大坝安全监测.doc

第十四章大坝安全监测教学内容：1、了解大坝安全监测的目的、内容2、各阶段的监测工作3、变形监测、渗流监测等监测仪器讨论问题：1、大坝失事的后果。2、各种坝型主要监测目标。教学安排：主要介绍第一节；其余各节为自学内容。第一节概述一、大坝安全监测及其目的1、定义：大坝安全监测（SafetyMonitoringofDams）是通过仪器观测和巡视检查对大坝坝体、坝基、近坝区岸坡及坝周围环境所作的测量及观察。大坝：泛指与大坝有关的各种水工建筑物及设备监测：包括对坝固定测点的仪器观测也包括对大坝外表及内部大范围对象的定期或不定期的直观检查和仪器探查。2、目的：a、监视建筑物在初次蓄水期间及随后长期运行的安全为判断大坝安全提供信息。水利枢纽运行条件十分复杂不确定性因素很多大坝的安全运行关系到上下游广大人民生命财产安全和生态环境保护。大坝蓄水带来显著的经济效益和社会效益但一旦失事对下游人民生命财产造成巨大损失。尽管设计中采用了一定的安全系数使大坝能承担各种荷载组合但由于设计不可能预见所有不利变化施工质量也不能完美无缺大坝在运用过程中存在失事的可能。国际大坝委员会（ICOLD）对33个国家统计1.47万大坝中有1105座有恶化现象有105座发生破坏。以下是历史上著名的溃坝事件：1928年美国63m高的St.Francis（圣佛朗西斯）重力坝失事；1976年美国93m高的Teton（提堂）土坝首次蓄水时溃决4亿美元的经济损失；1959年法国Malpasset（马尔巴塞）拱坝垮坝；1963年意大利的Vajont（瓦依昂）拱坝因库库岸大滑坡导致涌浪翻坝、水库淤满失效；1975年中国板桥和石漫滩土坝洪水漫坝失事。大量的事实也证明大坝发生破坏事故事前是有预兆的对水库进行系统的观测就能及时掌握水库的状态变化在发生不正常情况时及时采取加固补救措施把事故消灭在萌芽状态中从而保证水库的安全运行。河南省南谷洞水库堆石坝通过检查观测发现水平垂直位移及下游漏水险情通过观测及分析研究采取砼防渗墙处理后使严重的变形及浑水渗漏情况得到了展出改善转危为安。b、通过对大坝的系统观测可根据观测结果推断大坝在各种水位下的安全度确定安全控制水位指导大坝的运行在保证安全的前提下充分发挥工程效益。湖南酒埠江土坝1960年建成后因为担心施工质量有问题一直低水位运行后来通过系统的观测和资料分析认为大坝质量是好的从1981年起抬高水位运行产生了巨大的经济效益。刘家峡水库主坝根据系统的观测及资料分析表明大坝的工作偏于安全因而决定把水位抬高1.0米运行在观测、分析、再观测中共抬高水位1.29米产生了巨大的经济效益。c、施工过程中不断反馈提高设计和施工水平；通过实际工作性态的反分析检验设计和施工为提高和修正水工设计理论提供科学依据。由于实际情况的复杂性和坝工科技水平的限制大坝设计理论还不够成熟和完善一些设计前提都带有很多假定若干因素只能简化处理作用于结构上的某些荷载还不能准确算出对结构破坏机理、发展过程、安全界限等的认识不够清楚和准确坝体和坝基各部位的物理力学参数更难以精确给定。而大坝监测项目齐全、测定多观测频次密、跨越时期长能体现现场复杂的实际条件及反映大坝的真实状态因此可以作为检验设计方法、计算理论、施工措施、施工质量、材料性能能的有效手段。可改变和加深人民对坝工有关问题的认识开发更合理的设计准则概述设计和施工促进坝工学科的发展。例如：混凝土坝坝基扬压力的存在和分布规律的了解、对帷幕及排水降压作用的验证、对混凝土坝变形与应力受温度变化影响的认识、对地震时坝体加速度分布图形的掌握以及根据应力应变实测值对拱坝试载法的验证等都是通过监测得到的。如北京官厅水库运用初期通过观测发现土坝坝基渗漏严重采用了灌浆防渗的措施。经过测压管观测资料分析帷幕前后水位仅差2～3米渗流量只减少约15%～20%效果不太显著。因而放弃了灌浆处理改用了上游抛土下游打排水孔的措施效果显著保证了大坝安全。大坝失事的主要原因土石坝混凝土坝1950～19591960～19691970～19751950～19591960～19691970～1975建成坝数14212708/858868/失事数10819572795011漫顶42491620186地基和结构问题28592714184材料问题12163214/坍坡25121/其它521312111从上表看出1950年以来发生的大坝失事按成因大致分为：30%左右是由于遭遇特大洪水设计洪水偏低和泄洪设备失灵引起洪水漫顶失事；27%左右是由于地质条件复杂基础失稳和意外的结构事故（如假设的荷载过分乐观）；20%是地下渗漏引起的扬压力过高渗漏量增大渗透坡降过大引