水工建筑物監(jiān)測

1、水工建筑物安全監(jiān)測監(jiān)測監(jiān)測即檢查觀測，是指直接或藉專門的儀器對基礎(chǔ)及其上的水工 建筑物從施工開始到水庫第一次蓄水整個過程中以及在運(yùn)行期間所進(jìn)行的監(jiān)視量測與分析。大壩安全監(jiān)測是通過儀器觀測和巡視檢查對水利水電工程主體結(jié)構(gòu)、地基基礎(chǔ)、兩岸邊坡、相關(guān)設(shè)施以及周圍環(huán)境所作的測量及觀察；“監(jiān)測”既包括對建筑物固定測點(diǎn)按一定頻次進(jìn)行的儀器觀測，也包括對建筑物外表及內(nèi)部大范圍對象的定期或不定期的直觀檢查和儀器探查。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述 通過觀測儀器和設(shè)備，以及時取得反映大壩和基巖性態(tài)變化以及環(huán)境對大壩作用的各種數(shù)據(jù)的觀測和資料處理等工作。其目的是分析估計(jì)大壩的安全程度，以便及時采取措施，設(shè)法保證大

2、壩安全運(yùn)行。由于大壩的工作條件十分復(fù)雜，大壩和地基的實(shí)際工作狀態(tài)難以用計(jì)算或模型試驗(yàn)準(zhǔn)確預(yù)測，設(shè)計(jì)中帶有一定經(jīng)驗(yàn)性，施工時也可能存在某些缺陷，在長期運(yùn)行之后，由于水流侵蝕和凍融風(fēng)化作用，使筑壩材料和基巖特性不斷惡化。因此，在初期蓄水和長期運(yùn)行中，大壩都存在著發(fā)生事故的可能性。大壩一旦出現(xiàn)異常狀態(tài)，必須及時發(fā)現(xiàn)和處理，否則可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。 大壩失事不僅要損失全部工程效益，而且潰壩洪水將使下游人民生命財(cái)產(chǎn)遭受毀滅性損失。大壩安全監(jiān)測是水庫工程管理工作中最重要的一項(xiàng)工作。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述 世界各國安全監(jiān)測發(fā)展過程 在古代人們依靠簡單方法來了解水工建筑物的實(shí)際情況，比如目測、紙條等。最

3、早的大壩監(jiān)測可追溯到1891年德國的埃施巴赫重力壩開展了大壩位移觀測，隨后于1903年美國新澤西州布恩頓重力壩開展了溫度觀測，1908年澳大利亞新南威爾士州巴倫杰克溪薄拱壩開展了變形觀測，1925年美國愛達(dá)荷州亞美利加佛爾茲壩開展了揚(yáng)壓力觀測，1926年美國墾務(wù)局在史蒂文森溪試驗(yàn)拱壩上開展了應(yīng)力及應(yīng)變觀測。而在上世紀(jì)初才開始利用專門的儀器設(shè)備觀測觀測水工建筑物的一些主要物理指標(biāo)，美國最早使用電阻式傳感器。1919年在歐洲出現(xiàn)鋼弦式傳感器，1933年卡爾遜儀器在美國開始使用，70年代在日本出現(xiàn)貼片式傳感器。 在當(dāng)時，由于監(jiān)測方法和設(shè)備都較差，加以壩工設(shè)計(jì)、施工水平也不高，大壩失事時有發(fā)生。著名的

4、有1928年美國的圣弗朗西斯壩失事，1959年法國的馬爾巴塞拱壩失事，1963年意大利的瓦依昂水庫滑坡，都造成很大損失，引起社會震動，促使許多國家制定大壩安全監(jiān)測法規(guī)，改進(jìn)監(jiān)測技術(shù)和監(jiān)測儀器，使大壩監(jiān)測工作得到很大發(fā)展。 70年代以來，由于電子技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用，大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了半自動化或自動化，美國、日本、西班牙、意大利、法國等都在其國內(nèi)建立機(jī)構(gòu)進(jìn)行大壩安全監(jiān)測資料的集中處理。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述 中國安全監(jiān)測發(fā)展過程 中國的大壩安全監(jiān)測工作開始于20世紀(jì)50年代中期，60年代逐步研制和生產(chǎn)了各種監(jiān)測儀器，制定了水工建筑物觀測工作手冊等

5、有關(guān)規(guī)定。80年代研制并應(yīng)用了遙測垂線坐標(biāo)儀、傾斜儀、水位計(jì)、激光準(zhǔn)直設(shè)備等新儀器新設(shè)備，在龔咀水電站、葛洲壩水利樞紐、東江水電站等大壩上實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部觀測儀器自動測量和自動處理，建立了全國性的大壩安全監(jiān)測機(jī)構(gòu)和資料分析中心，開始制定各種大壩安全管理?xiàng)l例和技術(shù)規(guī)范。 1991年3月22日由李鵬總理簽署的國務(wù)院第77號令，頒發(fā)了水庫大壩安全管理?xiàng)l例。其中:第2條指出：“大壩包括永久性擋水建筑物以及與其配合運(yùn)用的泄洪、輸水和過航建筑物等”，因此“大壩”是一個廣義詞，可理解為包括各種水工建筑物及近壩區(qū)岸坡等；第19條規(guī)定:“大壩管理單位，必須按照有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對大壩進(jìn)行安全監(jiān)測和檢查，對監(jiān)測資料應(yīng)當(dāng)及時

6、整理分析，隨時掌握大壩運(yùn)行狀況”，這充分說明了國家對大壩安全監(jiān)測工作的重視。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述 安全檢測的作用了解建筑物在荷載和各種因素作用下的工作狀態(tài)和變化情況，據(jù)以對建筑物質(zhì)量和安全程度作出正確判斷和評價，為施工控制和安全運(yùn)行提供依據(jù)。及時發(fā)現(xiàn)不正常的現(xiàn)象，分析原因，以便進(jìn)行有效的處理，確保工程安全。是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)和施工水平，發(fā)展工程技術(shù)的重要手段。安全檢測工作時段 安全監(jiān)測的總體工作貫穿于工程建設(shè)與運(yùn)行管理的全過程。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述運(yùn)行階段的安全監(jiān)測方式 一般有兩種方式，現(xiàn)場檢查和儀器監(jiān)（觀）測。1.現(xiàn)場檢查：是指對水工建筑物及周圍環(huán)境

7、的外表現(xiàn)象進(jìn)行巡視檢查的工作，可分為巡視檢查和現(xiàn)場檢測兩項(xiàng)工作。巡視檢查一般是靠人的感官直覺（眼看、耳聽、手摸）并采用簡單的量具進(jìn)行定期或不定期的的現(xiàn)場檢查；現(xiàn)場檢測主要是用臨時安裝的儀器設(shè)備在建筑物及其周圍進(jìn)行定期或不定期的一種檢查工作。 現(xiàn)場檢查有定性的也有定量的，藉以了解建筑物有無缺陷、隱患或異?，F(xiàn)象?，F(xiàn)場檢查的項(xiàng)目一般多為憑人的感官直覺或輔以必要的工具可直接地發(fā)現(xiàn)和量測的物理因素。如水文要素的侵蝕、淤積；變形的開裂、塌坑、滑坡、隆起、 錯動；滲流方面的滲漏、排水、管涌、濕斑、渾濁；應(yīng)力方面的碳化、銹蝕、風(fēng)化、剝落、松軟；水流方面的沖刷流態(tài)、氣蝕、磨損、振動等。具體檢查內(nèi)容應(yīng)視工程類型而

8、定。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述現(xiàn)場檢查的分類：現(xiàn)場檢查一般分日常檢查、年度檢查和特別檢查三種。日常檢查：根據(jù)工程情況和特點(diǎn)制定切實(shí)可行的檢查制度，具體規(guī)定檢查時間、部位、內(nèi)容和要求，并確定日常巡視檢查的路線和檢查程序，由有經(jīng)驗(yàn)的監(jiān)測和維護(hù)人員負(fù)責(zé)進(jìn)行巡視檢查。日常檢查的方法主要是進(jìn)行巡視檢查，用直覺方法外，并結(jié)合采用錘釬、鋼尺、放大鏡、望遠(yuǎn)鏡、石蕊紙、回彈儀、照相機(jī)、錄像機(jī)、閉路電視、潛水器等進(jìn)行。日常檢查頻次在運(yùn)行期一般為24次/月。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述年度檢查：在每年汛期、枯水期、冰凍期及蟻害顯著期等，按規(guī)定的檢查項(xiàng)目，由管理單位負(fù)責(zé)組織進(jìn)行的比較全面或?qū)ｉT的檢查，在巡視檢查

9、的基礎(chǔ)上確定是否需要進(jìn)行現(xiàn)場檢測，即進(jìn)一步作現(xiàn)場檢查。年度檢查在運(yùn)行期一般為23次/年。特別檢查：當(dāng)遇到嚴(yán)重影響安全運(yùn)用的特殊情況時，如特大洪水，強(qiáng)烈地震，重大事故等，由主管部門負(fù)責(zé)組織的檢查，一般應(yīng)組織人員和設(shè)備對可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情進(jìn)行巡視檢查和現(xiàn)場檢測，測次應(yīng)按需要確定。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述運(yùn)行階段的安全監(jiān)測方式2.儀器監(jiān)（觀）測：是借助固定安裝在建筑物的相關(guān)位置的各種儀器，對水工建筑物的運(yùn)行狀態(tài)及其變化進(jìn)行的觀察測量工作。包括儀器觀測和資料分析兩項(xiàng)工作。儀器監(jiān)測的項(xiàng)目主要有：變形監(jiān)測、滲流監(jiān)測、應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測、泄流監(jiān)測、冰情監(jiān)測、抗震監(jiān)測、隱患探測、溫度監(jiān)測等。 這是對作用于建筑物的

10、某些物理量進(jìn)行長期、連續(xù)、系統(tǒng)定量的測量，水工建筑物的觀測應(yīng)按有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。觀測項(xiàng)目可按水工建筑物的類型和現(xiàn)代化管理需要，選擇并形成自動監(jiān)測系統(tǒng)。 現(xiàn)場檢查和儀器監(jiān)測屬于同一個目的的兩種不同的技術(shù)表現(xiàn)，二者密切聯(lián)系互為補(bǔ)充，不可分割。世界各國在努力提高觀測技術(shù)的同時，仍然十分重視檢查工作。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述 儀器監(jiān)（觀）測：是借助固定安裝在建筑物的相關(guān)位置的各種儀器，對水工建筑物的運(yùn)行狀態(tài)及其變化進(jìn)行的觀察測量工作。包括儀器觀測和資料分析兩項(xiàng)工作。儀器監(jiān)測的項(xiàng)目主要有：變形監(jiān)測、滲流監(jiān)測、應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測、泄流監(jiān)測、冰情監(jiān)測、抗震監(jiān)測、隱患探測、溫度監(jiān)測等。 這是對作用于建筑物的某

11、些物理量進(jìn)行長期、連續(xù)、系統(tǒng)定量的測量，水工建筑物的觀測應(yīng)按有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。觀測項(xiàng)目可按水工建筑物的類型和現(xiàn)代化管理需要，選擇并形成自動監(jiān)測系統(tǒng)。 現(xiàn)場檢查和儀器監(jiān)測屬于同一個目的的兩種不同的技術(shù)表現(xiàn)，二者密切聯(lián)系互為補(bǔ)充，不可分割。世界各國在努力提高觀測技術(shù)的同時，仍然十分重視檢查工作。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述儀器監(jiān)（觀）測的分類：一般分為施工期監(jiān)測，蓄水期監(jiān)測，運(yùn)行期監(jiān)測。各期的任務(wù)、目的和作用有所不同。施工期監(jiān)測指從施工建立觀測設(shè)備時起，至水庫開始首次蓄水前為止的監(jiān)測。蓄水期監(jiān)測指從首次開始蓄水到庫水位達(dá)到或接近正常高水位共3年的時間內(nèi)的監(jiān)測。運(yùn)行期監(jiān)測指蓄水階段后的正常使用期的

12、監(jiān)測。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述儀器監(jiān)（觀）測的頻次： 第一次蓄水前及第一次蓄水后頭五年運(yùn)行中，一般每旬一次至每月一次；第一次蓄水期一般每天一次至每旬一次；經(jīng)過第一次蓄水且運(yùn)行超過五年后，一般每月一次至每季度一次。 各時期上下游水位及氣溫每日均需觀測。內(nèi)部觀測的傳感器在埋設(shè)后頭一個月內(nèi)要加密測次，間隔從4h，8h，24h到5d，以后逐漸轉(zhuǎn)入正常頻次。如遇地震、大洪水及其它異常情況，應(yīng)適當(dāng)增加測次。自動化監(jiān)測測次可適當(dāng)加密。經(jīng)過長期運(yùn)行后，可通過鑒定對測次作適當(dāng)調(diào)整第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測的主要項(xiàng)目 由于大壩失事原因是多方面的，其表現(xiàn)形式和可能發(fā)生的部位因各壩具體條件而異。

13、因此，在大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)壩型、壩體結(jié)構(gòu)和地質(zhì)條件等，選定觀測項(xiàng)目，布設(shè)觀測儀器，提出設(shè)計(jì)說明書和設(shè)計(jì)圖紙。設(shè)計(jì)中考慮埋設(shè)或安裝儀器的范圍包括壩體、壩基及有關(guān)的各種主要水工建筑物和大壩附近的不穩(wěn)定岸坡。不同壩型的主要觀測項(xiàng)目如下: 土壩、土石混合壩：失事的主要原因常是滲透破壞和壩坡失穩(wěn)，表現(xiàn)為壩體滲漏、壩基滲漏、塌坑、管涌、流土、滑坡等現(xiàn)象。主要觀測項(xiàng)目有垂直和水平位移、裂縫、浸潤線、滲流量、 土壓力、 孔隙水壓力等。 混凝土壩、圬工壩：失事的主要原因是壩體、壩基內(nèi)部應(yīng)力和揚(yáng)壓力超出設(shè)計(jì)限度，表現(xiàn)為出現(xiàn)裂縫、壩體位移量過大和不均勻以及滲水等。主要觀測項(xiàng)目有變形、應(yīng)力、溫度、滲流量

14、、揚(yáng)壓力和伸縮縫等 此外，對泄水建筑物應(yīng)進(jìn)行泄流觀測和必要的水工建筑物觀測。如大壩位于地震多發(fā)區(qū)和附近有不穩(wěn)定岸坡，還應(yīng)進(jìn)行必要的抗震、滑坡、崩岸等觀測項(xiàng)目。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測常用設(shè)備及儀器應(yīng)變計(jì)主要參數(shù)指標(biāo)第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測常用設(shè)備及儀器位移計(jì)主要參數(shù)指標(biāo)第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測常用設(shè)備及儀器滲壓計(jì)主要參數(shù)指標(biāo)第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測常用設(shè)備及儀器量水堰計(jì)主要參數(shù)指標(biāo)第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測常用設(shè)備及儀器鋼筋計(jì)主要參數(shù)指標(biāo)第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測常用設(shè)備及儀器測縫計(jì)主要參數(shù)

15、指標(biāo)第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測常用設(shè)備及儀器土壓力計(jì)主要參數(shù)指標(biāo)第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測常用設(shè)備及儀器沉降儀主要參數(shù)指標(biāo)第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測常用設(shè)備及儀器錨索測力計(jì)主要參數(shù)指標(biāo)第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測常用設(shè)備及儀器測斜儀主要參數(shù)指標(biāo)第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測常用設(shè)備及儀器溫度計(jì)主要參數(shù)指標(biāo)第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測常用設(shè)備及儀器垂線坐標(biāo)儀主要參數(shù)指標(biāo)第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測常用設(shè)備及儀器雨量計(jì)第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述雨量計(jì)主要參數(shù)指標(biāo)第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大

16、壩安全監(jiān)測常用設(shè)備及儀器讀數(shù)儀主要參數(shù)指標(biāo)第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測常用設(shè)備及儀器集線箱主要參數(shù)指標(biāo)第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測常用設(shè)備及儀器多通道數(shù)據(jù)采集儀第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述多通道數(shù)據(jù)采集儀主要參數(shù)指標(biāo)第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測常用設(shè)備及儀器無線智能數(shù)據(jù)記錄儀第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述無線智能數(shù)據(jù)記錄儀主要參數(shù)指標(biāo)第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測常用設(shè)備及儀器軟件第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述潰壩事故統(tǒng)計(jì)時間分布 1.潰壩有明顯的三個高峰時期：1959-1962

17、年、1971-1981年、1990-1994年。2.70年代潰壩數(shù)量最多，數(shù)量前3的是1973、1974和1975年。3.自1982年開始潰壩數(shù)量明顯減少。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述潰壩事故統(tǒng)計(jì)時間分布 第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述潰壩事故統(tǒng)計(jì)空間分布 在1954-2003年50年間，潰壩數(shù)量超過200座的依次為四川、山西、湖南、云南。從潰壩數(shù)量絕對值來分析，潰壩事故多發(fā)區(qū)既有南方省份，也有北方省份。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述潰壩事故統(tǒng)計(jì)空間分布 1.潰壩率：在某一確定時間內(nèi)已潰水庫占本地已建水庫的比例。2.據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國平均潰壩率4.09%，高于該值的有11個省市，位于前5的依次是山

18、西、新疆、甘肅、內(nèi)蒙、寧夏。分析可見，北方地區(qū)的潰壩率高于南方。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述潰壩事故統(tǒng)計(jì)壩齡分布 1.已潰大中型水庫大壩超半數(shù)在施工期發(fā)生，而且絕大多數(shù)發(fā)生在“大躍進(jìn)”時期，1980年后未發(fā)生過施工期潰壩。2.投入運(yùn)行10年內(nèi)潰壩事故比例較高，10年后潰壩事故比例小很多。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述潰壩事故統(tǒng)計(jì)潰壩原因 由此可見，泄洪能力不足和施工質(zhì)量問題水庫潰壩的主要原因。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述潰壩事故統(tǒng)計(jì)潰壩原因 根據(jù)分析，可以看出泄洪能力不足和施工質(zhì)量問題也是造成北方潰壩率高于南方的主要原因。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述潰壩事故統(tǒng)計(jì)分析總述 經(jīng)過上述分析可以

19、知道影響大壩安全的因素有很多。據(jù)國際大壩會議“關(guān)于水壩和水庫惡化”小組委員會記錄的1100座大壩失事實(shí)例，30%是由于設(shè)計(jì)洪水位偏低和泄洪設(shè)備失靈引起洪水漫頂而失事；27%是由于地質(zhì)條件復(fù)雜，基礎(chǔ)失穩(wěn)和意外結(jié)構(gòu)事故；20%是由于地下滲漏引起揚(yáng)壓力過高、滲流量增大、滲透坡降過大引起；11%是由于大壩老化、建筑材料變質(zhì)(開裂、侵蝕和風(fēng)化)以及施工質(zhì)量等原因；12%是不同的特有原因所致。 通過上面的數(shù)值可以作如下分析：大壩失事的原因很多、涉及范圍也很廣，但大致可以分成三類。第一類是由設(shè)計(jì)、施工和自然因素引起，它沒有一個從量變到質(zhì)變的過程，而是一旦大壩建成就已確定了的，如設(shè)計(jì)洪水位偏低、混凝土標(biāo)號過低

20、、未考慮地震荷載等；第二類是在運(yùn)行、管理過程中逐步形成的，有一個從量變到質(zhì)變的發(fā)展過程，如沖刷、侵蝕、混凝土的老化、金屬結(jié)構(gòu)的銹蝕等；第三類是上述兩種混合情況，即設(shè)計(jì)、施工中的不完善在運(yùn)行中得不到改正，或者說隨著時間的推移和運(yùn)行管理的不力使設(shè)計(jì)、施工中的隱傲發(fā)展為破壞。就目前而言，大壩安全監(jiān)測主要是針對后兩種情況。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測的重要意義 1、保障水庫大壩安全運(yùn)行 水庫大壩因設(shè)計(jì)及施工缺陷、運(yùn)行管理不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致其帶病運(yùn)行，甚至導(dǎo)致潰壩的事例并不少見。在各種荷載作用、多種自然因素的影響下，大壩安全性態(tài)隨時都在變化，有些是正常變化，是設(shè)計(jì)和安全運(yùn)行許可的，但有些則可能是異

21、常的，是水庫大壩安全運(yùn)行調(diào)度要注意的。大壩的安全隱患增加了水庫工程對下游人民生命和財(cái)產(chǎn)安全的威脅，同時也限制了水資源的合理利用及工程效益的正常發(fā)揮，大壩安全監(jiān)測則能夠起到監(jiān)視及預(yù)警工程運(yùn)行性態(tài)、保障水庫大壩安全運(yùn)行的作用，故現(xiàn)代大壩安全監(jiān)測的首要目的應(yīng)是保障水庫大壩的安全、高效運(yùn)行，這也是為何對一定規(guī)模的工程普遍要求設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)測設(shè)施的原因所在。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測的重要意義 2、現(xiàn)代化和法制化工程管理的需要 現(xiàn)代工程管理普遍通過制訂相關(guān)的法規(guī)，來要求和規(guī)范大壩安全監(jiān)測行為，達(dá)到指導(dǎo)水庫大壩安全運(yùn)行、規(guī)范水庫大壩安全管理工作的目的。有關(guān)大壩安全監(jiān)測的現(xiàn)行有效法規(guī)主要有：1

22、991年3月國務(wù)院發(fā)布的水庫大壩安全管理?xiàng)l例、土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（SL60-94）、混凝土大壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（SDJ336-89）、土石壩安全監(jiān)測資料整編規(guī)程（SL169-96）等?！皸l例”是行政、政策性法規(guī)，指導(dǎo)和規(guī)范水庫大壩安全監(jiān)測的行政與技術(shù)管理工作，“技術(shù)規(guī)范”主要對大壩現(xiàn)場檢查及儀器觀測的項(xiàng)目設(shè)置、監(jiān)測方法、監(jiān)測技術(shù)要求、資料處理等做了全面的規(guī)定，填補(bǔ)了技術(shù)規(guī)范的空白，是現(xiàn)代的專業(yè)大壩安全監(jiān)測法規(guī)。 現(xiàn)代社會也要求實(shí)行強(qiáng)制的大壩安全監(jiān)測，規(guī)范的大壩安全監(jiān)測工作是法制在水利行業(yè)上的一種具體體現(xiàn)。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測的重要意義 3、推動工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的進(jìn)步

23、 任何科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步離不開試驗(yàn)研究，但由于大壩工程的特殊性和復(fù)雜性，室內(nèi)試驗(yàn)遠(yuǎn)不能滿足工程技術(shù)的研究需要，故大壩工程的設(shè)計(jì)、施工、分析等技術(shù)的進(jìn)步很大程度上依賴大壩安全監(jiān)測的成果，通過監(jiān)測結(jié)果來驗(yàn)證和不斷改進(jìn)壩工技術(shù)。故早期的大壩監(jiān)測往往稱為原型觀測，這實(shí)際是針對和區(qū)別于模型試驗(yàn)觀測而言的，早期的大壩安全監(jiān)測這方面的目的較為明顯。 上世紀(jì)40年代經(jīng)大壩觀測改進(jìn)了壩身填筑含水率的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，此后關(guān)注的心墻壩的拱效應(yīng)及水力劈裂的問題及其改進(jìn)措施、土石壩變形設(shè)計(jì)的概念及變形控制準(zhǔn)則、施工期大壩變形的規(guī)律及施工控制標(biāo)準(zhǔn)、及大壩變形、滲流、抗震等方面的許多規(guī)律的發(fā)現(xiàn)與技術(shù)的發(fā)展主要得益于大壩安全監(jiān)測。第一

24、節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測的重要意義 4、為病險(xiǎn)工程的診斷和合理加固提供依據(jù) 由于水庫大壩的歷史原因，工程自然老化以及缺乏足夠經(jīng)濟(jì)支持的維修加固，造成了我國病險(xiǎn)水庫眾多這一特殊現(xiàn)象，大壩監(jiān)測資料是最能反映大壩安全狀況及病險(xiǎn)程度的，病險(xiǎn)水庫的評判離不開對大壩監(jiān)測資料的分析。一般而言，沒有大壩安全監(jiān)測資料分析的病險(xiǎn)水庫的診斷在科學(xué)上、技術(shù)上是欠缺的，所做大壩安全鑒定在工作上是存在不足的，也影響病險(xiǎn)加固方案的合理性有效選擇，甚至可能造成病險(xiǎn)水庫的誤診、誤治。 同樣因歷史和經(jīng)濟(jì)的原因，我國很多水庫大壩缺乏必要的監(jiān)測設(shè)施，從而給現(xiàn)階段的大壩安全鑒定工作帶來了一定的困難。然而，實(shí)踐中也有不少水

25、庫在大壩安全鑒定之前及時增設(shè)了大壩觀測設(shè)施，收集了大量具有說服力的第一手資料，為大壩安全鑒定創(chuàng)造了良好的條件，這是值得推薦的。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩安全監(jiān)測的重要意義 5、評判工程事故及推動監(jiān)測技術(shù)自身的發(fā)展 工程事故的發(fā)生發(fā)展都有一個過程，這一過程中包含有大量事故征兆，往往會在監(jiān)測資料中留下很多蹤跡，通過觀測資料分析，可以一定程度上幫助評判工程事故的原因、程度和危害，為事故鑒定及責(zé)任劃分提供依據(jù)。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩潰壩案例介紹 板橋水庫（1975.8.8）史上最嚴(yán)重潰壩 1975年八月，河南省南部駐馬店地區(qū)出現(xiàn)暴雨，板橋水庫和石漫灘水庫兩座大型水庫及竹溝、田崗等數(shù)

26、五十八座中小型水庫幾乎同時潰壩，遂平、西平、汝南、平興、新蔡、漯河，臨泉七個縣城被水淹數(shù)米深，共29個縣市受災(zāi)，涉及一千二百萬人，毀房680余萬間，沖毀京廣線鐵路一百多公里，京廣線中斷18天，影響正常通車48天，直接經(jīng)濟(jì)損失約為100億。 有多少人死于這次水庫潰壩災(zāi)難，有各種不同的說法，有代表的有如下一些： 全國政協(xié)委員和政協(xié)常委喬培新、孫越崎、林華、千家駒、王興讓、雷天覺、徐馳和陸欽侃揭露，死亡人數(shù)達(dá)23萬人；孟昭華和彭傳榮編的中國災(zāi)荒史中載錄，板橋水庫和石漫灘水庫垮壩失事，1029萬人遭受毀滅性的水災(zāi)，約有十萬人當(dāng)即被洪水卷走；中國科學(xué)院大氣物理研究所的研究員蔡則怡和趙思雄說，死亡近十萬人

27、；中國科學(xué)院著名的氣象學(xué)家陶詩言寫到，死亡人數(shù)達(dá)數(shù)萬人；板橋水庫重新修建碑文中刻有，卷走數(shù)以萬計(jì)人民的生命財(cái)產(chǎn)；水利部減災(zāi)研究中心研究員劉樹坤和程曉陶沒有直接提供死亡人數(shù)，只指出人員傷亡慘重。潰壩具體過程第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩潰壩案例介紹 板橋水庫在河南境內(nèi)，4.5m 高的粘土心墻砂殼壩，是“75.8” 暴雨中潰決的一座大型水庫。遭遇歷史罕見暴雨洪水，1975年8月8日1時30分潰決，造成巨大災(zāi)難。在國內(nèi)外的大壩安全管理領(lǐng)域有重大影響，并深遠(yuǎn)影響了我國的水庫管理、防洪標(biāo)準(zhǔn)、除險(xiǎn)加固等一系列大壩安全工作。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩潰壩案例介紹 河道堤防漫溢決口潰壩后的板橋水庫

28、溢洪道第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩潰壩案例介紹 京廣鐵路遂平段，50噸的火車車廂被沖走5公里，鐵軌被扭成麻花形第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩潰壩案例介紹 板橋水庫潰壩最高水位銘石板橋水庫復(fù)建紀(jì)念碑第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩潰壩案例介紹 溝后水庫（1993.8.27）小水庫大災(zāi)害 溝后水庫是一座?。?）型水庫，位于青海省海南州共和縣境內(nèi)，71m高的混凝土面板砂礫石壩。由于壩頂防滲體系的隱患，庫水自壩頂防浪墻與面板接縫進(jìn)入壩體，造成頂部壩體濕陷及滲透破壞，于1993年8月27日潰決，使下游的海南州州府所在地恰卜恰鎮(zhèn)等遭受重創(chuàng)。小水庫也會出大問題，此次事故使人們重新審視小型水庫的安

29、全與管理問題第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩潰壩案例介紹 大路溝水庫（2001.10.3）白蟻危害的潰壩韓非子.喻老（公元前233年）：“千里之堤，潰于蟻穴” 大路溝水庫是一座由縣水利局管理的小（1）型水庫，位于四川省會理縣黎溪區(qū)河口鄉(xiāng)境內(nèi)，43.95m高的均質(zhì)土壩。因白蟻危害，2001年10月3日9時許發(fā)生垮壩事件，造成重大人員傷亡。潰壩前的大壩壩后長滿了 60100cm高的雜草，其巡視檢查之虛設(shè)、工程管理之懈怠可見一斑。第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述第一節(jié) 水工建筑物安全監(jiān)測概述大壩潰壩案例介紹 小海子水庫（2007.4.19）加固項(xiàng)目完工后潰壩 小海子水庫位于甘肅高臺縣南華鎮(zhèn)小海子村境

30、內(nèi)。 19日12時10分，小海子水庫下庫突然發(fā)生決口，當(dāng)時下庫蓄水約280萬立方米，決口大壩長約30米，最大流量約90立方米秒。第二節(jié) 安全監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)置監(jiān)測系統(tǒng)的意義 工程安全監(jiān)測在中國水電事業(yè)中發(fā)揮著重要作用，已成為工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理中不可少的組成部分。概括起來工程監(jiān)測具有如下幾個方面的作用：(1)了解建筑物在荷載和各種因素作用下的工作狀態(tài)和變化情況，據(jù)以對建筑物質(zhì)量和安全程度作出正確判斷和評價，為施工控制和安全運(yùn)行提供依據(jù)。(2)及時發(fā)現(xiàn)不正常的現(xiàn)象，分析原因，以便進(jìn)行有效的處理，確保工程安全。(3)是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)和施工水平，發(fā)展工程技術(shù)的重要手段。第二節(jié) 安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成 1

31、. 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)監(jiān)測分析評價預(yù)報(bào)系統(tǒng)由幾個相互依存的子系統(tǒng)組成。（1）數(shù)據(jù)采集接口。系統(tǒng)與監(jiān)測數(shù)據(jù)自動采集硬件部分用數(shù)據(jù)采集接口相連。（2）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。包括設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行期間所有數(shù)據(jù)和資料以及正分析和反分析的成果的存儲。（3）預(yù)處理系統(tǒng)。是將監(jiān)測量轉(zhuǎn)換為效應(yīng)量，并予評判識別。對儀器的穩(wěn)定性進(jìn)行判斷，對監(jiān)測資料的誤差進(jìn)行校驗(yàn)，對實(shí)測資料進(jìn)行實(shí)變值識別，趨勢變化識別和異常識判。（4）資料整編系統(tǒng)。各種原始數(shù)據(jù)和各種分析成果，專家系統(tǒng)的意見等材料經(jīng)過審查、考證、編輯、綜合整理形成系統(tǒng)化、圖表化的成果。（5）圖形/圖象系統(tǒng)。各類圖形、圖表的存儲和查詢。（6）模型庫系統(tǒng)。這些模型用來擬合與說明大壩工作

32、性狀，并預(yù)測預(yù)報(bào)大壩的未來狀況。（7）分析/算法庫系統(tǒng)。包括安全監(jiān)測分析評價預(yù)報(bào)系統(tǒng)可能用到的各種分析/算法（8）知識庫系統(tǒng)。是用于知識信息的存儲和查詢的計(jì)算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)。（9）綜合分析推理系統(tǒng)。系統(tǒng)的功能包括數(shù)據(jù)流程設(shè)計(jì)，直線分析，成因分析，專家綜合分析和決策支持等模塊設(shè)計(jì)，系統(tǒng)能夠?qū)ΡO(jiān)測資料進(jìn)行正、反分析，對不安全因素進(jìn)行綜合評判，輔助決策和工程安全度綜合評價。（10）預(yù)報(bào)預(yù)測系統(tǒng)。建立預(yù)報(bào)模型，進(jìn)行仿真分析，對可能遇到的某些突發(fā)性突災(zāi)害進(jìn)行預(yù)報(bào)，并提供輔助決策及應(yīng)急措施。（11）總控和實(shí)時監(jiān)控：總控平臺可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控的全部功能，實(shí)現(xiàn)綜合分析推理。實(shí)時分析大壩的性狀和變化，達(dá)到實(shí)時控制

33、系統(tǒng)的目標(biāo)。第二節(jié) 安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成2. 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（1）電纜監(jiān)測系統(tǒng)的不同部位和不同儀器需要聯(lián)接不同規(guī)格的電纜。（2）傳感器包括滲壓計(jì)、滲流量計(jì)、垂線儀、傾斜儀、測縫計(jì)、多點(diǎn)位移計(jì)、錨桿應(yīng)力計(jì)、鋼筋計(jì)、應(yīng)變計(jì)、溫度計(jì)等各種儀器。應(yīng)選擇其中對監(jiān)控工程安全起重要作用且人工觀測又不能滿足要求的關(guān)鍵測點(diǎn)納入自動化觀測系統(tǒng)，同時所有被納入自動化系統(tǒng)的儀器都應(yīng)預(yù)先經(jīng)過現(xiàn)場觀測值的可靠性鑒定，證明其工作性態(tài)正常。（3）測控單元分布設(shè)置于各測點(diǎn)群的近處，具有分組匯集的切換作用及一定的測量控制功能，同時可將電模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)量的模擬數(shù)字。轉(zhuǎn)換功能的測控裝置（MCU），也稱數(shù)據(jù)采集單元（DAU）。（4）

34、采集站由測控單元組成并根據(jù)儀器分布情況決定其布置，一般設(shè)在較集中的儀器測點(diǎn)附近。（5）監(jiān)測分站一般根據(jù)建筑物規(guī)模及布置情況決定，如大壩泄水道、電站等可分別設(shè)置分站，應(yīng)避免強(qiáng)電磁干擾。如系統(tǒng)規(guī)模較小也可不設(shè)分站。（6）監(jiān)測總站一個工程設(shè)一個總站，即現(xiàn)場安全監(jiān)控中心（7）管理中心即樞紐管理局或需要遠(yuǎn)傳觀測數(shù)據(jù)的上級領(lǐng)導(dǎo)單位。第二節(jié) 安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成3. 系統(tǒng)聯(lián)接 （1）數(shù)據(jù)采集布置形式 集中式：是將傳感器通過集線箱或直接連接到采集器的一端進(jìn)行集中觀測。在這種系統(tǒng)中，不同類型的傳感器要用不同的采集器控制測量，由一條總線連接，形成一個獨(dú)立的子系統(tǒng)。系統(tǒng)中有幾種傳感器，就有幾個子系統(tǒng)和幾條總線

35、。所有采集器都集中在主機(jī)附近，由主機(jī)存儲和管理各個采集器數(shù)據(jù)。 分布式：分布式系統(tǒng)是把數(shù)據(jù)采集工作分散到靠近較多傳感器的采集站（測控單元）來完成，然后將所測數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)，這種系統(tǒng)要求每個觀測現(xiàn)場的測控單元應(yīng)是多功能的智能型儀器，能對各種類型的傳感器進(jìn)行控制測量。在這種系統(tǒng)中，采集站一般置在較集中的測點(diǎn)附近。 （2）數(shù)據(jù)流程 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程是根據(jù)用戶命令，監(jiān)測數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)（硬件）自動采集數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)接口進(jìn)入本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的自動采集數(shù)據(jù)庫，人工采集數(shù)據(jù)、檢查數(shù)據(jù)、監(jiān)測儀器考證數(shù)據(jù)和工程概況數(shù)據(jù)，用人工輸入各自的數(shù)據(jù)庫。這些數(shù)據(jù)庫可以直接在計(jì)算機(jī)屏幕顯示或打印；亦可通過預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行誤差識

36、別、常數(shù)據(jù)識別和疑點(diǎn)識別，若無疑點(diǎn)，可進(jìn)入整編數(shù)據(jù)庫，若存在疑點(diǎn)，則進(jìn)行成因分析，整編數(shù)據(jù)可以輸出，也可以運(yùn)行圖形、圖像代理，整編數(shù)據(jù)形象地用圖形表示輸出或存入圖形/圖像庫。調(diào)用知識庫、模型庫、分析和算法庫中的知識，模型和分析算法進(jìn)行各項(xiàng)分析，然后運(yùn)用專家知識和判別標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合分析，提供輔助決策。整編資料也可以通過調(diào)用模型庫的預(yù)測預(yù)報(bào)模型進(jìn)行預(yù)測預(yù)報(bào)。上述綜合分析，輔助決策和預(yù)測預(yù)報(bào)成果可以直接輸出，指導(dǎo)工程安全運(yùn)行或進(jìn)入生成數(shù)據(jù)庫，再以成果報(bào)告形式提供給用戶。第二節(jié) 安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成4. 系統(tǒng)功能（1）傳感器感應(yīng)大壩變形、滲流、應(yīng)力、溫度等各種物理量，將模擬量數(shù)字量脈沖量，狀態(tài)量等

37、信號輸送到采集點(diǎn)。傳感器種類可分為電阻式、電感式、電容式、振強(qiáng)式、調(diào)步式、壓阻式、變壓器式、電位器式等。（2）采集站1）根據(jù)確定的觀測參數(shù)、計(jì)劃和順序進(jìn)行實(shí)際測量計(jì)算和存儲，并有自檢、自動診斷功能和人工觀測接口。除與主機(jī)通訊外，還可定期用便攜式計(jì)算機(jī)讀取數(shù)據(jù)。2）根據(jù)確定的記錄條件，將觀測結(jié)果及出錯信息與指定監(jiān)測分站或其他測控單元進(jìn)行通信。3）檢測指定的報(bào)警條件，一旦報(bào)警狀態(tài)或條件改變，則通知指定的監(jiān)測分站。4）將所有觀測結(jié)果保存在緩沖區(qū)中，直到這些信息被所有指定監(jiān)測分站明確無誤地接收完為止。5）管理電能消耗，在斷電、過電流引起重啟動或正常關(guān)機(jī)時保留所有配置設(shè)定的信息，并可防雷、抗干擾、防塵、

38、防腐和適用于惡劣溫度環(huán)境。6）采集系統(tǒng)的運(yùn)行方式主要分中央控制式（應(yīng)答式）及自動控制式（自報(bào)式），必要時也可采用任意控制式。第二節(jié) 安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成（3）監(jiān)測分站1）系統(tǒng)自動啟動，數(shù)據(jù)自動采集分巡測、選測、正常及加速周期等數(shù)據(jù)采集。2）輸入人工讀數(shù)或記錄器讀數(shù)，將所屬測控單元內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)匯集到監(jiān)測分站。3）監(jiān)測數(shù)據(jù)的檢查校核，包括軟硬件系統(tǒng)自身檢查數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確程度的檢查及數(shù)字模型檢查。4）數(shù)據(jù)存儲、刪除、插入、記錄、顯示、換算打印、查詢及儀器位置參數(shù)工作狀態(tài)顯示。 5）安全監(jiān)控、預(yù)報(bào)及報(bào)警6）能與采集站和監(jiān)測站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，雙向通訊。（4）監(jiān)測總站1）除有監(jiān)測分站的功能外，還具

39、有圖像顯示、工程數(shù)據(jù)庫及其數(shù)據(jù)管理功能。2）具有較強(qiáng)的脫機(jī)（離線）處理功能，并備有齊全的數(shù)據(jù)分析處理軟件。3）將各監(jiān)測分站數(shù)據(jù)和人工監(jiān)測數(shù)據(jù)匯集到總站數(shù)據(jù)庫內(nèi)，再次進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)異常即反饋到分站進(jìn)行校核或現(xiàn)場檢查。4）建立、標(biāo)定安全監(jiān)控?cái)?shù)學(xué)模型，并進(jìn)行影響因素分析及綜合性的分析、預(yù)報(bào)和安全評價。5）數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸及雙向通訊功能。第二節(jié) 安全監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)整編 監(jiān)測資料的整編是指對現(xiàn)場采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)和巡視檢查結(jié)果，以一定的形式進(jìn)行加工，從而形成便于應(yīng)用的監(jiān)測結(jié)果，并對監(jiān)測資料進(jìn)行收集、整理、審定后，按一定的規(guī)格編印成冊。1. 日常資料的整理（1）監(jiān)測資料應(yīng)及時進(jìn)行日常整理。日常資料整理的主要內(nèi)容包括

40、：查證原始觀測數(shù)據(jù)的正確性，觀測值輸入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行觀測效應(yīng)量計(jì)算呢，編制報(bào)表和繪制過程線，巡視檢查記錄整理，考察觀測效應(yīng)量的變化，初步判斷是否存在異常變化。（2）日常資料整理要經(jīng)常，不得拖延，更不能長期積壓。每次觀測后就立即對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查校核和整理，及時進(jìn)行初步分析。當(dāng)發(fā)現(xiàn)監(jiān)測原始資料有異?；虼_認(rèn)觀測效應(yīng)量有異常時，應(yīng)立即向主管部門報(bào)告。（3）原始資料在現(xiàn)場校核檢驗(yàn)后，不得再進(jìn)行任何修改。粗差的辨識和剔除必須慎重，應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定要求進(jìn)行。經(jīng)整理和整編后的監(jiān)測資料和數(shù)據(jù)亦不得修改。第二節(jié) 安全監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)整編2. 定期資料的編?。?）監(jiān)測資料應(yīng)定期（一般每年一次）進(jìn)行編印。定期資料

41、編印的主要內(nèi)容包括：在平時資料整理的基礎(chǔ)上進(jìn)行觀測效應(yīng)量的統(tǒng)計(jì)，填制統(tǒng)計(jì)表格，繪制各種觀測效應(yīng)量的分布與相互間的相關(guān)圖線，編寫編印說明書等。（2）整編成果應(yīng)項(xiàng)目齊全、規(guī)格統(tǒng)一、考證清楚、說明完備、方法合理、資料可靠、圖表完整、數(shù)據(jù)正確。如停止或減少觀測項(xiàng)目的資料整編和分析工作，應(yīng)經(jīng)上級主管部門批準(zhǔn)。（3）全部資料的整編、分析成果應(yīng)予統(tǒng)一編號，分類歸檔，由專人統(tǒng)一管理，保持完整，注意保密。第二節(jié) 安全監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)整編3. 定期資料的分析（1）監(jiān)測資料應(yīng)定期進(jìn)行初步分析。初步資料分析主要包括：效應(yīng)量變化過程分析、特征值統(tǒng)計(jì)分析、測值分布特征性分析、測值相關(guān)性分析、測值對比分析等。初步分析的主要目的

42、是定性判斷大壩是否存在異常狀態(tài)，并初步判斷出現(xiàn)異常的情況。（2）監(jiān)測資料的初步分析應(yīng)結(jié)合年度監(jiān)測資料整編進(jìn)行，每年至少一次。遇大洪水或其他特殊情況時，也應(yīng)及時進(jìn)行初步分析。（3）應(yīng)建立監(jiān)測數(shù)學(xué)模型，對監(jiān)測效應(yīng)量進(jìn)行定量分析。監(jiān)測模型的建立，主要目的是進(jìn)一步分析大壩是否存在異常狀態(tài)，并分析出現(xiàn)異常的原因。（4）有條件時，應(yīng)在年度資料整編時建立監(jiān)測數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析。大壩管理單位不具備建模條件時，應(yīng)每隔一段時間（一般為5年）委托有資質(zhì)的單位對監(jiān)測資料進(jìn)行全面、系統(tǒng)的分析，包括建立數(shù)學(xué)模型。（5）當(dāng)監(jiān)測資料積累5年以上時，應(yīng)及時建立以監(jiān)控模型為基礎(chǔ)的監(jiān)測效應(yīng)量安全監(jiān)控指標(biāo)。當(dāng)監(jiān)測資料增加5年以上時，應(yīng)

43、及時校正監(jiān)控模型和更新安全監(jiān)控指標(biāo)。4. 監(jiān)測資料整編的周期監(jiān)測資料整編應(yīng)以日歷年為整編時段，每年整編一次，在汛期前應(yīng)將上一年度監(jiān)測資料整編完畢。5. 監(jiān)測資料整編的范圍整編范圍應(yīng)涵蓋大壩各建筑物在該年的全部安全監(jiān)測資料，包括儀器監(jiān)測資料和巡視檢查資料。第二節(jié) 安全監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)整編6. 刊印成冊的資料編排內(nèi)容刊印成冊的整編資料，應(yīng)按以下順序編排（1）封面：封面應(yīng)包括工程名稱、整編時段、編號、整編單位、刊印日期等。（2）目錄：目錄應(yīng)清晰明了，應(yīng)讓讀者從目錄上就能基本了解該冊資料的基本內(nèi)容。（3）整編說明：應(yīng)包括整編時段內(nèi)工程變化和運(yùn)行情況，監(jiān)測設(shè)施維護(hù)、檢修、檢驗(yàn)、校測以及更新改造情況；整編年度

44、內(nèi)巡視檢查情況，監(jiān)測實(shí)施情況；介紹監(jiān)測資料的精度和可靠性，監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)的問題以及對問題的分析和處理；提出對大壩安全的意見和運(yùn)行管理的建議；說明整編的主持人、審核人、校核人以及參加整編的人員。（4）工程基本資料：工程基本資料應(yīng)在第一次整編成冊時詳細(xì)介紹。以后的整編，可只在整編說明中記錄工程的改造變化情況、工程運(yùn)行過程中的特殊情況等。（5）監(jiān)測布置：監(jiān)測布置應(yīng)在第一次整編成冊時詳細(xì)介紹。以后的整編，可只在整編說明中記錄監(jiān)測設(shè)施、設(shè)備的改造、更換等變化情況。第一次整編成冊時，應(yīng)收錄監(jiān)測項(xiàng)目和監(jiān)測測點(diǎn)匯總表、監(jiān)測測點(diǎn)基本資料表等。（6）監(jiān)測資料初步分析成果：綜述本整編時段內(nèi)各監(jiān)測資料分析的主要成果包

45、括分析內(nèi)容和方法、結(jié)論、建議等。（7）監(jiān)測資料整編圖表：年度監(jiān)測資料應(yīng)以表格的形式，按監(jiān)測項(xiàng)目（環(huán)境量、變形、滲流、應(yīng)力應(yīng)變、溫度）的順序匯總。每個項(xiàng)目中，監(jiān)測資料匯總表在前，整編圖在后，必要時，整編圖的取值時段可向前適當(dāng)延長。巡視檢查結(jié)果的整編資料，放在儀器監(jiān)測資料之后。（8）封底：封底起到保護(hù)整編成果的作用，也是每冊整編資料結(jié)束的標(biāo)志。第二節(jié) 安全監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)整編7. 整編資料的質(zhì)量要求 整編成果質(zhì)量應(yīng)達(dá)到項(xiàng)目齊全、規(guī)格統(tǒng)一、考證清楚、說明完備、方法合理、資料可靠、圖表完整、數(shù)據(jù)正確。成果表中應(yīng)沒有較大的或系統(tǒng)的錯誤，一般性小錯的差錯率應(yīng)不超過數(shù)據(jù)量的二分之一。 整編成果除開印成冊外，包括

46、封面、扉頁、目錄、說明、原始數(shù)據(jù)、成果表、曲線圖等，均應(yīng)存入計(jì)算機(jī)的磁盤、光盤保存。整編所依據(jù)的原始資料（包括現(xiàn)場埋設(shè)及觀測記錄等），應(yīng)打印分冊裝訂存檔。第二節(jié) 安全監(jiān)測系統(tǒng)幾種典型監(jiān)測數(shù)據(jù)計(jì)算1. 視準(zhǔn)線、引張線及激光準(zhǔn)直法實(shí)測水平位移計(jì)算方法（1）當(dāng)視準(zhǔn)線、引張線及激光準(zhǔn)直的工作基點(diǎn)（基墩）為相對不動點(diǎn)時，實(shí)測水平位移按下式計(jì)算： =xi-x0式中：為視準(zhǔn)線、引張線及激光準(zhǔn)直實(shí)測水平位移，mm； xi為視準(zhǔn)線、引張線或激光準(zhǔn)直本次讀數(shù)值； x0為視準(zhǔn)線、引張線或激光準(zhǔn)直初始測值，即基準(zhǔn)測值，初始觀測時間稱為基準(zhǔn)時間。（2）當(dāng)視準(zhǔn)線、引張線或激光準(zhǔn)直的端點(diǎn)不是相對不動點(diǎn)時，實(shí)測水平位移應(yīng)計(jì)入

47、端點(diǎn)的位移。視準(zhǔn)線、引張線或激光準(zhǔn)直的實(shí)測水平位移按下式計(jì)算： j=j+K(L-R）+R j=xi-x0 K=Sj/D式中：L為視準(zhǔn)線、引張線或激光準(zhǔn)直左側(cè)基墩處垂線實(shí)測水平位移，mm； R為視準(zhǔn)線、引張線或激光準(zhǔn)直右側(cè)基墩處垂線實(shí)測水平位移，mm； j為視準(zhǔn)線、引張線、準(zhǔn)直測點(diǎn)j的相對于基準(zhǔn)時間的相對水平位移，mm； x0為視準(zhǔn)線、引張線或激光準(zhǔn)直測點(diǎn)j的初始測值(基準(zhǔn)測值)； xj為視準(zhǔn)線、引張線或激光準(zhǔn)直測點(diǎn)j的本次測值； D為視準(zhǔn)線、引張線或激光準(zhǔn)直兩基墩間的距離，m； sj為視準(zhǔn)線、引張線或激光準(zhǔn)直測點(diǎn)j至右基墩的距離，m。第二節(jié) 安全監(jiān)測系統(tǒng)幾種典型監(jiān)測數(shù)據(jù)計(jì)算(3)小角度法 用小

48、角度法觀測水平位移，所用觀測儀器、工作基點(diǎn)、位移標(biāo)點(diǎn)等設(shè)備與視準(zhǔn)線相同，覘標(biāo)則只需要固定覘標(biāo)。先將經(jīng)緯儀安置在工作基點(diǎn)A， 與后視B點(diǎn)，構(gòu)成視準(zhǔn)線AB，前視位移標(biāo)點(diǎn)ao，讀出Aao方向線與視準(zhǔn)線AB之間的夾角ao，由于ao一般均較小，故ao點(diǎn)偏離視準(zhǔn)線AB的距離aao可近似地按下式計(jì)算：式中 aaoao點(diǎn)偏離視準(zhǔn)線AB的距離（mm）； Sa位移標(biāo)點(diǎn)a距工作基點(diǎn)A的距離（m）； aaoAao方向線與視準(zhǔn)線AB的夾角（）；令則因此位移標(biāo)點(diǎn)a的位移量（即a1點(diǎn)的偏移值）為式中aa1建筑物變形后Aa1方向線與視準(zhǔn)線AB的夾角（）第二節(jié) 安全監(jiān)測系統(tǒng)幾種典型監(jiān)測數(shù)據(jù)計(jì)算2. 滲壓系數(shù)計(jì)算方法 滲壓系數(shù)是

49、描述混凝土壩壩基滲流狀況的一個重要參數(shù)，是判斷壩基滲流穩(wěn)定性、壩基地質(zhì)條件變化情況以及壩基防滲帷幕效果的一個重要指標(biāo)。根據(jù)壩基揚(yáng)壓水位計(jì)算壩基滲壓系數(shù)可分為兩種情況。（1）當(dāng)下游有水時： i=Hi-H2/H1-H2式中：i為測點(diǎn)i的滲壓系數(shù)； H1為上游水位，m； H2為下游水位，m； Hi為測點(diǎn)i的實(shí)測揚(yáng)壓水位，m。（2）當(dāng)下游無水時： i= Hi-H3/H1-H3式中：i為測點(diǎn)i的滲壓系數(shù)； H1上游水位，m； H3 為測點(diǎn)處建基面高程，m； Hi為測點(diǎn)i的實(shí)測揚(yáng)壓水位，m。第二節(jié) 安全監(jiān)測系統(tǒng)大壩安全監(jiān)測案例法國馬爾巴塞（Malpasset）拱壩的失事 法國馬爾巴塞拱壩壩頂高程102.5

50、5m，頂部弧長223m。拱壩于1954年末建成并蓄水，庫水位上升緩慢。歷經(jīng)5年至1959年11月中旬，庫水位達(dá)到95.2m，于1959年12月2日突然潰決失事。第二節(jié) 安全監(jiān)測系統(tǒng)大壩安全監(jiān)測案例 蓄水后，壩址下游20m、高程80m處有水自巖石中流出，已經(jīng)開始引起了人們的注意。1959年12月1日下了一場大雨，到2日晨，庫水位猛增到100m。當(dāng)日下午，工程師們到大壩視察，研究如何防止?jié)B水的不利作用。因未發(fā)現(xiàn)大壩有任何異常，決定下午6點(diǎn)開閘放水，降低庫水位。開閘后未發(fā)現(xiàn)任何振動現(xiàn)象。管理人員晚間對大壩繼續(xù)進(jìn)行了反復(fù)巡視，亦未見任何異?，F(xiàn)象，于近21點(diǎn)離開大壩。當(dāng)人們剛剛離開壩區(qū)后的21點(diǎn)20分，

51、大壩突然潰決。大壩劇烈顫動，隨之聽到類似動物吼叫的突發(fā)巨響，然后感到強(qiáng)烈的空氣波。最終他們看到巨大的水墻順河谷奔騰，同一時間電力供應(yīng)中斷。 潰壩洪水順峽谷咆哮而下，出峽谷后流速仍達(dá)20km/h。下游12km處的城鎮(zhèn)部分被毀，死亡421人，財(cái)產(chǎn)損失達(dá)300億法郎。次日清晨發(fā)現(xiàn)大壩已被沖走，僅右岸靠基礎(chǔ)部分有殘留拱壩，一些壩塊被沖到下游1.5km處，左岸壩基巖體被沖出深槽。下面的照片時當(dāng)年被潰壩洪水毀損的田園、大壩和道路。第二節(jié) 安全監(jiān)測系統(tǒng)大壩安全監(jiān)測案例 馬爾巴塞拱壩壩體未埋設(shè)監(jiān)測儀器，僅在壩下游面橫縫F、H、J、L等不同高程處設(shè)置了28個位移觀測點(diǎn)，通過大地測量法，每年進(jìn)行一次位移觀測。從開始蓄水到大壩失事，分別于1955年9月（庫水位79.95m）、1956年7月（庫水位83.85m）、1958年7月（庫水位87.30m）和1959年7月（庫水位94.10m）共進(jìn)行了4次觀測。從僅有的4次觀測成果來看：前三次觀測成果正常，測點(diǎn)位移與庫水位大致成正比；第四次實(shí)測位移偏大，超出了正常范圍，且在中央懸臂梁的底部，測點(diǎn)的水平位移普遍增大約10mm，橫縫F底部達(dá)到1