觀測自動化改造

土壩原變形觀測中水位位移采用視準(zhǔn)線觀測法，用經(jīng)緯儀、固定覘標(biāo)，移動覘牌對9條斷面進(jìn)行觀測。

垂直位移利用幾何水準(zhǔn)觀測方法，用水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺對23個工作基點(diǎn)進(jìn)行觀測。本次改造采用全站儀和水準(zhǔn)儀實現(xiàn)半自動化的人工測量。具體方案如下：

水庫工程大壩安全監(jiān)測方案范文5

關(guān)鍵詞：水利工程；質(zhì)量檢測；智能網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控體系

統(tǒng)智能化技術(shù)在最近幾年成了一種流行趨勢，包括相繼出現(xiàn)了大數(shù)據(jù)、人工智能，并且這些技術(shù)也被廣泛地應(yīng)用到了各個行業(yè)，并且也都收獲了不錯的應(yīng)用效果。

1水利工程質(zhì)量檢測的主要內(nèi)容

水利工程質(zhì)檢工作中一定要按照相關(guān)工作要求完成整體工作流程并進(jìn)行細(xì)化檢查，保證實際檢測的內(nèi)容必須要真實有效，同時必須要符合整體管理機(jī)制及管控要求之間維持良好的契合度。第一步需要集中設(shè)計施工圖紙及施工組織，保證施工計劃的會審工作可以有序進(jìn)行，在確保相關(guān)的工作內(nèi)容落實到位之后，才可以從根本上提升整體的工程質(zhì)量；緊接著需要對水利工程中使用的原材料和外購材料以及半成品或者在工程運(yùn)行過程中實體工作的質(zhì)量驗收，以能夠?qū)μ崛〕鰜淼挠行?shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，進(jìn)而建立起比較全面的價格評估體系，如此在保證工程質(zhì)量事件分析切實有效的基礎(chǔ)上，從根本上提升工程項目的整體性綜合質(zhì)量。再者，與之相關(guān)的檢測工作人員必須對新的結(jié)構(gòu)和材料及工藝操作等施以集中檢驗，并且對設(shè)備使用的有效性予以集中校對。最后一步，相關(guān)的技術(shù)工作人員需要利用科學(xué)化的檢測手段機(jī)制，依據(jù)對應(yīng)的技術(shù)要求對有關(guān)項目行為保證規(guī)范有序的開展相關(guān)工作，并且有針對性地對一些問題提出行之有效的解決對策[1]。

2水利工程質(zhì)量檢測的現(xiàn)狀

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的水利工程項目同樣在不斷推進(jìn)和完善，而與此同時，水利工程項目質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)也在不斷發(fā)展和進(jìn)步，而且其被廣泛的應(yīng)用到了各個工作環(huán)節(jié)當(dāng)中，但實際工作中，因為受到各種因素影響的緣故，時而也會出現(xiàn)各種質(zhì)檢中的問題，以至于嚴(yán)重地影響到了整體工作的工程效果。從現(xiàn)階段的工作現(xiàn)狀分析看來，我國水利工程項目中，諸多工程實踐都證明其對于我國的社會發(fā)展各個方面產(chǎn)生了比較大的影響，并且得到了社會各方面的積極響應(yīng)，發(fā)展前景可謂一片光明。盡管如此，在我國目前的水利工程中依然存在各種問題和矛盾，以及一些需要改進(jìn)的地方。相比較來說，水利工程的建設(shè)都有其專業(yè)且系統(tǒng)化的方案來確保它的順利實施，然而如果在實際施工過程中，未能夠滿足其對應(yīng)的方案要求，恰恰容易造成比較大的問題缺失或者行成一定的損失，致使限制整體工程的工作效率和工作質(zhì)量，更加有可能出現(xiàn)各種具有風(fēng)險性的安全隱患。所以在實際開發(fā)水利工程的同時，我們也要求需要特別注意水利工程檢測的應(yīng)用和完善，保證人民的效益及人生安全或是財產(chǎn)安全，進(jìn)而達(dá)到最終我們開展水利工程項目工作的目的。水利工程建設(shè)和我們的日常生活緊密相關(guān)，同時它的質(zhì)量很大程度上也決定了我國水利工程質(zhì)量檢測的最終檢測結(jié)果，對比來說，保證水利工程的檢測質(zhì)量特別重要。對水利工程建設(shè)單位而言，必須特別重視水利工程的質(zhì)量檢測，必須嚴(yán)格把控好水利工程質(zhì)量檢測的每一個工作環(huán)節(jié)，保證高質(zhì)量的水利工程質(zhì)檢項目。但在實際水利工程的檢測過程中，卻并未能夠得到相當(dāng)程度上的重視，以至于最終威脅到整體工程質(zhì)量?；诖?，我們必須從我國水利工程質(zhì)量檢測的質(zhì)量問題出發(fā)，找到針對性的問題解決措施與檢測工作渠道。質(zhì)檢對技術(shù)要求特別高，同時它也是工程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是保證水利工程項目實施的前提條件和基礎(chǔ)，它在我國水利工程建設(shè)中起到了很大作用，所以，中國政府必須給予水利工程質(zhì)量檢測工作足夠的重視，堅持質(zhì)量第一，以最大可能地避免出現(xiàn)工程質(zhì)量不合格的現(xiàn)象，以可持續(xù)發(fā)展為基礎(chǔ)，建立符合國家水利工程建設(shè)要求的項目，縱使能為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)，為生態(tài)環(huán)境建設(shè)做出貢獻(xiàn)[2]。

3大壩智能化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控安全監(jiān)測系統(tǒng)

3.1大壩智能化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控安全監(jiān)測系統(tǒng)。

大壩建造的環(huán)境在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜且?guī)r土特性不均勻的地基上，基于各種荷載作用力或自然因素的影響基礎(chǔ)上，工作的性態(tài)及其安全狀況在不斷的發(fā)生著變化，假如要是有出現(xiàn)異常但又未被發(fā)現(xiàn)，任其發(fā)展的話，后果往往可想而知。然而如果是事先采取行之有效的觀測手段進(jìn)行工程的監(jiān)測，必然能發(fā)現(xiàn)其中的問題，同時采取對應(yīng)的措施，防止災(zāi)難的發(fā)生。造成大壩失事的原因一般來自多個方面，世界范圍內(nèi)的三百多座大壩失事的案例中，有超過35%的事故是因為泄洪能力不足所致，同時又在勘測、設(shè)計當(dāng)中洪水的計算以及防洪能力方面存在許多問題，絕大多數(shù)事故的發(fā)生都是因為洪水之外的工程原因?qū)е?，這其中就有一個由量變到質(zhì)變的過程，能使用監(jiān)測方法及早發(fā)現(xiàn)。一般如果使用儀器觀測或巡視檢查對于水利工程的主體結(jié)構(gòu)及地基基礎(chǔ)或者兩岸邊坡、相關(guān)的設(shè)施或是其周圍的環(huán)境進(jìn)行觀測檢查，必將其界定為大壩的安全監(jiān)測。監(jiān)測既包含了對于建筑物固定測點(diǎn)按照固定的頻次進(jìn)行儀器觀測，又包含了對建筑物外表極其內(nèi)部的大范圍對象定期及不定期直觀性的檢查及儀器探查。對于大壩的監(jiān)測和檢測其實存在一定的相同之處，他們都屬于是對水利工程的工況和運(yùn)營性狀進(jìn)行量測。而介時此二者又有不同之處，如果把監(jiān)測的重點(diǎn)放在實時的監(jiān)視測量上，那么其檢測重點(diǎn)則應(yīng)該以規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)來對量測結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確地評判，具體地監(jiān)測可以表現(xiàn)為持續(xù)性的水利工程的性狀監(jiān)視記錄，而檢測多數(shù)情況下都可以表示為任何一個時段內(nèi)的檢測結(jié)果的評判。運(yùn)行當(dāng)中的大壩由于受到許多自然因素影響的緣故，它的工程狀態(tài)以及運(yùn)行的情況也都在不斷地、隨時性發(fā)生著變化，對此一定要對大壩進(jìn)行全面且徹底地檢查，隨時隨地掌握工程開展的狀態(tài)，并且還要分析大壩的基礎(chǔ)或岸坡是否可以安全運(yùn)行，給予申報工程發(fā)展的趨勢或是安全度。如此說來，安全檢測（包含檢查、觀測）都應(yīng)該歸屬到大壩安全管理的耳目當(dāng)中去，并且也是具體判斷水庫是否能夠安全充分地發(fā)揮出其效益的有效前提，除此之外，它又是施工質(zhì)量檢查、驗證設(shè)計正確與否的有效手段，它可以進(jìn)一步為水利工程的科學(xué)試驗研究提供寶貴的原型觀測資料，并且為水庫的除險加固設(shè)計及調(diào)度維修養(yǎng)護(hù)提供一定的依據(jù)。總體說來，對大壩實施安全質(zhì)量檢測的最終目的就是為了進(jìn)一步了解大壩的安全性能，同時也是對大壩全面實施科學(xué)化管理的重要途徑及手段。對上述工作內(nèi)容重點(diǎn)及相關(guān)工作任務(wù)，需同時響應(yīng)政府提出來的“制定‘互聯(lián)網(wǎng)+’”行動計劃，助推大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及智能技術(shù)數(shù)字化大壩安全檢測系統(tǒng)的應(yīng)用和建設(shè)。對大壩內(nèi)容進(jìn)行重新梳理之后，根據(jù)相關(guān)的工作要求和工作報告，制定出相關(guān)的智能化技術(shù)數(shù)字大壩安全檢測系統(tǒng)報告方案。

3.2設(shè)計原則。

3.2.1技術(shù)落地化。在對項目當(dāng)中各個系統(tǒng)運(yùn)行平臺及其主要建設(shè)內(nèi)容技術(shù)方案比選時，不僅要考慮到技術(shù)方案的先進(jìn)性，還要保證技術(shù)的適當(dāng)超前，主要還應(yīng)該考慮到技術(shù)方案在實際工程建設(shè)當(dāng)中的適當(dāng)性，并且在對各種技術(shù)進(jìn)行比選的過程中，選擇最佳的技術(shù)方案，用以發(fā)揮出項目內(nèi)容的綜合效益。

3.2.2穩(wěn)定第一、適當(dāng)超前。在對項目技術(shù)方案進(jìn)行比選或者對設(shè)備進(jìn)行選型時，必須要在能夠維持適當(dāng)超前的基礎(chǔ)上，應(yīng)用目前行業(yè)最受青睞的技術(shù)。比如可以在大壩混凝土的應(yīng)變監(jiān)測當(dāng)中，充分考慮到技術(shù)成熟可靠性前瞻領(lǐng)先、工程環(huán)境復(fù)雜性、電磁環(huán)境、可靠性及安全性或者后續(xù)長期維護(hù)性等的基礎(chǔ)上，采用實施光纖光柵傳感技術(shù)；

3.2.3建設(shè)的分步和連續(xù)性統(tǒng)一原則。因為建設(shè)項目多而且涉及學(xué)科廣的緣故，技術(shù)跨度也比較大所需的時間必須要長才能完成建設(shè)。所以，實際建設(shè)就必須要求要有一個統(tǒng)籌的過程，憑借急用先建的原則，首先確定好各種建設(shè)內(nèi)容的先后順序，之后再進(jìn)行分步建設(shè)，綜合考慮到計算機(jī)發(fā)展迅速的特點(diǎn)，對其后面的內(nèi)容可以采用差異性的技術(shù)方案，但要求其所采用的技術(shù)方案一定要和前面的技術(shù)方案關(guān)聯(lián)起來，保證不同時期的建設(shè)內(nèi)容能夠相互兼容。

3.2.4易于維護(hù)原則。在各種建設(shè)內(nèi)容技術(shù)進(jìn)行設(shè)計時，必須充分考慮到項目建設(shè)完成以后的易于維護(hù)性[3]。

水庫工程大壩安全監(jiān)測方案范文6

關(guān)鍵詞：變形監(jiān)測 可靠性 方法 精度

中圖分類號：P228 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）08（a）-0119-02

1 工程概況

那蘭水電廠位于云南省紅河州金平縣境內(nèi)藤條江下游，為藤條江干流五級開發(fā)方案中的最后一級，距金平縣城59 km，距昆明478 km。壩址處集水面積2816.1 km2，多年平均流量115 m3/s。樞紐工程于2002年12月開工，2005年12月下閘蓄水，12月31日首臺機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，2006年第二、三臺機(jī)組相繼投產(chǎn)發(fā)電，總裝機(jī)容量150MW，工程總投資85667.28萬元。

2 改造的必要性

樞紐區(qū)變形監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)采用施工區(qū)視準(zhǔn)線工作基點(diǎn)及施工控制網(wǎng)點(diǎn)，經(jīng)過多年的使用后，已經(jīng)不能滿足大壩等部位變形監(jiān)測要求。主要原因有：（1）除壩頂視準(zhǔn)線工作基點(diǎn)外，其余視準(zhǔn)線工作基點(diǎn)埋設(shè)位置陡峭，難以通行和使用；（2）視準(zhǔn)線工作基點(diǎn)自身的穩(wěn)定性并沒有進(jìn)行檢核，主要原因是視準(zhǔn)線工作基點(diǎn)之間通視條件差，無法構(gòu)成一個可靠的變形監(jiān)測網(wǎng)對視準(zhǔn)線工作基點(diǎn)的穩(wěn)定性來進(jìn)行檢驗；（3）水準(zhǔn)基準(zhǔn)網(wǎng)沒有建立，使大壩垂直位移監(jiān)測工作基點(diǎn)的高程沒有辦法進(jìn)行檢核；（4）采用常規(guī)方法進(jìn)行視準(zhǔn)線觀測，對人員操作儀器技能的要求較高，觀測繁瑣，目前測繪單位已經(jīng)普及的先進(jìn)測量機(jī)器人的作用卻發(fā)揮不出來，造成了資源的浪費(fèi)。

基于以上原因，有必要對樞紐區(qū)變形監(jiān)測網(wǎng)進(jìn)行改造，以建立一套較完善的大壩變形監(jiān)測基準(zhǔn)體系和監(jiān)測方法。

3 改造方案

3.1 大壩變形監(jiān)測方法改造

大壩變形監(jiān)測方法從原經(jīng)緯儀視準(zhǔn)線觀測法改為極坐標(biāo)差分法，這樣可使用先進(jìn)的測量機(jī)器人提高作業(yè)效率。在使用全站儀進(jìn)行單向變形監(jiān)測時，測量過程受到了很多誤差因素的干擾，例如大氣垂直折光、水平折光，氣溫、氣壓變化，儀器內(nèi)部誤差等，直接求出這些誤差的大小是極其困難的，故采取差分的方法以減弱或消除這些誤差，來提高測量的精度。

極坐標(biāo)測量三維坐標(biāo)的變化量，需要以下幾個觀測量進(jìn)行差分改正。

斜距的差分改正：

（1）

球氣差的改正：

（2）

方位角的差分改正：

（3）

綜合以上各項差分改正，按極坐標(biāo)計算公式可準(zhǔn)確求的每周期各變形點(diǎn)的三維坐標(biāo)：

（4）

3.2 監(jiān)測網(wǎng)設(shè)計布置

3.2.1 平面位移監(jiān)測網(wǎng)

平面位移監(jiān)測網(wǎng)共由10個點(diǎn)組成。全網(wǎng)由基準(zhǔn)點(diǎn)組和工作基點(diǎn)組組成，基準(zhǔn)點(diǎn)為Ⅱ01、Ⅱ02、Ⅱ06，工作基點(diǎn)為Ⅱ03～Ⅱ05、Ⅱ07～Ⅱ10。

基準(zhǔn)點(diǎn)組由3個點(diǎn)組成，Ⅱ01、Ⅱ02位于監(jiān)測網(wǎng)的下游部分，距離大壩壩軸線約0.8 km，遠(yuǎn)離大壩施工區(qū)，且點(diǎn)位附近未進(jìn)行大規(guī)模邊坡處理，地質(zhì)條件較好，不受壩推力和庫水位壓力影響，穩(wěn)定性較好。Ⅱ06在大壩左岸邊坡上，相對穩(wěn)定，不易被破壞。

工作基點(diǎn)組由7個點(diǎn)組成。其中，Ⅱ03、Ⅱ05、Ⅱ08位于大壩右岸，便于對大壩下游及附近水工建筑物的監(jiān)測。Ⅱ04、Ⅱ07位于壩軸線兩端附近，主要作用是為大壩的壩頂平面位移監(jiān)測提供工作基點(diǎn)；Ⅱ09位于壩腳，可為監(jiān)測大壩下游面及兩岸邊坡的監(jiān)測提供工作基點(diǎn)；也可為進(jìn)水口邊坡、溢洪道進(jìn)口邊坡的監(jiān)測提供工作基點(diǎn)。同時，所有的工作基點(diǎn)還可以兼作近壩區(qū)的平面位移監(jiān)測點(diǎn)。

3.2.2 垂直位移監(jiān)測網(wǎng)

垂直位移監(jiān)測網(wǎng)的基準(zhǔn)點(diǎn)盡量遠(yuǎn)離施工區(qū)和庫水位的影響范圍?；鶞?zhǔn)點(diǎn)組由3個點(diǎn)（BG01～BG03）組成，選擇位于大壩下游約1.4 km處，遠(yuǎn)離水庫，不受庫水位變化的影響。其中，BG01作為起算基準(zhǔn)點(diǎn)，而BG02、BG03作為校核基準(zhǔn)點(diǎn)，3個基點(diǎn)組成閉合環(huán)進(jìn)行相互檢核以檢定其穩(wěn)定性。一旦發(fā)現(xiàn)某個基準(zhǔn)點(diǎn)有位移，就可以通過其他基準(zhǔn)點(diǎn)確定新的基準(zhǔn)，然后根據(jù)自由網(wǎng)的基準(zhǔn)變換原理，使前期各次觀測的位移量無縫地轉(zhuǎn)換到本次新確定的基準(zhǔn)上。由于3個基準(zhǔn)點(diǎn)相距不遠(yuǎn)，無論基準(zhǔn)如何變換，對全網(wǎng)的精度幾乎沒有影響。

3.3 監(jiān)測網(wǎng)觀測實施

3.3.1 平面位移監(jiān)測網(wǎng)

平面位移監(jiān)測網(wǎng)首次觀測使用帶自動目標(biāo)識別功能的Leica TCA2003全站儀和徠卡圓棱鏡進(jìn)行，儀器標(biāo)稱測角精度±0.5″，邊長測量精度±（1mm+1ppm×D）。復(fù)測時采用帶自動目標(biāo)識別功能的Leica TM30全站儀和徠卡圓棱鏡進(jìn)行，儀器標(biāo)稱測角精度±0.5″，邊長測量精度±（0.6mm+1ppm×D）。

全站儀由機(jī)載程序控制進(jìn)行自動觀測，并在觀測過程中自動檢測各項觀測限差，限差超限時還能進(jìn)行自動重測，大大減輕了人員勞動強(qiáng)度，同時提高了觀測精度。

3.3.2 垂直位移監(jiān)測網(wǎng)

二等水準(zhǔn)測量使用Leica電子水準(zhǔn)儀DNA03進(jìn)行觀測。儀器在作業(yè)前，經(jīng)過了國家認(rèn)可的質(zhì)檢機(jī)構(gòu)鑒定合格。水準(zhǔn)儀由機(jī)載程序控制觀測程序，人工進(jìn)行照準(zhǔn)后由儀器自動讀數(shù)，并自動檢測各項觀測限差，限差超限時提示重測，大大減輕了人員勞動強(qiáng)度，同時提高了觀測精度。

3.4 監(jiān)測網(wǎng)數(shù)據(jù)處理和變形分析

3.4.1 監(jiān)測網(wǎng)平差模型

監(jiān)測網(wǎng)的特點(diǎn)是：重復(fù)觀測、精度高、可靠性高。監(jiān)測控制網(wǎng)經(jīng)過嚴(yán)格的觀測措施，復(fù)雜的圖形條件檢驗，粗差探測等，未能發(fā)現(xiàn)的粗差或系統(tǒng)誤差對點(diǎn)的坐標(biāo)的影響已經(jīng)很小，可以看作隨機(jī)誤差，因此監(jiān)測網(wǎng)的平差函數(shù)模型通常采用高斯-馬爾柯夫函數(shù)模型。

自由網(wǎng)平差分為經(jīng)典自由網(wǎng)平差、秩虧自由網(wǎng)平差、擬穩(wěn)平差3種。

設(shè)有基準(zhǔn)約束條件的高斯―馬爾柯夫模型，按附有約束條件的間接平差法得：

（5）

（6）

在VTPV=min的條件下，導(dǎo)得自由網(wǎng)平差模型解的通式：

（7）

（8）

（1）經(jīng)典自由網(wǎng)。

設(shè)網(wǎng)中只有必要的起算數(shù)據(jù)，如邊角網(wǎng)中假設(shè)一個點(diǎn)的坐標(biāo)，此點(diǎn)到另一個點(diǎn)的方位角或邊長已知；水準(zhǔn)網(wǎng)中已知一個點(diǎn)的高程等，這樣有固定基準(zhǔn)的網(wǎng)稱為經(jīng)典自由網(wǎng)。按附有限制條件的間接平差法平差時，邊角網(wǎng)的d=1，水準(zhǔn)網(wǎng)或測角網(wǎng)的d=0，平差函數(shù)模型為：

當(dāng)d=0時，解方程為：

（9）

（10）

按附加條件法進(jìn)行平差時，G陣形式類似下面將要介紹的擬穩(wěn)平差的GS陣，只是穩(wěn)定點(diǎn)的數(shù)目等于必要觀測數(shù)。

（2）秩虧自由網(wǎng)。

設(shè)網(wǎng)中無固定的起算數(shù)據(jù)，而以全網(wǎng)的重心作為基準(zhǔn)，當(dāng)水準(zhǔn)網(wǎng)時d=1，當(dāng)邊角網(wǎng)時d=3，當(dāng)測角網(wǎng)時d=4，此為秩虧自由網(wǎng)。由7、8式導(dǎo)得：

秩虧自由網(wǎng)平差的解為：

（3）自由網(wǎng)擬穩(wěn)平差。

設(shè)網(wǎng)中有部分點(diǎn)是穩(wěn)定點(diǎn)，另一部分點(diǎn)是非穩(wěn)定點(diǎn)，穩(wěn)定點(diǎn)的個數(shù)大于必要的起算數(shù)據(jù)，此時稱為擬穩(wěn)平差，由7、8式導(dǎo)得：

（13）

（14）

3.4.2 平差模型特性

根據(jù)自由網(wǎng)平差理論，各種平差方法所得到的結(jié)果具有如下的性質(zhì)特點(diǎn)，在后面進(jìn)行的統(tǒng)計檢驗時將用到這些重要性質(zhì)。

（1）3種平差結(jié)果的觀測值改正數(shù)相同，PVV相同，單位權(quán)中誤差也相同，即最小二乘解是相同的。

（2）基準(zhǔn)改正數(shù)之和等于零，經(jīng)典平差是固定點(diǎn)的坐標(biāo)改正數(shù)為零，秩虧平差是所有點(diǎn)的坐標(biāo)改正數(shù)之和為零，擬穩(wěn)平差是擬穩(wěn)點(diǎn)的坐標(biāo)改正數(shù)之和為零。

（3）經(jīng)典平差中未知數(shù)的權(quán)陣是非奇異方陣，存在凱利逆，秩虧平差和擬穩(wěn)平差的未知數(shù)的權(quán)陣是奇異方陣，秩虧平差法方程系數(shù)陣的偽逆是未知數(shù)的協(xié)因數(shù)陣，擬穩(wěn)平差法方程系數(shù)陣的反射逆是未知數(shù)的協(xié)因數(shù)陣。

3.4.3 基準(zhǔn)與平差方法的選擇

建立變形監(jiān)測網(wǎng)的目的就是監(jiān)測點(diǎn)位的變形，變形是在統(tǒng)一基準(zhǔn)下才能進(jìn)行分析判斷的，監(jiān)測網(wǎng)一方面要有很高的精度，很強(qiáng)的可監(jiān)測性；另一方面又要保證有統(tǒng)一穩(wěn)定的基準(zhǔn)。經(jīng)典平差的基準(zhǔn)是固定基準(zhǔn)，秩虧自由網(wǎng)平差的基準(zhǔn)是重心基準(zhǔn)，擬穩(wěn)平差的基準(zhǔn)是擬穩(wěn)點(diǎn)重心基準(zhǔn)。平差方法的選擇也就是基準(zhǔn)的選擇。

變形監(jiān)測網(wǎng)建立宜采用經(jīng)典自由網(wǎng)平差或擬穩(wěn)平差；小型電站可以采用秩虧自由網(wǎng)平差或經(jīng)典平差等。

統(tǒng)計檢驗常用的方法有以下幾種：線性假設(shè)檢驗法；穩(wěn)健迭代權(quán)法等。

3.4.4 變形分析方法研究

（1）線性假設(shè)法由Koch于1975年提出，是發(fā)展較完善的一種統(tǒng)計檢驗方法，被廣泛采用。Pelzer則首先提出通過多期平差所求得的位移量構(gòu)成統(tǒng)計檢驗量，從而檢驗其位移是否顯著，稱為平均間隙法。本節(jié)先簡單介紹線性假設(shè)法的原理，再推導(dǎo)監(jiān)測網(wǎng)常用的擴(kuò)展模型的線性假設(shè)法。

根據(jù)線性假設(shè)檢驗公式，推求兩期觀測形變模型位移顯著檢驗公式如下：

（15）

當(dāng)F

（2）穩(wěn)健迭代權(quán)法。穩(wěn)健迭代權(quán)法，也稱為一次范數(shù)最小估計，將位移視為模型誤差，運(yùn)用穩(wěn)健迭代權(quán)估計具有較強(qiáng)定位模型誤差的能力，將自由網(wǎng)平差中基準(zhǔn)變換公式中基準(zhǔn)的權(quán)陣以穩(wěn)健迭代權(quán)估計法的權(quán)函數(shù)代替進(jìn)行迭代計算，以求得較理想的基準(zhǔn)。

不同的基準(zhǔn)之間位移向量和協(xié)因數(shù)陣轉(zhuǎn)換見下式

（17）

式中PX是定義參考基準(zhǔn)時各參考點(diǎn)的權(quán)，由于事先不知道各點(diǎn)的穩(wěn)定程度，因此很難確定權(quán)PX，取PX=diag（1 1 1 1）。

設(shè)d是”穩(wěn)健法”計算的位移向量，Qd是相應(yīng)的協(xié)因數(shù)陣，第i點(diǎn)的位移和協(xié)因數(shù)陣分別為di和Qdi，對于二維網(wǎng)和一維網(wǎng)，構(gòu)造如下檢驗統(tǒng)計量，即為單點(diǎn)檢驗公式：

（18）

3.4.5 那蘭電廠變形監(jiān)測網(wǎng)數(shù)據(jù)處理

（1）二等水準(zhǔn)網(wǎng)平差采用以BG03為固定點(diǎn)的經(jīng)典平差。

（2）二等邊角網(wǎng)平差采用赫爾墨特方差分量估計進(jìn)行邊角權(quán)比的計算。初始值計算，采用Ⅱ09作為固定點(diǎn)、Ⅱ09Ⅱ03的方位角作為固定方位對監(jiān)測網(wǎng)進(jìn)行經(jīng)典自由網(wǎng)平差，求得各控制網(wǎng)點(diǎn)坐標(biāo)。然后，以Ⅱ04作為固定點(diǎn)、Ⅱ04Ⅱ05的方位角作為固定方位對監(jiān)測網(wǎng)進(jìn)行經(jīng)典自由網(wǎng)平差，分別求得整網(wǎng)的兩次觀測坐標(biāo)。復(fù)測計算，以Ⅱ01作為固定點(diǎn)、Ⅱ01Ⅱ02的方位角作為固定方位對監(jiān)測網(wǎng)進(jìn)行經(jīng)典自由網(wǎng)平差，求得整網(wǎng)的坐標(biāo)。

（3）變形分析由于本次基準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)時基坑開挖基本到了基巖位置，埋設(shè)質(zhì)量較好。采用的舊點(diǎn)也是經(jīng)過多年穩(wěn)定后，本次又經(jīng)過了除險加固、整飾，具有較好的穩(wěn)定性和實用性。

從變形監(jiān)測網(wǎng)復(fù)測結(jié)果看，超過限差的點(diǎn)位僅有II03，位移量為2.4mm，方向是向江邊位移。其余點(diǎn)位變化量較小，穩(wěn)定性也較好，雖然有微弱的變化量，也在誤差范圍內(nèi)。

從二等水準(zhǔn)網(wǎng)變形監(jiān)測網(wǎng)復(fù)測結(jié)果看，超過限差的點(diǎn)位有：II04、II06、II09、II10、BG01、BM02、BM03共7點(diǎn)，且均為沉降，也符合常理。除II06點(diǎn)沉降量略偏大外，其余點(diǎn)位基本穩(wěn)定，均在合理范圍內(nèi)。

II06點(diǎn)比初始觀測時下沉了8.0mm。分析原因可能是由于觀測II06點(diǎn)所在位置在邊坡上，雖然地質(zhì)條件較好，但還沒有經(jīng)過一年的穩(wěn)定周期（旱季和雨季），下沉略大也屬于正?，F(xiàn)象。為提高精度，下次復(fù)測時創(chuàng)造條件采用水準(zhǔn)高程聯(lián)測。

4 結(jié)語

經(jīng)過變形監(jiān)測網(wǎng)建網(wǎng)、初始觀測、復(fù)測后比較，從超限點(diǎn)的位移量、沉降量、位移方向以及點(diǎn)位所在位置的地形地貌等特征分析、判定均符合常理。本次監(jiān)測網(wǎng)改造成果穩(wěn)定性較好，成果準(zhǔn)確可靠，為今后大壩及水工建筑物變形監(jiān)測奠定了穩(wěn)定的基準(zhǔn)。

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