高混凝土面板堆石坝的动态监测三

摘要：地震反应监测、水力学原型观测、爆破振动监测是高面板坝动态监测的重要组成部分，应给予足够的重视，本文简要阐述了高面板坝动态监测的目的以及它的主要内容与有关问题。关键词：高混凝土面板坝地震反应监测水力学原型观测爆破振动监测1、引言混凝土面板坝是近二三十年内发展起来的一种新坝型，由于它的发展历史较短，以及现有面扳坝计算理论还不够成熟和完善，面板坝的设计基本上是经验性的，采用工程类比的经验方法较多，所以应加强混凝土面板坝的监测，积累大量的实测资料，为正确评价大坝运行状态、校核设计和改进施工水平提供依据。随着高混凝土面板坝的出现，以及深覆盖层上面板坝的兴建，对面板坝监测技术的发展起了促进作用，同时也引出了面板坝监测技术的许多问题。1993年xx沟后面板坝的失事，对我国面板坝的监测技术提出了新的课题。面板坝的监测按外荷载引起物理量的变化速度可分为静态监测和动态监测，对于静态监测，国内外己做了较多的研究，而对作为同样重要的动态监测的研究则较少，特别是面板坝的地震反应性态如何，几乎没有任何的实测资料，所以探讨混凝土面板堆石坝的动态监测具有重要的现实意义，本文简要介绍了高混凝土面板堆石坝动态监测的目的以及它的主要内容与有关问题。2、动态监测面板坝的静态监测包括水平位移、沉降、孔隙水压力、土压力、面板的应变和挠度、周边缝的位移、钢筋应力和渗流量；动态监测包括地震反应监测、水力学原型观测和爆破振动监测。对于地震反应监测来说监测物理量是瞬时的，发生的时刻目前难以预测，荷载作用的时间极短，一般只有几十秒；而水力学原型观测中监测物理量持续的时间较长。柱年讨2.泻1第地震反应监测事勒弄2.1.库1钢地震反应监测报的目的家我国是地嚷震多发国家，吴有不少面板坝革建在地震区，萝象己建成的小酿干沟面板坝点（汁55蠢m趋）、大桥面板消坝宪（福95像m惹）都处于地震林烈环度的8贱°伪以上的地区，赛而且地震运动斑对面板坝的坝详体、坝基和溢毯洪道的稳定性佳有重要的影响逢，大坝在地震叮时的性态很复哑杂，因此对地牙震区的面板坝妙进行地震反应洁监测是一项重近要的工购作烈.吐智利考戈规蒂坝寿（寿75兄m季）位于地震区炭，上游坝莲坡亦1名∶腥1.烫6葡，下游坝渔坡贴1岔∶域1.稀8气，上游采用分程层的混凝土面扛板，面板下为象砾石垫层云，介194头3届年蚕4蜡月翠7伪日智利中部发丈生膜8.努3斑级地震，坝址秩测得腔加速度著为荣0.14聚g暖，地震后坝顶熟沉民陷粒350m评m批，卖194燥5缝年计至高194麦6摩年又沉初陷待460m私m隆，同时下游坝迈坡有石块滚落数。滑在面板坝舌上布置强震监鞭测仪器，可监么测天然地震和肠水库诱发地震兆对坝区的影响否以及坝体对地盏震的反应，可刺以获得不同高而程的振动加速械度过程线，可斤为坝体、坝基箱和坝区附近高垂边坡的抗滑稳收定分析提供实秋测资料。瞧雾构2.1.询2搅测站布置和结闪果处理灰面板坝的岗地震反应监测华可分为工程地宫震监测与工程败动力性质监测艰，后者包括动统孔隙水压力、茂动土压力、动事位移。由于地严震监测仪器价吓格较贵，在坝桶上布设的仪器苹不可能很多，尺因此，应将有臣限的仪器布置取在关键的部位诵，对于面板坝胜而言除在坝体冻布置强震仪外辩，还应在坝下硬游距坝址绍约避2浑倍坝高左右处苦设一基岩自由栗场测站，以测似取基岩的地震福动特性。目前得国内面扳坝的视地震反应监测技测站一般设在炎坝的表面，布虎置在下游坝坡挽上，如天生桥症一级面板坝，瑞在下游坝坡三屑个位移观测断秩面的不同高程爱，以及坝体的档两端布置了强略震仪观测慨站满1杰3孙个，形成了地挂震观测网；至罗于工程动力性蹈质监测，目前曾国内还只限于手动孔隙水压力递观测。动地震反应努监测主要是利猪用强震仪来监乌测地震时地面面运动的全过程国以及坝体等水家工建筑物对地必震的反应，在斯强震加速度记舒录测试中，一鼻般直接测得到抹的是加速度信杜号，可用辛普期生数值积分法耍推求相应的速瞧度和位移变形谦。卖实测的加打速度记录为莫欲计算的售速度曲线为浸欲计算的园位移曲线为章刺忽2.旧2避水力学原型观体测丽由于水力红学这门学科的么发展还没有达表到完善的程度痒，有些设计参等数还得从模型警试验中获取，缩工程是否安全译有待实践的检馅验。因此，有凭必要从原型中殖测得实际资料声。跟盟贱2.2.逗1怠流速监测汪水流流速抽是水力学的重费要参数，它是叼进行消能冲刷核、磨损、脉动管、空蚀和掺气丢资料分析的依敞据。水流流速寿可分为区段平若均流速、时间晓平均流速、脉勇动流速和断面洞平均流速，可御根据工程的规畏模、等级以及园研究项目的需圾要确定监测项滑目和监测部位疗。口对于高面则扳坝，溢洪道倒是主要的泄水叨建筑物，且它华的长度有些长蜜达贼10请0奇多米，水流的剪流速很大，一阴般在溢洪道的娇溢流坝面、陡奉槽、挑流鼻坎糖未端等部位设积流速监测断面胜，平均流速一辽般采用浮标、妈毕托管及流速记仪来测定，由搅以上各法测定功的流速，应及职时进行整理分矿析，给出垂线亭的流速分布和若平均流速，断惕面的流速分布胀和平均流速以复及代表流速分章布特征训的舟a航系数值。绍脉动流速住与消能冲刷、誓脉动压力、空扯蚀与掺气等有己密切的关系，拜它是水力学原脚型观测中的重蓝要内容，一般胸在沿水流方向外与垂直水流方朵向布置足够的崖测点，以便了困解水流紊动强妇度的变化情况妥。显帅筋2.2.霉2推动水压力监测沿高速水流灿的动水压力对舒于确定溢洪道临的动力符载、低空蚀和掺气等珍现象具有重要球的影响，它的觉瞬时值包括时犹均压力和脉动违压力，一般作估用在建筑物上杂的瞬时荷载高闹于时均荷载，驼若设计时只考首虑时均均载，问而未考虑脉动击压力，建筑物哥就有破坏的危考险。对于高面戴板坝，时均压泻力测点一般布察置在溢洪道的选闸孔中线、闸想墩两侧和溢流损堰的堰顶，而蛛脉动压力可在捷沿水流方向与许垂直水流方向滤布置足够的测里点，同时在水逗流特性与边界拼条件有突变的腰部位也布置测右点琴.陕并尽量使之与姑模型测点相对馆应，以便验证口模型试验的结捎果。照监测脉动研压力的传感器番是将实际物理蒸量转换为电的砌模拟量来实现苏的，所以测量天之前，必须进纠行率定，找出呀物理量同模拟成量之间的关系泽，率定在室内粗和现场分别进木行。袖询荐2.2.看3谈水流振动监测算随着高面霞板坝的兴建，狭有关水力引起婚结构物的振动卵问题已引起人绩们的关注，而块流动诱发振动夫问题较复杂，尚利用现有的流帅体力学和结构肿力学的基本理热论还不能完全黑解决它，因此裤，需通过原型穗观测获得数据守来解决。面板睡坝的溢洪道泄废槽、水工闸门情容易产生振动毒，水电站的引纹水管道由于内漫水压力的波动买也容易引起振须动问题，水流击振动监测主要御是监测动水荷革载的传递过程唯和结构物对振里动的反应过贪程浊.弄振动测量系统片包括传感器、汉放大器和记录恢器三部分，这围三部分需合理急配套才能正确固进行测试工作融；在水工闸门往、隧洞及坝体兴的振动监测中悠，也可以采用陵在结构物上直若接粘贴电阻应源变片的方法测旷取应变值。弟卖乱2.葵3屠爆破振动监测京次隔2.3.薯1粗爆破振动监测吨的目的债在面板坝倒的施工过程中飘，坝基、溢洪翻道、地下建筑底物（包括施工嘱导流洞和地下睬厂房）的开挖邮和坝料开采过凳程中有时要进样行爆破，这使订炸药的部分能香量将以波的形涌式在岩体、水贺、空气中传播丸，形成冲击波扮，可能引起具瓣有潜在滑动面忍的边坡或地下神洞室围岩等结萌构动力失稳；贴同时在爆破振抖动荷载的反复巨作用下，会引故起岩石、混凝艇土等材料的力耍学参数变化，局如材料力学强梯度指标的降低体，材料中原有抱裂隙的扩张或钥者新裂隙的产哲生，以及渗透狸系数的增大等惯。因此，必须河使爆破振动控盗制在安全范围亚内。州肠雪2.3.朴2哄爆破振动监测剩在工程爆内破中，影响爆隔破振动的因素骆有爆破规模、亡爆破方式、与贿爆源相对位置怖、装药结构、俊爆区的地形、善地质等，但最甘主要的因素为码一次同时起爆猴炸药夕量命Q滩（疯k夹g令）和爆源距测魂点的距斜离墙R放（盟m尾），爆破振动序安全多采用质钉点峰值振速进扎行控制，即以告实测质点振速愈小于或等于允贯许质点振速为责依据，可根据标萨道失斯基提芦出的经验公式脸计算：破式鹰中酸英V舟为爆破质点振丑动速度雨（饥cm/椒s选）刮充翼β往为药包形状系塔数，一般数取化1/轿3差或悄1/2吨辽浅α笼为振动衰减指铺数惰胡偷K旱为与地形、地诞质、爆破方式裕有关的系数，肿在具体计算中钳，窜迹歪K求a神为随介质物理培力学性能而变极化的参数，根习据试验研究，砌当介质为土质起时虏，叶K窑a惕＝蜜20衫0翅，荒当介质为印岩石时糠，欣K葬a万＝课3袜0捏∽衰70控纤鄙f宿（俗n矩）为爆破作用棒指数函数因对于一些钱重要工程的爆莲破振动计算，势上述公式中算的例K辆和限a朵值可在工程施桶工初期，通过刺小药量爆破试蛙验测得，从而普获得工程爆破嘉振动的经验公拿式，并把它作已为计算爆破允瞎许装药量和确徐定安全距离的与依据。塘爆破振动目监测所采用的店仪器系统可由绞瞬态波数学存寿储仪、速度传叶感器、加速度扇传感器和微机雾处理软件系统愤组成。爆破振宾动监测测点的川布置主要考虑鲁保护对象和爆耕源两方面，一愧般采取以跟踪芦监测为主，钻蓄孔内埋设的传咱感器固定监测岸为辅的