大坝变形安全监测

大坝安全监测

—设计、施工与资料分析

（第3、4课）第2章变形观测大坝变形的组成大坝变形包括那些方面？那些是方便观测的，那些是不方便观测的？那些地方变形大，那些地方变形小，其特征点在什么地方？变形是连续的，观测点一定是有限的，用那些有限的指标就可以反映大坝的变形？大坝变形示意图（岱峪水库空腹重力坝）表面水平位移表面垂直位移裂缝内部变形(垂直向和水平向)？？大坝变形指标

表面位移内部位移垂直位移水平位移垂直坝轴线平行坝轴线垂直位移水平位移垂直坝轴线平行坝轴线整体位移弯曲,用挠度表示倾斜,用倾斜度表示裂缝,用裂缝开度表示坝体变形这些指标中，通过以下几个观测项目可以反映大坝变形表面水平位移观测垂直位移观测（包括坝体表面、内部）挠度（与以上联合，表征内部位移）倾斜度裂缝情况（变形的极端情况）布点一般在表面布设的点多一点，原因是：方便、也是位移变化最大的部位内部和各方向上的布点一般应该大于3个§1观测断面的布设土石坝位移观测 横断面一般不少于2～3个 纵断面一般上游1～2个（正常高水位以上），下 游2～5个 内部断面：在横断面布设1～3个，每个断面布设1～3个观测垂线，各观测垂线与观测纵断面保持一致挠度观测（倾斜观测与挠度观测设置一致） 同一坝段设置2～3条垂线即可，同一垂线设置多个测点裂缝观测（设在接缝、突变部位和重点部位）其中面板堆石坝一定在周边缝上设置裂缝观测横断面线校核基点纵断面线纵断面线测点观测基点混凝土坝（重力坝、拱坝等）位移观测 纵断面：在坝顶与廊道中各设置一个，坝高时在坝中间部位增设置1～2纵断面 内部断面（横断面）：布置在最大坝高断面上，与结构复杂断面处1～2个挠度观测（倾斜观测与挠度观测设置一致） 同一坝段设置2～3条垂线即可，同一垂线设置多个测点裂缝观测（设在接缝、突变部位和重点部位）横断面与纵断面应该相互交叉，共用一个测点§2水平位移观测观测的方法引张线法视准线法激光准直法交会法测斜仪与位移计卫星定位法导线法（全站仪）各方法的适用性大坝水平位移的的特点范围大持续变形量值小（混凝土土坝mm级,土石坝cm级）对量测方法的要要求参照基准－反映大坝初始始位置的点或者者线，并要求该点或线线固定不变测量手手段－量测测基准准与大大坝的的水平平变位位提高精精度的的设施施、措措施和和观测测规范范引张线线法基本原原理引张线测点观测基点？2、测点点示意意图测点与读数设备，与坝体相连引张钢丝，与岸边基点相连，相对固定不动测点随坝体变形而移动标尺大坝量测标尺与设备引张钢丝重物1、原理理示意意图3、张拉拉固定定结构构示意意图重锤滑轮钢丝夹具固定墩4、浮托托原理理示意意图Y1Y2浮托装置引张钢丝（有浮托）引张钢丝（无浮托）垂径：悬链链线最最大垂垂度钢丝的的形状状为悬悬链线线，其其最底底端的的近似似的拉拉力的的方向向为与与水平平方向向夹角角为α，根据悬悬链线线的方方程其其值为为：根据力力平衡衡原理理可得得：SWH角度为αYSHHH5、防风风管为了防防止张张引线线摆动动。测点必必须用用保护护箱保保护防风、、防锈锈，提提高精精度。。6、分段段引张张线多设几几个固固定点点，分分段测测定相相对位位移，，并测测定各各固定分分点的的位移移，推推算总总位移移。7、其其他对钢丝丝的要要求、、对标标尺精精度的的要求求等。。8、符号号规定定水平位位移指指向下下游和和左岸岸为正正——规范规规定，，符合合人们们的习习惯。。引张线线的布布设在坝体体表面面沿坝坝轴线线方向向布置置观测基基点一一般设设在坝坝体两两端的的不受受坝体体变形形影响响的基基岩上上或廊廊道里里坝顶与与下游游侧布布线多多，上上游侧侧布线线少总结结引张线线法是是通过过测定定“不变”的引引张线线钢丝丝与“变形形”的大坝坝坝体体之间间的变变位来来反映映坝体体的变变形引张线线法适适用于于测定定坝体体表面面水平平位移移大坝变变形观观测必必须建建立坝坝体““动”而观观测基基准““不动”的概概念——这是大大坝安安全监监测中中，许许多观观测项项目需需要建建立的的概念念。视准线线法基本原原理与引张张线基基本一一致，，但是是其固固定不不动的的“线线”是“光光线””——经纬仪仪的光光线校核基基点观测基点测点坝体河流观测基基点的的构造造基点固固定在在坝两两侧相相对不不变形形的位位置上上，测测点固固定在坝坝体上上，与与坝体体同步步位移移。强强制对对中。。观测基基点的的观测测墩安装觇觇牌安装经经纬仪仪测点固固定墩墩强制对对中设设备测点固定墩觇标：可以左右移动标尺：固定在固定墩上01020觇标可可以通通过调调节螺螺丝左左右移移动观测过过程在大坝坝修好好后，，先将将经纬纬仪安安装在在观测测基点点的固固定墩墩上（（要强强制对对中）），，并将将活动动觇牌牌固定定在测测点固固定墩墩上（（要强强制对对中）），然然后用用经纬纬仪照照准对对面的的另一一个观观测基基点的的觇标标，固固定经经纬仪仪转向向螺栓栓，使使经纬纬仪不不能转转动，，从而而形成成一条条连接接两个个观测测基点点的直直线光光线，，再用用经纬纬仪对对准各各个测测点，，用活活动觇觇标的的微调调螺栓栓调整整觇标标的位位置，，使之之十字字线与与经纬纬仪十十字线线重合合，读读取活活动觇觇标上上游标标的读读数，，作为为初始读读数。在大坝坝运行行期，，用同同样的的方法法测定定觇标标的测读读读数，测读读读数数与初初始读读数之之差，，就是是要测测定测测点的的水平位位移。关键点点观测基基点固固定位位置应应该稳稳固观测基基点的的间距距不能能太大大（由由经纬纬仪的的精度度决定定）用校核核基点点经常常校核核观测测基点点的位位置观测光光线等等因素素影响响激光准准直法法大气激激光准准直法法原理与与视准准线法法相同同，只只是用用激光光束代代替了了经纬纬仪人人工瞄瞄准，，更精精确。。激光光的特特性是是发散散小，，可以以为测测量提提供一一条看看得见见摸不不着的的“直直线””。真空激光准直直线法激光在真空中中衰减慢，可可以长距离传传播，测量距距离更长。真空泵真空泵真空管激光束觇牌光源导线法实际上和测量量课所学的导导线三角测量量是一个原理理，只是要求求的精度较高高，一般用较较高精度的仪仪器如全站仪仪、测距仪等等进行，适用用于拱坝等不不能通视情况况下的测量，，这里不再介介绍。交会法同上§3垂直位移监监测观测方法精密水准法法，适用于于混凝土坝坝三角高程法法，适用于于土坝（用用全站仪））沉降仪，观观测内部点点垂直位移移沉降板，观观测内部点点垂直位移移多点位移计计，观测内内部点各个个方向的位位移符号向下为正，，向上为负负。高精密水准法法（表面垂直直位移测定定）原理不讲，，强调几点点：水准基点固固定在岸坡坡灌浆廊道道里，构造造三点的等等边三角形形网测量点固定定在坝体上上，牢固，，保护。特特别是对于于土坝。三角高程法法原理不讲强调：精度度要求高，，仪器用全全站仪（解解决了大气气折光问题题）沉降板法适用于监测测分层垂直直位移，坝坝体内部垂垂直位移原理沉降板沉降仪法有电磁式、、钢弦式、、电感式、、水管式等等等，以电电磁感应式式用的多原理坝体基岩测斜管磁性环探头侧绳磁性环固定定在坝体上上，与测斜斜管可以相相对滑动，，因此其位位置随坝体体的位移而而变动。§4挠度观测挠度指坝体体的分层变变形情况（（内部）符号向下游，向向左岸为正正方法正垂线法倒垂线法布置混凝土坝：：在最高坝坝段面处，，拱冠处土石坝：校校核基准点点一般布置在在灌浆廊道道里正垂线法坝顶垂线固定块保护井垂线钢丝保护箱油槽油重锤倒垂线法坝顶浮球保护井垂线钢丝基岩油油槽§5倾斜监测概念方法倾斜仪：混混凝土坝或或土石坝测斜仪：土土石坝精密水准：：混凝土坝坝与土石坝坝倾斜仪就是一把带带有地脚调调节螺栓的的水平尺，，可以测定定倾斜的角角度，用于于表面倾斜斜测量测斜仪§6裂缝观测方法测微器、卡卡尺、百分分表和千分分表测缝计（单单项、三向向）等等如表2－5所示符号裂缝张开为为正，