一、大壩監(jiān)測背景
由于每座大壩在結(jié)構(gòu)、地質(zhì)、運行工況和周邊環(huán)境等方面存在差異,且隨著時間的推移,大壩的運行環(huán)境發(fā)生變化,材料也逐年老化,大壩的安全狀況和安全風(fēng)險越來越大,大壩安全自動化監(jiān)測是當(dāng)前相對較有效的大壩安全管理方法,能大程度上確保大壩的安全,幫助管養(yǎng)人員及時發(fā)現(xiàn)安全隱患,監(jiān)測項目的設(shè)計和測點布置作為大壩安全監(jiān)測工作的重要環(huán)節(jié),需要技術(shù)人員嚴(yán)格按照相關(guān)要求落實各項監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合現(xiàn)場實際情況設(shè)計并實施具針對性的自動化監(jiān)測系統(tǒng),對減少大壩安全風(fēng)險具有十分重要的意義。
二、測點布設(shè)
儀器的安裝布設(shè)工作是監(jiān)測項目中的重要環(huán)節(jié),這個環(huán)節(jié)若沒做好監(jiān)測系統(tǒng)就不能體現(xiàn)出其價值,甚至不能正常使用,因此儀器的安裝布設(shè)應(yīng)事前做好設(shè)計和各種施工前的準(zhǔn)備工作,安裝儀器時應(yīng)盡量減少對其它施工的干擾,下面按儀器種類分別敘述安裝布設(shè)的要求。
(一)變形監(jiān)測
壩體表面位移監(jiān)測
針對壩體表面位移變化情況,可通過在大壩斷面、地基、合攏斷地質(zhì)條件復(fù)雜處等關(guān)鍵位置安裝位移傳感器進行監(jiān)測,需注意測點和基點的結(jié)構(gòu)必須牢固可靠,不易變形。
沉降監(jiān)測:
在壩體上并行安裝一排靜力水準(zhǔn)儀,無需抄平,測點之間高差可以達一米,具體安裝數(shù)量根據(jù)大壩整體長度設(shè)定。
內(nèi)部位移監(jiān)測:
針對水庫大壩的壩體內(nèi)部位移,本方案通過在原河床、和壟斷、壩體結(jié)構(gòu)及施工薄弱處安裝自動化測斜儀來監(jiān)測壩體內(nèi)部的位移情況。
傾斜監(jiān)測:
在壩體上方安裝傾角傳感器,用于監(jiān)測壩體的傾斜角度。
裂縫監(jiān)測:
在壩體出現(xiàn)裂縫或有裂縫痕跡的位置安裝裂縫傳感器。
(二)應(yīng)力、應(yīng)變及溫度監(jiān)測
應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測:
內(nèi)部監(jiān)測主要包括壩體(壩基)應(yīng)力監(jiān)測、錨桿(錨索)應(yīng)力監(jiān)測、鋼筋應(yīng)力監(jiān)測、鋼板應(yīng)力監(jiān)測及溫度監(jiān)測等。在進行內(nèi)部監(jiān)測的同時,應(yīng)與變形監(jiān)測、滲流監(jiān)測項目相結(jié)合。
土壓力監(jiān)測:
監(jiān)測點需要和孔隙水壓力裝在同一斷面,了解壩體受力情況和土與混凝土建筑物的作用壓力大小。
(三) 滲流監(jiān)測
水位監(jiān)測:
測點的布置根據(jù)壩型、筑壩及排尾方式確定,應(yīng)設(shè)置在基本能代表庫內(nèi)平穩(wěn)水位,并能滿足設(shè)備管理和監(jiān)測資料分析需要的地方。一般宜在庫內(nèi)排水構(gòu)筑物、岸坡等水面相對平穩(wěn)的位置上布置水位計。
浸潤線監(jiān)測:
孔隙水壓計安裝部署在大壩高處、合攏段等結(jié)構(gòu)地形復(fù)雜的位置。
(四)環(huán)境量監(jiān)測或水文、氣象監(jiān)測
大壩所在位置的環(huán)境對大壩和壩基的結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)有著重大影響,需對大壩上下游水位、水溫、氣溫、庫區(qū)雨量等進行監(jiān)測。
四、設(shè)備選型
在大壩安全自動化監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)中,應(yīng)根據(jù)壩型、壩體結(jié)構(gòu)和地質(zhì)條件等因素選定監(jiān)測項目,主要針對大壩的滲壓、位移、沉降、應(yīng)力等物理量,可用于這類監(jiān)測項目的傳感器和設(shè)備種類繁多、型號各異,因此在進行傳感器設(shè)備選型時要重點考慮量程、靈敏度、精度以及工作環(huán)境等因素,同時為了方便管理,利用系統(tǒng)監(jiān)測中心實施對所有前端傳感器設(shè)備、采集網(wǎng)關(guān)、云服務(wù)器及安銳測控云平臺進行統(tǒng)一集中管理。