SL 601-2013混凝土坝安全监测技术规范-(高清无水印).pdf
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1、前 言 根据水利部水利水电规划设计管理局水总局科(2001)1号文关于下达2001年度水利水电勘测设计技术标准制定、修订项目计划及主编单位的通知,对混凝土大坝安全监测技术规范(SDJ336-89)进行修订。混凝土坝安全监测技术规范(SL*-2012)共11章36节219条和9个附录,主要技术内容有:现场检查;环境量监测;变形监测;渗流监测;应力、应变及温度监测;专项监测;监测自动化系统;监测资料的整编与分析;监测系统运行管理。本规范主要修订内容有:增加了术语及引用标准;增加了专项监测,包括地震反应监测及水力学监测;增加了监测自动化系统;增加了监测系统运行管理;修订了混凝土坝巡视检查;环境量监测
2、列入正文。本标准所替代标准的历次版本为:SDJ336-89 本规范批准部门:中华人民共和国水利部 本规范主持机构:水利部建设与管理司 本规范解释单位:水利部建设与管理司 本规范主编单位:水利部大坝安全管理中心 本规范参编单位:南京水利科学研究院 中国水利水电科学研究院 河海大学 国网电力科学研究院 本标准出版、发行单位:本规范主要修编人员:王士军 张国栋 卢正超 顾冲时 彭 虹 杨正华 何勇军 葛从兵 郭永刚 杨立新 谷艳昌 本规范审查会议技术负责人:施济中 本规范体例格式审查人:牟广丞 I目 次 1 总则.1 2 术语.3 3 现场检查.4 3.1 一般规定.4 3.2 检查内容.4 3.3
3、 检查方法.6 3.4 检查记录和报告.6 4 环境量监测.7 4.1 一般规定.7 4.2 水位.7 4.3 坝前水温.7 4.4 气温.8 4.5 大气压力.8 4.6 降水量.8 4.7 冰冻.8 4.8 坝前淤积和下游冲刷.8 5 变形监测.9 5.1 一般规定.9 5.2 监测设计.10 5.3 监测设施及其安装.13 5.4 观测.13 6 渗流监测.15 6.1 一般规定.15 6.2 监测设计.15 6.3 监测设施及其安装.17 6.4 观测.17 7 应力、应变及温度监测.19 7.1 一般规定.19 7.2 监测设计.19 7.3 监测设施及其安装.21 7.4 观测.2
4、1 8 专项监测.22 8.1 地震反应监测.22 8.2 水力学监测.23 9 监测自动化系统.26 9.1 一般规定.26 II9.2 系统设计.26 9.3 系统安装与调试.27 9.4 监测.27 10 监测资料的整编与分析.29 10.1 一般规定.29 10.2 监测资料整编.29 10.3 监测资料分析.30 11 监测系统运行管理.31 11.1 一般规定.31 11.2 运行管理.31 11.3 设施维护.31 附录A 监测项目与测次.33 附录B 现场检查内容与格式.35 附录C 变形监测设施的设计、安装和观测.38 附录D 渗流监测设施及水质分析项目.52 附录E 应力、
5、应变及温度监测仪器埋设.61 附录F 电缆布置与连接.66 附录G 地震反应监测.69 附录H 监测自动化系统可靠性及人工比测指标.72 附录I 监测资料整编与分析的方法和内容.73 标准用词说明.92 条 文 说 明.93 11 总则 1.0.1 为规范混凝土坝安全监测、掌握大坝运行性态、指导工程施工和运行、反馈设计、降低大坝风险制定本标准。1.0.2 本规范适用于水利水电工程等级划分及设计标准中的1级、2级、3级、4级混凝土坝的安全监测,5级混凝土坝可参照执行。1.0.3 混凝土坝安全监测范围应包括坝体、坝基、坝肩、对大坝安全有重大影响的近坝区岸坡以及与大坝安全有直接关系的其它建筑物和设备
6、。1.0.4 安全监测方式应包括现场检查和仪器监测。1.0.5 安全监测应遵循下列原则:1 应根据工程规模、等级,并结合工程实际及上、下游影响进行监测布置;相关监测项目应配合布置,突出重点,兼顾全面,并考虑与数值计算和模型试验的比较和验证。关键部位测点宜冗余设置。2 监测仪器设备应可靠、耐久、实用,技术性能指标满足规范及工程要求,力求先进和便于实现自动化监测。3 监测仪器安装应按设计要求精心施工,在尽量减少对主体工程施工影响的前提下,及时安装、埋设和保护;主体工程施工过程中应为仪器设施安装、埋设和监测提供必要的时间和空间;及时做好监测仪器的初期测读,并填写考证表、绘制竣工图,存档备查。4 监测
7、应满足规程规范和设计要求,相关监测项目应同步监测;发现测值异常时立即复测;做到监测资料连续,记录真实,注记齐全,整理分析及时。5 应定期对监测设施进行检查、维护和鉴定,监测设施不满足要求时应更新改造。测读仪表应定期检定或校准。6 已建坝进行除险加固、改(扩)建或监测设施进行更新改造时,应对原有监测设施进行鉴定。7 必要时可设置临时监测设施。临时监测设施与永久监测设施宜建立数据传递关系,确保监测数据的连续性。8 自动化监测宜与人工观测相结合,应保证在恶劣环境条件下仍能进行重要项目的监测。1.0.6 大坝安全监测各阶段工作应满足下列要求:1 可行性研究阶段。提出安全监测规划方案,包括主要监测项目、
8、仪器设备数量和投资估算。2 初步设计阶段。提出安全监测总体设计,包括监测项目设置、断面选择及测点布置、监测仪器及设备选型与数量确定、投资概算。1、2级或坝高超过70m的混凝土坝,应提出监测专题设计报告。3 招标设计阶段。提出安全监测设计或招标文件,包括监测项目设置,断面选择及测点布置、仪器设备技术性能指标要求及清单、各监测仪器设施的安装技术要求、观测测次要求,资料整编及分析要求和投资预算等。4 施工阶段。提出施工详图和技术要求;做好仪器设备的检验、埋设、安装、调试 2和保护工作,编写埋设记录和考证资料,及时取得初始(基准)值,固定专人监测,保证监测设施完好和监测数据连续、可靠、完整,并绘制竣工
9、图和编制竣工报告;及时进行监测资料分析,编写施工期工程安全监测报告,评价施工期大坝安全状况,为施工提供决策依据。工程竣工验收时,应提出工程安全监测专题报告,对安全监测系统是否满足竣工验收要求作出评价。5 初期蓄水阶段。首次蓄水前应制订监测工作计划,拟定监控指标。蓄水过程中应做好仪器监测和现场检查,及时分析监测资料,评价工程安全性态,提出初次蓄水工程安全监测专题报告,为初期蓄水提供依据。6 运行阶段。按规范和设计要求开展监测工作,并做好监测设施的检查、维护、校正、更新、补充和完善。定期对监测资料定期整编和分析,编写监测报告,评价大坝的运行状态,提出工程安全监测资料分析报告,及时归档;发现异常情况
10、应及时分析、判断;如分析或发现工程存在隐患,应立即上报主管部门。1.0.7 按国家及行业有关规定,安装埋设前,监测仪器设备应由具备资质的机构进行检测、检定或校准。监测仪器设备应由具备资质的机构进行安装调试。1.0.8 混凝土坝的安全监测项目及其测次应遵守附录A中表A.0.1和表A.0.2的规定。当发生地震、大暴雨、库水位骤变、高水位且低气温、水库放空以及大坝工作状态异常时,应加强现场检查、增加测次,必要时应增加监测项目,发现问题,及时上报。1.0.9 应定期对监测资料进行整编分析,并按下列分类对大坝工作状态作出评估:1 正常状态。系指大坝达到设计要求的功能,无影响正常使用的缺陷,且各主要监测量
11、的变化处于正常运行状态。2 异常状态。系指大坝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,因而影响工程正常运行的状态,但在一定控制运用条件下工程能安全运行。3 险情状态。系指大坝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。工程不能按设计正常运行。当大坝运行状态评为异常或险情时,应立即上报主管部门。1.0.10 本标准的引用标准主要有:水位观测标准(GB 138);国家一、二等水准测量规范(GB/T 12897);国家三角测量规范(GB/T 17942);全球定位系统(GPS)测量规范(GB/T 1
12、8314);大坝安全监测系统验收规范(GB/T 22385);大坝安全监测仪器安装标准(SL 531);大坝安全监测仪器检验测试规程(SL 530);降水量观测规范(SL 21);水利水电工程等级划分及洪水标准(SL 252);水库大坝安全评价导则(SL 258);大坝安全自动监测系统设备基本技术条件(SL 268);地面气象观测规范(QX/T 49)。1.0.11混凝土坝安全监测除应符合本标准外,尚应符合国家现行有关标准的规定。32 术语 2.0.1 大坝安全监测 dam safety monitoring 利用现场检查、仪器监测与分析手段对大坝安全信息进行采集和分析的过程。2.0.2 现场
13、检查 observation in-situ 对水库大坝的安全进行的巡视检查、检测与探测。2.0.3 仪器监测 instrumentation 通过在大坝布置仪器,对控制大坝安全性态的参量进行的测量。2.0.4 施工期 construction period 从开始施工,到首次蓄水为止的时期。2.0.5 初蓄期 initial impounding period 从水库首次蓄水到正常蓄水位的时期。若水库长期达不到正常蓄水位,初蓄期则为首次蓄水后的头3年。2.0.6 运行期 operation period 初蓄期后的时期。2.0.7 初始值 initial value 仪器设备安装埋设后开始正
14、常工作的测值。2.0.8 基准值 fiducial value 作为计算起点的测值。2.0.9 监控指标 monitoring index 大坝的荷载和监测效应量及其变化速率的限值。43 现场检查 3.1 一般规定 3.1.1 从工程施工期到运行期,各级大坝均须进行现场检查。3.1.2 应根据大坝的运行情况和阶段制定现场检查程序,规定检查的时间、路线、设备、内容、方法与人员等。3.1.3 现场检查应包括日常检查、年度检查、定期检查和应急检查,其检查内容见附录B.0.1。1 日常检查。应由有经验的大坝运行维护人员对大坝进行日常巡视检查。日常检查的次数:施工期,宜每周2次;水库首次蓄水或提高水位期
15、间,宜每天1次或每2天1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1次;汛期及遭遇特殊工况时,应增加检查次数。检查结果以表格方式记载。2 年度检查。在每年汛前、汛后,冰冻严重地区的冰冻及冻融期,水库管理单位应组织大坝运行维护专业人员按规定的检查程序,对大坝进行全面详细的现场检查,并审阅大坝检查、运行、维护记录和监测数据等档案资料;提出大坝安全年度检查报告。3 定期检查。定期进行大坝安全鉴定前,主管单位(或业主)应按规定组织运行、设计、施工、科研等有关单位的专家,查阅工程勘察设计、施工与运行资料,对大坝外观状况、结构安全情况、运行管理条件等进行全面检查和评估,编制大坝
16、现场安全检查报告,为大坝安全鉴定提供依据。4 应急检查。在坝区(或其附近)发生地震、遭受大洪水、库水位骤变、高水位、低气温、水库放空以及发生其它影响大坝安全运用的特殊情况时,主管单位(或业主)应组织安全检查组及时进行应急检查,必要时还应派专人进行连续监视。3.1.4 现场检查中如发现大坝有异常现象,应分析原因并及时上报。3.2 检查内容 3.2.1 坝体检查项目应包括下列内容:1 坝顶:坝面及防浪墙有无裂缝、错动、沉陷;相邻坝段之间有无错动;伸缩缝开合状况、止水设施工作状况;排水设施工作状况。2 上游面:上游面有无裂缝、错动、沉陷、剥蚀、冻融破坏;伸缩缝开合状况,止水设施工作状况。3 下游面:
17、下游面有无裂缝、错动、沉陷、剥蚀、冻融破坏、钙质离析、渗水;伸缩缝开合状况。4 廊道:廊道有无裂缝、位移、漏水、溶蚀、剥落;伸缩缝开合状况、止水设施工作状况;照明通风状况。5 排水系统:排水孔工作状况;排水量、水体颜色及浑浊度。3.2.2 坝基及坝肩检查项目应包括下列内容: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)接合处有无错动、开裂、脱离及渗水等情况;两岸坝肩区 5有无裂缝、滑坡、沉陷、溶蚀及绕渗等情况。3 坝趾:下游坝趾有无冲刷、淘刷、管涌、塌陷;渗漏水量、颜色、浑浊度及其变化状况。4 廊道:廊道有无裂缝、位移、漏水,溶蚀、剥落;伸缩缝开合状况;止水设施工作状况;照明
18、通风设施工作状况。5 排水系统:排水孔工作状况;排水量、水体颜色及浑浊度。3.2.3 输、泄水设施检查项目应包括下列内容:1 进水口和引水渠道有无淤堵、裂缝及损坏;进水口边坡有无裂缝及滑坡体。2 进水塔(或竖井)有无裂缝、渗水、空蚀或其它损坏现象;塔体有无倾斜或不均匀沉降。3 洞(管)身有无裂缝、坍塌、鼓起、渗水、空蚀等现象;放水时洞内声音是否正常。4 放水期出水口水流形态、流量是否正常,有无冲刷、磨损、淘刷;停水期是否有水渗漏;出水口有无淤堵、裂缝及损坏;出水口边坡有无裂缝及滑坡体。5 下游渠道及岸坡有无异常冲刷、淤积和波浪冲击破坏等情况。6 工作桥是否有不均匀沉降、裂缝、断裂等现象。3.2
19、.4 溢洪道检查项目应包括下列内容:1 进水段有无堵塞,上游拦污设施是否正常,两侧有无滑坡或坍塌迹象;护坡是否有裂缝、沉陷、渗水;流态是否正常。2 堰顶或闸室、闸墩、胸墙、边墙、溢流面、底板等处有无裂缝、渗水、剥落、冲刷、磨损和损伤;排水孔及伸缩缝是否完好。3 泄水槽有无气蚀、冲蚀、裂缝和损伤。4 消能设施有无磨损、冲蚀、裂缝、变形和淤积。5 下游河床及岸坡有无冲刷、淤积。6 工作桥是否有不均匀沉陷、裂缝、断裂等现象。3.2.5 闸门及金属结构检查项目应包括下列内容:1 闸门有无变形、裂纹、螺(铆)钉松动、焊缝开裂;门槽有无卡堵、气蚀等;钢丝绳有无锈蚀、磨损、断裂;止水设施有无损坏、老化、漏水
20、;闸门是否发生振动、气蚀现象。2 启闭机是否正常工作;制动、限位设备是否准确有效;电源、传动、润滑等系统是否正常;启闭是否灵活;备用电源及手动启闭是否可靠。3 金属结构防腐及锈蚀状况。4 电气控制设备、动力和备用电源工作状况。5 闸门顶是否溢流。3.2.6 近坝库岸检查项目应包括下列内容:1 库区水面有无漩涡、冒泡现象、严冬不封冻。2 岸坡冲刷、塌陷、裂缝、滑移、冻融迹象;是否存在高边坡和滑坡体;岸坡地下水出露及渗漏情况;表面排水设施或排水孔工作是否正常。3.2.7 监测设施检查项目应包括下列内容:6水雨情及工程安全监测仪器设备、传输线缆、通信设施、防雷和保护设施、供电系统是否正常工作。3.2
21、.8 管理与保障设施检查项目应包括下列内容:与大坝安全有关的电站、供电系统、预警设施、备用电源、照明、通信、交通与应急设施是否损坏,工作是否正常。3.3 检查方法 3.3.1 日常检查,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、照相摄像设备等工(器)具,也可利用视频监视系统辅助现场检查。3.3.2 年度检查和定期检查,除采用日常检查方法外,还可采用钻孔取样、注水或抽水试验,水下检查或水下电视摄像等手段,根据需要进行适当的检测与探测。3.3.3 应急检查包括即时检查、详细检查和后续检查。即时检查和后续检查的方法见3.3.1,详细检查方法见3.3.2。检查信息应
22、及时上报主管部门。3.4 检查记录和报告 3.4.1 检查记录和整理应符合下列要求:1 每次检查应详细填写现场检查表,其格式及内容见附录B.0.2。必要时应附简图、照片或影像记录。2 应及时整理现场记录,并将本次检查结果与上次或历次检查结果对比分析,同时结合相关仪器监测资料进行综合分析,如发现异常,应立即在现场对该检查项目进行复查。重点缺陷部位和重要设备,应设立专项记录。检查记录应形成电子文档。3.4.2 检查报告应符合下列要求:1 日常检查中发现异常情况,应立即提交检查报告。2 年度检查和定期检查工作结束后,应及时提交检查报告;如发现异常,应立即提交检查报告,并分析原因。3 应急检查结束后,
23、应立即提交检查报告。4 现场检查报告及其电子文档应存档备查,报告内容及格式见附录B.0.3。74 环境量监测 4.1 一般规定 4.1.1 环境量监测项目应包括水位、坝前水温、气温、大气压力、降水量、冰压力、坝前淤积和下游冲刷等。水位、降水量、气温、大气压力观测可应用当地水文、气象站观测资料。4.1.2 环境量监测除执行国家现行水文、气象相应的规定外,还应符合本章规定。4.2 水位 4.2.1 上游(坝前)水位观测应符合下列要求:1 测点设置 1)测点应设在坝前水流平稳、受风浪和泄水影响较小、设备安装与观测方便处。2)测点应设在稳固的岸坡或永久建筑物上。2 观测设备和测次 1)水库蓄水前应完成
24、水位观测永久测点设置。2)观测设备一般应选用水尺观测或自记水位计。有条件时,可设遥测水位计,其可测读水位应高于校核洪水位。3)水尺的零点标高每年应校测一次;水尺零点有变化时,应及时进行校测。水位计应在每年汛前进行检验。4)与库水位相关的监测项目应同时观测库水位。开闸泄水前、后应各增加观测一次,汛期还应根据要求适当加密测次。4.2.2 下游(坝后)水位观测应符合下列要求:1 测点应布置在近坝趾、水流平顺、受泄流影响较小、设备安装和观测方便处。2 坝后无水时,下游水位应采用坝趾地下水位。3 下游水位应与上游水位同步观测;有水时,观测设备及要求应符合本标准4.2.1的规定;无水时,观测设备应按渗流观
25、测设施进行设置。4.2.3 水位观测准确度应满足表4.2.3要求。表4.2.3 水位观测准确度 水位变幅(m)Z 10 10Z15 1 综合误差(cm)2 2Z 3 4.3 坝前水温 4.3.1 测点布置应符合下列要求:1 测温垂线:布置在靠近上游坝面的库水中,其位置宜和重点观测断面一致。上游坝面温度测点可兼作坝前水温观测点。2 测点的垂直分布:水库水深较小时,至少应在正常蓄水位以下20cm处、1/2水深处及库底各布置一个测点。水库水深较大时,从正常蓄水位到死水位以下10m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。84.3.2
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