第11章水利工程变形监测

1、2022-2-7中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系1变形监测技术第十一章第十一章水利工程变形监测水利工程变形监测 2022-2-7中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系2主要内容主要内容概述监测项目及要求监测系统设计小浪底大坝安全监控系统设计大坝变形监测的发展趋势第十一章水利工程变形监测2022-2-7中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系31 1概述概述 第十一章第十一章水利工程变形监测水利工程变形监测 变形监测技术2022-2-7中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系4水库闸门检测水库闸门检测2022-2-7中南大

2、学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系5土坝变形因素土坝变形因素 第1节概述（1 1）渗透变形渗透变形，当渗透水流在土壤中运动时，土壤，当渗透水流在土壤中运动时，土壤可能产生破坏性的渗透变形，导致水工建筑物的失事，可能产生破坏性的渗透变形，导致水工建筑物的失事，这种变形包括：管涌、流土、接触冲刷，接触流土等。这种变形包括：管涌、流土、接触冲刷，接触流土等。后果造成建筑物不均匀沉降。后果造成建筑物不均匀沉降。（2 2）土坝沉陷土坝沉陷：土坝水平位移（包括滑动、倾覆）：土坝水平位移（包括滑动、倾覆）不是主要的，而是沉陷，施工期间坝基和坝身一直是不是主要的，而是沉陷，施工期间坝基和坝身一

3、直是沉陷，直到施工结束，坝基沉陷量约为总沉陷量的沉陷，直到施工结束，坝基沉陷量约为总沉陷量的50%50%70%70%左右。左右。 2022-2-7中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系63 3监测系统设计监测系统设计第十一章第十一章水利工程变形监测水利工程变形监测 变形监测技术2022-2-7中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系7监测断面布置监测断面布置( (土石坝土石坝) )（1 1）观测横断面。布置在最大坝高、原河床处、）观测横断面。布置在最大坝高、原河床处、合龙段、地形突变处、地质条件复杂处、坝内埋管合龙段、地形突变处、地质条件复杂处、坝内埋管或运行

4、可能发生异常反应处。一般不少于或运行可能发生异常反应处。一般不少于2323个。个。（2 2）观测纵断面。在坝顶的上游或下游侧布设）观测纵断面。在坝顶的上游或下游侧布设1212个，在上游坝坡正常蓄水位以上个，在上游坝坡正常蓄水位以上1 1个，正常蓄个，正常蓄水位以下可视需要设临时断面，下游坝坡水位以下可视需要设临时断面，下游坝坡2525个。个。（3 3）内部断面。一般布置在最大断面及其它特征）内部断面。一般布置在最大断面及其它特征断面处，可视需要布设断面处，可视需要布设1313个，每个断面可布设个，每个断面可布设1313条观测垂线，各观测垂线还应尽量形成纵向观条观测垂线，各观测垂线还应尽量形成纵

5、向观测断面。测断面。 界面位移一般布设在坝体与岸坡连接处，不同坝界面位移一般布设在坝体与岸坡连接处，不同坝料的组合坝型交界处及土坝与混凝土建筑物连接处。料的组合坝型交界处及土坝与混凝土建筑物连接处。第3节监测系统设计2022-2-7中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系8监测断面布置监测断面布置( (混凝土坝混凝土坝) )（1 1）观测纵断面。通常平行坝轴线在）观测纵断面。通常平行坝轴线在坝顶坝顶及及坝基坝基廊道廊道设置观测纵断面，当坝体较高时，可在中间设置观测纵断面，当坝体较高时，可在中间适当增加适当增加1212个纵断面。当缺少纵向廊道时，也可个纵断面。当缺少纵向廊道时，也

6、可布设在平行坝轴线的下游坝面上。布设在平行坝轴线的下游坝面上。（2 2）内部断面。布置在最大坝高坝段或地质和结）内部断面。布置在最大坝高坝段或地质和结构复杂坝段，并视坝长情况布设构复杂坝段，并视坝长情况布设1313个断面。应将个断面。应将坝体和地基作为一个整体进行布设。拱坝的拱冠坝体和地基作为一个整体进行布设。拱坝的拱冠和拱端一般宜布设断面，必要时也可在和拱端一般宜布设断面，必要时也可在l/4l/4拱处布拱处布设。设。第3节监测系统设计2022-2-7中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系9监测断面布置监测断面布置( (滑坡体滑坡体) )（1 1）两坝肩附近的近坝区岩体。垂直

7、坝轴）两坝肩附近的近坝区岩体。垂直坝轴线方向各布设线方向各布设1212个观测横断面。个观测横断面。（2 2）滑坡体顺滑移方向布设）滑坡体顺滑移方向布设1313个观测断个观测断面，包括主滑线断面及其两侧特征断面。面，包括主滑线断面及其两侧特征断面。（3 3）必要时可大致按网格法布置。）必要时可大致按网格法布置。第3节监测系统设计2022-2-7中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系10水平位移观测点布置水平位移观测点布置( (位移标点位移标点) )（1 1）土石坝。在每个横断面和纵断面交点等处布设）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位移标点，

8、一般每个横断面不少于3 3个。位移标点的个。位移标点的纵向间距，当坝长小于纵向间距，当坝长小于300m300m时取时取3050m3050m，坝长大，坝长大于于300m300m时，一般取时，一般取50 100m50 100m。（2 2）混凝土坝。在观测纵断面上的每个坝段、每个）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一个标点，对于重要工垛墙或每个闸墩布设一个标点，对于重要工: :程也可程也可在伸缩缝两侧各布设一个标点。在伸缩缝两侧各布设一个标点。（3 3）近坝区岩体及滑坡体。在近坝区岩体每个断面）近坝区岩体及滑坡体。在近坝区岩体每个断面上至少布设上至少布设3 3个标点，重点布设

9、在靠坝肩下游面。在个标点，重点布设在靠坝肩下游面。在滑坡体每个观测断面上的位移标点一般不少于滑坡体每个观测断面上的位移标点一般不少于3 3个，个，重点布设在滑坡体后缘起至正常蓄水位之间。重点布设在滑坡体后缘起至正常蓄水位之间。第3节监测系统设计2022-2-7中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系11水平位移观测点布置水平位移观测点布置( (工作基点工作基点) )（1 1）土石坝。在两岸每一纵排标点的延长线上各）土石坝。在两岸每一纵排标点的延长线上各布设一个工作基点。当坝轴线为折线或坝长超过布设一个工作基点。当坝轴线为折线或坝长超过500m500m时，可在坝身每一纵排标点中部

10、增设工作基时，可在坝身每一纵排标点中部增设工作基点兼作标点，工作基点的间距取决于采用的测量点兼作标点，工作基点的间距取决于采用的测量仪器。仪器。（2 2）混凝土坝。可将工作基点布设在两岸山体的）混凝土坝。可将工作基点布设在两岸山体的岩洞内或位移测线延长线的稳定岩体上。岩洞内或位移测线延长线的稳定岩体上。（3 3）近坝区岩体及滑坡体。选择距观测标点较近）近坝区岩体及滑坡体。选择距观测标点较近的稳定岩体建立工作基点。的稳定岩体建立工作基点。第3节监测系统设计2022-2-7中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系12水平位移观测点布置水平位移观测点布置( (校核基点校核基点) )（

11、1 1）土石坝。一般仍采用延长方向线法，即在两）土石坝。一般仍采用延长方向线法，即在两岸同排工作基点连线的延长线岸同排工作基点连线的延长线. .上各设上各设1212个校核个校核基点，必要时可设置倒垂线或采用边角网定位。基点，必要时可设置倒垂线或采用边角网定位。（2 2）混凝土坝。校核基点可布设在两岸灌浆廊道）混凝土坝。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。点与倒垂线的观测墩宜合二为一。（3 3）近坝区岩体及滑坡体。可将工作基点和校核）近坝区岩体及滑坡体。可将工作基点和校核基点组成边角网或交会

12、法进行观测。基点组成边角网或交会法进行观测。第3节监测系统设计2022-2-7中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系13大坝水平位移观测大坝水平位移观测2022-2-7中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系14广西坡甲水电站大坝变形监测网广西坡甲水电站大坝变形监测网2022-2-7中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系15水平位移基准点编号为水平位移基准点编号为I18I18、IV20IV20、5#5#、6#6#、3#3#和和4#4#。这些点都。这些点都建于地质条件较好的基岩上，建于地质条件较好的基岩上，5#5#、6#6#点为工作基点，点位高

13、程较点为工作基点，点位高程较高而又靠近坝区，高而又靠近坝区，I18I18、IV20IV20、3#3#、4#4#为校核基准点，基准点均为校核基准点，基准点均留置半年左右时间待点位稳定以后再进行基准网施测。基准网的留置半年左右时间待点位稳定以后再进行基准网施测。基准网的I18I18、IV20IV20点属电站的施工测量控制网布设点，成果可作为基准点属电站的施工测量控制网布设点，成果可作为基准网的起算数据。基准网的网的起算数据。基准网的5#5#、6#6#、3#3#、4#4#点组成一个大地四边形点组成一个大地四边形并与起算点并与起算点I18I18、IV20IV20点进行连测。点进行连测。根据监测工作的需要，在坝体顶部下游面上布置一个由根据监测工作的需要，在坝体顶部下游面上布置一个由8 8个点组个点组成、边角同测的水平位移监测网，点的编号为成、边角同测的水平位移监测网，点的编号为TP1TP1、TP2TP2、TP3TP3、TP4TP4、TP5TP5、TP6TP6、TP7TP7、TP8TP8，8 8个点分布于拱弧位置。个点分布于拱弧位置。 观测水平位移监测网按三等边角网观测。测角测边采用徕卡观测水平位移监测网按三等边角网观测。测角测边采用徕卡TC302TC302全