水利工程的变形监测分析.docVIP

精品论文 参考文献 水利工程的变形监测分析 深圳市水务规划设计院 【摘 要】本文主要结合水利工程，对其变形监测方法及监测设计总体结构进行分析，使变形监测为水利工程建设及安全运行保驾护航，给类似工程具有一定的参考。 【关键词】水利工程；变形监测；方法 1 前言 水利工程大坝为混凝土闸坝，全长 845.0m，坝顶高程51.2m，最大坝高 44.9m。根据相关设计规范要求，并结合水利枢纽工程的地质条件及水工建筑物布置特点，安全监测的重点为大坝基础、两岸坝肩、主要建筑物及边坡。本工程所设监测的项目有：巡视检查、环境量监测、变形监测、渗流监测、应力、应变及温度监测、土压力监测、水力学监测等。变形监测是建筑物安全监控的重要指标之一，通过该指标可直接了解到大坝的工作性状，了解到变形的发展趋势和其变化规律，这对判断大坝是否安全起着重要的作用。 2 变形监测范围及监测项目 本工程永久挡水建筑物、泄水闸、挡水坝、厂房（挡水部）、船闸上闸首等为1级建筑物，大坝两岸开挖边坡为 1 级边坡。工程安全问题尤为重要，应考虑在坝体、坝基、坝址岸坡及危及大坝安全的不稳定库区边坡等部位布设监测仪器。 根据《混凝土坝安全监测技术规范》（DL/T5178- 2003），坝体和坝基位移、倾斜、接缝和裂缝变化均为必设监测项目；根据《水利水电工程边坡设计规范》（SL386- 2007），边坡表面位移及其岩土内部位移为必设监测项目。因此，本工程变形监测的主要项目包括大坝水平位移及垂直位移、倾斜、接缝和裂缝变化、坝基基岩变形、边坡表面位移及其岩土内部位移等。 3 变形监测方法和仪器设备选择 变形监测是该水利枢纽工程安全监测系统的重点之一，必须建立监控全部建筑物的变形监测网络。应选择稳定可靠的监测方法和仪器设备，以确保满足量测精度要求，所测数据应充分可靠，还应具有先进性和长期稳定性，并能反映出当前大坝安全监测的技术和水平；所选择的监测方法和监测仪器设备应充分考虑操作简便，具有快速、准确获得可靠监测资料的性能；此外也应满足其经济合理性，获得较高的性价比。在遵循上述原则情况下，本工程各项变形监测方法和仪器设备选择分述如下： （1）大坝水平位移监测。通常采用视准线法、引张线法、真空激光准直法，另外还有交会法和导线法等。视准线法利用光学仪器，进行人工观测，不能实现自动化监测。另外，根据坝顶布置情况，为满足通视要求，视准线需布置在坝顶上游侧，其观测精度会受到库水面水蒸气造成的旁折光影响。真空激光准直法精度高、速度快，能实现自动化数据采集技术先进，但造价较高。引张线法适合于直线形混凝土坝，具有设备费用低、操作简便、测量速度快的特点，而且便于遥测自动化。大坝各建筑物基本布置在一条直线上，便于布置引张线。因此，依据上述情况，本工程大坝水平位移监测采用引张线法。由于大坝两岸地面无稳固实可靠的区域可供设置观测基准点，故引张线两端点均设一倒垂线作为基准。 （2）大坝垂直位移监测。一般有几何水准测量法和静力水准测量法。几何水准测量法利用光学仪器，进行人工观测，不能实现自动化监测。静力水准测量法能实现自动化数据采集。 为使观测操作快速简便，尽可能实现数据采集的自动化，因此，本工程大坝垂直位移监测采用静力水准测量法。在静力水准端点设一双金属标作为基准。 （3）大坝倾斜、接缝和基岩变形监测。大坝倾斜可采用几何水准法监测，也可采用连通管（静力水准）和遥测倾斜仪监测。为实现自动化监测，并考虑到静力水准受到坝顶其他设施布置（如启闭门机等）影响，本工程大坝倾斜监测采用遥测倾斜仪进行监测。坝体接缝变化采用遥测测缝计进行监测。坝基基岩变形采用基岩变位计进行自动化监测。 （4）大坝开挖边坡表面水平位移监测。可采用视准线法和三角网法监测。由于受工程布置及地形条件限制，视准线的通视条件及工作基点的布设条件均受到影响，故本工程大坝开挖边坡表面水平位移采用三角网法，利用光学仪器进行监测。工作基点应按三角网的边角要求进行布设，交会边长在 300m 左右，基点与测点间连线的夹角在60deg;～120deg;之间。为此有部分工作基点需坐落在建筑物上或工程变形影响范围内，这时必须在工作基点处设置倒垂线作为基准点。 本工程可利用坝顶引张线的基准点（倒垂线）作为边坡表面水平位移监测基准点，所利用的倒垂线有布设与左岸挡水坝段的IP1和IP2、右岸挡水坝段的 IP5。 （5）大坝开挖边坡表面垂直位移监测。采用一等精密水准法进行监测。由水准基准点来引测、校测工作基点（起测基点）的垂直位移，