高混凝土面板堆石壩的動態(tài)監(jiān)測三

摘要：地震反應(yīng)監(jiān)測、水力學(xué)原型觀測、爆破振動監(jiān)測是高面板壩動態(tài)監(jiān)測的重要組成部分，應(yīng)給予足夠的重視，本文簡要闡述了高面板壩動態(tài)監(jiān)測的目的以及它的主要內(nèi)容與有關(guān)問題。關(guān)鍵詞：高混凝土面板壩地震反應(yīng)監(jiān)測水力學(xué)原型觀測爆破振動監(jiān)測1、引言混凝土面板壩是近二三十年內(nèi)發(fā)展起來的一種新壩型，由于它的發(fā)展歷史較短，以及現(xiàn)有面扳壩計算理論還不夠成熟和完善，面板壩的設(shè)計基本上是經(jīng)驗性的，采用工程類比的經(jīng)驗方法較多，所以應(yīng)加強混凝土面板壩的監(jiān)測，積累大量的實測資料，為正確評價大壩運行狀態(tài)、校核設(shè)計和改進施工水平提供依據(jù)。隨著高混凝土面板壩的出現(xiàn)，以及深覆蓋層上面板壩的興建，對面板壩監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展起了促進作用，同時也引出了面板壩監(jiān)測技術(shù)的許多問題。1993年xx溝后面板壩的失事，對我國面板壩的監(jiān)測技術(shù)提出了新的課題。面板壩的監(jiān)測按外荷載引起物理量的變化速度可分為靜態(tài)監(jiān)測和動態(tài)監(jiān)測，對于靜態(tài)監(jiān)測，國內(nèi)外己做了較多的研究，而對作為同樣重要的動態(tài)監(jiān)測的研究則較少，特別是面板壩的地震反應(yīng)性態(tài)如何，幾乎沒有任何的實測資料，所以探討混凝土面板堆石壩的動態(tài)監(jiān)測具有重要的現(xiàn)實意義，本文簡要介紹了高混凝土面板堆石壩動態(tài)監(jiān)測的目的以及它的主要內(nèi)容與有關(guān)問題。2、動態(tài)監(jiān)測面板壩的靜態(tài)監(jiān)測包括水平位移、沉降、孔隙水壓力、土壓力、面板的應(yīng)變和撓度、周邊縫的位移、鋼筋應(yīng)力和滲流量；動態(tài)監(jiān)測包括地震反應(yīng)監(jiān)測、水力學(xué)原型觀測和爆破振動監(jiān)測。對于地震反應(yīng)監(jiān)測來說監(jiān)測物理量是瞬時的，發(fā)生的時刻目前難以預(yù)測，荷載作用的時間極短，一般只有幾十秒；而水力學(xué)原型觀測中監(jiān)測物理量持續(xù)的時間較長。柱年討2.瀉1第地震反應(yīng)監(jiān)測事勒弄2.1.庫1鋼地震反應(yīng)監(jiān)測報的目的家我國是地嚷震多發(fā)國家，吳有不少面板壩革建在地震區(qū)，蘿象己建成的小釀干溝面板壩點（汁55蠢m(xù)趨）、大橋面板消壩憲（福95像m惹）都處于地震林烈環(huán)度的8賤°偽以上的地區(qū)，賽而且地震運動斑對面板壩的壩詳體、壩基和溢毯洪道的穩(wěn)定性佳有重要的影響逢，大壩在地震叮時的性態(tài)很復(fù)啞雜，因此對地牙震區(qū)的面板壩妙進行地震反應(yīng)潔監(jiān)測是一項重近要的工購作烈.吐智利考戈規(guī)蒂壩壽（壽75兄m季）位于地震區(qū)炭，上游壩蓮坡亦1名∶腥1.燙6葡，下游壩漁坡貼1岔∶域1.稀8氣，上游采用分程層的混凝土面扛板，面板下為象礫石墊層云，介194頭3屆年蠶4蠟月翠7偽日智利中部發(fā)丈生膜8.努3斑級地震，壩址秩測得腔加速度著為榮0.14聚g暖，地震后壩頂熟沉民陷粒350m評m批，賣194燥5縫年計至高194麥6摩年又沉初陷待460m私m隆，同時下游壩邁坡有石塊滾落數(shù)?；诿姘鍓紊嗌喜贾脧娬鸨O(jiān)鞭測儀器，可監(jiān)么測天然地震和腸水庫誘發(fā)地震兆對壩區(qū)的影響否以及壩體對地盞震的反應(yīng)，可刺以獲得不同高而程的振動加速械度過程線，可斤為壩體、壩基箱和壩區(qū)附近高垂邊坡的抗滑穩(wěn)收定分析提供實秋測資料。瞧霧構(gòu)2.1.詢2攪測站布置和結(jié)閃果處理灰面板壩的崗地震反應(yīng)監(jiān)測華可分為工程地宮震監(jiān)測與工程敗動力性質(zhì)監(jiān)測艱，后者包括動統(tǒng)孔隙水壓力、茂動土壓力、動事位移。由于地嚴(yán)震監(jiān)測儀器價嚇格較貴，在壩桶上布設(shè)的儀器蘋不可能很多，尺因此，應(yīng)將有臣限的儀器布置取在關(guān)鍵的部位誦，對于面板壩勝而言除在壩體凍布置強震儀外辯，還應(yīng)在壩下硬游距壩址紹約避2渾倍壩高左右處苦設(shè)一基巖自由栗場測站，以測似取基巖的地震福動特性。目前得國內(nèi)面扳壩的視地震反應(yīng)監(jiān)測技測站一般設(shè)在炎壩的表面，布虎置在下游壩坡挽上，如天生橋癥一級面板壩，瑞在下游壩坡三屑個位移觀測斷秩面的不同高程愛，以及壩體的檔兩端布置了強略震儀觀測慨站滿1杰3孫個，形成了地掛震觀測網(wǎng)；至羅于工程動力性蹈質(zhì)監(jiān)測，目前曾國內(nèi)還只限于手動孔隙水壓力遞觀測。動地震反應(yīng)努監(jiān)測主要是利豬用強震儀來監(jiān)烏測地震時地面面運動的全過程國以及壩體等水家工建筑物對地必震的反應(yīng)，在斯強震加速度記舒錄測試中，一鼻般直接測得到抹的是加速度信杜號，可用辛普期生數(shù)值積分法耍推求相應(yīng)的速瞧度和位移變形謙。賣實測的加打速度記錄為莫欲計算的售速度曲線為浸欲計算的園位移曲線為章刺忽2.舊2避水力學(xué)原型觀體測麗由于水力紅學(xué)這門學(xué)科的么發(fā)展還沒有達表到完善的程度癢，有些設(shè)計參等數(shù)還得從模型警試驗中獲取，縮工程是否安全譯有待實踐的檢餡驗。因此，有憑必要從原型中殖測得實際資料聲。跟盟賤2.2.逗1怠流速監(jiān)測汪水流流速抽是水力學(xué)的重費要參數(shù)，它是叼進行消能沖刷核、磨損、脈動管、空蝕和摻氣丟資料分析的依敞據(jù)。水流流速壽可分為區(qū)段平若均流速、時間曉平均流速、脈勇動流速和斷面洞平均流速，可御根據(jù)工程的規(guī)畏模、等級以及園研究項目的需圾要確定監(jiān)測項滑目和監(jiān)測部位療。口對于高面則扳壩，溢洪道倒是主要的泄水叨建筑物，且它華的長度有些長蜜達賊10請0奇多米，水流的剪流速很大，一陰般在溢洪道的嬌溢流壩面、陡奉槽、挑流鼻坎糖未端等部位設(shè)積流速監(jiān)測斷面勝，平均流速一遼般采用浮標(biāo)、媽畢托管及流速記儀來測定，由攪以上各法測定功的流速，應(yīng)及職時進行整理分礦析，給出垂線亭的流速分布和若平均流速，斷惕面的流速分布脹和平均流速以復(fù)及代表流速分章布特征訓(xùn)的舟a航系數(shù)值。紹脈動流速住與消能沖刷、誓脈動壓力、空扯蝕與摻氣等有己密切的關(guān)系，拜它是水力學(xué)原腳型觀測中的重藍要內(nèi)容，一般胸在沿水流方向外與垂直水流方朵向布置足夠的崖測點，以便了困解水流紊動強婦度的變化情況妥。顯帥筋2.2.霉2推動水壓力監(jiān)測沿高速水流燦的動水壓力對舒于確定溢洪道臨的動力符載、低空蝕和摻氣等珍現(xiàn)象具有重要球的影響，它的覺瞬時值包括時猶均壓力和脈動違壓力，一般作估用在建筑物上雜的瞬時荷載高鬧于時均荷載，駝若設(shè)計時只考首慮時均均載，問而未考慮脈動擊壓力，建筑物哥就有破壞的?？茧U。對于高面戴板壩，時均壓瀉力測點一般布察置在溢洪道的選閘孔中線、閘想墩兩側(cè)和溢流損堰的堰頂，而蛛脈動壓力可在捷沿水流方向與許垂直水流方向濾布置足夠的測里點，同時在水逗流特性與邊界拼條件有突變的腰部位也布置測右點琴.陜并盡量使之與姑模型測點相對館應(yīng)，以便驗證口模型試驗的結(jié)捎果。照監(jiān)測脈動研壓力的傳感器番是將實際物理蒸量轉(zhuǎn)換為電的砌模擬量來實現(xiàn)蘇的，所以測量天之前，必須進糾行率定，找出呀物理量同模擬成量之間的關(guān)系澤，率定在室內(nèi)粗和現(xiàn)場分別進木行。袖詢薦2.2.看3談水流振動監(jiān)測算隨著高面霞板壩的興建，狹有關(guān)水力引起婚結(jié)構(gòu)物的振動卵問題已引起人績們的關(guān)注，而塊流動誘發(fā)振動夫問題較復(fù)雜，尚利用現(xiàn)有的流帥體力學(xué)和結(jié)構(gòu)腫力學(xué)的基本理熱論還不能完全黑解決它，因此褲，需通過原型穗觀測獲得數(shù)據(jù)守來解決。面板睡壩的溢洪道泄廢槽、水工閘門情容易產(chǎn)生振動毒，水電站的引紋水管道由于內(nèi)漫水壓力的波動買也容易引起振須動問題，水流擊振動監(jiān)測主要御是監(jiān)測動水荷革載的傳遞過程唯和結(jié)構(gòu)物對振里動的反應(yīng)過貪程濁.弄振動測量系統(tǒng)片包括傳感器、漢放大器和記錄恢器三部分，這圍三部分需合理急配套才能正確固進行測試工作融；在水工閘門往、隧洞及壩體興的振動監(jiān)測中悠，也可以采用陵在結(jié)構(gòu)物上直若接粘貼電阻應(yīng)源變片的方法測曠取應(yīng)變值。弟賣亂2.葵3屠爆破振動監(jiān)測京次隔2.3.薯1粗爆破振動監(jiān)測噸的目的債在面板壩倒的施工過程中飄，壩基、溢洪翻道、地下建筑底物（包括施工囑導(dǎo)流洞和地下睬廠房）的開挖郵和壩料開采過凳程中有時要進樣行爆破，這使訂炸藥的部分能香量將以波的形涌式在巖體、水賀、空氣中傳播丸，形成沖擊波扮，可能引起具瓣有潛在滑動面忍的邊坡或地下神洞室圍巖等結(jié)萌構(gòu)動力失穩(wěn)；貼同時在爆破振抖動荷載的反復(fù)巨作用下，會引故起巖石、混凝艇土等材料的力耍學(xué)參數(shù)變化，局如材料力學(xué)強梯度指標(biāo)的降低體，材料中原有抱裂隙的擴張或鑰者新裂隙的產(chǎn)哲生，以及滲透貍系數(shù)的增大等慣。因此，必須河使爆破振動控盜制在安全范圍亞內(nèi)。州腸雪2.3.樸2哄爆破振動監(jiān)測剩在工程爆內(nèi)破中，影響爆隔破振動的因素駱有爆破規(guī)模、亡爆破方式、與賄爆源相對位置怖、裝藥結(jié)構(gòu)、俊爆區(qū)的地形、善地質(zhì)等，但最甘主要的因素為碼一次同時起爆猴炸藥夕量命Q灘（瘋k夾g令）和爆源距測魂點的距斜離墻R放（盟m尾），爆破振動序安全多采用質(zhì)釘點峰值振速進扎行控制，即以告實測質(zhì)點振速愈小于或等于允貫許質(zhì)點振速為責(zé)依據(jù)，可根據(jù)標(biāo)薩道失斯基提蘆出的經(jīng)驗公式臉計算：破式鷹中酸英V舟為爆破質(zhì)點振丑動速度雨（饑cm/椒s選）刮充翼β往為藥包形狀系塔數(shù)，一般數(shù)取化1/轎3差或悄1/2噸遼淺α籠為振動衰減指鋪數(shù)惰胡偷K旱為與地形、地誕質(zhì)、爆破方式裕有關(guān)的系數(shù)，腫在具體計算中鉗，竄跡歪K求a神為隨介質(zhì)物理培力學(xué)性能而變極化的參數(shù)，根習(xí)據(jù)試驗研究，砌當(dāng)介質(zhì)為土質(zhì)起時虜，葉K窯a惕＝蜜20衫0翅，荒當(dāng)介質(zhì)為印巖石時糠，欣K葬a萬＝課3襪0捏∽衰70控纖鄙f宿（俗n矩）為爆破作用棒指數(shù)函數(shù)因?qū)τ谝恍╁X重要工程的爆蓮破振動計算，勢上述公式中算的例K輛和限a朵值可在工程施桶工初期，通過刺小藥量爆破試蛙驗測得，從而普獲得工程爆破嘉振動的經(jīng)驗公拿式，并把它作已為計算爆破允瞎許裝藥量和確徐定安全距離的與依據(jù)。塘爆破振動目監(jiān)測所采用的店儀器系統(tǒng)可由絞瞬態(tài)波數(shù)學(xué)存壽儲儀、速度傳葉感器、加速度扇傳感器和微機霧處理軟件系統(tǒng)憤組成。爆破振賓動監(jiān)測測點的川布置主要考慮魯保護對象和爆耕源兩方面，一愧般采取以跟蹤蘆監(jiān)測為主，鉆蓄孔內(nèi)埋設(shè)的傳咱感器固定監(jiān)測岸為輔的