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1、对大坝安全监测分析的探讨刘志玲(山西省水利水电科学研究院太原)摘 要:文中阐述了大坝安全与监测的关系,大坝安全监测的目的、作用、实施过程中采用的方法,监测系统在实用过程中的不足之处及改进,以及建立大坝安全监测系统在实际工作中的积极意义。关键词:大坝;安全监测;监测技术中图分类号:TV697文献标识码:B大坝是一种特殊建筑物,由于目前人们对建坝所需研究的地质条件、水文情况、自然环境因素的影响、水流的耗损作用等,在认识上还有一定的局限性。因此,在大坝建设中还难免潜在万一的风险,再加上大坝下游,常有人烟稠密、经济发达的地区,一旦不测,损失惨重。有关坝的安全问题,已引起普遍的重视。
2、要准确了解大坝工作性态,可以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。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。1大坝安全与监测的关系8大坝的安全首先取决于工程设计水平和施工质量,决定于设计部门对坝址的水文条件、工程地质、岩石力学特性以及大坝本身建筑材料的性能等了解的程度和采取的工程措施。然而,由于坝址自然条件千差万别,某些不确定性未被充分认识,致使一些难以预料的因素可能超出设计者的估计之外,甚至造成事故。因此,大坝安全监测工作是必不可少的。根据国外统计资料,在水库第一次蓄水过程中或运行的最初几年中,大坝最有可能发生事故。以后则逐渐减少,直到运
3、行接近其有效寿命,风险度又缓慢增长。所以,大坝的安全监测对于施工期、蓄水期、运行期的各个阶段都是十分重要的,特别是必须加强水库第一次蓄水时的安全监测工作。2大坝安全监测的目的大坝安全监测的目的,主要有三个方面。1)为了短期和长期的大坝安全,对其运行性状进行监测;采集和分析资料要做到准确、及时,特别要能及时检测出反常性状,借以控制大坝安全运行,并要有个判断安全的方法。2)为了提高设计水平,由有经验的工程技术人员将实际状况与设计预测进行对比;借以修正设计或施工技术方案。3)依据施工中坝的实际形状,通过实测和预测值的对比,来检验和判断设计采取的参数和假设与实际相差的程度,借以改进
4、施工方法和施工控制指标,从而建成更安全、更经济、更符合实际需要的大坝。3大坝安全监测的作用8大坝安全监测有校核设计、改进施工和评价大坝安全状况的作用,且重在评价大坝安全。大坝安全监测的浅层意义是为了人们准确掌握大坝性态;深层意义则是为了更好地发挥工程效益、节约工程投资。大坝安全监测不仅是为了被监测坝的安全评估,还要有利于其他大坝包括待建坝的安全评估。4大坝安全监测采用的方法 有些隐患的反映是多方面的,其中,一些容易监测到,另外一些则难以预测。一般情况下,渗流量在大坝安全监测中是必测项目,也是反映工程渗流安全问题最为敏感的效应量。它不仅可直接看出水库的效益损失,还是反映渗流场
5、介质变化最直观、最具综合性的定量指标,在监视坝基渗透稳定、工程防渗和排水设施的工作情况方面,尤其当渗透破坏征兆在渗压力观测中反映不够充分时,更具有特别重要的作用。实际工作中,许多安全隐患外部表现都很不明显,例如土石坝内部蚁洞,在洞未穿防渗体之前,人们很难通过现有的监测规范所给出的检测方法加以反映。同样,水下隐患水上没有明显反映,而要针对隐患本身进行监测。因此,通常采用瞬变电磁法、地质雷达、CT技术、电阻率测量、弹性波、水下电视、超声波等方法。2002年对子洪水库进行监测时,经回弹仪测试,现混凝土标号为150号,原设计混凝土标号为200号,混凝土强度严重降低,安全性能为C级。
6、所以,同时展开对混凝土材料的碳化、土体的液化、水质状况、材料密实度、钢筋锈蚀等的监测,对分析大坝安全状况非常有利。5监测系统的不足之处及改进1)不足之处。我们现在所掌握的对大坝的知识水平而言,通过监测及其观测方式能够收集到的关于大坝性状的资料数据还很不完全,有的数据也不与大坝安全度的变化直接相连,一些与大坝安8全有关的现象,对所观测的物理量甚至可能不产生什么影响,而且一般来说在收集到的资料数据中夹杂着某些不确定性或误差;参考国内外大坝安全监测的经验教训,有不少的坝出现险情的部位并不发生在装设仪器监测的断面上;也有监测仪器装设齐备的大坝然而却失事了。因此,我们要正确认识到安全
7、监测系统并不能包揽大坝的安全,因为不论安全监测部位如何周到,监测项目如何齐全,但对枢纽整体而言,仍属局部;而且人们对事故类型、可能发生的部位和时间,还不可能预料。2)改进。由于目前对监测系统的设计还不能完全适应大坝的具体情况,要对运行中特别是水库第一次蓄水过程中的大坝安全度作出可靠的评价,在很大程度上还离不开有经验的人的判断,一方面要求负责监测系统观测的现场人员进行经常的或定期的全面、深入、认真地现场目视检查;另一方面还要求有一定数量的熟悉大坝情况的专家定期做现场目视检查。此外,根据已掌握的大坝的性状,定期进行监测
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