第12章 水工建筑物管理

里的“大坝”，实际上是指包括大坝在内的各种水工
建筑物。在国际上“大坝”一词，有时也具有“水
库”、“水利枢纽”、“拦河坝”等综合性含义。主
要工作：
（1）检查与观测
通过观察和测验，掌握其变化规律，为有效管理提 供科学依据；及时发现不正常迹象，采取正确措施，防 止事故发生，保证安全运用；通过原型观测，对设计的
计算方法和计算数据进行验证；根据水质变化做出动态
水质预报。 检查观测：观察、变形、渗流、应力、温度、水流、 冰情、泥沙、岸坡崩塌、库区浸没观测、抗震监测、隐 患探测、河流观测以及观测资料的整编及分析。
（2）养护修理
对水工建筑物、机电设备、 管理设施以及其他附属工程等进行经常性养护，并定期检
修，以保持工程完整，设备完好。
风化等）。
（4）自然灾害：大洪水、地震、滑坡、泥石流、雪 崩、上游垮坝等。
●坝龄：大坝在建成后的初期和老龄化后，最容易出 现问题。根据对世界大坝的统计资料，在蓄水后几年内发
生失事的大坝几乎占总失事大坝数的60%。前苏联有人研
究认为约占66％。国际水利学研究协会（IAHR）主席在
1983年统计的14700座大坝中，有1105座失事破坏，其中，
惊人，经过采取措施，到1980年垮坝率已降到0.2％。
我国近几年垮坝率也在降低。
●大坝失事和发生事故的主要原因有： （1）设计：理论和方法还不够完善，设计假定和计
算结果与实际情况还难以吻合。
（2）施工：可能出现与设计不符的情况及质量问题， 留下隐患与缺陷。 （3）环境因素及坝体、坝基自身条件在运用中可能 发生的不利变化，建筑物材料老化（开裂、冲蚀、腐蚀、
土石坝的固结观测，实质上也是一种铅直位移观测。
它是在坝体有代表性的断面（观测断面）内埋设横梁式固 结管、深式标点组、电磁式沉降计或水管式沉降计，通过 逐层测量各测点的高程变化计算固结量。土石坝的孔隙水 压力观测应与固结观测配合布置，用于了解坝体的固结程
度和孔隙水压力的分布及消散情况，以便合理安排施工进
水工建筑物课件
水利水电工程系 李守义 2013年3月
第十一章 水工建筑物管理
本章的主要内容：
10.1概述 10.2大坝安全
10.3水工建筑物监测 10.4大坝安全评价与监控 10.5水工建筑物维修
10.1 概述
1991年国务院颁布《水库大坝安全管理条例》规 定，“必须按照有关技术标准，对大坝进行安全监测 和检查”，并指出，“大坝包括永久性挡水建筑物以 及与其配合运用的泄洪、输水和过船建筑物等”。这
激光准直法分为大气激光准直法Βιβλιοθήκη Baidu真空激光准直法。前者 又可分为激光经纬仪法和波带板法两种。
（5）三角网法
三角网法是利用两个或三个已知坐标的点作为工作基点， 通过对测点交会算出其坐标变化，从而确定其位移值（见图 12–2）。P514
2．铅直位移（沉降）观测
对混凝土坝坝内的铅直位移，除精密视准法外，还可 用精密连通管法量测。
养护修理为：经常性的养护维修、岁修和抢修。
（3）调度运用
制订调度运用方案，合理安排除害与兴利的关系，综 合利用水资源，充分发挥工程效益，确保工程安全。
（4）管理自动化系统的运用
主要有：大坝安全自动监控系统，防洪调度自动化系 统，调度通信和警报系统，供水调度自动化系统。
（5）科研
保障安全、提高社会经济效益、延长使用年限、降低运
行费及在采用新技术、新材料、新工艺等方面进行试验研
究。
（6）积累、分析、应用技术资料，建立技术档案
依据：《中华人民共和国水法》，国务院关于大坝安 全管理条例、规范。
10.2 大坝安全
●自49年以来，已建成坝84837座（1997年）。
1980年全国普查，年平均垮坝率为0.17％，近期世界
大坝为0.2％～0.4％。 ●国际大坝委员会（ICOLD）的统计，1950年前失 事率为2.2％，1951～1986为0.5％，1986年前的总失 事率为1.2％。美国在20世纪70年代，垮坝数量也很
（2）视准线法
视准线法是在两岸稳固岸坡上便于观测处设置工作基点， 在坝顶和坝坡上布置测点，利用工作基点间的视准线来测量 坝体表面各测点的水平位移。
（3）引张线法
引张线法是在坝内不同高程的廊道内，通过设在坝体外两
岸稳固岩体上的工作基点，将不锈钢丝拉紧，以其作为基准线 来测量各点的水平位移。
（4）激光准直法
蓄水前5年内失事与5年后失事之比为1.27：1。在我国的
垮坝统计中也有类似的结论。
●大坝的寿命曲线可分为初期运行、正常运行和老化 期三个阶段（图12–l）。P512 由于材料老化，混凝土受寒暑交替、气候变化影响， 地下水浸蚀，泥沙等作用，其强度和稳定将会逐渐降低，
同时附属设施等也会出现老化现象，这就需要及时补强、
修缮和更新，以免大坝出现失事的严重后果（图12–2）。 大坝工作状况恶化问题在国际上也日益突出，已引起
许多国家重视。第九届国际大坝会议（1967年）专门讨论
了堤坝老化课题，1973年成立了大坝医学委员会，研究堤 坝监测和报警，总结堤坝事故后果及教训。以后又改名为 坝和水库恶化研究会。
10.3 水工建筑物监测 一、现场检查
■经常检查：一种经常性、巡回性的制度式检查，一 般一个月l～2次； ■定期检查：需要一定的组织形式，进行较全面的检 查，如每年大汛前后的检查； ■特别检查：指发现建筑物有破坏、故障、对安全有 疑虑时组织的专门性检查。
二、仪器监测
（一）变形观测 1．水平位移观测 （1）垂线法
正垂线法：上端固定在坝顶附近，下端用重锤张紧钢丝， 可测各测点的相对位移。 倒垂线法：将不锈钢丝锚固在坝体基岩深处，顶端自由， 借液体对浮子的浮力将钢丝拉紧，可测各测点的绝对位移。
度，核算坝坡的稳定性。
（二）接缝、裂缝观测
观测方法是在测点处埋设金属标点或用测缝计进行。
需要观测空间变化时，亦可埋设“三向标点”，如图12–4
所示。由于非正常情况所产生的裂缝，其分布、长度、宽 度、深度的测量可根据不同情况采用测缝计、设标点、千 分表、探伤仪以至坑探、槽探或钻孔等方法。 当土石坝的裂缝宽度大于5mm，或虽不足5mm，但较长、
较深或穿过坝轴线的，以及弧形裂缝、垂直裂缝等都须进
行观测。观测次数视裂缝发展情况而定。