水工建筑物安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)水工建筑物安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

水工建筑物監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)需考慮建筑物的級(jí)別、規(guī)模、結(jié)構(gòu)型式、地形、地質(zhì)條件和地理環(huán)境等因素和施工、運(yùn)用條件。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)能較全面地反映建筑物的工作狀況;同時(shí)，應(yīng)以安全上的關(guān)鍵部位和薄弱環(huán)節(jié)(如結(jié)構(gòu)復(fù)雜或地基軟弱的部位)為主要監(jiān)測(cè)對(duì)象，突出重點(diǎn)，有明確的針對(duì)性，測(cè)點(diǎn)少而精，相關(guān)項(xiàng)目應(yīng)統(tǒng)籌安排，配合布置。觀測(cè)方法宜簡(jiǎn)捷、直觀，滿足精度要求，并便于校核。各監(jiān)測(cè)儀器、設(shè)施的選擇，要在精確可靠、穩(wěn)定耐久、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的前提下，力求先進(jìn)和便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化觀測(cè)。采用自動(dòng)化觀測(cè)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，所選用系統(tǒng)應(yīng)能采集到連續(xù)、準(zhǔn)確、完整的數(shù)據(jù)，并具有人工觀測(cè)的條件。監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)應(yīng)注意在出現(xiàn)大洪水、嚴(yán)寒冰凍等惡劣條件下仍然能進(jìn)行必要項(xiàng)目的觀測(cè)。監(jiān)測(cè)設(shè)備要有必需的保護(hù)裝置，觀測(cè)場(chǎng)所具備必需的交通和操作條件，并有照明、防潮、防寒等設(shè)施，必要時(shí)可設(shè)置專門的觀測(cè)站房和觀測(cè)廊道。施工期的正常觀測(cè)條件，特別是初期蓄水時(shí)基準(zhǔn)值的觀測(cè)要得到保證 。

中國(guó)對(duì)各階段監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的規(guī)定有:

①可行性研究階段，應(yīng)提出安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，說(shuō)明監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及其所需儀器設(shè)備的數(shù)量和投資估算。

②初步設(shè)計(jì)階段，應(yīng)優(yōu)化安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案、測(cè)點(diǎn)布置、監(jiān)測(cè)設(shè)備及儀器的數(shù)量，提出投資概算和各監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)投入觀測(cè)的時(shí)間。

③招標(biāo)設(shè)計(jì)階段，應(yīng)提出監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備的清單、各主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及測(cè)次、各監(jiān)測(cè)設(shè)施和儀器安裝的技術(shù)要求及投資預(yù)算。

④施工詳圖階段，應(yīng)提出監(jiān)測(cè)設(shè)施施工圖，制定初期蓄水期間監(jiān)測(cè)工作的計(jì)劃和主要的監(jiān)控技術(shù)指標(biāo)。對(duì)于己經(jīng)投入運(yùn)行的水工建筑物，當(dāng)工程進(jìn)行除險(xiǎn)加固、擴(kuò)建、改建或出現(xiàn)安全監(jiān)測(cè)儀器故障、失效、不完備而需要補(bǔ)充、更新時(shí)，需作出監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的更新設(shè)計(jì)。

水工建筑物安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)是指為達(dá)到水工建筑物安全監(jiān)測(cè)的目的而確定監(jiān)測(cè)部位、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、監(jiān)測(cè)方法、儀器類型和儀器布置并規(guī)定監(jiān)測(cè)設(shè)施埋設(shè)安裝、數(shù)據(jù)采集、資料分析的技術(shù)方法和技術(shù)要求的工作。水工建筑物安全監(jiān)測(cè)的主要目的是掌握施工期和運(yùn)行期水工建筑物的實(shí)際工作性態(tài)，以便及時(shí)采取應(yīng)急或加固措施，保障安全運(yùn)用。同時(shí)，監(jiān)測(cè)也可為檢驗(yàn)工程設(shè)計(jì)、指導(dǎo)施工、檢驗(yàn)施工質(zhì)量以及提高運(yùn)行水平提供依據(jù)。監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)要為實(shí)現(xiàn)上述監(jiān)測(cè)目的作出策劃、論證和安排。監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)的成果一般為監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)報(bào)告、監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)圖，有的工程還有專題報(bào)告 。

許多國(guó)家的監(jiān)測(cè)規(guī)范和水工建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)觀測(cè)項(xiàng)目都有原則規(guī)定。中國(guó)規(guī)定，一級(jí)、二級(jí)混凝土壩宜布置的一般性觀測(cè)項(xiàng)目為:巡視檢查，上、下游水位，氣溫、庫(kù)水溫、混凝土溫度及壩基溫度，滲漏量、揚(yáng)壓力、繞壩滲流及水質(zhì)分析，位移、撓度、傾斜、接縫及裂縫，應(yīng)力、應(yīng)變，下游沖淤、壩前淤積等。三級(jí)、四級(jí)混凝土壩宜布置的一般性觀測(cè)項(xiàng)目為:巡視檢查，水位，氣溫，位移，滲漏量，揚(yáng)壓力等。各級(jí)混凝土壩還可根據(jù)工程的具體情況，選設(shè)近壩區(qū)岸坡穩(wěn)定、局部結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變、壩體地震反應(yīng)、水力學(xué)觀測(cè)等項(xiàng)目。一級(jí)、二級(jí)土石壩必設(shè)或選設(shè)的觀測(cè)項(xiàng)目除與混凝土壩相似的巡視檢查，上、下游水位，氣溫，水溫，表面變形，接縫及裂縫變形，滲漏量，繞壩滲流，壩前泥沙，岸坡位移，地震動(dòng)態(tài)，泄水建筑物水力學(xué)觀測(cè)等以外，還有壩體內(nèi)部變形、混凝土面板變形、壩體和壩基滲流特性、孔隙水壓力、土壓力、接觸土壓力、混凝土面板應(yīng)力、降水量、波浪、冰凍、動(dòng)孔隙水壓力等。

世界各國(guó)對(duì)大壩監(jiān)測(cè)及其設(shè)計(jì)都十分重視。國(guó)際大壩委員會(huì)(ICOLD)在其60號(hào)公報(bào)《大壩監(jiān)測(cè)基本要求》中指出:為保證獲得建筑物施工期和運(yùn)行期所需的信息，應(yīng)仔細(xì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì);需要監(jiān)測(cè)的不僅是大壩，還有壩基和壩肩。ICOLD在其68號(hào)公報(bào)《大壩及其地基監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展水平》中指出:壩的安全不僅取決于合理的設(shè)計(jì)和正確的施工，而且取決于對(duì)大壩實(shí)際性態(tài)的監(jiān)測(cè);合理的監(jiān)測(cè)能獲得大量資料，增加人們對(duì)大壩實(shí)際性態(tài)的了解，為改進(jìn)分析方法、提高實(shí)驗(yàn)技能、更好更安全地設(shè)計(jì)大壩提供便利條件。又指出:壩的安全水平主要是在設(shè)計(jì)階段規(guī)定的，因此在壩的設(shè)計(jì)階段就應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則來(lái)設(shè)計(jì)其觀測(cè)系統(tǒng)，考慮的監(jiān)測(cè)量應(yīng)包括自變量(環(huán)境變量)和因變量(結(jié)構(gòu)物對(duì)環(huán)境變量的反應(yīng))。自變量中最重要的是水位和溫度，因變量中最重要的是位移、滲流量、應(yīng)變、揚(yáng)壓力、孔隙水壓力。各國(guó)大壩委員會(huì)在提出的監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展報(bào)告中，總結(jié)其經(jīng)驗(yàn)時(shí)提到:監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)綜合體，它應(yīng)包括表征大壩及其地基安全的要素，能說(shuō)明大壩性態(tài)的各種參量，能測(cè)定這些參量的儀器，對(duì)儀器數(shù)量、布局和觀測(cè)頻率的設(shè)計(jì)等(意大利、日本)。就大壩的安全而言，最主要的監(jiān)測(cè)物理量是滲流量、揚(yáng)壓力和位移(瑞士)。高度在50m以上的重力壩和30m以上的拱壩，必須設(shè)置漏水量、變形、揚(yáng)壓力等觀測(cè)項(xiàng)目;斜墻和心墻土石壩必須設(shè)置的觀測(cè)項(xiàng)目為漏水量和變形，均質(zhì)土壩還要加測(cè)浸潤(rùn)線(日本)。使用直觀檢查能夠察覺(jué)自動(dòng)儀器所不能測(cè)出的異常情況，直觀檢查是儀器觀測(cè)的一種有用和必要的補(bǔ)充，是不可缺少的(澳大利亞、法國(guó)、南非、奧地利、加拿大、美國(guó)、葡萄牙、意大利、日本)。寧愿認(rèn)真地、頻繁地、及時(shí)地觀測(cè)較少量審慎地布置在結(jié)構(gòu)內(nèi)的直觀檢查儀器，也比在大量的數(shù)據(jù)中去尋找信息更為合理(法國(guó))。

水工建筑物的儀器監(jiān)測(cè)于20世紀(jì)之初即己出現(xiàn)，當(dāng)時(shí)僅限于用大地測(cè)量法觀測(cè)混凝土壩的位移。后來(lái)，隨著建筑物高度的增加、厚度的減小以及工程事故的不斷出現(xiàn)，監(jiān)測(cè)逐漸發(fā)展成為水利水電工程的一項(xiàng)必需的工作和掌握工程安全性態(tài)的重要手段。水工建筑物系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)開(kāi)始于20世紀(jì)20年代。1926年美國(guó)拱壩研究委員會(huì)對(duì)史蒂文森溪(Stevenson Creek)薄拱壩進(jìn)行了周密的觀測(cè)設(shè)計(jì)，在壩內(nèi)布置了成百支應(yīng)變計(jì)、溫度計(jì)、傾斜計(jì)，在壩外布設(shè)了三角網(wǎng)。30年代以后，歐美各國(guó)修建的壩普遍進(jìn)行了監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)。50年代以后，中國(guó)設(shè)計(jì)的水利水電工程也都含有監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)內(nèi)容。中國(guó)在70年代以后陸續(xù)頒布的全國(guó)性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如DI,5020-93《水利水電工程可行性研究報(bào)告編制規(guī)程》、DL5021-93《水利水電工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)程》等都規(guī)定有監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)條款;SDJ21-78 ((混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)》、SDJ 145-85《混凝土拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范》、SL274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》、SI,228-89《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》、SLJO1-88《土石壩瀝青混凝土面板和心墻設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》、DI州T5005-92《碾壓混凝土壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》、SL25-91《漿砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》、SI,253-2000《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》、SD134-84《水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范》、SI,265-2001《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》、SD303-88《水電站進(jìn)水口設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)》、SI,266-2001《水電站廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》等都列有觀測(cè)設(shè)計(jì)的專章;SDJ336-89《混凝土大壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范(試行)》、SI,60-94《土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》還對(duì)各類監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)作出了具體的規(guī)定。中國(guó)對(duì)己建的新安江、劉家峽、丹江口、葛洲壩、龍羊峽、二灘、小浪底等壩都作了全面的監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)，各由成千支儀器組成監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。三峽等水利樞紐的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)更為龐大、復(fù)雜和先進(jìn)，它們的監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)己成為樞紐設(shè)計(jì)中一個(gè)十分重要的部分。建筑物安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)被列為三峽工程技術(shù)設(shè)計(jì)階段的8個(gè)專項(xiàng)設(shè)計(jì)之一。在小浪底水利樞紐的安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)中，信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)被列為一項(xiàng)專門設(shè)計(jì)，進(jìn)行了大量深入的研究、論證工作 。2100433B

出版者的話

前言

第1章 緒論

1.1 我國(guó)水資源及其開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

1.2 水工建筑物的安全條件

1.3 水工建筑物安全監(jiān)測(cè)的必要性

1.4 開(kāi)展水工建筑物安全監(jiān)測(cè)研究的重要意義

1.5 水工建筑物安全監(jiān)測(cè)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

1.6 安全監(jiān)測(cè)新技術(shù)與方法

1.7 安全監(jiān)測(cè)儀器的發(fā)展

1.8 水工建筑物安全監(jiān)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)

第2章 水工建筑物安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

2.1 監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)的基本原則和要求

2.2 監(jiān)i貝0項(xiàng)目確定與測(cè)值限差

2.3 變形監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

2.4 滲流監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

2.5 應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

2.6 水文及水力學(xué)監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

2.7 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化

2.8 監(jiān)測(cè)工程的施工組織設(shè)計(jì)

2.9 監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)工程實(shí)例

第3章 安全監(jiān)測(cè)儀器及監(jiān)測(cè)自動(dòng)化

3.1 監(jiān)測(cè)儀器概述

3.2 常用傳感器的類型和工作原理

3.3 外部變形監(jiān)測(cè)儀器

3.4 內(nèi)觀儀器

3.5 環(huán)境量監(jiān)測(cè)儀器

第4章 儀器埋設(shè)安裝與監(jiān)測(cè)實(shí)施方法

4.1 監(jiān)測(cè)儀器現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與率定

4.2 監(jiān)測(cè)儀器的安裝埋設(shè)技術(shù)

4.3 監(jiān)測(cè)實(shí)施方法

第5章 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與建模分析

5.1 監(jiān)測(cè)資料分析內(nèi)容與分析方法概述

5.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的誤差分析

5.3 統(tǒng)計(jì)回歸分析方法

5.4 水工建筑物安全監(jiān)控變量的統(tǒng)計(jì)模型

第6章 安全性態(tài)綜合評(píng)判與決策

6.1 概述

6.2 安全性態(tài)綜合評(píng)判與決策

6.3 水庫(kù)大壩安全鑒定

6.4 病險(xiǎn)水庫(kù)的除險(xiǎn)加固

參考文獻(xiàn) 2100433B

楊杰、李宗坤、林志祥、任杰主編的《水工建筑物安全監(jiān)測(cè)與控制(全國(guó)高等院校水利水電類精品規(guī)劃教材)》是全國(guó)高等院校水利水電類精品規(guī)劃教材，是水利水電工程專業(yè)水工建筑物安全監(jiān)測(cè)與控制課程的教學(xué)用書(shū)。全書(shū)共分6章，包括緒論、水工建筑物安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)、安全監(jiān)測(cè)儀器及監(jiān)測(cè)自動(dòng)化、儀器埋設(shè)安裝與監(jiān)測(cè)實(shí)施方法、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與建模分析、安全性態(tài)綜合評(píng)判與決策。

《水工建筑物安全監(jiān)測(cè)與控制(全國(guó)高等院校水利水電類精品規(guī)劃教材)》除可作為水利水電工程專業(yè)本科生的教材外，還可供其他相關(guān)專業(yè)的師生作為教學(xué)參考書(shū)和有關(guān)工程技術(shù)人員的參考書(shū)。

《工程安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)》為黃河小浪底水利樞紐規(guī)劃設(shè)計(jì)叢書(shū)的工程安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)卷。全面系統(tǒng)地介紹了小浪底水利樞紐規(guī)工程各建筑物布設(shè)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、測(cè)點(diǎn)布置情況、采用的監(jiān)測(cè)方法、監(jiān)測(cè)儀器的選型以及監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)思路等，并對(duì)監(jiān)測(cè)成果作了簡(jiǎn)要分析。詳細(xì)介紹了該工程的監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，總結(jié)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施的體會(huì)，提出了類似工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施的建議。

《工程安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)》可供從事水利水電工程安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理人員以及大專院校有關(guān)專業(yè)的師生參考。