《水利工程管理》课件-任务一 大坝安全监测与维护

任务一大坝安全监测与维护大坝安全监测工作概述1、大坝安全监测的目的2、大坝安全监测的意义3、大坝安全监测的发展历史4、大坝安全监测的基本环节5、大坝安全监测的主要项目6、大坝安全监测的一般注意事项7、大坝安全监测的相关法律、法规及规范8、当前大坝安全监测存在的主要问题任务一大坝安全监测与维护大坝泛指各类大坝坝体、溢洪道、水闸、堤防、隧洞、渠道、地下洞室、水电站建筑物等水工建筑物。监测包括巡视检查和仪器观测两个方面，它们在大坝安全监测中相互联系、互为补充、缺一不可。任务一大坝安全监测与维护大坝安全监测的概念大坝安全监测的目的①通过安全监测实时掌控工程安全健康性状，服务于工程安全管理，充分发挥水利工程的效益；②检验和完善设计理论与方法；③优化施工工艺，指导施工；④配合工程科学研究和其他。任务一大坝安全监测与维护大坝安全监测的意义《2012年全国水利发展统计公报》显示，我国已建成各类水库97543座，其中：大型水库683座，中型水库3758座，15m以上大坝约1.8万余座。因为各种原因不少大坝是带病运行，安全形势相当严峻。通过安全监测可以发现异常，早做处理防患于未然。任务一大坝安全监测与维护马尔塞拱坝于1959年12月2日突然溃坝失事。坝体内未埋设监测仪器，仅在坝下游面A、B、C、D等横缝的不同高程设置了28个位移观测点，通过大地测量法，每年进行一次位移观测。从开始蓄水到大坝失事，共进行了4次观测，分别是1955年9月（库水位79.95m）、1956年7月（83.85m）、1958年7月（87.30m）和1959年7月（94.1m）。前三次观测成果正常，测点位移与库水位成正比，第四次实测位移偏大，超出了正常范围，测点的水平位移普遍增大约10mm，并有7mm的切向位移。同时，实测值与计算值的比值，在坝体中上部基本一致，在坝基则相差较大，横缝A处大5倍。两个典型案例任务一大坝安全监测与维护法国马尔巴塞拱坝的失事由于大坝管理者监测间隔时间过长，失事前未及时对实测资料进行认真的分析，且未接到设计部门提供的安全监控标准，也未将观测成果及时反馈给设计部门，因此观测成果所反映出的坝底部位移异常的情况未引起各有关方面的重视，丧失了有可能避免大坝失事的机会。两个典型案例任务一大坝安全监测与维护法国马尔巴塞拱坝的失事瑞士苏济尔拱坝的修复苏泽尔拱坝于1957年蓄水，该坝布置了比较齐全的监测设施，并进行了每月1次的长期观测，监测资料也进行及时的整理和分析。1978年12月，观测发现异常：坝体沉陷量加大、坝顶弦长缩短、库满状态下坝体径向水平位移偏向上游、坝体下游面形成周边性裂缝。业主报告水利局，组织专家检查。原因是公路部门在距左坝1400m处所打公路探洞的影响。该探洞穿过了与坝下地层相连的灰岩底部含水层，使岩层迅速脱水，应力重新分布，从而引起岩层裂缝、断层压缩和坝体下沉。修复加固于1980~1984年进行，现该坝运行状况良好。两个典型案例任务一大坝安全监测与维护国内成功案例1962年，安徽省梅山水库大坝，监测发现右岸山坡渗流量明显增大，通过进一步检查，右岸几个坝段向左倾斜达51mm，坝体出现较长裂缝。经综合分析，判断为右岸坝基岩发生了部分错动，大坝险情严重，后决定放空水库，并进行了加固处理，有效避免了一次重大事故。1993年，通过监测，发现佛子岭水库大坝向下游位移量明显增加，超过历史最大值30%，水库管理单位立即进行全面检查和分析，判定为大坝遭遇到不利工况，考虑到大坝基础、坝体均存在一定缺陷，决定控制水位运用，避免了大坝安全性态的进一步恶化。1997年大坝监测系统进行了改造，加强了对大坝结构性态的监测。1999年首次安全定期检查将佛子岭大坝评定为病坝，此后对大坝坝体、坝基和溢洪道进行了一系列加固处理。任务一大坝安全监测与维护大坝安全监测的发展历史第一阶段——感性认识阶段从远古到19世纪末，土石材料坝，简单的外表巡视检查。第二阶段——原型观测阶段从20世纪初到20世纪50年代，

出现了成型的观测仪器和方法②开始采用简单方法对观测资料进行分析。第三阶段——大坝观测阶段从20世纪60年代至90年代，仪器性能得到改善；观测正规化②监测制度、法规和管理机构逐渐健全③资料分析从定性转变为定量。任务一大坝安全监测与维护第四阶段——大坝安全监测阶段20世纪90年代末至今，①已形成型谱齐全、性能稳定的监测仪器；自动化系统趋于完善；法律法规体系基本完备，定期检查制度逐步完善。②监测设计已从工程类比向优化设计发展；安全监测已成为工程设计、项目审批、竣工验收的必须内容。③传统监测模型基本完善，新型模型不断涌现；开始从机理上研究大坝健康诊断技术和寿命预测方法；出现了比较完善的安全监测信息管理系统；正在向实时、在线监控方向发展。未来——大坝安全监控

①高智能、高效率、高可靠性的大坝安全监控系统②从单个大坝的分散监测向大坝群、区域大坝乃至全国大坝的统一集中监控发展。大坝安全监测的发展历史任务一大坝安全监测与维护监测工作的步骤1.监测系统设计——龙头2.仪器选型——基础3.仪器埋设安装——保障4.现场观测5.监测资料分析——重要环节6.安全评估和监控——关键任务一大坝安全监测与维护巡视检查的分类

日常巡查是指在常规情况下，对大坝进行的例行巡视检查。日常巡查应根据大坝的具体情况和特点，制定切实可行的巡查制度，具体规定巡查的时间、部位、内容和要求，并确定日常巡回检查路线和顺序，由有经验的技术人员负责，并相对固定。

年度巡查是在每年汛前汛后、用水期前后、第一次高水位、冻害地区的冰冻期和融冰期、有蚁害地区的白蚁活动显著期、高水位低气温时期等条件下进行的巡视检查。

特别检查是当大坝发生比较严重的险情或破坏现象，或发生特大洪水、大暴雨、7级以上大风、有感地震，水位骤升骤降等非常运用情况下进行的巡视检查。任务一大坝安全监测与维护巡视检查的方法

1.常规方法1）眼看2）耳听3）脚踩4）手摸

2.特殊方法采用开挖探坑（或探槽）、探井、钻孔取样或孔内电视、向孔内注水试验、投放化学试剂、潜水员探摸或水下电视、水下摄影或录像等方法，对工程内部、水下部位或坝基进行检查。任务一大坝安全监测与维护大坝安全监测项目1.环境量监测。包括上下游水位、降雨量、气温、水温、地震、波浪、冰压力，以及坝前和库区泥沙冲淤等。2.变形监测。包括坝的表面变形（水平位移和垂直位移）、内部变形（分层水平位移和垂直位移（或沉降））、裂缝及接缝、挠度观测、混凝土面板变形及岸坡位移等观测。3.渗流监测。包括坝体渗流压力（浸润线）、坝基渗流压力、绕坝渗流、渗流量、水质分析等观测。任务一大坝安全监测与维护4.结构内部应力、应变、温度监测。包括孔隙水压力、土压力（应力）、混凝土应力应变、锚杆（锚索）及钢筋应力、温度等观测。土石坝压力（应力）观测，一般用于Ⅰ、Ⅱ级工程和高坝。5.水力学监测。包括坝后及水流通道的流速、流态、动水荷载、空化、空蚀、雾化、通气、掺气等观测。6.地震反应监测。包括地震动加速度和动水压力等观测。大坝安全监测项目任务一大坝安全监测与维护土石坝监测目土石坝安全监测项目分类和选择表任务一大坝安全监测与维护混凝土坝监测项目任务一大坝安全监测与维护土石坝安全监测项目测次表第一阶段：原则上从施工建立观测设备起，至竣工移交管理单位止。若坝体填筑进度快，变形和土压力测次可取上限。第二阶段：从水库首次蓄水至达到（或接近）正常蓄水位后再持续三年。在蓄水时，测次可取上限；完成蓄水后的相对稳定期可取下限。第三阶段：指第二阶段后的运行期。任务一大坝安全监测与维护大坝安全监测的一般注意事项（1）大坝安全监测人员应具备和掌握水工建筑物专业的基本知识，安全监测的基本理论和方法，仪器监测的工作原理和使用方法等方面的知识，具备计算机基本技能；具有高度责任心，工作认真细致，保质保量地完成安全监测任务。（2）大坝安全监测人员应相对稳定，监测人员分工明确，各司其职。（3）应做到“四无”“四随”“四固定”“四无”：无缺测、无漏测、无精度不合格观测、无违时观测。“四随”：随观测、随记录、随计算、随校核。“四固定”：固定人员、固定仪器、固定测次、固定时间。任务一大坝安全监测与维护（4）观测仪器应由专人保管，不得私自外借。（5）现场记录本应采用专用格式的专用记录本。（6）应按规定对建筑物进行全面和重点观测。（7）在以下情况下应加密观测：蓄水期水库水位上升很快时；发生强烈地震后；出现大洪水时；水库水位超过设计洪水位时；观测成果出现大范围异常时；大坝发现异常迹象或险情时。（8）原始纸质观测记录和成果计算应保存好，并宜于当天输入到相应数据库中，绘制过程线和分布图。所有数据宜及时进行备份。大坝安全监测的一般注意事项任务一大坝安全监测与维护（9）监测成果必须保证真实、准确、可靠。（10）监测过程如出现不正常现象，应分析原因并及时上报。（11）所有数据采集仪器应按规定进行定期维护和检验。（12）监测仪器设备的封存、报废，监测项目增减、测次调整或停测以及左右方法更改必须报告主管领导批准或审查认可方可实施。（13）做好劳动安全保障工作，保证人身和仪器安全。大坝安全监测的一般注意事项任务一大坝安全监测与维护相关法律、法规及规范1.法律中华人民共和国水法2002.10.1中华人民共和国防洪法1998.1.1中华人民共和国防震减灾法2014.6.19中华人民共和国突发事件应对法2010.4.29任务一大坝安全监测与维护2、法规

水库大坝安全管理条例1991.3.22水电站大坝安全检查实施细则1988.8.29水电站大坝安全定期检查办法2005.10.9水电站大坝安全管理条例1997.1.15水库大坝安全鉴定办法2006.8.1相关法律、法规及规范任务一大坝安全监测与维护3、规范土石坝安全监测技术规范SL551-2012混凝土坝安全监测技术规范Sl601-2013大坝安全监测仪器检验测试规程SL530-2012大坝安全监测仪器安装标准SL531-2012土石坝安全监测资料整编规程SL169-96土石坝养护修理规程SL210-98土石坝监测仪器系列型谱DL/T947-2005大坝安全监测自动化技术规范DL/T5211-2005大坝安全监测系统施工监理规范DL/T5385-2007大坝安全监测系统竣工验收规范GB/T22385-2008相关法律、法规及规范任务一大坝安全监测与维护当前大坝安全监测存在的主要问题（1）对大坝安全监测重要性的认识问题业主不能从保障大坝安全的高度去深刻认识安全监测的意义和作用，因而存在轻视，削减监测投资规模到不到效果，隐患得不到及时发现。（2）新型监测技术的开发问题新技术开发应用还比较滞后，理论探讨实验研究阶段。造价高，技术不成熟，智能化程度不高。（3）监测仪器的选型问题强调经济性，忽视了先进性，片面追求新技术，忽视了实用性，造成浪费，适得其反。找到一个平衡点。任务一大坝安全监测与维护（4）监测设计的机理性研究问题大力开展监测设计的基础性、机理性研究，对已经获得共识幅度常规性监测项目，可适当简化，而对于影响大坝安全的重大问题，应在安全监测设计方面进行专门研究。（5）监测施工队伍的专业性问题监测施工队伍水平层次不齐，专业化的监测施工企业还不多，不少监测施工队伍中监测专业技术人员偏少。当前我国对监测项目施工的监理模式、技术要求的研究还很不充分，部门监测建立工程师的专业水准还有待提高。幼稚的监测施工是确保大坝安全监测可发挥其应有作用的基础和保障，因此，应尽快建立大坝安全监测项目施工的准入制度，提高施工企业和监理单位的技术门槛。当前大坝安全监测存在的主要问题任务一大坝安全监测与维护（6）安全监控