监测设计讲稿-潘琳

大坝安全监测设计概述引言：安全监测设计的重要意义•工程安全监测领域由众多不同的专业性环节组成，从监测设计、传感技术、施工安装、测量技术、测控技术、电子和通信技术、计算机硬软件、直至监测资料处理分析及安全评估；•工程安全监测始于监测设计，止于分析评估；•监测设计是龙头环节，且很多监测项目须随着建设施工的进程而实施，难以事后弥补；•可以说，一套合理规划、精心布置的监测系统，从根本上决定了整个工程监测的永久功效和成败。一、安全监测的目的安全预警、发挥效益及时发现安全隐患，采取相应措施；在确保工程安全的前提下最大限度地发挥效益。验证设计、指导施工以实际监测成果验证设计计算和模型试验，为修正设计标准，保障工程安全并尽量节省投资提供参考；反馈施工过程中的性态变化，为调整施工方法和施工进度提供依据，促进施工技术手段的进步；积累经验、完善理论为以后其它工程的设计、施工和运行提供借鉴和参考；为促进坝工理论的修正和发展提供第一手真实资料；安全监测的目的是安全监测设计的基本导向二、监测设计的一般原则针对性设计应针对具体的工程规模、结构型式、水文气象特点、地形地质条件，以及存在的问题，做到监测布置有的放矢。完整性设计须有总体考虑，对不同建筑物和不同部位，对施工期、蓄水期和运行期等不同时期的监测均有统筹规划，设置齐全的监测项目，完备的监测手段，兼顾人工和自动化两种监测方式，从而构建完整的监测体系。可靠性设计布置须充分考虑监测系统的可靠性，以多种监测方法互相印证、互为补充，留有适当冗余，降低失效风险。先进性选用技术先进、性能优良、精密准确、稳定可靠的监测仪器设备，包括自动化测量和数据采集，以系统的先进性保障其长期高效稳定工作。经济性在满足完整性条件的前提下，力求项目和测点布置最优化和精简化，使监测布置既能达到预期目的，又能节省投资，经济合理。三、监测设计的必要准备具备基本的专业技术知识和工作技能监测设计人员应具备水工、岩土、建材、力学、地质、测量等基本专业技术知识，掌握制图、电脑应用等工作技能，同时在此基础上尽可能拓宽知识面，了解仪器、仪表、电子、通信、计算机硬软件等方面的知识。完整了解安全监测的各个环节监测设计人员应了解安全监测的基本目的，熟悉监测仪器设备的原理、性能、适用条件、安装、使用及维护方法，了解不同监测项目各自的特点以及它们之间的相互关系，掌握监测资料处理和分析的基本方法和要求。熟悉监测设计相关规范规程监测设计人员必须熟悉与监测设计相关的各种规范、规程等行业标准，确保设计符合规范要求。熟悉工程特点和设计资料监测设计人员应全面阅读工程结构设计和施工设计的说明书、图纸、试验和计算成果，熟悉工程特点及存在的关键问题，以及蓄水和运行的计划和要求，以便确定监测系统的任务和规模。四、土石坝位移监测断面布置表面位移横断面最大坝高处原河床处合龙段地形突变处地质条件复杂处坝内埋管或运行可能发生异常处一般不少于2-3个断面表面位移纵断面坝顶上游或下游侧（1-2个）上游坝坡正常蓄水位以上1个下游坝坡2-5个断面内部位移横断面最大断面处其它特征断面处视需要设1-3个断面五、混凝土坝位移监测断面布置纵断面坝顶基础纵向廊道高坝的中间纵向廊道横断面最大坝高坝段结构复杂坝段地质条件复杂坝段拱坝的拱冠坝段拱坝的拱座坝段拱坝的1/4拱坝段视坝长情况设1-3个断面将坝体和地基作为整体考虑六、接缝监测布置重力坝坝体纵缝拱坝坝体横缝拱坝坝体诱导缝混凝土坝上游建基面混凝土坝岸坡较陡处基岩和坝体结合部位面板堆石坝面板板间横缝面板堆石坝面板与趾板周边缝土石坝土体与混凝土建筑物结合部位隧洞衬砌与围岩结合部位混凝土坝建基面接缝监测面板横缝与周边缝监测JB3-17JB3-16JB2-25JB2-26JB2-27JB2-20JB2-21JB2-22JB2-23JB2-24JB2-13JB2-14JB2-15JB2-16JB2-17JB2-18JB2-19JB2-06JB2-07JB2-08JB2-09JB2-10JB2-11JB2-12JB2-01JB2-02JB2-03JB2-04JB2-05JB3-01JB3-02JB3-03JB3-04JB3-05JB3-06JB3-07JB3-08JB3-09JB3-10JB3-11JB3-12JB3-13JB3-14JB3-15面板测缝计监测布置示意图七、坝基扬压力监测布置横向扬压力最大坝高断面有断层、夹层或破碎带断面不同结构型式的代表断面一般设2-5个断面防渗帷幕前至少一个测点防渗帷幕后沿上下游向设若干个测点纵向扬压力防渗帷幕和第一排排水孔下游侧通常设1个纵向断面每个坝段1个测点坝基条件复杂坝段增设测点八、土石坝渗流横断面监测布置能控制主要渗流情况的代表性部位预计可能会发生问题的部位河床最大坝高断面合龙断面可能产生裂缝的断面地形变化显著的断面坝基土层性质变化的分界断面基岩破碎或有断层通过的断面存有疑问的断面九、重力坝混凝土应力监测布置•选择最高坝段或地质条件复杂的坝段•在所选坝段不同高程设置水平观测截面•应力测点宜布置在水平截面中心线上•测点重点布置在坝踵、坝趾、纵缝两侧•通仓浇筑的坝体一般布置3-5个测点•测点距表面1.5米以上，冰冻地区还应大于冰冻深度•测点距纵缝1m-1.5m十、拱坝混凝土应力监测布置•选择拱冠、拱座坝段，必要时可选1/4拱坝段•在所选坝段不同高程设置水平观测截面•薄拱坝靠上、下游坝面附近各布置1个测点•厚拱坝或重力拱坝每个水平观测截面布置2-3个测点拱坝基础混凝土应力监测布置12#坝段基础应力监测布置十一、钢材应力监测•工程建筑物中常在可能承受较大拉应力的关键部位配置钢筋、锚杆、钢板等钢材，帮助混凝土、岩体等抗拉能力较弱的材料承受拉应力•在钢筋混凝土结构的钢筋上布置适当钢筋计监测钢筋应力•钢筋计的布置应适当考虑与附近混凝土应力测点相结合•在锚杆上布置适当的锚杆计监测锚杆应力•在重要的钢管、蜗壳等结构处布置钢板计监测钢板应力•钢管断面上至少应布置3-4个测点•在管道监测断面上应布置环向仪器•也可适量布设轴向仪器•钢板计测点处钢板的曲率半径不宜小于1m十二、常见监测项目监测仪器设备•直线型混凝土坝水平位移——引张线、垂线、真空或大气激光准直•曲线型混凝土坝水平位移——正、倒垂线及垂线坐标仪（电容式、光电式）•混凝土坝坝体挠度——正、倒垂线及垂线坐标仪（电容式、光电式）•坝体坝基垂直位移——静力水准、双金属管标•土石坝内部水平位移——引张线式钢丝位移计•土石坝内部沉降——水管式沉降仪•地下洞室围岩位移——振弦式、电位器式多点位移计•混凝土应力——差阻式、振弦式应变计组及无应力计•钢筋、钢板应力——差阻式、振弦式钢筋计、钢板计•面板堆石坝周边缝——3DM电位器式测缝计•接缝变形——差阻式、电位器式测缝计•扬压力、渗透压力——振弦式、差阻式渗压计十三、仪器设备选型的基本考虑•选择技术先进、成熟可靠的仪器设备，以满足监测系统长期稳定性的要求•选择满足规范精度要求或特殊精度要求的仪器设备•根据预估的监测量大小及变化幅度，选择满足量程要求的仪器设备•根据具体的布设部位，合理选择仪器设备的规格尺寸•根据预计的工作环境，选择具有防潮湿、抗干扰、耐高压、防雷击等功效的仪器设备•根据预期的工作年限，选择不同使用寿命的仪器设备•根据监测系统的整体规模和布局，合理组建自动化监测网络系统，选择响应迅速的测控设备、通信稳定的传输系统、性能优良的电脑设备、先进易用的监测软件、功能强大的分析系统