混凝土坝安全监测技术规范 .doc
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1、DL / T 5178 2003ICS 27.140P 59备案号:J2272003混凝土坝安全监测技术规范 中华人民共和国电力行业标准P DL/T 51782003代替SDJ 3361989混凝土坝安全监测技术规范Technical specification for concrete dam safety monitoring2003-01-09发布 2003-06-01实施中华人民共和国国家经济贸易委员会 发布目 次前言1 范围12 规范性引用文件23 术语和定义34 总则65 巡视检查96 环境量监测137 变形监测158 渗流监测249 应力、应变及温度监测2910 监测自动化系统3
2、711 监测资料的整理整编和分析41附录A(规范性附录)混凝土坝安全监测项目和测次44附录B(资料性附录)巡视检查程序和内容47附录C(规范性附录)变形监测设施的设计、安装和观测49附录D(规范性附录)渗流监测设施及水质分析项目73附录E(规范性附录)应力、应变及温度监测仪器 检验及埋设80附录F(规范性附录)地震测站的安装和运行102附录G(规范性附录)泄水建筑物水力学监测104附录H(规范性附录)监测资料分析的方法和内容108条文说明117前 言SDJ3361989混凝土大坝安全监测技术规范(试行)于1989年10月1日由原能源部和水利部颁发,经过10多年的试行,根据原电力工业部关于下达1
3、995年制定修订电力行业标准计划项目(第二批)的通知(技综199544号文)下达的修订任务,于1998年成立了规范修订组,开展工作。本标准对SDJ3361989混凝土大坝安全监测技术规范(试行)在以下几个方面作了重大修订:(1)自动化监测(新增);(2)大坝地震反应监测(新增);(3)岩土工程监测(新增);(4)巡视检查和变形监测(新增监测系统巡查,修订了变形测量精度、布置方式和挠度监测);(5)使用测斜仪、多点位移计、全站仪和钢弦式仪器的监测(新增)。本标准实施之日起替代SDJ3361989混凝土大坝安全监测技术规范(试行)。本标准的附录A、附录C、附录D、附录E、附录F、附录G、附录H为规
4、范性附录,附录B为资料性附录。本标准由水电水利规划设计总院提出修订,电力行业大坝安全监测标准化技术委员会归口并负责解释。本标准负责起草单位:国家电力公司大坝安全监察中心。本标准参加起草单位:华东勘测设计研究院、安徽省电力公司、国电电力自动化研究院、中国水利水电科学研究院、武汉大学、长江水利委员会设计院。本标准主要起草人:魏德荣、张启琛、赵花城、李延芳、吕永宁、彭虹、李珍照、张进平、刘景僖。 31 范 围本标准包括对坝体、坝基、坝肩以及对大坝安全有重大影响的近坝岸坡和其他与大坝安全有直接关系的建筑物和设备的仪器监测和巡视检查。本标准适用于1级、2级、3级混凝土坝的安全监测工作,4级、5级混凝土坝
5、可参照使用。混凝土坝级别按DL5180执行。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修改版均不适用本标准,然而鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GBJ138水位观测标准GB12897 国家一、二等水准测量规范GB12898 国家三、四等水准测量规范GB/T17942 国家三角测量规范DL5180 水电枢纽工程等级划分及设计安全标准SL21 降水量观测规范SL58 水位普通测量规范SL59 河流冰情观测规范能源电198837号水电
6、站大坝安全检查施行细则3 术 语 和 定 义下列术语和定义适用于本标准。3.0.1施工期 construction period从开始施工,到水库首次蓄水为止的时期。3.0.2首次蓄水期 frist impound period从水库首次蓄水到(或接近)正常蓄水位为止的时期。若首次蓄水后长期达不到正常蓄水位,则至竣工移交时为止。3.0.3初蓄期 initial impound period首次蓄水后的头三年。3.0.4运行期 operation period初蓄期后的时期,若水库长期达不到正常蓄水位,则首次蓄水三年后为运行期。3.0.5变形 deformation因荷载作用而引起结构外形或尺寸
7、的改变为变形。结构任一点的变形为位移。3.0.6垂直位移 vertical displacement竖直方向的位移。3.0.7滑坡 slide土体或岩体顺坡向地向下移动。3.0.8渗流 seepage水通过坝体、坝基或坝肩空隙的流动。3.0.9渗漏 leakage通过坝体接缝、裂缝和缝隙流出的非期望的水流。3.0.10扬压力 uplift pressure作用在坝基面向上的水压力。3.0.11孔隙压力 pore pressure岩石或混凝土内部孔隙内的水压力。3.0.12应力 stress作用于单位面积的荷载或力。3.0.13中误差 mean error偶然误差和系统误差的综合值。3.0.14
8、初始值 initial value仪器设备埋设安装后的首次测值为初值。仪器设备埋设安装后正常稳定工作前的测值为初始值。3.0.15基准值 fiduciale value作为计算起点的测值为基准值,其中最重要的是蓄水前的基准值。3.0.16故障率 failure rate发生故障的事件数和总事件数之比。3.0.17异常 anomaly背离正常或一般规律的现象。3.0.18监控指标 monitor index对已建坝的荷载或效应量所规定的界限值。该值可以是设计值;当有足够的监测资料时,也可是经分析求得的允许值(或允许范围)。前者称设计监控指标,后者称运行监控指标。4 总 则4.0.1 混凝土坝必须
9、设置必要的监测项目,用以监控大坝安全、掌握运行规律、指导施工和运行、反馈设计。4.0.2 混凝土坝的安全监测工作应遵循如下原则:1 监测仪器和设施的布置,应明确监测目的,紧密结合工程实际,突出重点,兼顾全面,相关项目统筹安排,配合布置。应保证具有在恶劣气候条件下仍能进行重要项目的监测。2 仪器设备要耐久、可靠、实用、有效,力求先进和便于实现自动化监测。3 仪器的安装和埋设必须及时,必须按设计要求精心施工,应保证第一次蓄水期能够获得必要的监测成果,并应做好仪器的保护;埋设完工后,及时作好初期测读并绘制竣工图、填写考证表,存档备查。4 仪器监测严格按照规程规范和设计要求进行,相关监测项目力求同时监
10、测;针对不同监测阶段,突出重点进行监测;发现异常,立即复测;做到监测连续、数据可靠、记录真实、注记齐全、整理及时,一旦发现问题,及时上报。5 仪器监测应与巡视检查相结合。4.0.3 安全监测工作可分为五个阶段,各阶段的工作应满足以下要求:1 可行性研究阶段。提出安全监测系统的总体设计专题、监测仪器及设备的数量;监测系统的工程概算。2 招标设计阶段。提出监测系统设计文件,包括监测系统布置图、仪器设备清单、各监测仪器设施的安装技术要求、测次要求及工程预算等。3 施工阶段。提出施工详图;应做好仪器设备的检验、埋设、安装、调试和保护,应绘制竣工图,编写埋设记录和竣工报告;应固定专人进行监测工作,保证监
11、测设施完好和监测数据连续、可靠、完整,应按时进行监测资料分析,评价施工期大坝安全状况,为施工提供决策依据。4 首次蓄水阶段。应制定首次蓄水的监测工作计划和主要的设计监控技术指标;按计划要求做好仪器监测和巡视检查;拟定基准值,定时对大坝安全状态作出评价并为蓄水提供依据。5 运行阶段。应进行经常的和特殊情况下的监测工作;定期对监测设施进行检查、维护和鉴定,以确定是否应报废、封存或继续观测、补充、完善和更新;定期对监测资料进行整编和分析,对大坝的运行状态作出评价;建立监测技术档案。4.0.4 混凝土坝的安全监测项目和各监测项目的测次一般应遵守附录A中表A.1和表A.2的规定。当发生地震、大洪水以及大
12、坝工作状态异常时,应加强巡视检查,并对重点部位的有关项目加强观测,增加测次,必要时还应增加监测项目,发现问题,及时上报。4.0.5 首次蓄水阶段的临时监测系统,应与永久监测系统建立数据传递关系,保证永久监测系统获得初始数据。监测自动化系统应有适当的措施保证实测数据的不间断采集。4.0.6 已建坝监测设施不全或发生损坏失效时,应根据实际情况,择要予以补设或更新改造。4.0.7 应定期对监测结果进行分析研究,并按下列类型对大坝的工作状态作出评估:1 正常状态,指大坝(或监测的对象)达到设计要求的功能,不存在影响正常使用的缺陷,且各主要监测量的变化处于正常情况下的状态。2 异常状态,指大坝(或监测的
13、对象)的某项功能已不能完全满足设计要求,或主要监测量出现某些异常,因而影响正常使用的状态。3 险情状态,指大坝(或监测的对象)出现危及安全的严重缺陷,或环境中某些危及安全的因素正在加剧,或主要监测量出现较大异常,若按设计条件继续运行将出现大事故的状态。4.0.8 应按国家及行业计量规定对监测仪器定期由有资质的单位进行计量检定。4.0.9 根据工程具体情况,经论证后,可选设下列专项:1 近坝区岸坡稳定监测。2 地下洞室稳定监测。3 坝体地震反应监测。4 泄水建筑物水力学监测。5 巡 视 检 查5.0.1 巡视检查应满足以下一般要求:1 从施工期到运行期,各级大坝均须进行巡视检查;2 巡视检查应根
14、据每座大坝的具体情况和特点,制定检查程序,携带必要的工器具或具备一定的检查条件后进行;3 巡视检查中发现大坝有损伤,原有缺陷有进一步发展,近坝岸坡有滑移崩塌征兆或其他异常迹象,应分析原因。5.0.2 巡视人员应按预先制定的巡视检查程序(参见附录B.1)对大坝作例行检查。对于不同的巡视检查应采用下列相应的巡检次数:1 日常巡视检查。在施工期,宜每周二次;水库第一次蓄水或提高水位期间,宜每天一次或每二天一次(依库水位上升速率而定);正常运行期,可逐步减少次数,但每月不宜少于一次;汛期应增加巡视检查次数;水库水位达到设计洪水位前后,每天至少应巡视检查一次。2 年度巡视检查。在每年汛前、汛后或枯水期(
15、冰冻严重地区的冰冻期)及高水位低气温时,对大坝进行较为全面的巡视检查。年度巡视检查除按规定程序对大坝各种设施进行外观检查外,还应审阅大坝运行、维护记录和监测数据等资料档案,每年不少于二次。3 特殊情况下的巡视检查。在坝区(或其附近)发生有感地震、大坝遭受大洪水或库水位骤降、骤升,以及发生其他影响大坝安全运用的特殊情况时,应及时进行的巡视检查。5.0.3 检查的内容可根据具体情况确定。1 坝体主要检查如下内容:1)相邻坝段之间的错动;2)伸缩缝开合情况和止水的工作状况;3)上下游坝面、宽缝内及廊道壁上有无裂缝,裂缝中漏水情况;4)混凝土有无破损;5)混凝土有无溶蚀、水流侵蚀或冻融现象;6)坝体排
16、水孔的工作状态,渗漏水的漏水量和水质有无显著变化;7)坝顶防浪墙有无开裂、损坏情况。2 坝基和坝肩主要检查如下内容:1)基础岩体有无挤压、错动、松动和鼓出;2)坝体与基岩(或岸坡)结合处有无错动、开裂、脱离及渗水等情况;3)两岸坝肩区有无裂缝、滑坡、溶蚀及绕渗等情况;4)基础排水及渗流监测设施的工作状况、渗漏水的漏水量及浑浊度有无变化。3 引水建筑物主要检查进水口和引水渠道有无堵淤、裂缝及损伤,控制建筑物及进水口拦污设施状况、水流流态。4 泄水建筑物主要检查如下内容:1)溢洪道(泄水洞)的闸墩、边墙、胸墙、溢流面(洞身)、工作桥等处有无裂缝和损伤;2)消能设施有无磨损冲蚀和淤积情况;3)下游河
17、床及岸坡的冲刷和淤积情况;4)水流流态;5)上游拦污设施的情况。5 近坝区岸坡主要检查如下内容:1)地下水露头及绕坝渗流情况;2)岸坡有无冲刷、塌陷、裂缝及滑移迹象。6 闸门及金属结构主要检查如下内容:1)闸门(包括门槽、门支座、止水及平压阀、通气孔等)工作情况;2)启闭设施启闭工作情况;3)金属结构防腐及锈蚀情况;4)电气控制设备、正常动力和备用电源工作情况。7 监测设施巡视检查项目参见附录B.2。8 过坝建筑物、地下厂房等的巡视检查,可参照以上条款进行。5.0.4 巡视检查应做好准备工作。1 巡视检查主要由熟悉本工程情况的人员参加,并相对固定,每次检查前,均须对照检查程序要求,做好准备工作
18、。2 年度巡视检查和特殊情况下的巡视检查,还须做好下列准备工作:1)做好水库调度和电力安排,为检查引水、泄水建筑物提供检查条件及动力和照明;2)排干检查部位积水或清除堆积物;3)水下检查及专门检测设备、器具的准备和安排;4)安装或搭设临时设施,便于检查人员接近检查部位;5)准备交通工具和专门车辆、船只;6)采取安全防护措施,确保检查工作及设备、人身安全。5.0.5 检查的方法主要依靠目视、耳听、手摸、鼻嗅等直观方法,可辅以锤、钎、量尺、放大镜、望远镜、照相机、摄像机等工器具进行;如有必要,可采用坑(槽)探挖、钻孔取样或孔内电视、注水或抽水试验,化学试剂、水下检查或水下电视摄像、超声波探测及锈蚀
19、检测、材质化验或强度检测等特殊方法进行检查。5.0.6 巡视检查应做好记录,每次检查均应按各类检查规定的程序做好现场填表和记录,必要时应附有略图、素描或照片。现场检查表可参照能源电198837号文执行。现场记录及填表必须及时整理,并将本次检查结果与上次或历次检查结果对比,分析有无异常迹象。在整理分析过程中,如有疑问或发现异常迹象,应立即对该检查项目进行复查,以保证记录准确无误。重点缺陷部位和重要设备,应设立专项卡片。5.0.7 巡视检查应及时编制报告。年度巡视检查在现场工作结束后20d内提出详细报告。报告内容参见附录B.3。特殊情况下的巡视检查,在现场工作结束后,还应立即提交一份简报。巡视检查
20、中发现异常情况时,应立即编写专门的检查报告,及时上报。各种填表和记录、报告至少应保留一份副本,存档备查。6 环 境 量 监 测6.1 一 般 规 定6.1.1 环境量监测,除应按GBJ138、SL21、SL58、SL59等水文、气象专业方面相应的规定外,应执行本章有关规定。6.1.2 环境量监测主要包括水位、库水温、气温、降水量、冰压力、坝前淤积和下游冲刷等项目。6.2 水 位6.2.1 水位观测站必须在蓄水前完成施工,并应设置在:1 水流平稳,受风浪、泄水和抽水影响较小,便于安排设备和监测的地方。2 岸坡稳固地点或永久建筑物上。3 基本能代表上游、下游平稳水位,并能满足工程管理和监测资料分析
21、需要的地方。6.2.2 水位监测一般应设置遥测水位计或水尺。当采用自动遥测时,在设置遥测水位计的同时,还应设置人工观测的水尺,其最大测读高程应高于校核洪水位。6.2.3 水尺或遥测水位计的零点标高每隔3年5年应校测一次。当怀疑水尺零点有变化时,亦应进行校测。遥测水位计每年汛前应进行检查。6.3 库 水 温6.3.1 在靠近上游坝面的库水中,布置测温垂线,其位置宜与重点监测坝段一致。监测混凝土上游坝面温度的测点亦可作为水库水温的测点。6.3.2 对于坝高在30m以下的低坝,至少应在正常蓄水位以下20cm、1/2水深处及库底各布置一个测点。对于坝高在30m以上的中、高坝,从正常蓄水位到死水位以下1
22、0cm处的范围内,每隔3m5m宜布置一个测点,再往下每隔10m15m布置一个测点,必要时正常蓄水位以上也可适当布置测点。6.4 气 温6.4.1 坝区附近至少应设置一个气温测点。6.4.2 气温监测仪器应设在专用的百叶箱内。6.5 降 水 量坝区附近至少应设置一个降水量测点。6.6 冰 压 力 监 测6.6.1 结冰前,在冰面以下20cm50cm处,每20cm40cm设置一个压力传感器,并在旁边相同深度设置一个温度计,进行静冰压力及冰温监测,同时监测的项目还有气温和冰厚。6.6.2 消冰前根据变化趋势,在大坝前缘适当位置及时安设预先配置的压力传感器,进行动冰压力监测,同时监测的项目还有冰情、风
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