大坝安全监测

我国大坝安全监测技术的发展与展望

［摘要］：本文从监测仪器、设计与施工、监测自动化等方面介绍了我国大坝安全监测技术的发展历程、所取得的成就及其发展趋势。论述了仪器选型、仪器保护的重要性，阐述了监测设计与施工中的一些常见问题与建议，指明了大坝安全监测施工走专业化发展道路的方向。

1 监测仪器

从我国安全监测技术的发展情况看，可以说是伴随着监测仪器的发展而发展的。上世纪60年代以前，我国大坝安全监测仪器以进口为主，60年代以后，国产观测仪器质量有了较大提高，逐步投入工程使用，进入80年代后，一方面，由于工程技术的发展和需求，人们对监测仪器的要求越来越高，比如大量程、高精度高分辨率等；另一方面，差动电阻式仪器观测系统受导线电阻的影响大大地降低了整个观测系统精度，使得大家对发展差动电阻式仪器产生犹豫和怀疑。在这种情况下，一些振弦式、差动变压器、电感、电容式仪器得到了较大发展，从此国产监测仪器进入了多元化发展阶段。

1.1 内观仪器

在我国对大坝建筑物进行内部性态长期监测的仪器主要有差动电阻式和振弦式两类。差动电阻式仪器又称卡尔逊式仪器，是美国加利福尼亚大学的卡尔逊博士在1932年利用电阻丝变形与电阻比成正比的原理研制成功的。这种仪器利用张紧在仪器内部的弹性钢丝作为传感部件将仪器感受到的物理量变换为模拟量，所以国外又称这种观测传感器为弹性钢丝式仪器。这种仪器具有密封性能好、长期稳定性好、可靠度高、测试方法简单、可兼测温度等优点，在我国得到广泛应用，据南京电力自动化设备厂统计，至今已生产该类型仪器20余万支，是名副其实的卡尔逊仪器生产大国。但这类仪器由于内阻低导致电缆电阻及其变差影响测值、仪器灵敏度偏低、测量量程较小等缺点，曾一度受到工程设计人员的冷落，可喜的是国内生产技术人员在大量的科研试验基础上发明了五芯观测系统，随后又发明了利用恒流源技术的观测仪表，彻底消除了电缆导线电阻及其变差带来的电阻比测量误差，使得差动电阻式仪器重获新生，也有力地推动了我国大坝安全监测工作健康发展，可以毫不夸张地说，由于五芯测量原理的应用，我国差动电阻式仪器系统的技术性能一跃而成世界领先水平。近年来，一些特殊用途、具有特殊性能的差动电阻式仪器相继被研制出来，如大量程、大弹模、耐高水压的传感器等。更有研究人员对该型仪器进行了动态性能测试，证明差动电阻式仪器的动态性能很好，其频响范围可达100～300Hz①，而大坝等水工建筑物的谐振频率一般较低，约10Hz左右，这样差动电阻式仪器系统的应用为今后大坝动态监测提供了便利。

振弦式仪器是利用钢弦振动频率随钢丝应力变化的原理制成的，通过电磁铁激振钢弦，测量由磁铁线圈感应钢弦振动频率得知钢丝应变，所以又称钢弦式仪器。该型仪器具有精度高、分辨率高、量程大、受环境影响小、可长距离传输、便于进行自动化观测等优点，且传感器可做得很小。在上世纪90年代中期以前，受材料和工艺限制，该型仪器国内生产质量远不

如进口仪器，90年代中后期，一些有识之士大胆引进国外先进仪器生产技术，走国产化道路，国内弦式仪器的质量有较大提高，弦式仪器在我国水利水电工程得以广泛应用，反过来又带动国内弦式仪器的快速发展。

除此之外，在土石坝内部变形监测中还经常用到垂直水平位移计、测斜兼沉降仪、三向测缝计等。垂直水平位移计由垂直位移（即沉降）测量和水平位移测量两部分组成，垂直位移测量主要有水管式沉降仪、钢弦式沉降计等；水平位移测量主要是引张线式水平位移计，这两种仪器一般同时布置以达到垂直水平位移同时测量的目的。由于这种仪器观测中易受掺气、渗漏或线路不均匀沉降的影响使得整体观测精度大为降低，且安装埋设与施工干扰较大，尤其是大断面坝体无法做到全断面上升，导致仪器必须分段埋设，仪器埋设后无法及时进行观测，其观测成果不能反映坝体施工期变形，如大坝沉降观测结果受测点安装进度、观测房施工进度以及大坝全断面施工状况影响很大，往往不能真实反映坝体沉降实际情况。测斜兼沉降仪系统则是通过埋设在坝体中测斜兼沉降管，采用活动式测斜仪和电磁式沉降仪进行观测，它可以从填筑施工一开始就进行埋设和观测，对位移进行累加，可获得施工期全部位移情况，但这类仪器埋设时易受施工影响受损，不易埋设好，实践证明，工程实践中采取加强保护、精细施工的措施是完全可以达到预期目的。三向测缝计是用来监测面板周边缝和斜坡坝基接缝的主要监测仪器，主要有南京电力自动化研究院研制生产的3DM型三向测缝计，另外也可用三支或两支常规测缝计通过位移传递连接件组成三向或两向测缝计。

1.2 外观仪器

外观又称变形监测，除了水准仪、经纬仪、测距仪、全站仪等测绘仪器设备外，大坝变形监测还常用到垂线坐标仪、引张线、真空激光准直系统等。

从上世纪50年代起，测绘仪器开始朝电子化和自动化方向发展，首先是测距仪器的变革。电磁测距仪的出现开创了距离测量的新纪元，以激光、红外光以及其它光源为载波的光波测距仪和以微波为载波的微波测距仪统称为电磁测距仪，它与传统的钢尺、基线尺量距相比，具有精度高、作业迅速、受地形气候影响小等优点。随着光电技术和电子计算技术的发展，电磁测距仪正朝小型化、智能化与多功能方向发展，如将激光测距与电子测角功能有机组合在一起就产生了全站仪。电子经纬仪取代光学经纬仪后与激光测距仪组合，利用安装在仪器内部的集成度很高的计算芯片，在实际测量时只需将各种固定参数（如测站坐标、仪器高、仪器照准差、指标差、棱镜参数、气压、气温等）预先置入仪器，然后照准目标上的反射镜，启动仪器，就可获得经修正的水平角、水平距以及目标的三维坐标，这种集测距、测角、计算记录于一体的新型测量仪器就是全站仪，目前精密型全站仪可达1mm+1ppm/0.5”的测量精度，新一代可自动寻找目标的智能型全站仪，俗称“测量机器人”也已问世并在工程应用，它可真正做到无人值守，操作简便、自动化程度高，尤其适应在地势狭窄、气候恶劣等不适应人工观测的位置使用。这种智能型全站仪经软件升级可用于大尺寸地下洞室开挖的围岩收敛监测和断面检测，监测效率和使用效果均优于常规接触式测量。

GPS 工程测量系统是在美国“海军导航卫星系统”技术基础上发展起来的全球卫星定位系统，

它由三部分组成，即由GPS卫星组成的空间部分、由若干地面站组成的地面监控系统和以接收机为主体的用户设备。GPS接收机的基本类型分导航型和大地型，工程测量中一般采用双频多站差分接收方式提高测量精度，目前一般测地型GPS接收机的标称精度为5mm+1ppm，实践表明平面位置精度相当好，高程方面稍逊一些，国内工程上通过改进接收机接收方式、多站联测、对电离层和对流层折射进行修正、对天线强制对中等措施，高程测量可达二等水准测量精度甚至更高。

正倒垂监测是大坝变形监测的重要手段，垂线坐标仪从人工观测发展到自动遥测，遥测垂线坐标仪从接触式发展到非接触式，非接触式坐标仪从步进马达光学跟踪式到近10几年发展起来的CCD式和感应式垂线坐标仪。其中感应式垂线坐标仪具有测试精度高、长期稳定性好、自动化程度高、结构简单、防水性能好、成本低等特点，特别适合在环境恶劣的大坝监测中应用。感应式垂线坐标仪根据感应原理不同主要有变磁阻式、电磁感应式、电容感应式几种。总体讲，我国垂线坐标仪从仪器品种、性价比和技术服务上都优于国外产品。遥测引张线仪与垂线坐标仪原理一样，除了电容感应式，还有电磁感应式、步进电机光电跟踪式，区别在于只测一个方向位移。

静力水准是监测坝体、基础沉降倾斜的重要手段，因测量要求精度高、长期测量稳定可靠，用一般小量程压力传感器测量达不到此要求，目前的遥测静力水准仪多采用位移测量方式测量液面变化来获得建筑物变形。主要有电容感应式、差动电感式、步进马达式、钢弦式以及涡流式、超声传感器式遥测静力水准仪，国产仪器与国外仪器水平相当。

真空激光准直测量系统是在激光准直测量基础上消除大气折射影响的一种测量大坝垂直、水平位移的系统，随着CCD技术及激光图像处理技术的发展，其测量精度和可靠性都有很大提高。

1.3 其它类型监测仪器

除了上述内观仪器和大坝变形监测仪器，一些新型大坝监测仪器正由研制到逐步应用到实际工程。如光纤传感器，按传感器结构测量特点可分为分布式、单点式和准分布型光纤网络式；按传感原理可分为反射型、干涉型以及后向散射型等几种。光纤传感器以其灵敏度高、动态性能好、耐候性好、抗干扰能力强、自动化程度高、可实现分布式测量等优点，近几年得到快速发展，测量参数从单一的温度测量发展到渗漏检测到变形、位移、应力等多参数。目前光纤温度测量技术比较成熟并在电力、石油、水电大坝等众多领域应用，分布式测温精度可达0.5℃甚至更高，定位精度可达0.5m。

随着一批高坝大库的相继建设，对大坝安全监测的要求也越来越高，除了过去常说的内观、外观等，经常要开展水力学、振动、地震监测等，这些监测项目所用到的仪器设备目前国内都有生产，在此不再赘述。

1.4 仪器选型

在计划经济时代，大坝观测仪器基本上是国家或行业部门定点厂家生产，几乎没有选择余地，随着我国经济体制改革的不断深入和建筑市场的加速发展，国内监测仪器生产厂家

不断诞生，国外的厂家也看好中国市场纷纷在国内设立代表处，土木建筑行业内部各专业口互相渗透，监测仪器设备多元化格局基本形成，如何正确选择监测仪器系统就显得十分重要。水工建筑物不同于其它建筑工程，具有使用寿命长、环境恶劣、建设周期长、结构性态复杂、安全要求高等特点，所以对大坝监测仪器选择一般应遵循以下几个原则：

1）长期稳定性好，可靠度高，使用寿命至少10年以上；

2）仪器的耐候性好，尤其是防潮密封性能要好，能在潮湿环境和一定水压力下正常工作；3）仪器的分辨率、精度和量程要满足预定的要求，观测结果不应受长距离测量和环境温度变化的影响或者这些影响应该容易消除；

4）仪器结构牢固，能承受一定的振动和碰撞；

5）与工程等级相匹配，经济合理。

2.1监测设计

一个工程安全监测工作的成败除了选择可靠的监测仪器系统外，搞好监测设计与施工是至关重要的。水工建筑物及其基础的设计、施工与运行，虽然已积累了相当丰富的实践经验，但由于人们对地质条件、水文以及自然环境的影响等认识尚有一定的局限性，再加上大坝安全日益受到人们的重视，大坝安全监测重要性越来越显现出来，总的来说，大坝安全监测的意义和目的可以从以下四个方面来体现。

（1）作为监测大坝安全的耳目。通过安全监测掌握建筑物状态变化，能及时发现异常并采取措施，确保工程安全运用；

（2）验证设计，提高设计水平。通过监测可以验证设计中所用公式和参数的正确性，从而提高设计水平；

（3）作为施工决策的依据。通过监测检查施工质量，掌握施工过程中坝与基础的实际性态，从而确定、调整设计或施工技术方案；

（4）充分发挥工程效益。通过安全监测判定建筑物在各种运用条件下的安全程度，以便在确保建筑物安全的前提下，充分发挥工程效益。随着监测技术的进步和自动化程度越来越高，大坝安全监测在发挥工程效益方面的作用日益突出，例如在1998年长江流域特大洪水期间，清江隔河岩工程依赖及时准确的监测数据超设计防洪水位拦蓄清江洪水，为减缓长江干流特别是荆江大堤的抗洪压力起到了重要作用。

2.2监测仪器施工

一个好的安全监测设计要付诸实施，施工阶段十分关键。简单地说，安全监测施工就是将监测仪器系统按设计的位置根据土建施工进度进行安装或埋设。这个工作看起来似乎比较简单，但在实际工作中由于施工经验不足、现场环境的复杂性以及施工组织措施不到位等原因往往影响安全监测的实施效果与质量，从而影响监测数据的真实性与可靠性乃至引起误判。下面就如何搞好监测仪器施工谈几点看法。

（1）仪器埋设人员应熟悉仪器结构原理及特性，在施工前应仔细研究工程设计资料、工程地质资料，充分理解设计意图。这一点非常重要，同样的监测仪器在不同的场合会有不同的

作用和监测目的，施工环境、地质条件的差异以及不同类别的仪器等都会影响施工技术方案，千万不可千篇一律的套用施工技术方案。比如在混凝土和基岩中埋设应变计、钻孔埋设测斜管与土石坝填筑过程埋设测斜管、差动电阻式仪器与振弦式仪器等等都是有区别的，这些有的在规范或设计文件中做了规定，更多的时候要靠实施人员根据设计意图和现场条件来分别对待。所以对监测仪器埋设人员的要求不但要具备一定的水工建筑物知识，还应熟悉仪器的结构原理、熟悉施工流程和特点，这样在现场仪埋边界条件发生变化时就能根据现场的具体情况采取合适的方法进行仪器的安装埋设，以保证监测目的的实现，所以说仪埋人员具备一定的专业素质和丰富的现场经验是非常重要的。

（2）加强施工期资料整理工作，施工期资料整理的重点应该放在资料的真实性和可靠性方面，由于仪表飘移、人员误差、特殊环境和施工影响、监测设施损伤等等原因都可能引起监测成果的较大变化，这些必须在施工期及时得到消除和确认，以便资料分析时加以区别。在这里有一个问题值得提出，那就是仪器率定计算问题，我们知道许多仪器的测试原理是基于被测试物理量与输出电信号成线性关系或近似线性关系，所以我们一般规定监测仪器的线性关系要好，比如对差动电阻式仪器的端基线性要求在2％F.S，而实际上这些仪器的被测试物理量与输出电信号大多是近似成线性关系的，比如差动电阻式仪器的温度与电阻、振弦式仪器的钢弦频率与变形等都不是严格的线性关系，在过去为了计算方便，规定按线性关系进行率定计算，如今电子计算机的应用十分普遍，对其进行多项式回归计算已不是难事，笔者经过多次试算，计算精度可提高一倍以上，建议在整理资料时改用非线性计算参数以提高监测物理量的计算精度②。

（3）关于仪器率定问题，由于监测仪器埋设很多情况下是无法更换的，属于隐蔽工程，仪器的好坏直接关系到安全监测的成败，所以技术规范规定所有的监测仪器埋设前必须进行率定检验，目前有许多中小工程的监测仪器还是以仪器出厂率定为依据，这是对工程不负责任的做法。关于钢弦式仪器的绝缘检验问题，目前的规程规范未提出明确规定，许多监测人员对此也缺乏足够的认识，认为弦式仪器绝缘度低并不影响仪器的测值，但是监测仪器是长期埋设在水工建筑物结构内，需要进行长期监测，仪器绝缘度偏低，甚至仪器内部受潮或进水，短期内可能不会影响测值，但必定造成仪器内部结构物理特性和电气性能产生缓慢变化，这就影响仪器的长期稳定性，甚至仪器失效，所以应重视监测仪器绝缘度检验。还有一种情况就是目前一些仪器厂家的率定方法与施工时不尽相同，导致一些稳定性参数不满足要求而引起争议，比如相对误差、温度系数等就经常出现这种情况。可喜的是监测仪器检验率定标准正在编制中，这些问题有望得到解决。

（4）关于仪器设施保护问题，主要有两个方面，一是仪器安装埋设过程的保护，二是仪器设施安装埋设好后运行过程中保护。首先在仪器安装埋设过程，由于施工交叉作业，土建施工的大方量、大机械设备以及现场恶劣环境等，而监测仪器多为精密电子仪器设备，对震动、防水防潮等要求较高，这些使得监测仪器的现场保护具有一定的难度，也是监测仪器施工的关键点。要做好仪埋的保护工作，首要的还是责任心，这是搞好仪埋工作的前提，所以良好

的职业素质与素养是十分必要的；其次是要抓住影响仪埋质量的关键点，比如电缆、接头、填筑与覆盖等等，值得强调的是电缆牵引和接头的处理，因为监测仪器的监测全靠电缆将信号传输到坝外或廊道进行观测，电缆施工的时间和空间跨度都很大，极易受到损伤和破坏，尤其是电缆受到暗伤和接头处理不好是危害最大的，往往不易被及时发现，随后慢慢锈蚀导致测值不稳、漂移直至完全测不出，有时还会出现电缆集中被盗割后无法识别的问题。这些都说明重视监测仪器的安全保护是十分关键的。

3 结语

虽然我国大坝安全监测技术在近十余年得到了空前的发展，但相对于水电大坝安全高效运行的需求来说，还有很大的发展空间，尤其是近年来一些巨型的高坝大库相继开工建设，给安全监测技术领域提出了许多新的课题。在监测技术标准化建设和监测施工走专业化发展道路等方面还任重道远，一些新兴的监测技术如：大坝安全监测实时监控预警预报系统、基于分布式光纤传感监测技术和传导型纤维传感技术的智能化监测系统、大坝动态监测系统、大坝CT层析技术等，都还处于研究阶段，期待广大的安全监测技术人员进一步研究，早日为工程服务。

参考文献：

1、大坝和岩土工程中埋设仪器选型问题的探讨储海宁大坝监测技术 2006.2

2、差动电阻式仪器温度检验限差的讨论邵乃辰水电自动化与大坝监测 2004.2

3、混凝土大坝安全自动化监测技术的发展方向刘观标水电自动化与大坝监测 2004.2

4、简论水工建筑物及其基础安全监测系统设计曹乐安大坝安全监测与监控，中国水利水电出版社，2004

大坝安全监测的内涵及扩展参考文本

大坝安全监测的内涵及扩 展参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

大坝安全监测的内涵及扩展参考文本使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 众所周知，大坝是一种特殊建筑物，其特殊性主要表 现在如下3个方面：①投资及效益的巨大和失事后造成灾 难的严重性；②结构、边界条件及运行环境的复杂性；③ 设计、施工、运行维护的经验性、不确定性和涉及内容的 广泛性。以上特殊性说明了要准确了解大坝工作性态，只 能通过大坝安全监测来实现，同时也说明了大坝安全监测 的重要性。事实上，大坝安全监测已受到人们的广泛重 视，我国已先后颁布了差阻式仪器标准及监测仪器系列型 谱、《水电站大坝安全检查实施细则》、《混凝大坝安全 监测技术规范》、《水库大坝安全管理条例》、《土石坝 安全监测技术规范》等，同时，国际大坝会议也多次讨论 过大坝安全问题［1］。

大坝安全监测是人们了解大坝运行性态和安全状况的有效手段。随着科学技术的发展、管理水平的提高及人们观念的转变，大坝安全监测的内涵也进一步加深。为此，笔者从分析影响大坝安全的因素入手，对大坝安全监测的若干问题进行探讨。 1 影响大坝安全的因素 影响大坝安全的因素很多，据国际大坝会议“关于水坝和水库恶化”小组委员会记录的1100座大坝失事实例，从1950年至1975年大坝失事的概率和成因分析中得出大坝失事的频率和成因分别为：30%是由于设计洪水位偏低和泄洪设备失灵引起洪水漫顶而失事；27%是由于地质条件复杂，基础失稳和意外结构事故；20%是由于地下渗漏引起扬压力过高、渗流量增大、渗透坡降过大引起；11%是由于大坝老化、建筑材料变质(开裂、侵蚀和风化)以及施

水库大坝安全监测自动化与除险加固技术研究 林永松

水库大坝安全监测自动化与除险加固技术研究林永松 摘要：水库大坝的作用就是蓄水、防洪，调节河水流量，大坝的质量关系到河 流两岸和下有生活居民的生命财产安全，所以大坝的安全问题不容忽视。大坝维 护人员要加强对大坝的安全监测工作，提高水坝加固技术方法，在大坝日常管理 工作中，要优先考虑大坝安全问题。大坝安全监测自动化系统，可以精准的控制 水库蓄水量，在水库的安全范围内，最大限能的蓄水。本文将对大坝安全监测自 动化与除险加固技术进行分析。 关键词：水库大坝；安全监测自动化；除险加固技术 大坝的安全问题，除了施工质量不过关外，主要的还有大坝安全监测技术落后、大坝监控人员失误、大坝监测结果误差较大等问题，导致大坝存在安全隐患，一旦发生突发情况，可能就会导致大坝溃堤。所以，当下大坝在前期设计时，就 要提前做好监测工作设计。搭建一套安全系数较高的安全监测自动化系统，有了 先进软件系统还要配合一套先进的除险加固技术，二者同时使用，并结合大坝自 身实时状态，设计一套符合大坝监控系统。安全监测自动化系统优势在于能够全 天实时监控大坝的各项安全问题，还能够对大坝进行除险加固技术完善。监测系 统的安装可以对大坝整体项目进行归纳，通过不断完备大坝安全监测自动化系统，早日追赶上国外水利工程脚步。 一、安全监测自动化系统构成和组织 大坝建设投入巨大，所以为了保证大坝的安全性和使用能够长久，大坝在建 设建设初期要进行项目分析，相关数据的收集分析研究，通过多方面数据汇总设 计一套安全系数最高的大坝建设方案。 1.变形监测 水库大坝变形监测分为两方面：表面变形监测和防渗墙扰度监测。大坝在建 设阶段这俩点就是最为主要的监测方式。在日常工作分析中，大坝表面变形标注 要更改成综合位移标注，综合位移标注还要同还要具备水平和竖向两个方向位移。在监测大坝水平位移变形时候经常使用俩种方式，第一种就是真空激光准直法， 第二种是边角前方交会法。两种监测方式在实际工作中比较分析得出，这俩种监 测方法都可以有效自动化监测，得到监测数据可以满足大坝监测要求。在项目观 测的过程中，需要在大坝左、右岸坝肩进行基础稳定位置的选择，具体的测量方 案可以如图 1 所示。通过对大坝变形观测状态的分析，发现其中共有 5 个断面，5 条视准线，其中共有 25 个综合位移标点，在坝长超过 500m的状态下，需要通过 对相关规范要求的分析，增加中间项目的工作基准点，也就是在中间横断面综合 位移点中进行工作基点的确定。而且，在观测采用边角前方交汇法中，通过两台 测量机器人进行观测，并在观测的过程中进行数据校核以及严密数据的平差分析，在研究中，需要计算误差以及置信度，全面提高观测项目的精确度，并在研究的 过程中保证水平位移观测项目满足观测的基本要求。 图1 安全监测系统测量方案 第二，应力应变监测。在混凝土防渗墙应力应变状况分析的过程中，需要通 过对变形监测系统的分析，进行防渗墙的布设，通常情况下会布设两个防渗应力 应变监测面，每个断面的上游及下游需要布设4支应变计，并将其分别放置在防

混凝土大坝安监测技术规范

中华人民共和国能源部、水利部 混凝土大坝安全监测技术规范 SDJ 336-89 （试行） 主编部门：《混凝土大坝安全监测技术规范》编制组 批准部门：中华人民共和国能源部、水利部 试行日期：1989年10月1日 水利电力出版社 1989北京 能源部、水利部文件 关于颁发《混凝土大坝安全监测技术规范》SDJ336－89（试行）的通知 能源技[1989]577号 《混凝土大坝安全监测技术规范》（编号： SDJ336－89）由水利电力部在一九八五年底组织有关单位开始编制，于一九八八年底前完成，一九八九年一月在能源部主持下由能源、水利两部共同审定，现已交水利电力出版社出版，于一九八九年十月一日颁发试行。 这是我国首次编制的包括有设计、施工、运行各阶段监测工作较系统的技术规范。试行中有何意见。，请函告能源部科技司或水利部科教司。 一九八九年三月二十日 简要说明 本规范是根据原水利电力部科学技术司（83）技水电字第273号文进行编制的。 在原水利电力部科学技术司、电力生产司及水利水电建设总局（水利水电规划设计院）的组织领导下，由水利水电科学研究院、华东勘测设计院、原西南电业管理局、中国水力发电工程学会、东北勘测设计院、南京自动化研究所、长江流域规划办公室勘测总队、天津勘测设计院、西北勘测设计院、上海勘测设计院、长江科学研究院、水电部第七工程局、葛洲坝工程局、葛洲坝水电厂、新安江水电厂、刘家峡水电厂等16个单位派员组成编制组。水利水电科学研究院、华东勘测设计院、原西南电业管理局为编制组组长单位。 本规范在编制过程中，得到了有关勘测设计、施工、运行、管理、科研、高等院校等单位的大力支持；进分了广泛的调查研究；总结了我国30多年来混凝土大坝安全监测时实践经验；参考了《混凝土重力坝设计规范》（SDJ 21－78）、《混凝土拱坝设计规范》（ SD145－85）、《水电站大坝安全管理暂行办法》，以及其他有关规范的内容。在编制过程中，曾先后召开了六次全国性的专题讨论会，相应地进行了七次修改。 参加本规范编制的主要人员有：叶丽秋、李光宗、唐寿同、庄万康、夏诚、胡其裕、储海宁、赵志仁、柳载舟、舒尚文等同志；参加编制的还

大坝安全监测仪器简介

大坝安全监测仪器简介 一、大坝安全监测仪器选型的基本原则 二、监测仪器的检验 三、监测仪器及监测系统的验收 四、监测仪器分类 五、两种主要监测仪器的基本原理 六、主要监测仪器简介 七、国内外数据自动化采集设备

一、大坝安全监测仪器选型的基本原则 1、总原则 大坝安全监测系统的监测项目、测点布置及系统的功能、性能应满足《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）、《土石坝安全监测资料整编规程》（SL169-96）和《混凝土坝安全监测技术规范》（DL/T5178-2003）要求，如建立自动化监测系统，还应满足《大坝安全自动化监测系统设备基本技术条件》（SL268-2001）的要求。 2、监测任务、测量范围的界定及仪器技术性能分析 首先，应明确监测仪器的任务，是变形监测，渗流监测，压力应力监测还是环境量监测？一次还是二次？ 其次，应根据工程实际情况，预测并确定仪器的量程、范围；根据仪器量程范围、工程对监测精度的要求以及相关规范规定，确定仪器精度等级。 第三，选择仪器型式。仪器型式的选择最重要的是仪器的可靠性，在可靠性的前提下，再考虑仪器的精确度或准确度。 第四，技术经济评价。对不同型式的仪器、不同厂家的同类型仪器，比较其采购、运输、室内检测/校准、现场检验、安装方式、可维护性及维护程序、施工期观测及数据处理、（如建立自动化监测系统）占用系统资源等，进行技术、经济评价，选择合适的性价比。 3、监测设施的布设 首先，划分监测项目。 其次，根据监测项目及监测目的，确定监测设施安装/埋设位置（包括平面坐标、高程及相应层位），仪器、设施、设备工程编号（唯一性），并以表、平面图、断面图等形式逐一标注。 4、监测设施的安装/埋设 根据坝的性质（混凝土坝/土石坝？在建坝/已建坝？混凝土坝『重力坝、拱坝、砌石坝』？土石坝『均质坝、心墙坝<宽心墙坝、窄心墙坝？>、斜墙坝、堆石面板坝、复合坝型』？）设计合适的安装方式及施工工艺。 5、监测仪器选型原则 ①监测仪器应采用可靠性好，并经过长期现场考验的仪器设备；大坝安全监测和管理自动化系统，推荐采用分布式自动化数据采集系统。 ②监测仪器应尽可能实现人工比测。

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大坝安全监测系统解决方案（此文档为word格式,下载后您可任意修改编辑！）

目录 第1章概论 (2) 1.1系统概览 (2) 1.2历史回望 (2) 1.3现状分析 (3) 1.4目标阐述 (3) 第2章总体设计 (4) 2.1设计原则及依据 (4) 2.2系统体系结构 (5) 2.3信息流程 (8) 2.4系统组成 (9) 2.5系统功能 (10) 第3章信息采集系统 (11) 3.1需求分析 (11) 3.2技术解决方案 (12) 第4章通信网络系统 (17) 4.1测控单元和监测中心之间的通信 (17) 4.2监测中心和监测分中心之间的网络.......................................................... 错误！未定义书签。第5章软件系统. (22) 5.1建设原则 (22) 5.2技术解决方案 (24)

第1章概论 1.1系统概览 大坝作为特殊的建筑，其安全性质与房屋等建筑物完全不同，大坝安全出现问题，将会引发大坝下游一定范围的人员和财产、环境损失。在加强水利建设的大环境下，提高水工建筑物的安全，特别是提高大坝安全监测水平，保证水库大坝的安全，是关系到国家利益和社会稳定的头等大事。大坝安全监测系统主要由观测传感器、遥测数据采集模块、工业控制网络和自动监测管理软件系统组成，通过计算机的工作，能够实现大坝观测数据自动采集、处理和分析计算，对大坝的性态正常与否作出初步判断和分级报警为监测对象提供早期安全预警报告的自动化系统。建立大坝安全自动监测系统，可以缩短数据采集周期，提高大坝观测的工作效率，减轻劳动强度；并能充分利用水库调蓄能力，使其在防洪和供水两方面发挥最大的效益，同时可提高水库管理水平，及时发现大坝隐患，为水库的安全运行提供有力的保障。 1.2历史回望 大坝安全监测系统在西方发达国家已有30多年的历史。如法国要求对高于20 ｍ的大坝和库容超过1500万ｍ３的水库，均需设置报警系统，并提出垮坝后库水的淹没范围、冲击波到达时间、淹没持续时间和相应的居民疏散计划等。而葡萄牙大坝安全条例（1990）也要求大坝业主提交有关溃坝所引起洪水波传播的研究报告，编制下游预警系统、应急计划和疏散计划。美国的《联邦大坝安全导则》和加拿大的《大坝安全导则》都强调要求采取险情预计、报警系统、撤退计划等应急措施，以便万一发生不测时，将损失减少到最小程度。1976年美国92.96 ｍ高的堤堂坝（Ｔｅｔｏｎ）失事前，大坝管理机构根据大坝安全监测系统监测到的事故的发展状况及时通过下游的行政司法当局向可能被淹的群众发出警报，有组织地进行人员疏散，尽管大坝失事后堤堂河和斯内克河下游130km，约780 km2的地区遭洪水肆虐，造成25000人无家可归、损失牲畜约２万头的巨大物质损失，但人员死亡只有11人，初步体现了大坝安全监测系统的重要意义。

简述大坝安全监测技术探讨

简述大坝安全监测技术探讨 发表时间：2020-03-13T15:20:04.720Z 来源：《福光技术》2019年32期作者：李俊卓 [导读] 在大坝原型中通过利用观测仪器来进行现场测量，以此方式来获取大坝结构变化。本文作者探讨了大坝安全监测技术。 龙滩水电开发有限公司龙滩水力发电厂 547000 摘要：大坝安全监测系统作为一种新型技术，在大坝原型中通过利用观测仪器来进行现场测量，以此方式来获取大坝结构变化。本文作者探讨了大坝安全监测技术。 关键词：大坝；安全监测技术；观测仪器 引言 大型水电站坝址地质条件复杂，多处于高震区和高地应力区，一旦失事，将会给下游人民的生命和财产带来重大损失，因此，对大坝进行安全监测非常必要。为了保障大坝建设以及全生命周期运行过程中的长久安全，100 多年以来，人们一直在探索建设更好大坝的相关理念和技术，大坝的施工与运行管理模式经历了简易工具时代，大型机械化时代，直到今天的自动化、数字化、智能化时代。所谓智能大坝（Idam），是基于物联网、自动测控和云计算技术，实现对结构全生命周期的信息实时、在线、个性化管理与分析，并实施对大坝性能进行控制的综合系统 ; 其基本特征是施工、监测数据智能采集进入数据库，监测数据与仿真分析一体化、施工管理和运行控制实时智能化，减少在大坝结构建设运行过程中的人为干预。 1、工程概况 某水库建立于 1985 年，水库的占地总面积为 160.3 平方公里，并且水库的容量为 4780 万立方米。同时这个水库自从建成到至今，给附近的很多省份和市做出了很大的贡献。但是水库在运行的过程中，也出现了很多方面的问题，例如：在 2005 年，就发生了比较严重的管涌和集中渗漏，这样就很大程度的影响了水库运行的安全，倘若其发生安全事故，不仅会直接影响本市的供水情况，还会造成严重的经济损失。针对这样的现状，水利工作人员对水库进行了排险加固，并且完善了水库安全监测设施，与此同时还采用了比较先进的监测方式对大坝进行监测，这样就可以有效的满足水库大坝的安全监测要求，从而就能确保工程项目的顺利实施和开展。 2、大坝的监测内容 检查观测 检查监测是利用人员本身通过观察、手摸或者利用一些简单的工具对建筑物进行简单的观测。使用仪器观测虽然可以得到更为准确的信息，但一个建筑物的仪器安设点数是有限的，太多的仪器设备不利于经济方面的考虑，另外水工建筑物裂缝、渗水等缺陷部位也不一定反生在仪器设备的观测点上，所以人员的检查观测具有相当重要的地位。有利于及时的弥补仪器的不足，及时的发现异常情况的发生。检查观察主要检测建筑物有无裂缝，在坝脚、迎水坡部位有无塌陷、流土和沼泽化的现象，在伸缩缝部位是否有渗漏，混凝土表面有没有松软、侵蚀的危害，有泄水作用的部位检查有无磨损、剥落金属部位的焊缝、铆钉等是否生锈变形。 仪器的量测 仪器量测既是在相应的建筑部位预设仪器设备，通过规律性的采集数据，来判定建筑物的工作状态。 （1）变形观测变形观测是原型观测中较为重要的一部分，要对土工、混凝土、土坝等建筑物观测水平位移和垂直位移、地基的固结沉降情况、伸缩缝的变形等。（2）渗透观测对于土坝类的渗透观测，浸润线的位置变化情况可以通过孔隙水压力仪来确定，根据结构形式、工程等级以及施工方法和地质情况等定出观测断面，观测断面要能够反应出主要的渗流情况和问题可能发生的地点，根据断面的大小确定测量点数。其他还包括渗流量的观测、绕坝渗流观测、坝基渗压观测、土坝孔隙水压力观测以及渗水透明度观测。对混凝土建筑物的渗透观测还要包括坝基场压力观测和混凝土内部渗透渗透压观测。（3）应力与温度观测以混凝土坝的观测为例，通过在混凝土内部埋设应力应变计和无应力计，来观测混凝土内部因为温度、湿度、化学变化以及应力引起的总应变。无应力计主要用来量测温度、湿度以及化学变化引起的应变，总应变减去这一部分就可以得到有荷载引起的应变，换算成应力，既可得出想要的结果。温度对混凝土坝体也有重要的影响，温度观测要在坝体内布设温度计，在靠近坝体表面、在坝体钢管、宽缝、伸缩缝等附近要加大测点的布设密度，和坝体周围的水文地质条件结合起来，对坝体内部温度的出合理的观测处理。（4）水流的观测 主要对水流形态观测，从而得出水流带给建筑物的作用力，避免不利的水流影响。水流平面形态包括水流的流向、回流、旋窝、折冲水流、翻滚。观测时从泄水建筑物开始向上下游两端一直到水流正常的地方。对于高速水流，要着重观测水流引起的振动、压力以及负压进气量等，观测数据可以提供宝贵的经验资料，为维修维护建立有效的依据。 3、大坝安全监测技术 水库大坝的安全监测，首先应该设计科学的大坝安全监测网络系统，选择合适的测点定时定点对大坝坝体和周边地区进行监测，在洪涝季节，还应该加强人工的观察和巡查。对大坝安全监测进行科学的管理，及时对所测得的数据进行分析，及时发现大坝存在的安全隐患。 大坝安全监测系统的设计 水库大坝的安全问题往往比较隐蔽，如果没有科学的监测系统和相关的仪器设备，有些细微隐变难以及时发现，因此，建立一个科学合理的大坝安全监测自动化网络系统，显得尤为重要。大坝安全监测系统首先应该拥有相关的监测仪器和设备，利用仪器对大坝进行变形监测、渗流监测、应力监测和气象水文监测，同时，还应充分利用现代网络技术，利用大坝安全监测软件和计算机网络技术，将所监测到的相关数据及时自动化反馈到计算机平台上，为专家分析相关数据和资料提供方便。 雨水情数据采集前端 RTU 采集降水、库水位等数据，并按整点或超限上报等方式上报给中心，中心的平台软件将数据汇入到水库群监测数据库（2）图片拍照前端RTU 可通过摄像头对现场定时拍照，并将图片上报中心，中心平台可将图片、雨水情监测量关联查看，以准确了解现场实情（3）数据展示与分析平台可提供 GIS 地图综合数据展示、测站综合数据管理、测站详细监测量管理等多种数据分析与展示方式，便于用户快速了解相关信息，也可对某测站进行深入分析（4）通迅方式中心与前端设备的通信以 GPRS/CDMA 通迅方式为主，短信备份为辅（北斗卫星可定制）（5）数据报表库水位、降水量数据据可以生成曲线及报表，支持打印输出（6）监测站管理中心

【大坝方案】水库工程大坝安全监测方案

XXX水库 大坝安全监测工程 施 工 方 案 工程名称： XXXXXXXXXXXXXXXX水库工程 合同编号： 承包人： XX建设工程有限公司 XX水库工程项目部 项目经理： 日期： 20XX 年 XX 月 XX 日

目录 1、工程概况 (1) 2、监测工作内容 (1) 3、编制依据 (1) 4、仪器设备采购、检验、及保管 (2) 4.1 主要仪器设备选型 (2) 4.2 仪器设备采购 (2) 4.3电缆连接 (2) 5、监测仪器程序和埋设方案 (3) 5.1 施工程序 (3) 5.2监测仪器埋设方案 (3) 6、观测 (10) 6.1 总则 (10) 6.2施工期观测及成果提交.........................错误!未定义书签。 7、监测资料整理分析和反馈 (13) 7.1 资料搜集 (13) 7.2 资料整理分析 (14) 7.3监测资料反馈 (14) 8、资源配置.........................................错误!未定义书签。 8.1 主要施工机械设备计划表.....................错误!未定义书签。 8.2 主要施工人员配置计划表.....................错误!未定义书签。 9、施工质量控制措施 (16) 10、安全、文明施工管理 (17) 11、环境保护措施 (18) 12、施工进度计划 (18) 附件及附表1～9 ................................................ 19～29

1、工程概况 万营水库位于珠江流域红水河水系北盘江的一级支流万营河上，隶属水城县新街乡马路、大元村。水库坝址距水域县城约75KM，距新街乡驻地约lOKM乡村公路通往库区左岸炭山小学附近，交通较为方便。 万营水库工程任务是灌溉、乡镇供水，可向发耳乡提供灌溉水量205万m3，乡镇供水量185万m3。 万营水库正常蓄水位1575m，总库容为313万m3，正常蓄水位以下库容为252万m3，兴利库容221万m3，年可供灌溉水量205万m3(P=80%)、乡镇供水185万m3(P=95%)。工程规模为小（Ⅰ）型，工程等别为Ⅳ等。 本工程主要建筑物有万营水库土坝（坝高41.1m，坝长95.64m）、岸边开敞式溢洪道、右岸导流洞（洞型为城门洞型，洞长227m）兼环境生态放水管及放空管、罗家坝重力坝（坝高10.5m，坝长20m）、炭山取水隧洞（洞型为城门洞型，洞长1559m）及从万营水库引水至马场水库的东瓜林输水隧洞（洞型为城门洞型，洞长4787m）。 2、监测工作内容 万营水库大坝安全监测项目主要包括：大坝变形观测、坝基渗压计、测压管内渗压计渗透压力观测等。 本监测工程主要工程量详见表1-1。 表1-1 大坝监测项目工程量汇总表 主要工作内容有：监测仪器设备的采购、检验、安装埋设、调试、电缆牵引、看护保管、

大坝安全监测技术研究 廖嘎

大坝安全监测技术研究廖嘎 发表时间：2019-06-21T11:06:56.980Z 来源：《电力设备》2019年第1期作者：廖嘎 [导读] 摘要：保证大坝安全运行的重要手段就是对大坝进行安全监测，并确保大坝安全监测系统能长期稳定、实时、精确及可靠地进行数据的采集。 （广西桂东电力股份有限公司合面狮水力发电厂广西省贺州市 542800） 摘要：保证大坝安全运行的重要手段就是对大坝进行安全监测，并确保大坝安全监测系统能长期稳定、实时、精确及可靠地进行数据的采集。国家在大坝安全监测自动化设备的研制和生产方面投入了大量的人力、物力和财力，从而使我国的大坝安全监测技术得以飞速发展。在发展的同时也暴露了一些问题，传统的大坝安全监测技术仍有待于发展，比如要对传感器的可靠性以及稳定性等方面进行优化，要做到因地制宜地选取适合于大坝的安全监测系统。本文就此展开了论述，以供参阅。 关键词：大坝安全；监测技术 1大坝安全监测的重要意义 大坝建造在复杂的水文地质和工程地质环境中，运行中的大坝不仅承受着巨大的水压力和温度等环境荷载，有时还会受到地震荷载的冲击，工作条件极为复杂。同时，由于材料性能、施工过程中造成的人为影响等因素，随着使用年限的增长，大坝也会出现不同程度的老化、病变和裂缝等问题。这些缺陷或隐患若不能及时被诊断发现并解决，将随时可能影响到大坝的安全运行，严重时还会造成灾难性事故。目前，国内已建成大坝8．6万多座，其中大部分是20世纪50～60年代修建的中小型土石坝，这些大坝或没有布设安全监测设备，或设备仪器落后，其病害十分严重。此外，随着时间流逝，一些早年布置了监测设备的大坝也出现了老化和安全问题。大坝安全监测问题已不容忽视，令人欣慰的是：近年来已得到国家的高度重视。造成大坝失事的原因很多，主要有：（1）坝体泄水能力不足或遭遇超标准的洪水；（2）坝体质量和基础存在问题；（3）其他运行管理方面引发的问题。土石坝失事的主要原因是渗透破坏和坝坡失稳，表现为坝体渗漏、坝基渗漏、塌坑、管涌、流土及滑坡等现象。据统计，在失事大坝中，仅有35%是由于其自身泄洪能力不足，也就是勘测设计中存在洪水计算和防洪能力方面的问题；大部分大坝失事仍是由于其他工程原因或运行管理问题造成的，而这些问题却是可以通过加强安全监测及早发现问题并及时处理解决的。因此，建设和完善大坝安全监测设施重要且必需。 2大坝安全监测系统结构 2.1集中式监测数据采集系统 集中式监测数据采集系统只有一台测控单元，安放于远离测点现场的监控室内，测点现场安装切换单元（集线箱、开关箱），由电缆将传感器信号通过切换单元接入到测控单元中。测量时由测控单元直接控制切换单元，对所有测点的传感器进行逐个测量。这种系统在传感器-切换单元-测控单元之间传送的是电模拟量，且连接电缆一般较长，易于受到干扰，所以对连接电缆的要求较高（芯数、阻抗特性、屏蔽、绝缘电阻等）。集中式系统虽然结构简单，但其可靠性较低，且测量时间长，不易扩展等。当测控单元发生故障时，整个系统运行即告中断。 2.2分布式数据采集系统 分布式数据采集系统由计算机、测控单元及传感器组成。这种系统将集中式测控单元小型化，并和切换单元集成到一起，安放于测点现场，每个测控单元连接若干个传感器，测控单元将监测量变换成数字量，由"数据总线"直接传送到监控微机中。分布式数据采集系统与集中式数据采集系统相比，有下列优点：（1）可靠性得到了提高，因为每台测控单元均独立进行测量，如果发生故障，只影响这台测控单元上所接入的传感器，不会使系统全部停测。（2）抗干扰能力强，分布式数据采集系统的数据总线上传输的是数据信号，因此采用一般的通讯电缆即可，接口方便，抗干扰能力强，目前普通采用的通讯制式有RS-232/RS-485/RS-422。（3）测量时间短，每台测控单元可同时进行测量，系统测量时间只取决于单台测控单元的时间，因此测量速度快，特别适合于那些物理量和效应量变化较快的水工建筑物，能够满足实时安全监控的需要。同时，测量速度快，保证了各测点各类监测量在一个几乎相同的短时间内测完，使监测参数基本同步，便于比较分析。（4）便于扩展，只需在原有系统上延伸数据总线，增加测控单元，就可以在不影响原有系统正常运行的情况下扩展系统，将更多的传感器接入。目前在国内已建成的大坝安全监测数据采集系统中绝大部分是分布式监测数据采集系统。 2.3现场总线式数据采集系统 现场总线技术于80年代初提出，经过近二十年的发展，技术上越来越成熟。现场总线是用于现场仪表与测控系统和监控中心之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、多变量、多点、多站的分布式通讯系统，按ISO的OSI标准提供网络服务，其可靠性高，稳定性好，抗干扰能力强，通讯速率快，造价低，维护成本低。现场总线的基本内容是在测控现场建立一条高可靠性的数据通讯线路，实现传感器之间及传感器与监控计算机之间的数据交换。这条数据通讯线路在传输方面不追求商业计算机网络那种高速度，而把注意力集中在系统的可靠性方面。在可靠性方面，不是简单采用传统的多机冗余方式，而是试图提高网络自身的可靠性。在这种网络中，引入自带测量、状态检测、控制器和数据通讯能力的智能传感器，组成现场总线监测网络，原来前置机的测控功能和数据通讯功能，被下装到传感器中，而原来的系统管理、后台数据处理、系统组态等功能被上装到管理级计算机中。在这种系统中，系统监测功能和监测点可根据需要在网络上的任何一点灵活设置，实现动态组态功能。 3针对大坝安全监测采取的有效措施 3.1加强组织管理工作 部分管理层对大坝的安全监测问题不够重视，他们将工作重心放在了投资建设方面，不能意识到大坝安全监测的重要性。因此，为了防患于未然，需要大力提高管理层对大坝安全性的认识，使其意识到组织管理工作的重要性。管理人员要制定好相关的规章制度，做好考核与监督工作，通过管理使大坝安全监测工作顺利进行，这样才能尽可能避免因人为因素而导致大坝安全监测方面发生的意外情况。 3.2提高水利工程大坝安全监测技术人员的专业素质 目前，我国水利工程大坝的安全监测技术人员都存在专业素质不高的问题，为了加强对我国水利工程大坝的安全监测控制，水利部门要提高安全监测技术人员的专业素质。首先，要定期地对安全监测技术人员进行培训，加强对安全监测技术人员的操作培训，特别是在引进相关的安全监测计算机系统和信息系统等技术的情况下，要保证这些先进系统的运行，就必须提高安全监测技术人员的专业素质，保证技术人员能熟地练操作这些系统，从而更好地对水利工程大坝开展安全监测，保证水利工程大坝的安全运行。

大坝安全监测

论述大坝安全监测分析与数值模拟在水工结 构中的应用及新进展 一、大坝安全监测分析 1.大坝监测的内容 大坝安全监测的范围应根据坝址、枢纽布置、坝高、库容、投资以及失事后果等确定，根据具体情况由坝体、坝基、坝肩，推广到库区及梯级水库大坝；监测的时间应从设计时开始至运行管理；监测的内容包括坝体结构、地质状况、辅助机电设备及消洪泄能建筑物等。 1.1大坝安全监测的分类 1．1.1 仪器监测 仪器监测是选择有代表性的部位或断面，按需要使用或安装、埋设仪器设备，对某些物理量进行系统的观测，取得反映建筑物性状变化的实测数据。仪器监测的项目主要有“变形监测”、“渗流监测”、“应力、应变及温度监测”和“环境量监测”。随着监测范围的扩展，诸如水力学监测、地震监测、动力监测等一些新兴监测项目不断涌现。 1.1.2 巡视检查 监测技术人员通过目视或借助一些专用设备（如在某些部位安装摄像头，辅设人工巡视专用栈道等）对建筑物现场包括坝体、坡脚、坝肩、廊道、排水设施、机电设备、船闸、航道、高陡边坡等部位进行查看、比较、分析，进而发现建筑物在施工、挡水、运行中可能危及工程安全的异常现象。它弥补了监测仪器仅埋设在指定部位的不足。而且能直观

地发现某些监测仪器不易监测到的非正常现象．提供有关建筑物安全等一些重要信息，是监测系统的组成部分。巡视检查和仪器监测是不可分割的。巡视检查也要尽可能利用当今的先进仪器和技术对大坝特别是隐患进行检查，以早发现早处理。如土石坝的洞穴、暗缝、软弱夹层等很难通过简单的人工检查发现，因此，必须借用高密度电阻率法、中间梯度法、瞬态面波法等进行检查．从而完成对其定位及严重程度的判定。因此，在大坝监测中多数采用两种监测手段结合起来的方法。 1.2大坝安全监测的目的和意义 1.2.1掌握大坝的工作状态。 指导工程的运行管理通过大坝的安全监测及时获取大坝安全的第 一手资料．掌握大坝工作状态，实现对大坝的在线、实时安全监控。在发生异常现象时，分析产生的原因和危险程度，预测大坝的安全趋势。及时采取措施，把事故消灭在萌芽状态中，保证工程安全。 1．2.2 验证坝工设计理论和选用参数的合理性 到目前为止。因实际情况复杂多变，水工建筑的设计尚不能完全与实际情况相吻合，作用在建筑物上的荷载除水压力和自重力，都难以精确计算。因此在水工设计中不得不采用一些经验系数和简化公式进行计算。通过大坝安全监测认识监测物量变化规律，检验坝工基本理论的正确性、设计方法和计算参数的合理性。验证施工措施、材料性能、工程质量的效果。

《混凝土大坝安全监测技术规范》修订意见

《混凝土大坝安全监测技术规范》修订意见的讨论 谭恺炎杨怀祖 （葛洲坝股份有限公司试验中心，宜昌443002） 摘要：根据国内安全监测实施的发展现状，结合多年施工经验，在整理大量检测数据的基础上，对《混凝土大坝安全监测技术规范》SDJ336-89（试行）应力应变及温度监测提出几点修订意见进行讨论，并对振弦式仪器率定检验的方法和技术要求进行了阐述。 关键词：规范应力应变率定检验质量控制差动电阻式振弦式 1 概述 《混凝土大坝安全监测技术规范》SDJ336-89（试行）（以下简称“规范”）自颁发实施10年以来，对我国混凝土大坝安全监测工作起到了很好的指导作用。统一规范了国内混凝土大坝安全监测包括设计、施工、运行各方面的工作，提高了监测数据的准确度和可比性，为我国水利水电工程建设做出了应有的贡献。但由于历史条件限制，“规范”还很不完善。随着我国经济建设步伐的不断加快，许多大、中型水利水电工程相继开工建设，安全监测技术水平有了很大提高，从传感器、仪表到整个测试系统都有很大改变，尤其是近几年来振弦式传感器在工程上的大量应用，都给规范提出了新的要求，对“规范”进行修订已迫在眉睫。作者结合三峡工程安全监测实施情况对“规范”中应力应变及温度监测提出几点修订意见进行讨论。 2仪器埋设 2.1仪器埋设施工 (1) 单向应变计埋设仅规定了表层仪器埋设，对于深层仪器埋设，为了保证仪器角度及位置误差满足要求，宜在前一层混凝土上预埋锚筋，将仪器绑扎固定在锚筋（锚筋用沥青麻布包裹）上埋设。 (2) 应变计组埋设时应特别强调剔除大于仪器标距1/4～1/5粒径的骨料。这是因为应变计埋设在混凝土内，对混凝土内部应变产生影响，一般来说混凝土中最大骨料粒径小于仪器长度的1/4～1/5，仪器所测应变可代表混凝土内点应变。 (3) 无应力计埋设时宜大口朝下，但在埋设时,应在振捣后将上盖打开并用干棉纱将筒内混凝土泌水吸干。无应力计筒大口朝上时，虽然湿度可保持与周围混凝土一致，但上覆混凝土荷载将对筒内应力产生一定影响。 (4) 测缝计埋设时，为使仪器获得最大量限，又保证仪器埋设时不致超量程损伤，宜针对不同种类测缝计，视不同坝型、部位和监测目的，在设计技术要求上对仪器埋设时的状态进行明确规定。 2.2电缆施工及保护 目前差动电阻式仪器系统均为五芯观测系统，采用恒流源进行测量的数字读数仪已取代了水工比例电桥，观测精度受电缆影响大为降低，所以“规范”中对水工观测电缆的芯线电阻及其差值要求应作适当修改。具体指标可参考机械工业部通讯电缆的技术要求。 近几年来塑套电缆在水工观测上应用已较普遍，“规范”中要求使用专用橡皮电缆应予以修改。电缆联接工艺对观测仪器的成活率和观测数据精度有很大影响，对于橡皮电缆宜采用硫化接头，亦可采用机械套管或热缩接头，塑套电缆应采用机械套管或热缩接头，一般采用机械套管（内填密封胶，两端O型止水）较热缩接头质量好，且易控制。 “规范”对电缆牵引作了较具体的规定，但尚需补充几点要求： (1) 电缆水平牵引应沿钢筋引线，并加以保护，若有条件可加槽钢保护。因为混凝土在下料平仓振捣过程中，会给电缆产生较大的水平推力使电缆被拉断。 (2) 电缆牵引路线除与上、下游坝面距离应大于1.5米外，与坝体纵横缝及永久结构面距离应大于10厘米，以保护电缆不

水库大坝安全监测系统

水库大坝安全监测系统 1. 监测内容、方法及仪器 a. 大坝区降雨强度和雨量监测 采用翻斗式雨量计测量降雨量和降雨强度。 b. 大坝浸润线及坝基渗压监测 通过埋设渗压计来观测坝体的渗流压力分布情况和浸润线位置以及坝基渗 流压力分布情况。 c. 大坝上下游水位监测 通过安装浮子式、振弦式水位计观测大坝的上下游的水位。 d. 大坝坝体位移监测 采用全站仪自动极坐标测量系统监测大坝变形，内外业一体化的工程测量系统可实现无人值守及自动监测。 e. 大坝渗流量监测 在大坝下游设置量水堰，安装量水堰计以监测大坝渗流量。 2. 传感器 可根据实际需求，在监测范围内安装各种传感器。一般常用的有：渗压计、混凝土应变计、应力计、多点位移计、测缝计、水位计、钢筋计、倾角计、测力计、气压计、温度计、压力盒等。 3. 自动监测系统 a. 系统简介 随着计算机技术和电测技术的发展，使得以电测传感器技术为基础的监测项目能实现全天候自动监测。同样，监测系统也具备人工观测条件，通过观测人员携带读数仪或笔记本电脑到各监测站读取数据，并可由人工输入计算机，进入相关数据库。 连续的自动监测可以记录下监测对象完整的数据变化过程，并且实时得到数据，借助于计算机网络系统，还可以将数据传送到网络覆盖范围内的任何需要这些数据的部门。 b. 系统组成 本系统由三部分组成： 1）现场量测部分 2）远程终端采集单元MCU 3）管理中心数据处理部分 c. 系统网络结构 水库大坝安全监测数据采集系统采用分层分布开放式结构，运行方式为分散控制方式，可命令各个现地监测单元按设定时间自动进行巡测、存储数据，并向安全监测中心报送数据。系统MCU之间以及MCU与监控计算机之间的网络通信采用光缆。 安全监测数据采集系统可通过光缆将位于本工程各个监测站内的监测数据 采集上来，然后通过光缆传送到位于管理所的监测中心内的监控主机内。

大坝安全监测设计(推荐方案)

1 设计条件 1.1 工程概况 1、地理位置 马槽河水库工程位于巴东县水布垭镇，为桥河流域水电开发的龙头水库，为充分利用水库形成的水头发电，在坝后设置马槽河电站。桥河又名磨刀河，系清江中游左岸支流、长江二级支流。桥河流域位于恩施自治州巴东县南部，地处巫山山脉南麓的鄂西南山区。流域地理位置为：东径110°12′～110°23′，北纬30°24′～30°40′。坝址位于已建成的桥河一级电站坝区上游，距巴鹤公路、野三关镇的距离分别为16km、26km。工地从左岸经八字岩新建公路到野三关15km。 2、工程特性 马槽河水库工程为流域龙头水库，主要任务是调节流域水量分布，向下游两级电站供水发电。桥河流域流域总面积209.4km2，干流河道全长37.50km，总落差1150m，河道加权平均坡降32.78‰。坝址位于巴东县水布垭镇桥河尹家坪河段，马槽河水库坝址控制流域面积139.9km2，干流河道长22.2km，加权平均坡降21.66‰。坝址处多年平均流量3.11m3/s，多年平均年径流量9821万m3。P＝2%洪峰流量：693.0m3/s；P＝0.33%洪峰流量：914.5m3/s。 本工程属Ⅳ等小（1）型工程，工程由挡水建筑物、泄洪建筑物、放水（放空）建筑物等组成。挡水建筑物为混凝土面板堆石坝，最大坝高56.80m，泄水建筑物为左岸岸边开敞式正槽溢洪道。 1.2 枢纽布置 枢纽主要由大坝、溢洪道、放空洞（由导流洞改建）、发电引水隧洞、电站厂房、开关站、输变电系统、管理设施等建筑物组成。 马槽河水库工程挡水建筑物为混凝土面板堆石坝，本工程坝顶无特殊交通要求，坝顶宽取5.5m，为减少坝体回填工程量，在坝顶上游侧设“L”形防浪墙，坝顶高程832.30，坝轴线长110.14m，防浪墙墙顶高程833.50m。防浪墙墙高5.0m，埋入堆石3.8m，高出坝顶1.2m，墙顶宽0.30m，墙底高程为828.50m，高出正常蓄水位1.00m。河床趾板建基面高程775.50m，最大坝高56.80m。上游坝坡1:1.4，下游坝坡1:1.3，坝体总填筑方量25.02

大坝安全监测的意义和方法

大坝安全监测的意义与方法 【论文提要】：从分析影响大坝安全的各种因素入手，拓宽了大坝安全监测的概念，即大坝安全监测应在时空上将影响大坝安全的因素考虑在内。提出：(1)大坝安全监测要有明显的针对性；(2)重视对溃坝的分析；(3)大坝安全监测应和设计及大坝安全定检结合起来，以方便资料分析和相互校核；(4)加强对大坝安全监测(包括监测系统)，特别是自动化系统的效益评估，要求大坝安全监测系统成为水库运行调度的依据，真正为提高水库效益服务；(5)通过网络技术，实现大坝安全监测的网络化，以方便经验交流，提高监测技术。 【关键字】大坝安全检测意义方法 大坝是一种特殊建筑物，其特殊性主要表现在如下3个方面：①投资及效益的巨大和失事后造成灾难的严重性；②结构、边界条件及运行环境的复杂性；③设计、施工、运行维护的经验性、不确定性和涉及内容的广泛性。以上特殊性说明了要准确了解大坝工作性态，只能

通过大坝安全监测来实现，同时也说明了大坝安全监测的重要性。事实上，大坝安全监测已受到人们的广泛重视，我国已先后颁布了《水电站大坝安全检查实施细则》、《混凝大坝安全监测技术规范》、《水库大坝安全管理条例》、《土石坝安全监测技术规范》等。同时，国际大坝会议也多次讨论过大坝安全问题。 大坝安全监测是人们了解大坝运行性态和安全状况的有效手段。随着科学技术的发展、管理水平的提高及人们观念的转变，大坝安全监测的内涵也进一步加深。为此，笔者从分析影响大坝安全的因素入手，对大坝安全监测的若干问题进行探讨。 一、影响大坝安全的因素 影响大坝安全的因素很多，由于设计洪水位偏低和泄洪设备失灵引起洪水漫顶而失事；由于地质条件复杂，基础失稳和意外结构事故；由于地下渗漏引起扬压力过高、渗流量增大、渗透坡降过大引起；由于大坝老化、建筑材料变质(开裂、侵蚀和风化)以及施工质量等原因。 大坝失事的原因很多、涉及范围也很广，但大致可以分成3类。第一类是由设计、施工和自然因素引起，

混凝土大坝安全监测技术规范(试行)SDJ336—89

简要说明 第一章总则 第二章巡视检查 第三章变形监测 第四章渗流监测 第五章应力、应变及温度监测 第六章监测资料的整理、整编和分析 附录一总则 附录二巡视要求 附录三变形监测 附录四渗流监测 附录五应力、应变及温度监测 附录六监测资料的整理、整编和分析 打印 刷新 混凝土大坝安全监测技术规范(试行) SDJ336—89 主编单位：《混凝土大坝安全监测技术规范》编制组 批准部门： 试行日期：1989年10月1日 关于颁发《混凝土大坝安全监测技术规范》 SDJ336—89(试行)的通知 能源技[1989]577号 《混凝土大坝安全监测技术规范》(编号：SDJ336—89)由水利电力部在一九八五年底组织有关单位开始编制，于一九八八年底前完成，一九八九年一月在能源部主持下由能源、水利两部共同审定，现已交水利电力出版社出版，于一九八九年十月一日颁发试行。 这是我国首次编制的包括有设计、施工、运行各阶段监测工作较系统的技术规范。试行中有何意见，请函告能源部科技司或水利部科教司。 1989年3月20日 简要说明 本规范是根据原水利电力部科学技术司(83)技水电字第273号文进行编制的。 在原水利电力部科学技术司、电力生产司及水利水电建设总局(水利水电规划设计院)的组织领导下，

由水利水电科学研究院、华东勘测设计院、原西南电业管理局、中国水力发电工程学会、东北勘测设计院、南京自动化研究所、长江流域规划办公室勘测总队、天津勘测设计院、西北勘测设计院、上海勘测设计院、长江科学研究院、水电部第七工程局、葛洲坝工程局、葛洲坝水电厂、新安江水电厂、刘家峡水电厂等16个单位派员组成编制组。水利水电科学研究院、华东勘测设计院、原西南电业管理局为编制组组长单位。 本规范在编制过程中，得到了有关勘测设计、施工、运行、管理、科研、高等院校等单位的大力支持；进行了广泛的调查研究；总结了我国30多年来混凝土大坝安全监测的实践经验；参考了《混凝土重力坝设计规范》(SDJ21—78)、《混凝土拱坝设计规范》(SD145—85)、《水电站大坝安全管理暂行办法》，以及其他有关规范的内容。在编制过程中，曾先后召开了六次全国性的专题讨论会，相应地进行了七次修改。 参加本规范编制的主要人员有：叶丽秋、李光宗、唐寿同、庄万康、夏诚、胡其裕、储海宁、赵志仁、柳载舟、舒尚文等同志；参加编制的还有林长山、金虎城、刘爱光、郎桂香、吕彤彦、张俊永等同志。 本规范共分六章，七个附录。 这是一本包括设计、施工、运行各阶段较系统的《混凝土大坝安全监测技术规范》，目前尚无先例可循，由于经验不足，缺点在所难免，请批评指正。 《混凝土大坝安全监测技术规范》编制组 1989年3月 第一章总则 第1.0.1条适用范围 一、本规范适用于一、二、三、四级混凝土大坝的安全监测工作；五级混凝土坝可参照执行。 二、大坝安全监测范围，包括坝体、坝基、坝肩，以及对大坝安全有重大影响的近坝区岸坡和其他与大坝安全有直接关系的建筑物和设备。 第1.0.2条本规范与其他规范的关系 大坝的级别划分应按《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵部分)》(SDJ12—78)执行；涉及大坝安全管理工作时应符合《水电站大坝安全管理暂行办法》的要求；重力坝和拱坝观测设计应符合《混凝土重力坝设计规范》(SDJ21—78)和《混凝土拱坝设计规范》(SD145—85)的有关要求；混凝土大坝安全监测技术工作应按照本规范执行。 第1.0.3条各阶段的监测工作 一、初步设计阶段： 应提出：安全监测系统的总体设计方案；主要监测仪器及设备的数量；监测系统的工程概算。 二、技施设计阶段： 应提出：监测仪器设备清单；各主要监测项目的测次；各监测项目的施工详图及安装技术要求；监测系统的工程预算。 三、施工阶段： 应作好：仪器设备的检验、埋设、安装、调试、维护及竣工报告的编写；施工期的监测工作及监测报告的编写。 四、第一次蓄水阶段： 应制定：第一次蓄水的监测工作计划和主要的安全监控技术指标；做好监测工作，并对大坝工作状态作出评估。 五、运行阶段： 应进行：日常的及特殊情况下的监测工作；定期对全部监测设施进行检查、校正，对埋设的仪器作出鉴定，以确定该仪器是否应报废、封存或继续观测；监测系统的维护、更新、补充、完善；监测成果的整编和分析；监测报告的编写；监测技术档案的建立。 第1.0.4条大坝工作状态的评估 负责大坝安全监测的单位，应定期对监测结果进行分析研究，从而按下列类型对大坝的工作状态作出评估：