大坝变形监测 PPT
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用于渗压监测的渗压计，目前普遍使用的是差动电阻式渗压 计和钢弦式渗压计
12.4.3 环境量监测
一般情况下，大坝变形除了受自重影响外，环境量是影响大坝 变形、渗流、应力应变、温度的主要原因。这些原因量包括大坝下 游水位、坝址地区的气温、降雨量、坝前淤积、水质变化等。只有 取得准确可靠的环境量数据，才能客观地分析效应量的成因和变化 规律，发现运行中异常的效应量，现对原因量的监测项目及其意义 分述如下：
土压力测量用于土石坝基座应力、土坝内的土压力、大坝上 游面泥沙淤积压力、土石围堰防护墙两侧的土压力等的监测 。目前土压力计测得的成果都不令人满意，主要是因为仪器 刚度与埋设处材料刚度不匹配及埋设方式所致，但用于分析 土压力变化过程对评价大坝性态仍有重要意义。
12.4.2 渗流量监测
在大坝上下游水位差的作用下，坝体、坝基和坝肩会出现渗 量现象，渗流现象造成的危害主要有两个方面： • 会使一部分水量从坝体和坝基渗流到下游，造成一定水量的渗 漏损失，这在缺水地区和卡斯特地貌地区尤为重要。 • 渗流会给坝体坝基结构稳定和渗透稳定造成不利影响，甚至可 能引起大坝的失事和损坏。
水工建筑物中的实际渗流量状况与设计阶段的渗流量计算结 果有一定出入，因此，在大坝建设过程中及建成后，必须进行 渗流安全监测，分析判断实际发生的渗流状况和其发展趋势是 否正常，保证水库大坝的安全运行。
渗流监测项目
测压管是进行渗透压力监测和地下水监测的基本设施，在渗 流检测中应用广泛。测压管的结构形式主要包括单管式、多管 式和U形测压管。U形测压管目前国内已基本不使用。
12.4 内部变形监测
12.4.1 应力应变及温度监测
外力的作用，物体内部产生的力为应力，物体的变形为应变 应力应变及温度是大坝安全监测的重要项目之一。如果说变
形监测主要是对大坝及基础岩体进行的宏观监控，那么应力应变 监测就是对其进行的微观监控。变形监测的一些监测设施要在大 坝建成后才能安装、观测，而应力应变及温度监测仪器则是随混 凝土浇筑而而埋入坝内随建筑物进程展开同步观测。
裂缝，到目前为止，绝大多数混凝土大坝都产生过裂缝，一 般为表面裂缝，少数为贯穿性裂缝，如果对表面裂缝不加以 处理，表面裂缝就会变为贯穿性裂缝，对已产生的裂缝需跨 缝埋设裂缝针，监测裂缝是否发展。
钢筋应力的监测通常布设钢筋应力计，通过钢筋应力监测对 判断混凝土是否产生裂缝和是否需要加固处理是非常重要的 。
大坝变形监测
12.4 内部变形监测
12.4.1 应力应变及温度监测 12.4.2 渗流量监测 12.4.3 环境量监测 12.4.4 巡视检查
12.5 工程实例
12.5.1 首级水平控制网的布设及监测分析 12.5.2 二级水平控制网的布设及监测 12.5.3 大坝变形分析 12.5.4 大坝变形成因分析 12.5.5 大坝变形分析评价
温度监测
温度也是影响大坝变形、渗流、应力应变的原因之一，任何物体 都具有热胀冷缩的特性，大坝也不列外。气温和水温是影响大坝温 度变化的主要外界因素，因此环境温度是不可缺少的项目之一。
大坝坝顶垂直位移，每年 7 ~ 8 月膨胀变形最大，即表现为上升 ；每年 2 ~ 3 月气温较低，表现为收缩沉降。
监测内容有： 混凝土坝的应力应变、接缝、温度、钢筋应力、预应力锚索 应力 围堰防渗墙应力应变 土石坝沥青混凝土心墙应力应变 土坝土压力
监测方法及意义： 混凝土重力坝的坝踵、坝趾及大坝内部常布置应变计组和无应力计
，通过应力测值可了解坝体整体性能以及坝踵或坝体是否产生裂缝 ，根据坝体的应力测值还可预计未来的应力变化 重力坝坝基和拱坝两岸拱座的基岩变形采用10m或15m的基岩变形 计进行监测，或采用在基岩附近的廊道内钻孔，布置30m或45m深 的多点位移计进行监测。 接缝监测有两种：一种是对混凝土与基岩胶结缝面的监测。另一种 是对混凝土与混凝土块之间的接缝监测。前一种通过埋设测缝计监 测混凝与边坡和基岩的胶结情况。接缝监测的目的是检验接缝灌浆 效果和接缝缝面是否张开。 温度监测一般埋设电阻温度计或光纤传感器，对临时性监测可埋设 测温管，了解坝体温度变化过程是控制坝体温度变化，防止产生裂 缝的重要措施，大坝监测资料的反馈、计算、分析，也需要各时期 温度场分布。
12.4.4 巡视监测
大坝巡视检查具有全面性、及时性和直观性等特点,是大坝仪器 监测及其自动化所不能代替的。据国内外有关资料统计，通过大坝 巡视检查发现大坝的重大安全隐患,约占出险百度文库库总数的70%。
巡视检查主要有目视、耳听、手摸、鼻嗅等直观方法，辅以地 质锤、钎、皮尺、放大镜、望远镜、照相机、摄影机等工具进行。 如有必要还可采用坑（槽）探挖，钻孔取样或孔内电视等特殊方法 检查。
12.4 工程实例
黄河小浪底水利枢纽工程位于河南省洛阳市孟津县与济源市 之间，三门峡水利枢纽下游130公里、河南省洛阳市以北40公里 的黄河干流上，是黄河干流上的一座集减淤、防洪、防凌、供水 灌溉、发电等为一体的大型综合性水利工程，是治理开发黄河的 关键性工程。
小浪底水利枢纽主坝为壤土斜心墙土石坝，上游围堰为坝体 的一部分，坝基采用混凝土防渗墙，工程初步设计为斜墙坝型， 后优化为斜心墙坝型，两者的主要区别在于前者以水平防渗为主 ，垂直防渗为辅；后者以垂直防渗为主，水平防渗为辅。
12.5.1首级水平控制网的布设及监测
首级水平控制网由黄委会勘察规划设计院测量总队负责 设计、造标和观测。此项工作自1991年9月开始投入， 于1992年上半年完成设计，1993年完成造标。
水位监测
大坝上下游水位产生的水压力是作用于大坝的外部荷载，是影响 大坝抗滑稳定的重要因素。水压力不仅作用于坝的上下游面，同时 也产生浮托力和渗透压力作用于坝体、坝肩、基岩和建基面（基岩 与坝体的接触面），影响大坝的抗滑稳定性。由于水压力关系大坝 的稳定与安全，因此对上下游水位监测是必要的。
大坝水位是资料分析核安全评价不可缺少的基础资料，如分析大 坝位移。通过分析发现，旬平均水位对位移的影响比日平均气温影 响大。
12.4.3 环境量监测
一般情况下，大坝变形除了受自重影响外，环境量是影响大坝 变形、渗流、应力应变、温度的主要原因。这些原因量包括大坝下 游水位、坝址地区的气温、降雨量、坝前淤积、水质变化等。只有 取得准确可靠的环境量数据，才能客观地分析效应量的成因和变化 规律，发现运行中异常的效应量，现对原因量的监测项目及其意义 分述如下：
土压力测量用于土石坝基座应力、土坝内的土压力、大坝上 游面泥沙淤积压力、土石围堰防护墙两侧的土压力等的监测 。目前土压力计测得的成果都不令人满意，主要是因为仪器 刚度与埋设处材料刚度不匹配及埋设方式所致，但用于分析 土压力变化过程对评价大坝性态仍有重要意义。
12.4.2 渗流量监测
在大坝上下游水位差的作用下，坝体、坝基和坝肩会出现渗 量现象，渗流现象造成的危害主要有两个方面： • 会使一部分水量从坝体和坝基渗流到下游，造成一定水量的渗 漏损失，这在缺水地区和卡斯特地貌地区尤为重要。 • 渗流会给坝体坝基结构稳定和渗透稳定造成不利影响，甚至可 能引起大坝的失事和损坏。
水工建筑物中的实际渗流量状况与设计阶段的渗流量计算结 果有一定出入，因此，在大坝建设过程中及建成后，必须进行 渗流安全监测，分析判断实际发生的渗流状况和其发展趋势是 否正常，保证水库大坝的安全运行。
渗流监测项目
测压管是进行渗透压力监测和地下水监测的基本设施，在渗 流检测中应用广泛。测压管的结构形式主要包括单管式、多管 式和U形测压管。U形测压管目前国内已基本不使用。
12.4 内部变形监测
12.4.1 应力应变及温度监测
外力的作用，物体内部产生的力为应力，物体的变形为应变 应力应变及温度是大坝安全监测的重要项目之一。如果说变
形监测主要是对大坝及基础岩体进行的宏观监控，那么应力应变 监测就是对其进行的微观监控。变形监测的一些监测设施要在大 坝建成后才能安装、观测，而应力应变及温度监测仪器则是随混 凝土浇筑而而埋入坝内随建筑物进程展开同步观测。
裂缝，到目前为止，绝大多数混凝土大坝都产生过裂缝，一 般为表面裂缝，少数为贯穿性裂缝，如果对表面裂缝不加以 处理，表面裂缝就会变为贯穿性裂缝，对已产生的裂缝需跨 缝埋设裂缝针，监测裂缝是否发展。
钢筋应力的监测通常布设钢筋应力计，通过钢筋应力监测对 判断混凝土是否产生裂缝和是否需要加固处理是非常重要的 。
大坝变形监测
12.4 内部变形监测
12.4.1 应力应变及温度监测 12.4.2 渗流量监测 12.4.3 环境量监测 12.4.4 巡视检查
12.5 工程实例
12.5.1 首级水平控制网的布设及监测分析 12.5.2 二级水平控制网的布设及监测 12.5.3 大坝变形分析 12.5.4 大坝变形成因分析 12.5.5 大坝变形分析评价
温度监测
温度也是影响大坝变形、渗流、应力应变的原因之一，任何物体 都具有热胀冷缩的特性，大坝也不列外。气温和水温是影响大坝温 度变化的主要外界因素，因此环境温度是不可缺少的项目之一。
大坝坝顶垂直位移，每年 7 ~ 8 月膨胀变形最大，即表现为上升 ；每年 2 ~ 3 月气温较低，表现为收缩沉降。
监测内容有： 混凝土坝的应力应变、接缝、温度、钢筋应力、预应力锚索 应力 围堰防渗墙应力应变 土石坝沥青混凝土心墙应力应变 土坝土压力
监测方法及意义： 混凝土重力坝的坝踵、坝趾及大坝内部常布置应变计组和无应力计
，通过应力测值可了解坝体整体性能以及坝踵或坝体是否产生裂缝 ，根据坝体的应力测值还可预计未来的应力变化 重力坝坝基和拱坝两岸拱座的基岩变形采用10m或15m的基岩变形 计进行监测，或采用在基岩附近的廊道内钻孔，布置30m或45m深 的多点位移计进行监测。 接缝监测有两种：一种是对混凝土与基岩胶结缝面的监测。另一种 是对混凝土与混凝土块之间的接缝监测。前一种通过埋设测缝计监 测混凝与边坡和基岩的胶结情况。接缝监测的目的是检验接缝灌浆 效果和接缝缝面是否张开。 温度监测一般埋设电阻温度计或光纤传感器，对临时性监测可埋设 测温管，了解坝体温度变化过程是控制坝体温度变化，防止产生裂 缝的重要措施，大坝监测资料的反馈、计算、分析，也需要各时期 温度场分布。
12.4.4 巡视监测
大坝巡视检查具有全面性、及时性和直观性等特点,是大坝仪器 监测及其自动化所不能代替的。据国内外有关资料统计，通过大坝 巡视检查发现大坝的重大安全隐患,约占出险百度文库库总数的70%。
巡视检查主要有目视、耳听、手摸、鼻嗅等直观方法，辅以地 质锤、钎、皮尺、放大镜、望远镜、照相机、摄影机等工具进行。 如有必要还可采用坑（槽）探挖，钻孔取样或孔内电视等特殊方法 检查。
12.4 工程实例
黄河小浪底水利枢纽工程位于河南省洛阳市孟津县与济源市 之间，三门峡水利枢纽下游130公里、河南省洛阳市以北40公里 的黄河干流上，是黄河干流上的一座集减淤、防洪、防凌、供水 灌溉、发电等为一体的大型综合性水利工程，是治理开发黄河的 关键性工程。
小浪底水利枢纽主坝为壤土斜心墙土石坝，上游围堰为坝体 的一部分，坝基采用混凝土防渗墙，工程初步设计为斜墙坝型， 后优化为斜心墙坝型，两者的主要区别在于前者以水平防渗为主 ，垂直防渗为辅；后者以垂直防渗为主，水平防渗为辅。
12.5.1首级水平控制网的布设及监测
首级水平控制网由黄委会勘察规划设计院测量总队负责 设计、造标和观测。此项工作自1991年9月开始投入， 于1992年上半年完成设计，1993年完成造标。
水位监测
大坝上下游水位产生的水压力是作用于大坝的外部荷载，是影响 大坝抗滑稳定的重要因素。水压力不仅作用于坝的上下游面，同时 也产生浮托力和渗透压力作用于坝体、坝肩、基岩和建基面（基岩 与坝体的接触面），影响大坝的抗滑稳定性。由于水压力关系大坝 的稳定与安全，因此对上下游水位监测是必要的。
大坝水位是资料分析核安全评价不可缺少的基础资料，如分析大 坝位移。通过分析发现，旬平均水位对位移的影响比日平均气温影 响大。