大坝渗流安全监测与监测资料分析讲义

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2)布置:一般在结合面和外围布置 1~3 断 面,沿结合面和流线方向布置。
3)设备:一样的渗流压力观测设备。
2 大坝渗流安全监测
2.6 渗流量观测
2.6.1 重要性 渗流量是反映渗流场状态的另一大基本
要素,是反映渗流安全问题最直观、灵敏和综合的 因素,对防渗体工作状况反映最全面及时,很多工 程变化在渗流压力观测判断还不够明确时,渗流量 反映已相当明显。
பைடு நூலகம்
3 渗流监测资料整编分析
3.1 简述 3.2 原始资料及考证资料 3.3 观测资料整编 3.4 渗流观测资料分析 3.5 渗流观测综合分析
3 渗流监测资料整编分析
3.1 简述
1)渗流监测是监控大坝安全运行的重要内容,通过资 料分析才能充分发挥监测作用。
2)通过监测资料分析,及时掌握工程安全状况,进行 一定的预测预报。
3)监测资料整编分析是工程管理工作的重要内容,应 当制度化。
4)主要内容包括:考证资料,定期整编分析与刊印, 遇工程问题或大坝安全鉴定等应全面整理分析监测资料。
3 渗流监测资料整编分析
3.2 原始资料及考证资料
1)观测设施考证资料:观测设施布置(平剖 面图、数据表格),埋设安装的位置与初始的读数, 新的校验测试修正。
4)造孔要干钻,反滤和分段止水要可靠。
2 大坝渗流安全监测
2.4 坝基渗流压力观测
2.4.1 观测目的及内容: 1)监控观测断面坝基的渗流安全变化。 2)了解防渗排水措施的工作效能。 3)掌握透水地基的渗压力大小及其分布。 4)监控穿坝建筑物渗流安全。 5)坝基范围包括天然岩土层,深入坝基
的防渗排水设施等。
2 大坝渗流安全监测
2.6 渗流量观测
2.6.2 观测项目 有流量和水质两个方面观测指标,前者是
任何工程等级的工程都应该观测的项目,土石坝 更是必不可少。水质观测又可包括透明度、温度 和化学成分观测。
2 大坝渗流安全监测
2.6 渗流量观测
2.6.3 观测设备 根据渗流量大小和汇集条件选用方法设备: 1)容积法:流量小于1 L/s 时宜采用容积法。 2)量水堰法:流量在 1~300 L/s 之间时宜采用 量水堰法。 3)测流速法:当流量大于300 L/s 或受落差限制 不能设量水堰时,可用测流速或典型断面水位的方法。
的隐患。
2)下游:散浸、出水点、集中渗水、塌陷隆
起等,翻砂冒水、混水等。

3)上游:凹陷、塌坑等,水面漩涡、漏水声
等,必要时做水下检查。

4)建筑物接触部位的渗流进出口。
2 大坝渗流安全监测
2.3 坝体渗流压力观测
2.3.1 观测目的及内容 1)监控观测断面坝体的渗流安全变化。 2)了解防渗排水措施的工作效能。 3)掌握观测断面的坝体压力分布。 4)确定断面上水位线位置。 5)监控穿坝建筑物渗流安全。
分布,坝基渗流压力等势线分布,对比设计浸润线位置。
3 渗流监测资料整编分析
3.4 观测资料分析
3.4.2 渗流量资料分析
渗流量受温度影响,统一折算成10℃水温渗流量;潜流占 有较大比重且有观测的,推求潜流量。
1)过程线分析:各测点渗流量过程线,含上、下游水位和 降雨。确定并消除迟后时间,剔除差错数据。
渗流破坏:渗流作用下的孔隙介质结构的改变,又 称渗透变形 破坏形式:管涌、流土、冲刷 土的分类:管涌、流土、过渡型,Cu判断 破坏指标:渗透坡降J,J破坏、J允许 破坏判断:直观判断、分析比对
1 大坝渗流安全概要
1.3 大坝渗流安全与控制
安全:在设计条件下基础和结构不发生 渗流破坏,渗流对结构影响是有限和可接受的, 并将渗流量控制在可接受的范围内。 控制:“上堵下排”原则,上堵措施有防 渗体和防渗结构,下排措施有排水体和反滤保 护措施,通过这些措施将大坝渗流控制安全范 围。
1 大坝渗流安全概要
1.1 渗流概念
大坝渗流危害

1)土石坝:破坏防渗与排水设施,造成坝基
坝体和结构渗流破坏,降低坝坡稳定性。

2)混凝土坝:扬压力降低坝体稳定性,两岸
地下水影响坝座和岩体稳定,对坝基和结构造成水化
学侵害。

3)此外:过大的渗漏损失减低工程效益。
1 大坝渗流安全概要
1.2 渗流破坏
2)特定过程线:特定库水位下渗流量过程线,画引流量过 程线。q=Q/(H1-H2)
3)相关线:渗流量与库水位(或上下游水位差)相关线。 4)渗流压力分布:坝体横断面渗流压力(含浸润线位置) 分布,坝基渗流压力等势线分布,对比设计浸润线位置。
3 渗流监测资料整编分析
3.4 观测资料分析
此外,渗流量分析还有: 1)水质(透明度)变化分析等。 2)渗漏损失分析,渗漏损失是一个相对的问
近期情况:2000-2009年共47座,年均4.7座,近几年是,07年7 座,08年1座,09年没有,10年已有8座
1 大坝渗流安全概要
1.1 渗流概念
渗流问题的重要性 在工程事故统计中,渗流原因所占份额
仅次于洪水漫顶,高达30~40% 。 因工程质量认识、运用条件变化、技术
要求提高,以及保障大坝运行安全和安全管理 的需要,对已建坝进行渗流安全评价非常重要。
4)所有集水和量水设施应避免客水干扰。
2 大坝渗流安全监测
2.6 渗流量观测
2.6.5 量水堰的设置注意问题 1)量水堰应设在矩形断面排水沟的直线段,
槽底和侧墙不漏水; 2)堰板与侧墙和水流方向垂直,堰板平正,
堰口水平; 3)堰上水流为自由出流形式,不受其它
(杂物)干扰; 4)量水堰考证资料准确,存档备查。
巡视检查*
必设 必设 必设 10~4 30~8 4~2
渗流量
必设 必设 必设
坝基渗流压力 坝体渗流压力
必设 必设
必设 必设
选 10~4 30~10 6~3

绕坝渗流
必设


*注:巡视检查不受上述限制,有条件可多做一些巡视检查,尤其是汛期、高水
位期、水位升降期应加密频次,加强巡视检查。
2 大坝渗流安全监测
2 大坝渗流安全监测
2.1 概述
2.1.2 渗流安全监测项目及要求

必设项目:1)巡视检查

2)渗流量观测

选设项目:① 坝体渗流压力

② 坝基渗流压力

③ 绕坝渗流观测
2 大坝渗流安全监测
2.1 概述
2.1.3 观测项目与观测频次
观测项目
建筑物级别



观测频次(次数/月) 施工期 初蓄期 运行期
2 大坝渗流安全监测
2.4 坝基渗流压力观测
2.4.3 观测设备 1)与坝体观测一样,设备有测压管、孔隙水
压力计两类,设备选用原则也同。 2)一般选用与坝体观测一样设备,便于观测。
一般坝基观测对测压管的限制放宽。
2 大坝渗流安全监测
2.5 绕坝渗流观测
1)目的:监控结合面渗流安全,了解绕渗对 大坝渗流的影响,掌握坝肩地层渗流安全。
题,主要考量绝对值大小、相对于来水和兴利的关 系、总体水资源状况等。
3 渗流监测资料整编分析
3.4 观测资料分析
3.4.3 渗流观测资料统计分析
对渗流压力p、渗流量q等因子可以通过 数理统计方法建立与相关因子(如水位h、降雨i、 时间t等)之间的统计学关系(统计模型),进而推 求两者之间的定量关系,用于对资料的分析解读和 预测预报,也是目前大坝监测资料分析中常用的一 种方法。p,q=f(h)+f(i)+f(t)+c
坝型坝高:土石坝占大坝总数的93%,坝高30m 以上的水库9191 座,15m以上2.63万
1 前言
突出问题
老化病害严重
工程标准低、质量差(先天不足) 维护不够、老化失修(后天失调)
病险水库较多
3万多座病险水库,占总数40% 老化、水毁、地震等不时新增
大坝风险居高
经济社会发展,水库影响增大 极端气候条件,突发事件影响
1 前言
水库溃坝
历年溃坝:1954~2009年56年间全国共发生水库溃坝 3504座, 年均62.6座,其中小型3375座(占96%)
过程分布:溃坝高峰在大跃进、文革期间,最多1973年溃556座, 改革开放后快速减少,近年低位稳定
重大灾害:1975年河南板桥、石漫滩溃坝,1993年青海沟后溃 坝等,极大改变了大坝安全管理发展进程
均质坝
斜墙坝
宽心墙坝
窄心墙坝
坝体渗流压力观测布置示意图
2 大坝渗流安全监测
2.3 坝体渗流压力观测
2.3.3 观测设备 1)设备有测压管、孔隙水压力计两类。 2)高坝、渗透系数小和压力变幅小的土层不
宜测压管,测压管管径不宜大,渗流急变区的花管段 不宜长、测点不宜少。
3)观测设备的考证资料要准确,孔口要防雨 水,数据采集设备要定期校验。
2)监测记录考证整理:参数的转换,温度修 正,系列化。
主坝部分测压管考证表(举例)
测压管编号
平面位置 桩号 坝轴距
竖直位置(m)
管底 沉淀管 透水段 管口 高程 长度 长度 高程
管长
埋设时 间
(年.月)
备 注
0+375T1
-8.00
0+375T2 坝体
+17.50
0+375T3
+41.50
0+375J1
2 大坝渗流安全监测
2.1 概述 2.2 巡视检查 2.3 坝体渗流压力观测 2.4 坝基渗流压力观测 2.5 绕坝渗流观测 2.6 渗流量观测
2 大坝渗流安全监测
相关技术标准:
《土石坝安全监测技术规范》(SL60-94) 《土石坝安全监测资料整编规程》(SL169-96) 《混凝土坝安全监测技术规范》(DL/T5178-2003) 《混凝土大坝安全监测技术规范(试行)》(SDJ336-89)
2.2 巡视检查
2.2.1 巡视检查的重要性 巡视检查是对设备监测在空间和时间不足上
的补充,实践表明:很多渗流险情首先是巡视检查 发现的,国外经验:大坝安全管理中巡视检查工作 非常重要。
2 大坝渗流安全监测
2.2 巡视检查
2.2.2 巡视检查的重点

1)坝体:裂缝、兽洞、蚁穴等影响渗流安全
+41.50 -8.00
28.53 27.46 22.74 18.37
0+375J2 坝基
18.67 0.50
0+375J3
18.74 0.50
0.50 4.00 42.73 14.20 0.50 3.00 39.66 12.20 0.50 1.50 33.94 11.20 0.50 0.50 42.57 24.20 0.50 39.87 21.20 87.8 0.50 33.94 15.20 87.8
2 大坝渗流安全监测
2.6 渗流量观测
2.6.4 渗流量观测布置原则
1)根据坝型和坝基地质条件、渗漏水出流和 汇集条件,及所采用的测量方法等确定。
2)对坝体、坝基、绕渗及导渗 (含减压井和 减压沟)的渗流量,应分区、分段进行测量。
3)对明流和潜流尽可能完全测量,有条件的 工程宜建截水墙或观测廊道。透水层深厚不能观测 是应在下游顺水流方向做地下水位观测。
87.8 坝
轴 87.8 距
“-” 87.8 表

上 87.8 游,
“+” 87.8 表

下 87.8 游
3 渗流监测资料整编分析
3.3 观测资料整编
1)考证资料:观测设施布置(平剖面图), 埋设安装位置与初始的读数,新的校验测试修正, 观测设施考证表。
2)整理编印:原始数据转换,温度等参数 修正。观测数据、过程线关系图等图表编制,刊印 成册。
1 前言 2 大坝渗流安全监测
3 渗流监测资料整编分析
1 前言
水库数量
水库数量:全国现有水库86353座,其中大型529座,中型3181 座,小型82643座(09年鉴)
建设年代:1950年ICOLD 统计15m以上大坝中国仅 22座,上世 纪50-70年代建坝约占93%
地区分布:湘、赣、粤、川、鲁、鄂、滇7省水库数过5000座, 占全国61%,湖南11815座为最多
3 渗流监测资料整编分析
3.4 观测资料分析
3.4.1 渗流压力资料分析
按坝体、坝基、绕渗分别整理分析。 1)过程线分析:各测点渗流压力过程线,含上下游水位和
降雨。确定并消除迟后时间,剔除差错数据。 2)特定过程线:特定库水位下渗流压力过程线,测点位势
过程线。φi=(P-H2)/(H1-H2)×100% 3)相关线:渗流压力与库水位(或上下游水位差)相关线。 4)渗流压力分布:坝体横断面渗流压力(含浸润线位置)
2 大坝渗流安全监测
2.4 坝基渗流压力观测
2.4.2 观测布置 1)横断面布置:取决于地层结构、地质构造,
断面数一般不少于 3 个,应顺流线方向布置,或与 坝体渗流压力观测断面相重合。
2)观测孔布置:根据建基面轮廓、坝基地质 条件、防渗和排水型式,一般不少于3个。
3)观测点布置:一般在不同高程布置 1~2个。
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