心墙坝安全监测

一、 监测项目

规范规定：

土石坝安全监测项目表

序号 巡视检查 监测项目 包括日常、年度、特殊检查 坝面水平、垂直位移 坝内水平、垂直位移 1 坝基沉陷 变形 接缝（周边缝、垂直缝等） 裂缝 近坝库岸及滑坡体变形、位移 渗流量 坝基渗透压力 坝体渗透压力 2 渗流 坝体浸润线 绕坝渗流 水质分析 孔隙水压力 压力（应力） 土压力（应力） 接触土压力 3 环境量 上、下游水位 ● ○ ● ● ● ● ● ● ○ ● ○ ● ● ● ○ ● ● ● ● ● ● ○ ○ ○ ○ ● ○ ○ ● ○ ○ ● ○ ● 大坝级别 1 ● ● ● ● 2 ● ● ● ● 3 ● ● ○ ○ （下略）

二、 大坝变形 1. 水平、垂直位移

1）仪器：

倾斜仪及电磁沉降环 横梁式沉降仪 弦式沉降系统 水管式沉降仪

表面变形监测墩等

糯扎渡大坝监测布置图

大坝C断面仪器埋设布置图(坝0+309.600)000002）成果及其作用：工程安全，指导设计

（1） 大坝沉降曲线

如心墙沉降分布图（至2010.2）

大坝C断面电磁沉降环垂直位移分布图沉降量(mm)-100.0050.00200.00350.00500.00650.00测点编号571.20577.20583.20589.20595.20601.20607.20613.20619.20625.20631.20637.20643.20649.202009-4-62010-1-22009-11-142010-1-142009-12-42010-1-222009-12-242010-2-4

大坝心墙沉降分布图

各种沉降监测仪数据相互印证；目前几种仪器测值差异大，横梁式、弦式沉降系统测值可靠性差，上图为电磁沉降环测值。 最大沉降值：沉降环埋设高程—观测时高程；

沉降率=最大沉降值/相应坝高，一般≤1%，用于评价大坝质量。

本坝2010.10月：971mm/（588.89m-571.20m）=0.8%,可能还会增大。 瀑布沟心墙：1753mm/186m=0.94%(坝高186m，未计覆盖层80m)。 （2） 大坝不同高程沉降分布曲线

用于分析拱效应，施工质量，判断裂缝发生的可能性。

如：糯扎渡660m高程坝平面上的沉降分布，心墙区约为800 mm，反滤料区约为 上游堆石区为1545mm。下游堆石区450mm。

瀑布沟：心墙区约为1800 mm，反滤料区约为1600mm，过渡区约为1700mm，堆石区为1999mm。堆石区沉降最大，反滤过渡区沉降较小。

（3） 坝顶沉降随时间的变化 沉降量及其收敛性。 （4） 水平位移

变形规律之一，大变形导致失稳。 2.剪切变形及裂缝 1）仪器

剪变形计、裂缝计等 2）作用

心墙与基础间剪切变形—影响接合面防渗，坝体变形； 料区间剪切变形—变形的协调性，心墙拱效应；

结构缝开度—垫层混凝土裂缝，使心墙底部形成渗流通道，可能造成粘土流失。

三、 渗流监测 1. 仪器 渗压计 测压管 量水堰 光纤光缆

绕坝渗流观测孔 2. 成果及作用

1）施工期孔隙压力及其消散（固结）

渗压计DB-C-P-08折算水头过程线折算水头高程675 折算水头心墙填筑高程界面土压力土压力2.0 655 635 615 595 575 555 535 0.5 1.0 1.5 515 08/12/0809/02/0609/04/0709/06/0609/08/0509/10/0409/12/030.0 10/02/01 糯扎渡心墙 DB-C-P-08渗压计水头、对应部位土压力与心墙填筑高程对比图

施工期稳定；

心墙排水固结。 2）蓄水运行期

灌浆帷幕防渗效果 心墙防渗效果 渗透坡降 渗流量

四、 应力（压力）监测 1. 仪器 土压力计 钢筋计 砼应力计 无应力计 2. 成果

心墙土压力，判断拱效应、水力劈裂； 混凝土防渗墙应力； 廊道钢筋应力等。 五、 监测资料整理问题

资料真实性、合理性。 1. 过程线 2. 分布图

3. 系数：沉降率，拱效应（土压力应力集中），孔隙压力系数。 4. 与设计比较问题

1）沉降

（1） 与沉降计算比较 规范要求作沉降计算：

##G.3.3粘性土坝体和坝基的竣工时的沉降量和最终沉降量可用分层总和法按式（G..9）计算：

Sti1nei0eithi1ei0(G.9)

式中 St—竣工时或最终的坝体和坝基总沉降量；

ei0—第ｉ层的起始孔隙比；

eit—第ｉ层相应于竣工时或最终的竖向有效应力作用下的孔

隙比；

hi—第ｉ层土层厚度； ｎ—土层分层数。

竣工后的坝顶沉降量应为最终沉降量减去竣工时沉降量的差值。##

这里算土层在施工和运行过程中的压缩量。

糯扎渡可研阶段心墙压缩约13m，发包阶段10m多。 压缩量可用电磁式沉降环观测：将相邻两个沉降环间的压缩量加起来即得。但现在倾斜兼沉降环测管下部已堵，就无法直接测出，也可能有其他办法测算得到。

（2）与应力应变计算比较（需有应力应变计算沉降等值线—不同填筑高程）----沉降为坝内某一点的位置变化。

本工程整个坝的计算沉降：发包阶段2.4m，最近分析1.14~1.17m，均在心墙部位，填筑至目前高程的计算沉降，在有限元计算中也算了，需要专门整理出来；目前监测结果：心墙971mm（2010.10.20），上游堆石1545mm（2011.1.26）,下游堆石468mm（2011.2.22）。

2）水平位移—与应力应变计算比较。发包阶段1.1m（向下游，在河床部位坝顶以下0.2坝高处），目前测值很小，蓄水后应注意监测。

3）孔隙压力及消散—B 、Cv 。未见设计试验值，可作试验测出。监测可近似根据实测（超）孔隙压力与上部填土荷载的比值算出孔隙压力系数。

4）坝体浸润线—渗流有限元计算，稳定渗流阶段；实测浸润线形成要滞后相当长一段时间。

5）渗透坡降---计算为单元坡降，监测为两渗压计间平均坡降，有一定参考

6）渗流量—渗流计算，但不易对比。