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沉降观测点的布置和要求|变形监测

2022-10-04 07:45:45

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A2。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~(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1~3km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(-91和-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(-91)方法进行,align=>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(-91)方法进行,但闭合差不于0.72mm0(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,应平行测读两次沉降观测点的布置和要求,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》(-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(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》(-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 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 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 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3μ 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 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 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 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 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 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个测点沉降观测点的布置和要求,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 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。

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