水工建筑物安全监测技术PPT课件
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观测表面、山洞内及地基回弹位移 观测表面位移
垂直位移监测方法
高边坡及 滑坡体
内部及深 层
二降板 沉降仪 多点位移计 变形计
观测表面及山洞内位移 可配合光电测距仪使用或用全站仪 范围大时用
固定式，观测地基和分层位移 活动式或固定式，可测分层位移 固定式，可测各种方向及深层位移 观测浅层位移
渗流水浑浊不清，可能在水中带 有泥沙颗粒或可溶盐成分，反应出 坝基或两岸接头岩土受到溶滤或被 渗流水带出。这些现象往往是管涌 、内部冲刷或化学侵蚀的先兆。当 地下水含有高浓度硫酸盐成分时， 可能会对混凝土产生侵蚀作用，甚 至使之成为酥松状态。
渗流监测项目
1．扬压力及渗流压力监测； 2．孔隙压力监测； 3．绕坝渗流及地下水位监测； 4．渗流量及渗流水质监测。
• 爆破松动 • 塑性变形
锚杆灌浆饱合度（砂浆粘结锚杆） 岩土体及材料物理力学特性
岩体声发射、电阻率、声速
有害气体和放射性
专项监测
水文及水力学监测
• 流速 • 动水压力 • 空化 • 掺气 • 雾化 • 冲刷 • 调压井水位
专项监测
地震监测
• 位移 • 速度 • 加速度 • 动空隙水压力 • 动应变、应力 • 动水压力 • 地壳变形
水质分析
（一）物理分析
主要分析物理指标，将渗漏水质分析与 水库水质分析结果进行对比。若发现有析 出物或有侵蚀性的水流出等问题时，则应 进行化学分析 。
(二)化学分析
化学分析时，主要增加有机污染物的化 学指标分析，同时也可了解水库富营养化 程度，一般需在采取水样后在实验室内进 行分析。
(二)分区渗流量
1．混凝土坝 渗流量分区时，可按不同地段进行设计，如按河床坝 段、边坡坝段、电站坝段、溢流坝段等进行分区观测渗 流量。
2．土坝 将各分区间用横向不透水隔墙将各段分
开。 在各分区心墙或斜墙下游的基槽内铺设
排水管，分别将各区渗流量引向设在下游坝 趾的观测房内。排水管的直径及进水段花管 的长度应根据设计计算的渗流量而定，以排 水管内是无压流为条件。
2．工作基点
(1)土基标 (2)岩基标，也适用于埋设在混凝土上。
3．位移标点
（1）综合标：将水平和垂直位移标点结合 起来，多用于坝面。
（2）混凝土标：适用于坝顶、廊道及其他 混凝土建筑物，也可用于基岩。
（3）钢管标：适用于当基础部位浇注的混 凝土较厚时，用来观测地基岩石的位移。
（4）墙上标：多用于净空较矮的廊道内， 不便竖立3 m长的水准尺时，可在廊道墙上 埋设墙上标，用特制的微型水准尺进行观测 。该尺也可用于外表面的标点观测
观测土坝坝基和岸坡中渗流沿程压力分 布，可以了解土坝防渗和排水设施的作用， 估算实际水力坡降，推算潜水是否可能形成 管涌、流土和接触冲刷等变形破坏。
绕坝渗流。如果坝与岸坡连接不好，岸 坡过陡，产生裂缝，或岸坡中有强透水层， 就可能发生集中渗流，造成变形或漏水，威 胁坝的安全和蓄水效益。
在渗流处于稳定状态时，其流量 与水头保持稳定的相应变化。若渗 流量显著增加，有可能发生管涌或 集中渗流通道，反之可能是排水体 堵塞的反映。在正常情况下，随着 坝前泥沙淤积，渗流量会逐年减小 。
（二）定量信息的监测方法
环境量监测：水位、气温、降雨
（1）变形监测
变形监测是了解大坝工作状态及安全管 理的重要内容。变形监测项目主要包括 ：水平位移、垂直位移、挠度、倾斜、 裂缝等。
变形监测内容
位移－水平、垂直、转动、洞身收敛等 沉陷－地表、地中、分层、地基等 其他－隆起、挠度、缝位移、自生体积 、膨胀等
专家系统 决策支持系统
（一）信息采集系统
原因量（荷载、环境） 变形
1.确定性（量化）信息
渗流 应力
水平位移 垂直位移
水文及水力学 地震
（1） 变形监测
挠 度 （2）渗流监测 倾斜
接缝及裂缝
扬压力 渗流压力 孔隙压力 绕坝渗流 地下水位 渗流量 水质监测
2.不确定性（模糊）信息
常规监测
岩体松动范围
2．多点位移计法
位移计分单点和多点两种，主要用来测量围岩或近 坝区岩体钻孔孔口与锚固端之间的轴向位移及其位移速 率，已广泛用于大坝、地基、边坡及地下洞室等变形监 测，可在垂直的、水平的或任何方向无套管的钻孔内安 装。
位移计主要由传感器、锚头及传递钢杆组成，国外 还采用玻璃纤维杆，其温度膨胀系数很小，约相当于因 钢。按其读数方式可分为机械式和电测式两种，钻孔深 度可达200 m，测量变形范围为可达20 cm，分辨率可达 0.01～0.02 mm，量测精度较高，约为0.1 mm。
坝体较短时用 有条件时用,可布设管道 坝体较长时用 测内部分层及界面位移用 同拱坝
二、监测方法 （续）
近坝 区岩
体
高边 坡、 滑坡
体
测斜仪 交会法 卫星定位 多点位移计
视准线 卫星定位 直线测距 边角网 同轴电缆 (TDR)
一般均适用 同拱坝 范围较大时用 也可用于滑坡体及坝基
一般均适用 范围较大时用 用光电测距仪或因钢线位移计、收 敛计 一般均适用,包括三角网、测边网 及测边测角网 可测定位移深度、速率及滑动面位 置
水质监测
(一)监测内容 主要包括物理指标和化学指标两部分。 其中物理指标有：渗漏水的温度、pH值、 电导率、透明度、颜色、悬浮物、矿化度 等；化学指标有：总磷、总氮、硝酸盐、 高锰酸盐、溶解氧、生化需氧量、有机金 属化合物等。
(二)监测部位 人工采集水样及自动化监测部位，均应 在相对固定的水库及渗流出口、观测孔或 堰口进行。
(二)观测点 1．位移标点 2．工作基点 3．校核基点
图1-1
二、监测方法
部位 方法
重 力 坝
引张线 视准线 激光准直
视准线 拱 导线 坝 交会法
视准线
大气激光
土 卫星定位
石
(GPS)
坝 测斜仪
位移计
交会法
适用范围
一般坝体、坝基均适用 坝体较短时用 包括大气和真空激光,坝体较长时可用 真空激光
重要测点用 一般均适用,可用光电测距仪测导线边 长 交会边较短、交会角较好时用
根据国内外统计，因渗流问题引起的大坝失事占工程总数 的40％。因此，渗流监测受到国内外坝工界的高度重视。
国际大坝委员会第23号会刊的报告中指 出：“坝基扬压力和渗流量的观测是最 直接的也是最有意义的安全措施。如果 是重力坝，这些观测是头等重要的”。
渗流监测目的
混凝土坝和砌石坝基础与地基结合面上 的扬压力是由渗流引起的作用在大坝上的重 要的外荷载。坝体内的一种扬压力，对坝体 应力、变形及稳定都有一定影响。
3．面板堆石坝
可在防渗面板背面汇集或分区汇集透过 防渗面板的水，并引至下游或检查廊道内 进行观测。
此外，在心墙或下游基槽的下游侧，可 视需要设置纵向不透水隔墙，墙顶略高于 下游最高水位，以避免下游回水的影响。
(三)廊道渗流量
对设有检查廊道的混凝土坝、心墙坝、斜 墙坝、面板堆石坝等，可在廊道内分区、分 段设置量水堰，进行观测。
二、监测方法 （续）
断层监测仪 断层 变位计 、夹 测斜仪
层 倒垂线
可测断层水平及垂直三维位移 可测层面水平及垂直位移 一般均适用 必要时用
岩洞稳定点 倒垂线 校核 边角网 基点 延长方向线 伸缩仪
也可精密量距或测角 一般均适用 有条件时用 有条件时用 用于基准点传递和水平位移观测
水
平
位
移
观
测
视准线法
3．变形计法
变形计可用来测量大坝、围岩及界面的垂直、水平或 任意方向沿仪器轴向变形。它与位移计的区别是仅适用 于表面附近，最大钻孔深度一般为10 m。该仪器可由测 缝计改装而成，测量范围一般为12 mm，最大可达 100mm，分辨率为0.01～0.02 mm。
垂
固定连通管式
直
位
移
观
测
方
法
（2）渗流监测
(二) 三角高程法 (三) 遥测法
1．沉降仪法
沉降仪主要用于监测土石坝及滑坡体内 部沿导管或测斜管轴向多点的垂直位移， 读数精度一般为1mm，测值为相对于沉降 管管口或管底的位移。如要求监测绝对值 ，则应先测定管口或管底高程。
沉降仪可分电磁式、钢弦式、电感式、 干簧管式、水管式及横梁式等多种，有 的还可同时测量温度。分层沉降观测一 般多采用电磁式沉降仪。
渗流监测方法
• 压力或水位：测压管、渗压计、压力表 、测深锤
• 渗流量：量水堰、量杯 • 水质：水温计 、pH计 、电导率计 、透
明度计 、自动水质监测仪
渗流压力观测
➢对混凝土坝和砌石坝进行扬压力观测 ➢土石坝进行渗流压力观测
浸润线如何监测？
渗流量观测
渗流量观测包括渗漏水的总流量、分 区流量。
对坝体、坝基、绕渗及导渗(包括土坝 减压井和减压沟)的渗流量，应分区分 段进行观测。所有集水和量水设施， 设计时应避免客水干扰。
(3)深埋钢管标：如岩石覆盖层较厚，为了 使水准基点埋设于新鲜岩石上，可设计如下 图的深埋钢管标。钢管深入新鲜基岩2m以下 。
(4)双金属管标：在地表覆盖层较厚，全年 温度变化幅度较大的地方，为了避免温度变
化影响基点高程，可采用双金属管标。
(5)平洞标：在平洞内埋设水准标志是比 较稳定可靠的，为避免视线通过不同气温 层产生折光影响，可在洞口设一过渡室， 观测时，先将内标点的高程传至外标点， 然后再传至洞外
(四)坡降法渗流量
当透水层深厚、地下水位低于地面时， 可在坝基河床中顺水流方向布设渗压计或测 压管测点，两测点间距10～20m，其中一测 点布设在下游坝趾处，通过观测坝基地下水 渗流坡降结合坝基河床过水断面积及透水层 渗透系数计算出渗流量。
在垂直水流方向，可根据控制过水断面 及其渗透系数的需要布置适当排数。
方
法
前方交会法
引张线法
引张线测点
垂线法
正垂线
正垂线
白山拱坝
倒垂线
垂直位移
一、监测方法
部位
混凝土坝 土石坝
近坝区岩体
方法
一等或二等精密水准 三角高程 激光准直
二等或三等精密水准 三角高程 激光准直
一等或二等精密水准 三角高程
说明
坝体、坝基均适用 可用于薄拱坝 两端应设垂直位移工作基点
坝体、坝基均适用 可配合光电测距仪使用或用全站仪 两端应设垂直位移T作基点
方法：
（1）经纬仪、水准仪、电子测距仪 激光准直仪。 （2）埋设仪器
水平位移
一、监测布置
(一)观测断面
在最大坝高、原河床处、合龙段、地 形突变处、地质条件复杂处、坝内埋
管或运行可能发生异常反应处 。 横向、纵向、内部。 1 土石坝(含堆石坝) 2 混凝土坝(含支墩坝、砌石坝) 3 近坝区岩体及滑坡体
高程传递
垂线 因钢带尺 光电测距仪 竖直传高仪
一般均适用 一般需利用竖井 要用旋转镜和反射镜 可实现自动化测量，但维护比较困 难
(一)精密水准法
1．水准基点
(1)土基标：由标志和底盘组成，在标柱的 顶箍标志的副点以作校核。底盘应埋设于最 大冻土深度以上。 (2)岩石标：适用于岩石覆盖层较薄的地表 岩石标，也可用于混凝土表面。
器的拱坝 • 20世纪50年代，中国开始研制大应变计（差阻式－
卡尔逊仪器），70年代，垂线、引张线，激光照准 • 现在：GPS、光纤、激光三维、声发射
二 安全监测系统组成
变形监测 渗流监测
1.工程安全信息采集系统 应力监测
水文及水力学监测
地震监测
信息管理 系统
分析评 价系统
2.工程安全信息分析评价系统
水工建筑物安全监控理论及其应用
－安全监测技术与方法
一 水工建筑物安全监控的发展和教训
• 1830～1838年，法国，格罗斯博斯坝根据观测指导 施工
• 1891年，德国埃施巴赫混凝土重力坝开始变形观测 • 1903年，美国对布恩顿重力坝进行温度观测 • 1908～1909，澳大利亚在拱坝进行变形观测 • 1919～1920，瑞士布置了世界上第一座永久观测仪
渗流量观测方法
(1)当流量小于1L/s时采用容积法。 (2)当流量在1～300L/S之间时采用量水堰法 。 (3)当流量大于300L/s或受落差限制不能设 量水堰时，应将渗流水引入排水沟中，采用 流速仪法。 (4)流量计法。
(一)下游渗流量
当土坝下游有渗漏水出逸时，一般在下 游坝趾附近能汇集渗流的地方设导渗沟(可 分区分段设置)，在导渗沟的出口处布置量 水堰 。将坝基内向下游排泄的水量(潜流) 视为常数。
(五)减压井渗流量
单井流量、井组流量和总汇流量的观测 。必要时每年汛后可量测减压井淤积量并对 淤积物进行颗粒分析。
适用于渗流量小 于70L/s时采用
适用于渗流量10 ～300L/s时采用
适用于渗流量大 于50L/s时采用
行进流速、水流与堰口接触为一直线 、自由出流 、堰 口上游3～5倍堰上水头处测读
垂直位移监测方法
高边坡及 滑坡体
内部及深 层
二降板 沉降仪 多点位移计 变形计
观测表面及山洞内位移 可配合光电测距仪使用或用全站仪 范围大时用
固定式，观测地基和分层位移 活动式或固定式，可测分层位移 固定式，可测各种方向及深层位移 观测浅层位移
渗流水浑浊不清，可能在水中带 有泥沙颗粒或可溶盐成分，反应出 坝基或两岸接头岩土受到溶滤或被 渗流水带出。这些现象往往是管涌 、内部冲刷或化学侵蚀的先兆。当 地下水含有高浓度硫酸盐成分时， 可能会对混凝土产生侵蚀作用，甚 至使之成为酥松状态。
渗流监测项目
1．扬压力及渗流压力监测； 2．孔隙压力监测； 3．绕坝渗流及地下水位监测； 4．渗流量及渗流水质监测。
• 爆破松动 • 塑性变形
锚杆灌浆饱合度（砂浆粘结锚杆） 岩土体及材料物理力学特性
岩体声发射、电阻率、声速
有害气体和放射性
专项监测
水文及水力学监测
• 流速 • 动水压力 • 空化 • 掺气 • 雾化 • 冲刷 • 调压井水位
专项监测
地震监测
• 位移 • 速度 • 加速度 • 动空隙水压力 • 动应变、应力 • 动水压力 • 地壳变形
水质分析
（一）物理分析
主要分析物理指标，将渗漏水质分析与 水库水质分析结果进行对比。若发现有析 出物或有侵蚀性的水流出等问题时，则应 进行化学分析 。
(二)化学分析
化学分析时，主要增加有机污染物的化 学指标分析，同时也可了解水库富营养化 程度，一般需在采取水样后在实验室内进 行分析。
(二)分区渗流量
1．混凝土坝 渗流量分区时，可按不同地段进行设计，如按河床坝 段、边坡坝段、电站坝段、溢流坝段等进行分区观测渗 流量。
2．土坝 将各分区间用横向不透水隔墙将各段分
开。 在各分区心墙或斜墙下游的基槽内铺设
排水管，分别将各区渗流量引向设在下游坝 趾的观测房内。排水管的直径及进水段花管 的长度应根据设计计算的渗流量而定，以排 水管内是无压流为条件。
2．工作基点
(1)土基标 (2)岩基标，也适用于埋设在混凝土上。
3．位移标点
（1）综合标：将水平和垂直位移标点结合 起来，多用于坝面。
（2）混凝土标：适用于坝顶、廊道及其他 混凝土建筑物，也可用于基岩。
（3）钢管标：适用于当基础部位浇注的混 凝土较厚时，用来观测地基岩石的位移。
（4）墙上标：多用于净空较矮的廊道内， 不便竖立3 m长的水准尺时，可在廊道墙上 埋设墙上标，用特制的微型水准尺进行观测 。该尺也可用于外表面的标点观测
观测土坝坝基和岸坡中渗流沿程压力分 布，可以了解土坝防渗和排水设施的作用， 估算实际水力坡降，推算潜水是否可能形成 管涌、流土和接触冲刷等变形破坏。
绕坝渗流。如果坝与岸坡连接不好，岸 坡过陡，产生裂缝，或岸坡中有强透水层， 就可能发生集中渗流，造成变形或漏水，威 胁坝的安全和蓄水效益。
在渗流处于稳定状态时，其流量 与水头保持稳定的相应变化。若渗 流量显著增加，有可能发生管涌或 集中渗流通道，反之可能是排水体 堵塞的反映。在正常情况下，随着 坝前泥沙淤积，渗流量会逐年减小 。
（二）定量信息的监测方法
环境量监测：水位、气温、降雨
（1）变形监测
变形监测是了解大坝工作状态及安全管 理的重要内容。变形监测项目主要包括 ：水平位移、垂直位移、挠度、倾斜、 裂缝等。
变形监测内容
位移－水平、垂直、转动、洞身收敛等 沉陷－地表、地中、分层、地基等 其他－隆起、挠度、缝位移、自生体积 、膨胀等
专家系统 决策支持系统
（一）信息采集系统
原因量（荷载、环境） 变形
1.确定性（量化）信息
渗流 应力
水平位移 垂直位移
水文及水力学 地震
（1） 变形监测
挠 度 （2）渗流监测 倾斜
接缝及裂缝
扬压力 渗流压力 孔隙压力 绕坝渗流 地下水位 渗流量 水质监测
2.不确定性（模糊）信息
常规监测
岩体松动范围
2．多点位移计法
位移计分单点和多点两种，主要用来测量围岩或近 坝区岩体钻孔孔口与锚固端之间的轴向位移及其位移速 率，已广泛用于大坝、地基、边坡及地下洞室等变形监 测，可在垂直的、水平的或任何方向无套管的钻孔内安 装。
位移计主要由传感器、锚头及传递钢杆组成，国外 还采用玻璃纤维杆，其温度膨胀系数很小，约相当于因 钢。按其读数方式可分为机械式和电测式两种，钻孔深 度可达200 m，测量变形范围为可达20 cm，分辨率可达 0.01～0.02 mm，量测精度较高，约为0.1 mm。
坝体较短时用 有条件时用,可布设管道 坝体较长时用 测内部分层及界面位移用 同拱坝
二、监测方法 （续）
近坝 区岩
体
高边 坡、 滑坡
体
测斜仪 交会法 卫星定位 多点位移计
视准线 卫星定位 直线测距 边角网 同轴电缆 (TDR)
一般均适用 同拱坝 范围较大时用 也可用于滑坡体及坝基
一般均适用 范围较大时用 用光电测距仪或因钢线位移计、收 敛计 一般均适用,包括三角网、测边网 及测边测角网 可测定位移深度、速率及滑动面位 置
水质监测
(一)监测内容 主要包括物理指标和化学指标两部分。 其中物理指标有：渗漏水的温度、pH值、 电导率、透明度、颜色、悬浮物、矿化度 等；化学指标有：总磷、总氮、硝酸盐、 高锰酸盐、溶解氧、生化需氧量、有机金 属化合物等。
(二)监测部位 人工采集水样及自动化监测部位，均应 在相对固定的水库及渗流出口、观测孔或 堰口进行。
(二)观测点 1．位移标点 2．工作基点 3．校核基点
图1-1
二、监测方法
部位 方法
重 力 坝
引张线 视准线 激光准直
视准线 拱 导线 坝 交会法
视准线
大气激光
土 卫星定位
石
(GPS)
坝 测斜仪
位移计
交会法
适用范围
一般坝体、坝基均适用 坝体较短时用 包括大气和真空激光,坝体较长时可用 真空激光
重要测点用 一般均适用,可用光电测距仪测导线边 长 交会边较短、交会角较好时用
根据国内外统计，因渗流问题引起的大坝失事占工程总数 的40％。因此，渗流监测受到国内外坝工界的高度重视。
国际大坝委员会第23号会刊的报告中指 出：“坝基扬压力和渗流量的观测是最 直接的也是最有意义的安全措施。如果 是重力坝，这些观测是头等重要的”。
渗流监测目的
混凝土坝和砌石坝基础与地基结合面上 的扬压力是由渗流引起的作用在大坝上的重 要的外荷载。坝体内的一种扬压力，对坝体 应力、变形及稳定都有一定影响。
3．面板堆石坝
可在防渗面板背面汇集或分区汇集透过 防渗面板的水，并引至下游或检查廊道内 进行观测。
此外，在心墙或下游基槽的下游侧，可 视需要设置纵向不透水隔墙，墙顶略高于 下游最高水位，以避免下游回水的影响。
(三)廊道渗流量
对设有检查廊道的混凝土坝、心墙坝、斜 墙坝、面板堆石坝等，可在廊道内分区、分 段设置量水堰，进行观测。
二、监测方法 （续）
断层监测仪 断层 变位计 、夹 测斜仪
层 倒垂线
可测断层水平及垂直三维位移 可测层面水平及垂直位移 一般均适用 必要时用
岩洞稳定点 倒垂线 校核 边角网 基点 延长方向线 伸缩仪
也可精密量距或测角 一般均适用 有条件时用 有条件时用 用于基准点传递和水平位移观测
水
平
位
移
观
测
视准线法
3．变形计法
变形计可用来测量大坝、围岩及界面的垂直、水平或 任意方向沿仪器轴向变形。它与位移计的区别是仅适用 于表面附近，最大钻孔深度一般为10 m。该仪器可由测 缝计改装而成，测量范围一般为12 mm，最大可达 100mm，分辨率为0.01～0.02 mm。
垂
固定连通管式
直
位
移
观
测
方
法
（2）渗流监测
(二) 三角高程法 (三) 遥测法
1．沉降仪法
沉降仪主要用于监测土石坝及滑坡体内 部沿导管或测斜管轴向多点的垂直位移， 读数精度一般为1mm，测值为相对于沉降 管管口或管底的位移。如要求监测绝对值 ，则应先测定管口或管底高程。
沉降仪可分电磁式、钢弦式、电感式、 干簧管式、水管式及横梁式等多种，有 的还可同时测量温度。分层沉降观测一 般多采用电磁式沉降仪。
渗流监测方法
• 压力或水位：测压管、渗压计、压力表 、测深锤
• 渗流量：量水堰、量杯 • 水质：水温计 、pH计 、电导率计 、透
明度计 、自动水质监测仪
渗流压力观测
➢对混凝土坝和砌石坝进行扬压力观测 ➢土石坝进行渗流压力观测
浸润线如何监测？
渗流量观测
渗流量观测包括渗漏水的总流量、分 区流量。
对坝体、坝基、绕渗及导渗(包括土坝 减压井和减压沟)的渗流量，应分区分 段进行观测。所有集水和量水设施， 设计时应避免客水干扰。
(3)深埋钢管标：如岩石覆盖层较厚，为了 使水准基点埋设于新鲜岩石上，可设计如下 图的深埋钢管标。钢管深入新鲜基岩2m以下 。
(4)双金属管标：在地表覆盖层较厚，全年 温度变化幅度较大的地方，为了避免温度变
化影响基点高程，可采用双金属管标。
(5)平洞标：在平洞内埋设水准标志是比 较稳定可靠的，为避免视线通过不同气温 层产生折光影响，可在洞口设一过渡室， 观测时，先将内标点的高程传至外标点， 然后再传至洞外
(四)坡降法渗流量
当透水层深厚、地下水位低于地面时， 可在坝基河床中顺水流方向布设渗压计或测 压管测点，两测点间距10～20m，其中一测 点布设在下游坝趾处，通过观测坝基地下水 渗流坡降结合坝基河床过水断面积及透水层 渗透系数计算出渗流量。
在垂直水流方向，可根据控制过水断面 及其渗透系数的需要布置适当排数。
方
法
前方交会法
引张线法
引张线测点
垂线法
正垂线
正垂线
白山拱坝
倒垂线
垂直位移
一、监测方法
部位
混凝土坝 土石坝
近坝区岩体
方法
一等或二等精密水准 三角高程 激光准直
二等或三等精密水准 三角高程 激光准直
一等或二等精密水准 三角高程
说明
坝体、坝基均适用 可用于薄拱坝 两端应设垂直位移工作基点
坝体、坝基均适用 可配合光电测距仪使用或用全站仪 两端应设垂直位移T作基点
方法：
（1）经纬仪、水准仪、电子测距仪 激光准直仪。 （2）埋设仪器
水平位移
一、监测布置
(一)观测断面
在最大坝高、原河床处、合龙段、地 形突变处、地质条件复杂处、坝内埋
管或运行可能发生异常反应处 。 横向、纵向、内部。 1 土石坝(含堆石坝) 2 混凝土坝(含支墩坝、砌石坝) 3 近坝区岩体及滑坡体
高程传递
垂线 因钢带尺 光电测距仪 竖直传高仪
一般均适用 一般需利用竖井 要用旋转镜和反射镜 可实现自动化测量，但维护比较困 难
(一)精密水准法
1．水准基点
(1)土基标：由标志和底盘组成，在标柱的 顶箍标志的副点以作校核。底盘应埋设于最 大冻土深度以上。 (2)岩石标：适用于岩石覆盖层较薄的地表 岩石标，也可用于混凝土表面。
器的拱坝 • 20世纪50年代，中国开始研制大应变计（差阻式－
卡尔逊仪器），70年代，垂线、引张线，激光照准 • 现在：GPS、光纤、激光三维、声发射
二 安全监测系统组成
变形监测 渗流监测
1.工程安全信息采集系统 应力监测
水文及水力学监测
地震监测
信息管理 系统
分析评 价系统
2.工程安全信息分析评价系统
水工建筑物安全监控理论及其应用
－安全监测技术与方法
一 水工建筑物安全监控的发展和教训
• 1830～1838年，法国，格罗斯博斯坝根据观测指导 施工
• 1891年，德国埃施巴赫混凝土重力坝开始变形观测 • 1903年，美国对布恩顿重力坝进行温度观测 • 1908～1909，澳大利亚在拱坝进行变形观测 • 1919～1920，瑞士布置了世界上第一座永久观测仪
渗流量观测方法
(1)当流量小于1L/s时采用容积法。 (2)当流量在1～300L/S之间时采用量水堰法 。 (3)当流量大于300L/s或受落差限制不能设 量水堰时，应将渗流水引入排水沟中，采用 流速仪法。 (4)流量计法。
(一)下游渗流量
当土坝下游有渗漏水出逸时，一般在下 游坝趾附近能汇集渗流的地方设导渗沟(可 分区分段设置)，在导渗沟的出口处布置量 水堰 。将坝基内向下游排泄的水量(潜流) 视为常数。
(五)减压井渗流量
单井流量、井组流量和总汇流量的观测 。必要时每年汛后可量测减压井淤积量并对 淤积物进行颗粒分析。
适用于渗流量小 于70L/s时采用
适用于渗流量10 ～300L/s时采用
适用于渗流量大 于50L/s时采用
行进流速、水流与堰口接触为一直线 、自由出流 、堰 口上游3～5倍堰上水头处测读