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土石坝安全监测技术规范SL60-94

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土石 安全 监测 技术规范 SL60 94
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SL60-94 土石坝安全监测技术规范目次1 总则2 巡视检查3 变形监测4 渗流监测5 压力 ( 应力 ) 监测6 水文 、 气象监测7 监测资料的整编与分析附录 A 总则附录 B 巡视检查附录 C 变形监测附录 D 渗流监测附录 E 压力 ( 应力 ) 监测附录 F 地震反应监测附录 G 泄水建筑物水力学观测附录 H 波浪及异重流观测附录 I 监测组织与仪器设备管理附加说明条文说明1 总则1.0.1 为加强我国土石坝安全监测技术工作 , 保障工程安全运行 , 根据 《 水库大坝安全管理条例 》 的要求 ,特制定本规范 。1.0.2 本规范主要适用于水利水电 枢纽工程等级划分及设计标准中的 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 级碾压式土石坝 。 Ⅳ 、 Ⅴ级碾压式土石坝以及其它类型的土石坝可参照执行 。1.0.3 本规范的监测范围 , 包括土石坝的坝体 、 坝基 、 坝端和与坝的安全有直接关系的输 、 泄水建筑物和设备 , 以及对土石坝安全有重大影响的近坝区岸坡 。 安全监测方法包括巡视检查和用仪器设备进行观测 。1.0.4 土石坝的安全监测 , 必须根据工程等级 、 规模 、 结构型式 、 及其地形 、 地质条件和地理环境等因素 ,设置必要的监测项目及其相应设施 , 定期进行系统的观测 。 各类监测项目及其设置 , 详见附录 A 表 A 1 及其有关说明 。 其中有关地 震反应监测和泄水建筑物水力学观测的内容和要求 , 详见附录 F 和附录 G。1.0.5 土石坝的安全监测工作应遵循如下原则 :1.0.5.1 各监测仪器 、 设施的布置 , 应密切结合工程具体条件 , 既能较全面地反映工程的运行状态 ; 又宜突出重点和少而精 。 相关项目应统筹安排 , 配合布置 。1.0.5.2 各监测仪器 、 设施的选择 , 要在可靠 、 耐久 、 经济 、 实用的前提下 , 力求先进和便于实现自动化观测 。1.0.5.3 各监测仪器 、 设施的安装和埋设 , 必须按设计要求精心施工确保质量 。 安装和埋设完毕 , 应绘制竣工图 、 填写考证表 , 存档备查 。1.0.5.4 应保证在恶劣气候条件下仍然能进行必要项目的观测 。 必要时可设专门的观测站 ( 房 ) 和观测廊道 。1.0.6 各阶段的监测工作应符合如下要求 :1.0.6.1 可行性研究阶段 : 应提出安全监测系统的总体设计方案 、 观测项目及其所需仪器设备的数量和投资估算 ( 约占主体建筑物总投资的 1 %~ 3 %)。1.0.6.2 初步设计阶段 : 应优化安全监测系统的总体设计方案 、 测点布置 、 观测设备及仪器的数量和投资概算 。1.0.6.3 招标设计阶段 : 应提出观测仪器设备的清单 、 各主要观测项目及测次 ; 各观测设施 、 仪器安装技术要求及投资预算 。1.0.6.4 施工阶段 : 应根据监测系统设计和技术要求 , 提出施工详图 。 承建施工单位应做好仪器设备的埋设 、 安装 、 调试和保护 ; 固定专人进行观测工作 , 并应保证观测设施完好及观测数据连续 、 准确 、 完整 。工程竣工验收时 , 应将观测设施和竣工图 、 埋设记录和施工期观测记录 , 以及整理 、 分析等全部资料汇编成正式文件 , 移交管理单位 。1.0.6.5 初期蓄水阶段 : 应制定监测工作计划和主要的监控技术指标 , 在大坝开始蓄水时就做好安全监测工作 , 取得连续性的初始值 , 并对土石坝工作状态作出初步评估 。1.0.6.6 运行阶段 : 应进行经常的及特殊情况下的巡 视检查和观测工作 , 并负责监测系统和全部观测设施的检查 、 维护 、 校正 、 更新 、 补充 、 完善 , 监测资料的整编 , 监测报告的编写以及监测技术档案的建立 。在本阶段 , 土石坝的管理单位还应根据巡视检查和观测资料 , 定期对土石坝的工作状态提出分析和评估 ( 工作状态可分为正常 、 异常和险情三类 ), 为大坝的安全鉴定提供依据 。有关监测组织与仪器设备管理的要求详见附录 I。1.0.7 各监测项目的阶段和测次 , 详见附录 A 表 A 2 及其有关说明 。 相互有关的监测项目 , 应力求同一时间进行观测 。各项观测应使用标准记录表格 , 认真记录 、 填写 , 严禁涂改 、 损坏 和遗失 。 观测数据应随时整理和计算 ,如有异常 , 应立即复测 。 当影响工程安全时 , 应及时分析原因和采取对策 , 并上报主管部门 。1.0.8 当发生有感地震 、 大洪水 , 以及大坝工作状态出现异常等特殊情况时 , 应加强巡视检查 , 并对重点部位的有关项目加强观测 。1.0.9 已建坝监测设施不全或损坏 、 失效的 , 应根据情况予以补设或更新改造 。当工程进行除险加固 、 扩建 、 改建或监测系统更新改造时 , 应根据本规范有关规定做出监测系统更新设计 。精心实施 , 并保持观测资料的连续性 。1.0.10 在采用自动化监测系统时 , 必须进行技术经济论证 。 仪器 、 设 备要稳定可靠 。 观测数据要连续 、准确 、 完整 。 系统功能应包括 : 数据采集 、 数据传输 、 数据处理和分析等 。1.0.11 本规范与其他规范的关系 : 土石坝的级别划分应按 《 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准 》 (山区 、 丘陵区部分 )(SDJ12-78)及其补充规定执行 。 涉及土石坝安全管理工作时应符合 《 水库大坝安全管理条例 》 的要求 。 涉及混凝土建筑物的有关监测可参照 《 混凝土大坝安全监测技术规范 》 (SDJ336-89)。 土石坝设计和施工中的安全监测技术工作 , 应符合本规范的要求 。2 巡视检查2.1 一般规定2.1.1 对土石坝 , 从施工 开始 , 都应自始至终地进行本章规定的巡视检查 。2.1.2 土石坝的巡视检查分为日常巡视检查 、 年度巡视检查和特别巡视检查三类 。2.1.2.1 日常巡视检查 。 应根据土石坝的具体情况和特点 , 制订切实可行的巡视检查制度 , 具体规定巡视检查的时间 、 部位 、 内容和要求 , 并确定日常的巡回检查路线和检查顺序 , 由有经验的技术人员负责进行 。日常巡视检查的次数 : 在施工期宜每周两次 , 但每月不得少于四次 ; 在初蓄期或水位上升期间 , 宜每天或每两天一次 , 但每周不少于两次 , 具体次数视水位上升或下降速度而定 ; 在运行期 , 一般宜每周一次 , 或每月不少于 两次 , 但汛期高水位时应增加次数 , 特别是出现大洪水时 , 每天应至少一次 。2.1.2.2 年度巡视检查 。 在每年的汛前汛后 、 用水期前后 、 冰冻较严重的地区的冰冻期和融冰期 、 有蚁害地区的白蚁活动显著期等 , 应按规定的检查项目 , 由管理单位负责人组织领导 , 对土石坝进行比较全面或专门的巡视检查 。 检查次数 , 视地区不同而异 , 一般每年不少于二至三次 。2.1.2.3 特别巡视检查 。 当土石坝遇到严重影响安全运用的情况 ( 如发生暴雨 、 大洪水 、 有感地震 、 强热带风暴 , 以及库水位骤升骤降或持续高水位等 )、 发生比较严重的破坏现象或出现其他危险迹象时 , 应由主管单位负责组织特别检查 , 必要时应组织专人对可能出现险情的部位进行连续监视 。当水库放空时亦应进行全面巡视检查 。2.2 检查项目和内容2.2.1 坝体的检查项目和内容如下 :2.2.1.1 坝顶 : 有无裂缝 、 异常变形 、 积水或植物滋生等现象 ; 防浪墙有无开裂 、 挤碎 、 架空 、 错断 、 倾斜等情况 。2.2.1.2 迎水坡 : 护面或护坡是否损坏 ; 有无裂缝 、 剥落 、 滑动 、 隆起 、 塌坑 、 冲刷 、 或植物滋生等现象 ;近坝水面有无冒泡 、 变浑或漩涡等异常现象 。2.2.1.3 背水坡及坝趾 : 有无裂缝 、 剥落 、 滑动 、 隆起 、 塌坑 、 雨淋沟 、 散浸 、 积雪 不均匀融化 、 冒水 、渗水坑或流土 、 管涌等现象 ; 排水系统是否通畅 ; 草皮护坡植被是否完好 ; 有无兽洞 、 蚁穴等隐患 ; 滤水坝趾 、 减压井 ( 或沟 ) 等导渗降压设施有无异常或破坏现象 。2.2.2 坝基和坝区的检查内容如下 :2.2.2.1 坝基 : 基础排水设施的工况是否正常 ; 渗漏水的水量 、 颜色 、 气味及浑浊度 、 酸碱度 、 温度有无变化 ; 基础廊道是否有裂缝 、 渗水等现象 。2.2.2.2 坝端 : 坝体与岸坡连续处有无裂缝 、 错动 、 渗水等现象 ; 两岸坝端区有无裂缝 、 滑动 、 崩塌 、 溶蚀 、 隆起 、 塌坑 、 异常渗水和蚁穴 、 兽洞等 。2.2.2.3 坝趾近区 : 有无阴 湿 、 渗水 、 管涌 、 流土或隆起等现象 ; 排水设施是否完好 。2.2.2.4 坝端岸坡 : 绕坝渗水是否异常 ; 有无裂缝 、 滑动迹象 ; 护坡有无隆起 、 塌陷或其他损坏现象 。2.2.2.5 有条件时尚应检查上游铺盖有无裂缝 、 塌坑 。2.2.3 输 、 泄水洞 ( 管 ) 的检查内容如下 :2.2.3.1 引水段 : 有无堵塞 、 淤积 、 崩塌 。2.2.3.2 进水塔 ( 或竖井 ) 有无裂缝 、 渗水 、 空蚀等损坏现象 。2.2.3.3 洞 ( 管 ) 身 : 洞壁有无裂缝 、 空蚀 、 渗水等损坏现象 ; 洞身伸缩缝 、 排水孔是否正常 。2.2.3.4 出口 : 放水期水流形态 、 流量是否正常 ; 停水期是 否有水渗漏 。2.2.3.5 消能工 : 有无冲刷或砂石 、 杂物堆积等现象 。2.2.3.6 工作桥 : 是否有不均匀沉陷 、 裂缝 、 断裂等现象 。2.2.4 溢洪道的检查内容为 :2.2.4.1 进水段 ( 引渠 ): 有无坍塌 、 崩岸 、 淤堵或其他阻水现象 ; 流态是否正常 。2.2.4.2 堰顶或闸室 、 闸墩 、 胸墙 、 边墙 、 溢流面 、 底板 : 有无裂缝 、 渗水 、 剥落 、 冲刷 、 磨损 、 空蚀等现象 ; 伸缩缝 、 排水孔是否完好 。2.2.4.3 消能功及工作桥 (或交通桥 ): 参照 2.2.3.5 及 2.2.3.6 进行 。2.2.5 闸门及启闭机的检查要求如下 :2.2.5.1 闸门及其开度指示器 、 门槽 、 止水等能否正常工作 , 有无不安全因素 。2.2.5.2 启闭机能否正常工作 ; 备用电源及手动启闭是否可靠 。2.2.6 观测及通讯设施是否完好 、 畅通 ; 照明及交通设施有无损坏及障碍 。2.3 检查方法和要求2.3.1 检查方法应符合以下要求 :2.3.1.1 常规方法 : 用眼看 、 耳听 、 手摸 、 鼻嗅 、 脚踩等直观方法 , 或辅以锤 、 钎 、 钢卷尺 、 放大镜 、 石蕊试纸等简单工具对工程表面和异常现象进行检查 。2.3.1.2 特殊方法 : 采用开挖探坑 ( 或槽 )、 探井 、 钻孔取样或孔内电视 、 向孔内注水试验 、 投放化学试剂 、 潜水员 探摸或水下电视 、 水下摄影或录像等方法 , 对工程内部 、 水下部位或坝基进行检查 。2.3.2 检查工作要求如下 :2.3.2.1 巡视检查必须是熟悉土石坝情况的管理人员参加 。2.3.2.2 日常巡视检查人员应相对稳定 , 检查时应带好必要的辅助工具和记录笔 、 簿 。2.3.2.3 年度巡视检查和特别巡视检查 , 均须制定详细的检查计划并做好如下准备工作 :(1)安排好水库调度 , 为检查输水 、 泄水建筑物或进行水下检查创造条件 。(2)做好电力安排 , 为检查工作提供必要的动力和照明 。(3)排干检查部位的积水 , 清除检查部位的堆积物 。(4)安装好临时交通设施 , 便于检查人员行动 。(5)采取安全防范措施 , 确保工程 、 设备及人身安全 。(6)准备好工具 、 设备 、 车辆或船只 , 以及量测 、 记录 、 绘草图 、 照相 、 录像等器具 。2.4 检查记录和报告2.4.1 记录和整理工作要求如下 :2.4.1.1 每次巡视检查均应按附录 B 的表 B 1 作出记录 。 如发现异常情况 , 除应详细记述时间 、 部位 、 险情和绘出草图外 , 必要时应测图 、 摄影或录像 。2.4.1.2 现场记录必须及时整理 , 还应将本次巡视检查结果与以往巡视检查结果进行比较分析 , 如有问题或异常现象 , 应立即进行复查 , 以保证记录 的准确性 。2.4.2 报告和存档工作要求如下 :2.4.2.1 日常巡视检查中发现异常现象时 , 应立即采取应急措施 , 并上报主管部门 。2.4.2.2 年度巡视检查和特别巡视检查结束后 , 应提出简要报告 , 并对发现的问题及时采取应急措施 , 然后根据设计 、 施工 、 运行资料进行综合分析比较 , 写出详细报告 , 并立即报告主管部门 。2.4.2.3 各种巡视检查的记录 、 图件和报告等均应整理归档 。3 变形监测3.1 一般规定3.1.1 变形监测项目 , 主要有坝的表面变形 、 内部变形 、 裂缝及接缝 、 混凝土面板变形及岸坡位移等观测 。3.1.2 变形 监测用的平面坐标及水准高程 , 应与设计 、 施工和运行诸阶段的控制网坐标系统相一致 。 有条件的工程应与国家网建立联系 。3.1.3 变形观测工作应遵守下列规定 :3.1.3.1 表面竖向位移及水平位移观测 , 一般应共用一个测点 。 深层竖向及水平位移观测应尽量结合布置 ;竖向及水平位移观测应配合进行 。3.1.3.2 观测基点应设在稳定区域内 ; 测点应与坝体或岸坡牢固结合 。 基点及测点应有可靠的保护装置 ,并受国家法律保护 。3.1.3.3 变形观测的正负号规定 :(1)水平位移 : 向下游为正 , 向左岸为正 : 反之为负 。(2)竖向位移 : 向下 为正 , 向上为负 。(3)裂缝和接缝三向位移 : 对开合 ,张开为正 ,闭合为负 ;对沉陷 ,规定同 (2);对滑移 ,向坡下为正 ,向左岸为正 ,反之为负 。3.1.3.4 观测测次见附录 A 表 A 2 。3.2 表面变形3.2.1 表面变形观测包括竖向位移和水平位移 。 水平位移中包括垂直坝轴线的横向水平位移和平行坝轴线的纵向水平位移 。3.2.2 观测布置应符合以下要求 :3.2.2.1 断面选择和测点布置 :(1)观测横断面通常选在最大坝高或原河床处 、 合龙段 、 地形突变处 、 地质条件复杂处 , 坝内埋管及运行有异常反应处 , 一般不少于 3 个 。(2)观测纵断面一般不少于 4 个 , 通常在坝顶的上 、 下游两侧布设 1 ~ 2 个 ; 在上游坝坡正常蓄水位以上一个 , 正常蓄水位以下可视需要设临时测点 ; 下游坝坡半坝高以上 1 ~ 3 个 , 半坝高以下 1 ~ 2 个 (含坡脚一个 )。 对软基上的土石坝 , 还应在下游坝趾外侧增设 1 ~ 2 个 。(3)对 “ V ” 形河谷中的高坝和两坝端以及坝基地形变化陡峻坝段 , 坝顶测点应适当加密 , 并宜加测纵向水平位移 。(4)测点的间距 , 一般坝长小于 300m 时 , 宜取 20~ 50m; 坝长大于 300m时 , 宜取 50~ 100m。(5)视准线应旁离障碍物 1.0m 以上 。3.2.2.2 各种基点 均应布设在两岸岩石或坚实土基上 , 起 (引 )测方便 , 避免自然及人为影响 。(1)起测基点可在每一纵排测点两端的岸坡上各布设一个 , 其高程宜与测点高程相近 。(2)采用视准线法进行横向水平位移观测的工作基点 , 应在两岸每一纵排测点的延长线上各布设一个 。 当坝轴线为折线或坝长超过 500m 时 , 可在坝身每一纵排测点中增设工作基点 (可用测点代替 ), 工作基点的距离保持在 250m 左右 。 当坝长超过 1000m 时 , 一般可用三角网法观测增设工作基点的水平位移 , 有条件的 , 宜用测边网或测边测角网法或倒垂线法 。(3)水准基点一般在土石坝下游 1 ~ 3 km 处布设 2 ~ 3 个 。(4)采用视准线法观测的校核基点 , 应在两岸同排工作基点连线的延长线上各设 1~ 2 个 。3.2.3 观测设施及其安装应符合以下技术要求 。3.2.3.1 观测设施的要求为 :(1)测点和基点的结构必需坚固可靠 , 且不易变形 ; 并力求美观大方 、 协调实用 。(2)测点可采用柱式或墩式 。 同时兼作竖向和横向水平位移观测的测点 , 其立柱应高出坝面 0.6~ 1.0m,立柱顶部应设有强制对中底盘 , 其对中误差均应小于 0.2mm。(3)在土基上的起测基点 , 可采用墩式混凝土结构 。 在岩基上的起测基点 , 可凿坑就地浇注混 凝土 。 在坚硬基岩埋深大于 5~ 20m情况下 , 可采用深埋双金属管柱作为起测基点 。(4)工作基点一般宜采用整体钢筋混凝土结构 , 立柱高度以司镜者操作方便为准 , 但应大于 1.2m。 立柱顶部强制对中底盘的对中误差应小于 0.1mm。(5)校核基点的结构及埋设要求与工作基点相同 。(6)水准基点结构与埋设可参照国家水准测量规范 (GB12897-91 和 GB12898-91)的有关规定执行 。(7)水平位移观测的觇标 , 可采用觇标杆 、 觇牌或电光灯标 。 其尺寸与图案 , 应根据观测条件选定 。3.2.3.2 观测设施的安装的要求有 :(1)测点和土基上基点的底座埋入土层的深度不小于 0.5m; 冰冻区应深入冰冻线以下 。 并应采取措施 , 防止雨水冲刷 、 护坡块石挤压和人为碰撞 。(2)埋设时 , 应保持立柱铅直 , 仪器基座水平 。 并使各测点强制对中底盘中心位于视准线上 , 其偏差不得大于 10mm, 底盘调整水平 , 倾斜度不得大于 4'。3.2.4 观测方法和要求如下 :3.2.4.1 竖向位移 。 表面竖向位移 , 一般用水准法测量 , 也可用连通管法测量 。(1)用水准仪观测表面竖向位移时 , 可参照国家三等水准测量 (GB12898-91)方法进行 , 但闭合差不得大于± 1.4 mm(n 为测站数 , 下同 )。起测基点的引测 、 校测 、 可参照国家二等水准测量 (GB12897-91)方法进行 , 但闭合差不得大于 ± 0.72mm mm。(2)用连通管观测表面竖向位移时 , 可采用移动式或固定式 。 观测应在气温最为稳定的时间进行 , 观测时应注意保持水面稳定 , 应平行测读两次 , 两次读数差不得大于 2mm。3.2.4.2 水平位移 。 横向水平位移 , 一般用视准线法测量 。 必要且有条件时 , 也可设置倒垂线或引张线装置观测水平位移 。 倒垂线和引张线装置的设计 、 安装与观测 , 应结合土石坝变形特点参照 《 混凝土大坝安全监测技术规范 》 (SDJ336-89)执行 。(1)用视准线法观测横向水平位移时 , 可采用经纬仪或视准线仪 。 当视准线长度大于 500m 时 , 应采用 J1级经纬仪 。(2)视准线的观测方法 , 可据实际情况选用活动标法或小角度法 。 观测时宜在视准线两端各设固定测站 ,用各测站的仪器观测其靠近的位移测点的偏离值 。(3)用活动标法校测工作基点 、 观测增设的工作基点时 , 允许误差应不大于 2mm(取两倍中误差 )。 观测位移测点时 , 每测回的允许误差应小于 4mm(取两倍中误差 )。 所需测回数不得少于两个测回 。(4)用小角度法观测横向水平位移时 , 一般应采用 J1 级经纬仪 。 测微器两次重合读数之差不应超过 0.4";一个测回中 , 正倒镜的小角值较差 , 不应超过 3"; 同一测点 , 各测回小角值较差不应超过 2"。(5)用三角网前方交会法观测增设工作基点 ( 或测点 ) 的横向水平位移时 , 应用 J1 级经纬仪和全圆测回法 ,且不少于 4 个测回 。 各项限差要求为 : 半测回归零差 ± 6"; 二倍视准差之互差 ± 8"; 各测回的测回差 ± 5"。(6)有条件时 , 可采用大气激光准直法观测横向水平位移 。 设施的设计 、 安设及观测 , 应按照 《 混凝土大坝安全监测技术规范 》 (SDJ336-89)执行 。(7)表面纵向水平位移观测 , 一般用因钢尺测量 , 或用普通钢尺加改正系数 , 其中误差不大于 0.2mm。 有条件时可用光电测距仪测量 。3.3 内部变形3.3.1 内部变形观测 包括分层竖向位移 、 分层水平位移 、 界面位移及深层应变观测等 。3.3.2 观测布置的要求如下 :3.3.2.1 观测断面应布置在最大横断面及其他特征断面 ( 原河床 、 合龙段 、 地质及地形复杂段 、 结构及施工薄弱段等 ) 上 , 一般可设 1~ 3 个断面 。每个观测断面上可布设 1~ 3 条观测垂线 , 其中一条宜布设在坝轴线附近 。 观测垂线的布置应尽量形成纵向观测断面 。观测垂线上测点的间距 , 应根据坝高 、 结构形式 、 坝料特性及施工方法与质量等而定 , 一般 2~ 10m。 一条观测垂线上的测点 , 一般宜 3~ 15 个 。 最下一个测点应置于坝基表面 , 以兼测坝基的沉降 量 。水管式沉降仪的测点 , 一般沿坝高横向水平布置三排 , 分别在 1/3、 1/2 及 2/3 坝高处 。 对软基及深厚覆盖层的坝基表面 , 还应布设一排测点 。 一般每排设测点 2~ 5 个 , 测点的分布应尽量形成观测垂线 。3.3.2.2 分层水平位移的观测布置与分层竖向位移观测相同 。 观测断面可布置在最大断面及两坝端受拉区 , 一般可设 1 ~ 3 个断面 。 观测垂线一般布设在坝轴线或坝肩附近 , 或其他需要测定的部位 。测点的间距 , 对于活动式测斜仪为 0.5m 或 1.0m; 对于固定式测斜仪 , 可参考分层竖向位移观测点间距 ,并宜结合布设 。引张线式水平位移计的埋 设 , 可参考水管式沉降计 , 并应结合布置 。3.3.2.3 界面位移测点 , 通常布设在坝体与岸坡连接处 、 组合坝型不同坝斜交界及土坝与混凝土建筑物连接处 , 测定界面上两种介质相对的法向及切向位移 。深层应变观测测点 , 通常布设在两坝端受拉区 , 上 、 下游坝肩受拉区以及斜墙 、 心墙的受拉区和最大横断面上 。3.3.3 观测仪器和设施及其安装的技术要求 。3.3.3.1 分层竖向位移观测要求为 :(1)分层竖向位移观测宜采用电磁式沉降仪 、 干簧管式沉降仪及水管式沉降仪 , 也可采用横臂式沉降仪或深式测点组 。 沉降管的刚度应尽量与周围介质的相当 。(2)沉降管的埋设 , 一般应随坝体填筑埋设 (见附录 C1)。 对于软基及已建水坠坝 , 可采用带叉簧片的沉降环 , 用钻孔法埋设 。(3)水管式沉降仪必须随坝体填筑埋设 。 通常采用挖沟槽法埋设 (见附录 C2)。 条件允许时 , 也可采用不挖沟槽的方法 , 但须有效地防止施工机械及人为的损坏 。(4)横臂式沉降仪适于随施工埋设 , 并应采用坑式埋设法 。(5)对于坝高不超过 20m, 且坝基沉降量不大的均质土坝及塑性心墙坝 , 也可采用深式测点组 。深式测点组一般随坝体填筑埋设 , 可采用坑式或非坑式埋设 (见附录 C1)。 也可在土坝竣工后埋设 (见附 录C3)。3.3.3.2 分层水平位移观测的要求为 :(1)分层水平位移观测宜采用测斜仪及引张线式位移计 。 必要且有条件时 , 也可采用正 、 倒垂线 。(2)测斜仪的测量方式 , 一般应采用活动式的 。 固定式的仅在实现活动式观测有困难或进行在线自动采集时采用 。测斜仪管道选材与沉降管相同 。 当同一条观测铅直线上同时布有分层水平位移及分层竖向位移观测时 , 应尽量合用同一根管道 。测斜管道的埋设 , 应尽量随坝体填筑埋设 ; 对已建坝和坝基 , 可采用钻孔埋设 。 固定式测头埋设方式同活动式的 , 但勿需管道 。随坝体填筑埋设 , 可参照沉降管道的埋设 方法执行 。测斜管道埋设的主要技术要求见附录 C4。(3)引张线式水平位移计的埋设方法与水管式沉降仪相同 , 并且宜与水管式沉降仪组合埋设 , 有困难时可分开埋设 。 分开埋设或单独 ( 该测点不布设沉降计 ) 埋设时 , 钢丝均应与水平线上倾预估沉降量的一半 。埋设施工的其他主要技术要求应按 3.3.3.1规定执行 。3.3.3.3 界面位移及深层应变观测 :(1)界面位移及深层应变观测 , 可采用振弦式位移计及电位器式位移计 。 在量程与精度满足要求的情况下 ,应优先用振弦式位移计 。(2)位移计的埋设 , 对于测定坝体的位移或应变 , 宜用坑式埋设 法 , 对于测定坝体与岸坡交界面切向位移 ,宜用表面埋设法 。 根据需要 , 可单支埋设也可串联埋设 , 埋设的方法可参见附录 C5。3.3.4 观测方法和要求 。3.3.4.1 分层竖向位移的观测 :(1)电磁式沉降仪观测 , 用电磁式测头自下而上测定 。 每测点应平行测定两次 , 读数差不得大于 2mm。(2)干簧管式沉降仪观测方法及精度要求与电磁式相同 。(3)水管式沉降仪观测 , 应先排尽测量管路内的水和气 。 用测量板上带刻度的玻璃管测定 。 应平行测读两次 , 读数差不得大于 2mm。(4)横臂式沉降仪用测沉器或测沉棒观测 。 应平行测读两次 , 读数 差不得大于 2mm。(5)深式测点观测 , 用水准仪测定 , 其精度要求与表面竖向位移观测相同 。3.3.4.2 深层水平位移的观测 :(1)伺服加速度计测斜仪测头用四位半数字显示测读仪接收 ; 电阻应变片式测斜仪测头用电阻应变仪接收 。观测时 , 用测斜仪测头从测斜管底自下向上 , 每隔 50cm(或 100cm)一个测点 , 逐次测定 。 应平行测读两次 ,两次读数差 , 伺服加速度计式测斜仪不得大于 0.0002V: 电阻应变片式测斜仪不得大于 3με 。随坝体填筑每接长一节管 , 必须进行一次观测 。(2)引张线式水平位移计的观测 , 应平行测定两次 , 其读数差不得大于 2mm。3.3.4.3 界面位移及深层应变的观测 :(1)振弦式位仪计用相应的频率接收仪测定 。 每测次平行测定两次 , 其测读数差不大于 1Hz。(2)电位器式位移计用三位半数字显示繁用表测定 。 每测次应平行测定两次 , 其读数差不大于 0.002V。(3)深层应变观测可采用振弦式位移计或电位器式位移计 。 观测方法及精度要求同界面位移观测 。 将测定位移量除以锚固板的间距便获得应变值 。3.4 裂缝及接缝3.4.1 观测布置应符合以下要求 :3.4.1.1 对已建坝的表面裂缝 ( 非干缩 、 冰冻缝 ), 凡缝宽大于 5mm的 , 缝长大于 5m 的 , 缝深大于 2m 的纵 、 横向缝 , 都必须进行监测 。3.4.1.2 对在建坝 , 可在土体与混凝土建筑物及岸坡岩石接合处易产生裂缝的部位 , 以及窄心墙及窄河谷坝拱效应突出的部位埋设测缝计 。3.4.1.3 混凝土面板堆石坝接缝观测布置 :(1)观测点一般应布设在正常高水位以下 。(2)周边缝的测点布置 , 一般在最大坝高处布 1 ~ 2 个点 ; 在两岸坡大约 1/3、 1/2 及 2/3 坝高处各布置 2~3 点 ; 在岸坡较陡 、 坡度突变及地质条件差的部位应酌情增加 。(3)受拉面板的接缝也应布设测缝计 , 高程分布与周边缝相同 , 且宜与周边缝 测点组成纵横观测线 。(4)接缝位移观测点的布置 , 还应与坝体竖向位移 、 水平位移及面板中的应力应变观测结合布置 , 便于综合分析和相互验证 。3.4.2 观测仪器和设施及其安装的技术要求 。3.4.2.1 土石坝裂缝观测的要求 :(1)对土石坝表面裂缝 , 一般可采用皮尺 、 钢尺及简易测点等简单工具进行测量 。 对 2m 以内的浅缝 , 可用坑槽探法检查裂缝深度 、 宽度及产状等 。(2)对深层裂缝 , 当缝深不超过 20~ 25m 时 , 宜采用探坑或竖井检查 , 必要时埋设测缝计 ( 位移计 ) 进行观测 。(3)位移计的埋设方法 , 对在建坝 , 与界面位移及深层应 变观测相同 (见 3.3.3.3); 对已建坝 , 在探坑或竖井中埋设 , 可采用将锚固板插入裂缝两边土体内的埋设方法 。3.4.2.2 混凝土面板堆石坝接缝观测的要求 :(1)可采用旋转电位器式测缝计 、 由电位器式位移计组装的电位器式测缝计及振弦式测缝计进行观测 。接缝位移包括垂直于面板的挠曲 、 垂直于接缝的开合及平行于接缝的滑移三向位移 。 一般最大断面处的周边缝可观测其挠曲和开合度 。 两岸坡周边缝应选用三向测缝计 ; 面板接缝 , 有条件的亦应选用三向测缝计 。(2)视情况需要 , 也可采用单支位移计 , 分别测定各向位移 。(3)测缝计的安 装见附录 C6。3.4.3 观测方法及要求 。3.4.3.1 土石坝裂缝的观测 :(1)表面裂缝的长度和可见深度的测量 , 应精确到 1cm。(2)裂缝宽度 , 可用钢尺在缝口测量 。 对表面裂缝宽度的变化 , 宜采用在缝两边设简易测点 , 测量测点的距离来确定 。 裂缝宽度应精确到 0.2mm。(3)对于深层裂缝 , 除按上述要求测量裂缝深度和宽度外 , 还应测定裂缝走向 , 精确到 0.5度 。其开合度的观测方法及精度要求见 3.3.4。3.4.3.2 混凝土面板堆石坝接缝的观测 。(1)旋转电位器式测缝计 , 用专用检测仪按仪器操作说明分别测定各传 感器钢丝测读数 , 两次平行测读差不得大于 0.0002V。(2)电位器式测缝计和振弦式测缝计 , 其单支位移计的观测方法及精度要求 , 见 3.3.4。3.5 混凝土面板变形3.5.1 混凝土面板变形观测包括面板的表面位移 、 挠度 、 应变及接缝位移观测 。应变观测见 5.5; 接缝位移观测见 3.4。3.5.2 观测布置应符合以下要求 :3.5.2.1 表面位移观测的布置 , 观测断面的选择同 3.2.2.1。 在横断面上可沿高程布设 3~ 5 排 , 一般在正常高水位以上设 1~ 2 排 , 以及在 1/3、 1/2和 2/3 坝高上各布设一排 。3.5.2.2 挠 度观测的布置 , 一般可设 1~ 3个横断面 。 在横断面上 , 当用水管式沉降仪时 , 一般可在 1/3、1/2、 2/3 坝高上及正常高水位附近布设 2~ 4 排 。3.5.3 观测仪器和设施及其安装要求如下 :3.5.3.1 表面位移观测的设施见 3.2.4。 设于混凝土面板上的位移测点的高度 , 视观测需要和具体条件 ,在 0.2~ 1.0m 之间选取 。3.5.3.2 挠度观测可采用斜坡测斜仪或水管式沉降仪 。(1)斜坡测斜仪采用伺服加速度计式测头 , 测斜管道宜采用铝合金管 。(2)测斜管道的安装 , 一般将管道直接安设在面板表面 , 并将其下端固定于趾板上 : 在寒冷地区 , 也可将管道设于面板之下 , 但在浇筑面板时 , 应严加保护 。(3)水管式沉降仪测头埋设在面板之下的垫层中 , 采用坑式埋设法 。3.5.4 观测方法及要求 :3.5.4.1 面板表面位移的观测方法及精度要求 , 应按 3 . 2 . 4 条规定执行 。3.5.4.2 面板挠度观测 :(1)采用伺服加速度计式测头测斜仪时 , 用四位半数字显示测读仪接收 。 每次观测应平行测定两次 , 其读数差不得大于 0.0002V。(2)采用水管式沉降仪时 , 其观测方法及精度要求见 3.3.4。3.6 岸坡位移3.6.1 对于危及大坝 、 输泄水建筑物及附属设施 安全和运行的新老滑坡体或潜在滑坡体必须进行监测 。3.6.2 岸坡位移观测包括表面位移 、 裂缝 、 位错及深层位移的观测 。 有条件的应增设地下水位观测 。3.6.3 观测布置应符合下列要求 :3.6.3.1 表面位移测点布置 , 以能控制滑坡体范围及位移分布规律为度 。 通常顺滑坡方向布设 2~ 4 个观测断面 , 包括主滑断面及其他特征断面 ; 每个断面宜在裂缝外侧 ( 上方 ) 布设 1 个测点 , 在内侧 ( 下方 )布设 1 ~ 3 测点 。 当滑坡范围大 , 且复杂时 , 断面及测点可酌情增加 。3.6.3.2 裂缝观测点 , 可布设在最大裂缝处及可能的破裂面部位 。3.6.3.3 深层位移观测 , 可结合表面位移观测 , 在预计滑动区内设 1~ 3 个观测断面 , 每个断面布置 1~ 3条测线 , 用来揭示内部变形 ( 深层水平位移 ) 规律及确定潜在滑动面 。3.6.4 观测仪器 ( 设施 ) 及其安装要求如下 :3.6.4.1 岸坡表面位移观测的仪器和设施及安装 , 见本规范 3.2.3。3.6.4.2 岸坡裂缝观测 , 可采用简易的观测装置 。 有条件时 , 也可采用电测测缝计 。 电测测缝计及其安装见 3.4.2。3.6.4.3 深层水平位移观测 , 采用测斜仪 。 仪器设备及其埋设见 3.3.3。 测斜管道采用铝合金管 。3.6.5 观测方法及要求如下 :3.6.5.1 岸坡表面位移的观测方法及精度要求参见 3.2.4。 有条件时 , 可采用光电测距仪测距或 J1 级经纬仪测角的边角网法 。3.6.5.2 用简易装置观测岸坡裂缝时 , 采用游标卡尺直接量测缝口处的三向位移 , 精确到 1mm。电测测缝计的观测方法及精度要求见 3.4.3。4 渗流监测4.1 一般规定4.1.1 本章系土石坝在上下游水位差作用下产生的渗流场的监测 , 包括渗流压力 、 渗流量及其水质的观测 。与压力 ( 应力 ) 有关的孔隙水压力观测见 5.2。 与混凝土建筑物有关的渗流监测按 SDJ336-89 执行 。4.1.2 一般土石坝 的渗流监测 , 按表 A1 和表 A2 执行 。 异常或险情状态坝的渗流监测 , 应根据工程实际状况和安全论证需要提出专门部署和要求 。4.1.3 凡不宜在工程竣工后补设的仪器 、 设施 ( 如铺盖和斜墙底部的仪器 , 以及截水墙 、 观测廊道等 ),均应在工程施工期适时安设 。 当运用期补设测压管或开挖集渗沟时 , 应确保渗流安全 。4.2 坝体渗流压力4.2.1 坝体渗流压力观测 , 包括观测断面上的压力分布和浸润线位置的确定 。4.2.2 观测布置的技术要求如下 :4.2.2.1 观测横断面宜选在最大坝高处 、 合龙段 、 地形或地质条件复杂坝段 , 一般不得少于 3 个 , 并尽量与变形 、 应力观测断面相结合 。4.2.2.2 观测横断面上的测点布置 , 应根据坝型结构 、 断面大小和渗流场特征 , 设 3 ~ 4 条观测铅直线 。一般位置是 :(1)均质坝的上游坝肩 、 下游排水体前缘各 1 条 , 其间部位至少 1 条 。(2)斜墙 ( 或面板 ) 坝的斜墙下游侧底部 、 排水体前缘和其间部位各 1条 。(3)宽塑性心墙坝 , 墙体内可设 1-2 条 , 心墙下游侧和排水体前缘各 1 条 。 窄塑性或刚性心墙坝 , 墙体外上下游侧各 1 条 , 排水体前缘 1条 。 必要时经论证方可在墙体轴线处设 1 条 。4.2.2.3 观测铅直线上的测点布置 , 应根据坝高和需要监视的范 围 、 渗流场特征 , 并考虑能通过流网分析确定浸润线位置 , 沿不同高程布点 。 一般原则是 :(1)在均质坝横断面中部 , 心 、 斜墙坝的强透水料区 , 每条铅直线上可只设 1 个观测点 , 高程应在预计最低浸润线之下 。(2)在渗流进 、 出口段 , 渗流各相异性明显的土层中 , 以及浸润线变幅较大处 , 应根据预计浸润线的最大变幅沿不同高程布设测点 , 每条铅直线上的测点数一般不少于 2-3个 。4.2.2.4 需观测上游坝坡内渗压力分布的均质坝 、 心墙坝 , 应在上游坡的正常高水位与死水位之间适当增设观测点 。4.2.3 观测仪器及其安装应符合以下要求 :4.2.3.1 渗流压力观测仪器 , 应根据不同的观测目的 、 土体透水性 、 渗流场特征以及埋设条件等 , 选用测压管或振弦式孔隙水压力计 。 一般情况是 :(1)作用水头小于 20 m 的坝 、 渗透系数大于或等于 10-4cm/s 的土中 、 渗压力变幅小的部位 、 监视防
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本文标题:土石坝安全监测技术规范SL60-94
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