水工建筑物原型觀測

包括觀測系統(tǒng)的設(shè)計，儀器設(shè)備的安裝埋設(shè)，現(xiàn)場觀測及數(shù)據(jù)采集，觀測資料的整編、整理、分析、預(yù)報和作出評價等方面 。

(1)觀測系統(tǒng)的設(shè)計。包括確定觀測項目、選定重點觀測的斷面和部位，確定觀測設(shè)備的布置及結(jié)構(gòu)設(shè)計，進(jìn)行儀器設(shè)備的選型并確定其規(guī)格和數(shù)量，制定安裝埋設(shè)的技術(shù)要求及規(guī)范，繪制整編有關(guān)圖表文件。儀器布置要貫徹少而精的原則，有針對性，重點突出而又能反映全面情況。觀測地點要求有良好的工作環(huán)境和交通條件。

(2)儀器設(shè)備的安裝埋設(shè)。這是原型觀測工作成敗的關(guān)鍵，一定要有專業(yè)隊伍嚴(yán)格按照設(shè)計要求進(jìn)行施工。安裝埋設(shè)前要進(jìn)行儀器設(shè)備的檢查、調(diào)試和率定，做好安裝前的準(zhǔn)備工作。安裝埋設(shè)后要妥善保護(hù)，使所有埋設(shè)件都能正常工作，并取得原始測值和考證資料?？⒐ず笠L制竣工圖，填寫考證表，編寫竣工報告。

(3)現(xiàn)場觀測及數(shù)據(jù)采集?，F(xiàn)場觀測包括巡視檢查和儀器量測兩部分。儀器量測可以用人工測讀，也可以用自動化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測記。要根據(jù)規(guī)定的測次、時間、精度要求，由專人負(fù)責(zé)進(jìn)行觀測。在儀器埋設(shè)之初，就應(yīng)由施工單位隨即測讀，并隨時整理，在竣工后移交給運(yùn)行單位，以保持資料的完整性。在采用自動化設(shè)備觀測時，往往還要考慮人工觀測的可能性，以保證自動化設(shè)備發(fā)生故障時，觀測數(shù)據(jù)不致中斷。要特別強(qiáng)調(diào)認(rèn)真進(jìn)行水庫首次蓄水期間的觀測，取得完整資料，這是極為重要的。

(4)觀測資料的整編、整理、分析和預(yù)報。觀測的原始資料要整編成系統(tǒng)的資料永久保存。觀測資料要及時整理分析，繪制各物理量的變化過程線，建立其相關(guān)關(guān)系，與設(shè)計值和類似工程進(jìn)行比較，對異常測值分析其原因，找出其變化規(guī)律，提出采取有關(guān)措施的建議，要建立有關(guān)物理量的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行計算并作出預(yù)報。施工期監(jiān)測是施工控制的重要手段之一，要做到隨時測記，隨時分析，驗證和修改設(shè)計，指導(dǎo)施工，如隧洞施工的新奧法。運(yùn)行期應(yīng)結(jié)合巡視檢查中發(fā)現(xiàn)的問題和觀測成果，進(jìn)行綜合分析，評定水工建筑物處于正常、異常或險情的工作狀態(tài)。

在19世紀(jì)末、20世紀(jì)初已開始利用儀器對混凝王水工建筑物的變形、溫度和應(yīng)變進(jìn)行觀側(cè)。到30年代鋼弦式和差動電阻式儀器相繼出現(xiàn)，并在蘇聯(lián)的第聶泊河大壩和美國胡佛、大古力等大壩上使用。這兩類儀器一直延用至今。直到50年代，觀測工作多半是研制、改進(jìn)一些儀器設(shè)備，研究混凝土壩的溫度狀況和溫控措施的效果，以及內(nèi)部的應(yīng)力和應(yīng)變等間題 。1959年法國馬爾帕塞拱壩的失事，緊接著1963年意大利瓦依昂拱壩庫區(qū)大滑坡所造成的巨大損失，促進(jìn)了原型觀測對大壩安全監(jiān)測作用的認(rèn)識，同時也推動了壩基和壩肩的安全監(jiān)測技術(shù)和巖石力學(xué)方面的研究。土石壩觀測技術(shù)的發(fā)展大體上與混凝土壩類似。20世紀(jì)30年代以前觀測項目限于滲流量和壩表面的沉降。之后，特別是60年代以來，隨著高土石壩的興建，壩體表面及內(nèi)部相結(jié)合的體系逐步形成，觀測技術(shù)有了較大的發(fā)展。當(dāng)前筑壩技術(shù)比較先進(jìn)的國家在觀測方面的主要經(jīng)驗和趨勢是將建筑物和基巖視為一個整體建立良好的觀測系統(tǒng)。并與有經(jīng)驗的工程人員進(jìn)行現(xiàn)場巡視檢查相結(jié)合，有效地掌握建筑物的性態(tài)變化，同時開展量測基巖變形和滲流等方面儀器的研制工作，并應(yīng)用反饋分析技術(shù)，建立適用的數(shù)學(xué)模型，可修改原來的設(shè)計和施工方案，達(dá)到提高設(shè)計和施工水平的目的。不少工程根據(jù)實際條件和技術(shù)力量，實現(xiàn)了部分或全部量測數(shù)據(jù)采集和處理自動化。中國從50年代初開始，在豐滿、新安江、官廳、上猶江、響洪甸等水利水電工程上進(jìn)行了原型觀測。以后隨著水利水電建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，不僅在新建工程上普遍開展了觀測工作，而且老的建筑物也增設(shè)或改造了觀測系統(tǒng)。60年代初中國也生產(chǎn)并使用了差動電阻式儀器.20世紀(jì)70年代以后，為適應(yīng)建筑物和巖體的觀測，研制出遙測垂線坐標(biāo)儀、測斜儀、多點位移計、激光測壩變形系統(tǒng)及自動量測系統(tǒng)等儀器和設(shè)備?；炷翂?、土石壩、地下工程、水力學(xué)等觀測設(shè)備也都形成了系列。近年來觀測資料的整理分析方面已推廣使用了計算機(jī)。2100433B

水工建筑物原型觀測是指對水工建筑物及其環(huán)境進(jìn)行儀器量測和巡視檢查，以了解和評價其實態(tài)的技術(shù)。通過水工建筑物原型觀測，可以及時掌握水工建筑物在施工期和運(yùn)行期的實際變化狀態(tài)，作為施工控制及安全監(jiān)控之用，并為驗證和改進(jìn)工程的設(shè)計和施工，為研究工程的維修或加固，為發(fā)展水工建筑物理論和技術(shù)提供基礎(chǔ)資料 。

(1)按照水工建筑物的類型，可分為混凝土壩原型觀測、土石壩原型觀測、地下建筑物原型觀測、泄水建筑物原型觀測等類別，其觀測目的、觀測項目及所用儀器設(shè)備各不相同 。

(2)按照觀測目標(biāo)不同，可分為一般性觀測和專門性觀測兩類。一般性觀測項目是所有工程一般都要布設(shè)的項目，包括巡視檢查、變形觀測、滲流觀測、應(yīng)力應(yīng)變及溫度觀側(cè)，以及為分析資料需要的上下游水位、雨量、氣溫等環(huán)境量的觀測。此外，根據(jù)工程特性和工程所處的地形地質(zhì)特性及工程的重要性，可有選擇地增設(shè)一些專門性的觀測項目，如近壩區(qū)岸坡穩(wěn)定觀測、地震反應(yīng)觀測、水力學(xué)觀測、局部結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變觀測、土壓力觀測等。

(3)按照觀測手段的不同，可分為巡視檢查、外部觀測及內(nèi)部觀測等三類。巡視檢查是由有經(jīng)驗的人員定期巡視，觀察水工建筑物是否正常工作，有無缺陷和險情。外部觀測是在水工建筑物表面設(shè)置標(biāo)點系列，用光學(xué)或機(jī)械方法觀測這些標(biāo)點的三個方向的位移或傾斜，裂縫的發(fā)展和變化。水力學(xué)觀測也是外部觀側(cè)的二種。內(nèi)部觀測是在水工建筑物內(nèi)部埋設(shè)儀器，用機(jī)械或電測方法引至壩外或廊道內(nèi)的觀測站，測讀變形、應(yīng)力、應(yīng)變、滲透壓力、溫度等物理量。

本書探討了在混凝土水工建筑物內(nèi)進(jìn)行溫度、應(yīng)變和應(yīng)力等原型觀測時所產(chǎn)生的一系列問題．書中針對每類問題，對主要的測量儀器和測量方法作了簡明的介紹，并提出了儀器布置和安裝的一般規(guī)定．書中還列舉了一些高重力壩和拱壩的原型觀測實例．

本書可供從事混凝土水工建筑物的運(yùn)行管理、設(shè)計和施工單位的工作者參考．

土工原型觀測的物理量主要包括：位移、應(yīng)力、流量和滲流速度、地溫、地聲等。

譯者的話

目錄

第一章 原型觀測概述

第二章 原型觀測使用的測量儀器

第三章 作用在建筑物上的各種外力的確定

第四章 建筑物總位移的測量

第五章 混凝土溫度與濕度的測量

第六章 混凝土應(yīng)變和應(yīng)力的測量

第七章 鋼筋混凝土和加筋建筑物中鋼筋應(yīng)力的測量

第八章 儀器布置的基本原則

第九章 儀器的安裝和埋設(shè)

第十章 原型觀測的一些實例

參考文獻(xiàn) 2100433B