复习指南：大坝安全监测

1、复习指南1. 水工建筑物的安全条件是什么？答：建筑物能实现其自身应有的设计预期功能。2. 水工建筑物的安全监控意义是什么 ？有助于认识各种观测量的变化规律和成因机理，以确保水工建筑 物的安全；反馈水工建筑物设计、指导施工和运行，推动坝工理 论的发展；提高水工建筑物的运行综合效益。3. 大坝安全检测中的“大坝”仅指挡水建筑物吗？答：否，大坝包括永久性挡水建筑物以及与其配合运用的泄洪、输水 发电和过船等附属建筑物。4. 大坝安全设计的基本要求是什么？答：明确针对性和实用性；充分的可靠性和完整性；先进的 监测方法和设施；必要的经济性和合理性。5. 大坝安全检测的项目有哪些？ 现场检杳，包括巡视检查和

2、现场检测两项工作，现场检杳分类 日常检查年度检查特别检查； 仪器监测，包括仪器观测和资料分析。仪器监测分期为施工期蓄水期运行期。监测变形、渗流、应力、水文气象和水力学6. 大坝安全监测如何分期？蓄水期指什么？答：分为施工期、蓄水期、运行期；蓄水期指从首次开始蓄水至库水位达至U或接近正常高水位共3年的 时间内或水库放空后再次蓄水。7. 混凝土坝和土石坝的水平位移可以分别如何进行监测？（方法）混凝土坝：引张线、视准线、激光准直法土石坝：视准线法、大气激光、交会法拱坝：视准线、导线、交会法8. 水平位移的三类观测点：位移标点 工作基点和校核基点的作用分别是什么？分别如何布置？答：位移标点，为观测点所

3、在地的点（测点）；工作基点，观测标点 的空间参考点；校准基点，校核工作基点（1） 土石坝，在每个横断面 和纵断面交点等处布设位移标点，一般每个横断面不少于3个。工作 基点布设在两岸每一纵排标点的延长线 上，两岸各布设1个。校核 基点布设在两岸同排工作基点连线的延长线上，两岸各布设1 2个。（2）混凝土坝，在观测纵断面上的每个坝段、每个垛墙或每个闸墩布 设1个位移标点，对于重要工程也可在伸缩缝两侧各布设 1个观测标 点。校核基点可布设在两岸灌浆廊道内，也可采用倒垂线作为校核基 点，此时校核基点与倒垂线的观测墩宜合二为一。9. 比较几种水平位移观测方法的优缺点和适用范围。方法优点缺点适用范围引张线

4、法精度较高，结构简单，易于布设只能观测单向水平变形大型直线混凝土坝 或廊道内测点的垂 直于坝轴线水平位 移观测视准线法精度较咼，方法实用，实施简便，投资少视线长促使照准误差增大适用于重力坝坝顶和土石坝坝面激光准直法速度快，精度高，计算简便，可长距离传播价格昂贵，施工工艺和运行维护成本高直线型长重力坝交会法布置灵活，可同时观 测两个方向，测点多 且分布条直线时观测 耗时短受测角、测边误差影响，精度较低， 工作量大，计算复杂交会边较短，交会较好时适用10.精密水准法测量的位移标点、工作基点和水准基点分别有何作用？水准基点如何布置？答：位移标点：观测点；工作基点：观测位移标点的起始点或终结点； 水准

5、基点：观测基准点。水准基点一般在大坝下游的1至3km处布设 一组，或在两岸各布设一组三个水准基点， 组成边长50100m的等边 三角形11.静力水准仪有何作用？答：用于测量两点或多点间的相对高程变化（各点的相对沉降）12. 沉降仪有哪些？ 横梁管式、水管式、电磁式、干簧管式、钢弦 式13. 什么是综合标 ? 答： 同时作水平位移和竖直位移的位移标点。14. 什么是支持点法 ?在垂线的最低点建立观测站安置仪器，在各测点处安装支持点， 观测时把垂线分别夹在各支持点上，所得观测值减去首次观测值 即为各测点与最低点观测站之间的相对挠度。15. 垂线监测可以分成哪些种类 ?采用垂线如何获得坝体的绝对水平

6、 位移?答：正垂线和倒垂线；将倒垂下端固定在基岩深处的孔底锚块上，上 段与浮筒相连，在浮力作用下，沿铅直方向被拉紧并保持不动。在各 测点布置观测墩， 安放仪器进行观测， 即可得各测点对于基岩深处的 绝对挠度。正垂线通过上部固定，下端挂有重锤，通过竖井直接垂到 坝底的基点， 其与倒垂配合使用， 沿着垂线在不同高程及基点设置多 处观测段, 利用固定在观测墩（正倒垂结合布置在同一观测墩）上的 坐标仪测量各观测点相对于此垂线的相对位移值。 每套垂线系统均由 倒垂锚固点、正倒垂系统观测点、正垂固定点组成，绝对位移加相对 位移获得坝体任意测点的绝对位移。16. 混凝土坝基扬压力监测有何重要意义？可以采用什

7、么设备进行 监测？答：坝基扬压力是坝体外荷载之一，是影响大坝稳定的重要因素，是 评价大坝是否安全的重要指标之一；可以采取测压管和渗压计测量。17. 渗流量监测包括哪些内容？如何对混凝土坝的坝体和坝基渗流 量进行分区监测？答：渗流量监测包括渗漏水的总流量、分区流量和水质监测。分区观 测：在基础灌浆廊道内，坝体排水通过靠近上游面设置的排水管进行， 坝基排水通过廊道下游测的排水孔进行。采用量水堰法分别测量两者 渗流量。18. 大坝安全监测的环境量主要有： 水位、气温、降雨、时效。19. 如何对水平位移和竖向位移的工作基点进行校核 ?（1）廊道内引张线和准直线一般采用倒垂线校测。（2）坝面附近视准线或

8、交会法，工作基点用校核基点检测。（3）对于H>70m的大坝，把工作基点与远离坝区的水平位移三角形 网控制点联系起来，采用平面变形控制网来校测。（4）廊道内静力水准仪系统一般采用双金属标校测。（5）坝面垂直位移监测工作基点，采用高程控制网校测。20. 倾斜测量的方法有些哪些 ?答：倾斜仪（气泡式和遥测式）、测斜仪、静力水准仪。21. 三向测缝计一般应用于 一般面板堆石坝周边缝的监测。测缝仪分为 差动电阻式测缝计、振弦式测缝计和金属标点结构测 缝装置。22. 有压测压管和无压测压管如何区分 ?水位高于管口高程为有压测压管，在管口安装压力表，测量测压 管内水压，再转换为水位。管水位低于管口高程

9、为无压测压管，用水位计测量。23. 什么是绕坝渗流 ?如何进行监测 ? 答：库水环绕与大坝两岸坝肩连接的岸坡产生的流向下游的渗透水流 监测方法：在大坝两端沿流向方向或渗流较集中的透水层（带）各设 1至 2个观测断面，每个断面设置 3至 4条观测垂线，每个垂线的钻 孔中设 1至 2 个观测点，若需分层则需做好层间止水。 在土石坝与混 凝土建筑物接触面上布置 1 个断面， 23条观测垂线，在垂线不同高 程布设 12 个测点。24. 大坝渗流量的监测方法如何选择 ?答：渗流观测有以下几种方法：当流量小于1 L/s时，采用容积法；当 流量为1 300L/s时，采用量水堰法；当流量大于300L/S或受落

10、差限 值不能设量水堰时，应将渗流水引人排水沟中，采用流速仪法。25.无应力计是用来监测什么？ 答：自由体积变形（温度变形、湿度变形、自生变形）26. 大坝上下游水位如何监测？ 上游水位：坝前一个测点，特殊情况及施工期设临时性测点。宜布设 在水面平稳、受风浪和泄流影响不大、便于安装和观测的稳定岸坡及 永久建筑物上。下游水位：布设在泄流汇合处的下游不受水跃和回流影响的地点。当河道无水时，用地下水位替代，与渗流监测结合布设测压管和渗压计。27. 混凝土坝和土石坝的变形监测有哪些内容 ？分别可以采用哪些方 法（列举至少三种）水平位移：引张线、视准线、激光准直、交会法垂直位移：精密水准法、三角高程、激光

11、准直挠度：正垂线（多点观测站法、支持点法）和倒垂线倾斜：倾斜仪、静力水准仪、测斜仪接缝及裂缝：测微器、测缝计（单向、三向）28. 土石坝的浸润线如何监测 ?土石坝渗透压力监测的目的是什么?答：在土石坝横断面打孔埋设测压管和渗压计， 根据某一深度的渗透 压力换算出水位，依次连线从而得到土石坝的浸润线。（1）观测横断面宜选在能控制主要渗流情况的坝体横断面和预计可 能发生问题的部位的横断面， 如最大坝高处、 合龙段和地质条件复杂 处，一般布设三个，并尽量与位移监测断面相结合。（2）根据坝型结构，断面大小和渗流特性，在观测横断面上，布设34条观测垂线。详见蓝皮P69铅直线间距2040m（3）在渗流段、

12、出口段、渗流各向异形明显的土层，以及浸润线变 幅较大处，应根据预计浸润线的最大变幅沿垂线不同高程布设测点， 每条垂线的测点数一般为 23个。土石坝渗透压力观测的目的：确定断面上压力分布和浸润线位置。29. 根据传感原理分类，大坝安全监测仪器可以分成哪些种类 ?振 弦式和差阻式传感器的基本工作原理如何 ?大坝安全监测仪器分为振弦式传感器、差阻式传感器、电感式传 感器、电阻应变片式传感器。振弦式传感器：利用金属丝弦与传感器受力部件连接固定，利用钢弦的自振频率与钢弦所受的外加张力关系式测得各种物理量。（振弦式读数仪读取模数B与温度，£ =KB=K2）（举例：振弦式测缝仪、沉降仪、位移计、应

13、变计、钢筋计）差阻式传感器：仪器受外界拉（压）变形-一根钢丝受拉，另 一根钢丝受压电阻比R1/R2变化而串联电阻R1+R2不变测量 电阻比值R1/R2求得变形厶IT改变两钢丝同向变化串联 电阻R1+R2改变而电阻比R1/R2变化测量串联电阻R1+R测 得厶T30. 根据实测的坝体混凝土应变计算坝体应力应注意哪些问题答：减掉自由体积变形考虑混凝土的徐变应变平衡计算31. 监测仪器现场检验的内容是什么？ 答：1）出厂时仪器资料参数卡片是否齐全，仪器数量与发货单是否致。（2）外观检查。仔细查看仪器外部有无损伤痕迹锈班等。（3）用万用表 测量仪器线路有无断线 用兆欧表测仪器本身的绝缘是否达到出厂 值。

14、（5用二次仪表试测一下仪器测值是否正常。32. 监测的基准值是什么含义？ 一般如何确定（举三个例子）?答：基准值也就是仪器安装埋设后开始工作前的观测值，（1）测缝计基准值的确定，测缝计理设后，混凝土或水泥砂浆终凝时的测值可作 为基准值。（2）钢筋计基准值的确定，一般取混凝土或砂浆固化后24 h, 钢筋计能够跟随其周围材料变形时的测值 （钢筋一段长度的平均应变） 作为基准值。（3）压力计基准值的确定，压力计埋设后，其周围温 达到均匀时的测值为基准值33. 测仪器编号的意义和原则是什么？答：（1）仪器编号的意义。仪器编号是整个埋设过程中一项十分重要 的工作,常常由于编号不当，难以分辨每支仪器的种类

15、和埋设位置， 造成观测不便，资料整理麻烦，甚至发生错乱。（2）仪器编号原则。仪器编号应能区分仪器种类、埋设位置，力求简 单明了 ,并与设计布置图一致。34. 监测数据分析的内容和方法是什么？内容：监测资料的收集、整理、分析、反馈和评判决策。方法：定性分析（比较法、特征统计法、作图法），定量分析（模型 分析），综合分析。35. 观测数据误差有哪三种？粗差处理的方法有哪些？过失误差、偶然误差、系统误差；粗差处理的方法：人工判断法、包 络线法、统计分析法。36. 水工建筑物的观测物理量有哪两类 ？ 答：荷载集和荷载效应集。37. 什么是大坝安全监测的回归模型？ 答：在寻找预报量与预报因子之间的关系式

16、时， 不可避免的要涉及许 多因素，找出各个因素对某一预报量的影响， 建立他们之间的数学表 达式，即回归模型。作用：借此推算某一组荷载集时的预报量，并与其实测值比较， 以判断建筑物的工作情况，对建筑物进行监控。 分离方程中各个变量，用其变化规律，分析和估计建筑物的结构 性态。38. 拱坝和重力坝安全监控统计模型中的水压力分量分别取上游 水位的几次项？重力坝中水压分量 S1H取H、H2、H3; S2h取H、H3;血取H拱坝中 恥取H、甘、H5、H；湖取甘、H5、H；湖仍取h39. 大坝安全鉴定的内容包括哪些？（ 2复核1评价 3分析）洪水标准复核 抗震复核质量分析评价 结构稳定和渗流稳定 分析 运

17、行情况分析 安全综合分析40. 一类二类三类坝的分类标准是什么？一类坝 : 实际抗御洪水标准达到部颁规范规定，大坝工作状态正常 工程无重大质量问题 , 能按设计正常运行的坝；二类坝 : 实际抗御洪水标准不低于部颁水利枢纽工程除险加固近期非常运用洪水标准 , 但达不到防洪标准 ; 大坝工作状态基本正常 , 在 一定控制运用条件下能安全运行的大坝；三类坝: 实际抗御洪水标准低于部颁水利枢纽工程除险加固近期非常 运用洪水标准，或者工程存在较严重的安全隐患 , 不能按正常运行的 大坝。41. 大坝安全鉴定一般由组织进行？鉴定专家组成员应满足什么 条件？答：由主管部门组织鉴定。大型水库的安全鉴定专家组一般由 9 名以上专家组成，其中高级 技术职称的专家人数比例不得少于 6 名。中型水库的专家组一般 由 7 名以上专家组成，其中高级职称