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发布时间: 2018-11-27来源:作者:访问次数: 3606

某水库大坝安全监测解决方案

        一、项目概况

        工程地址:某水库位于河南省黄河一级支流中游。

        工程规模:水库总库容1.85亿m3,控制流域面积903km2,是一座以防洪为主,兼顾灌溉、发电、供水、旅游等综合利用的大(Ⅱ)型水库。

        工程组成:大坝、溢洪道、泄洪洞、灌溉发电洞、副坝、水电站等。

        工程特征:大坝为黏土心墙堆石坝,最大坝高77m,坝顶宽8m,长258m。

        建设历史:水库始建于1959年,1975年基本建成,于2007年11月至2011年6月进行了加固处理,增设了监控自动化及安全监测设施。

 

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主坝上游面


        二、存在的问题

        1、监测设施及自动化程度低;

        2、大部分观测设施损坏、失效;

        3、无法对除险加固过程中及加固后的效果进行评价;

        4、运行期间无法取得量化成果,对水库整体运行安全无法进行有效评判。

        三、解决方案

        工程安全监测的主要任务:及时发现和预报工程在加固处理施工期和运行期有可能出现的安全隐患,以便及时采取工程措施。

        1、主要依据

       (1)《土石坝安全监测技术规范》(SL 551-2012);

       (2)《混凝土坝安全监测技术规范》(SL 601-2013);

       (3)《国家一、二等水准测量规范》(GB/T 12897-2006);

       (4)水库工程基本资料;水库相关管理规定及文件。

        2、监测项目

        变形监测:包括水平位移、垂直位移监测和接缝位移监测;坝基沉降监测;坝体内部垂直位移监测。

        渗流监测:包括坝基扬压力、坝体渗透压力、坝体渗流量及绕坝渗流监测;

        应力应变监测:主要在建筑物内部应力应变监测;

        水文气象监测:上、下游水位、气温监测、降雨量监测等。

        巡视检查:包括施工期和运行期的巡视检查,施工期主要对坝区的边坡稳定和坝体混凝土有无裂缝等表面现象进行检查,运行期主要为在蓄水期大坝有无异常、坝肩和坝基渗漏等现象进行的巡视检查。

        3、主坝安全监测设计

        安全监测总体设计:主坝上游布置15支渗压计、下游布置31支渗压计(含测压管),砼防渗墙内布置应变计组14组、无应力计组7组,土压力计3支,坝顶及上下游戗台布置垂直位移测点29个。

        3.1 变形监测布置

        上游坝坡:626戗台布置4个垂直位移测点、641戗台布置6个垂直位移测点;

        坝顶:布置6个垂直位移测点;

        下游坝坡:640戗台布置6个垂直位移测点,625戗台布置4个垂直位移测点,610戗台布置3个垂直位移测点。

        测点布置图见图3.1。


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图3.1  主坝位移监测布置图


       3.2 渗流监测布置

       主坝渗流主要包括坝体渗流监测、坝基渗流监测和绕坝渗流监测。

       坝体渗流监测:主要侧重坝体浸润线监测与坝体孔隙水压力监测,布置5个监测断面,1根测压管(内含渗压计),18支渗压计。

       坝基渗流监测:主要监测坝基渗流状况和塔体坝基接触部位渗流状况,布置6个监测段面,3根测压管(内含渗压计),19支渗压计。排水体排水效果监测布置4根测压管,测压管内安装渗压计。

       绕坝渗流监测:布置3根测压管,测压管内安装渗压计。

       主坝坝体及坝基渗流监测布置见图3.2。

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图3.2  主坝坝体及坝基渗流监测布置图

     

        3.3 混凝土防渗墙应变监测

        主要监测塑性混凝土防渗墙受上游水压等因素影响,引起的混凝土内部变形。

        布置3个监测断面,14支应变计,6组无应力计。

        混凝土防渗墙应变监测布置图见图3.3。

 

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图3.3  混凝土防渗墙应变监测布置图

    

        3.4 总压力监测

        共布置3个土压力计进行总压力监测,分别布置在防渗墙下游各1支。

        3.5 水文气象监测

        库水位监测:设置2套一体化雷达水位自动监测站,监测库水位及坝前淤积变化情况,并实现自动测报。

        降雨量监测:在库区内设置一套一体化雨量自动监测站,观测库区内降雨量,并实现自动测报。

        气温监测:在坝区设置1个气温测点。观测设备设在专用的百页箱内,选用自记温度计2个。

       3.6 视频监控系统

       在大坝左右岸及中间部位各布设球机一个,监控大坝整体运行情况。


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视频监控工作图

      

        3.7 监测自动化

        除表面位移项目外,全部采用自动化监测,在大坝坝顶上游侧设3座观测房,监测管理中心设置在水库管理局,并和视频监控系统、自动化调度系统等水库自动化管理系统结合起来。

        四、安全监测资料分析

        资料分析方法:主要采用比较法、作图法、特征值统计法及大坝主要监测项目的数学模型法等多种方法。

        资料分析要求:

       (1)建立统一的原始监测资料数据库。

       (2)复核、鉴别和检查各项监测数据。

       (3)绘制监测量的过程线图、相关图、分布图,了解测值变化的幅度、周期性、滞后性和变化趋势,考察监测量和环境量之间的关系以及监测量的变化规律,初步判断监测量变化是否正常,并找出其主要影响因素,为进一步作定量分析提供基础。

       (4)统计监测量在各月和在分析时段的最大值、最小值(包括出现时间)、月变幅、月平均值等,考察监测量之间在数量变化方面的一致性和合理性,并对各监测项目进行适当的评价。

         五、分析结论及达到的目的

         按监测技术要求编写监测资料分析报告。通过多种方法分析,探求大坝及其它水工建筑物的变形、渗流等的变化规律,对一些有异于常规的现象,作出合理的物理成因解释,从监测角度综合评价大坝的安全运行工作状况,以得出水工建筑物运行性态,并对运行管理提出合理化建议。


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