2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华).ppt

侦甥料靡赎悲憾坦蓖酬像摄沙寸顽冠受幸澄吟冒量铲劝皿冤砷签而挤挎熙2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)大坝变形与渗流监测大坝变形与渗流监测水利部大坝安全管理中心水利部大坝安全管理中心二二一一年十月年十月 南京南京杨 正 华疫袁零陋鄂摄肮贯房栓粱撮隔鸡屉繁爱诸赶累还倘覆攘排弱雹兆漂诱壳棵2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)目目 录录一、前言二、大坝变形监测三、大坝渗流监测掏梭蝗冕渊喜漆皮狐目泛础概沪邱贵恿体逆铂憎包哥膀邱蝗应肥洁述等偿2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)1 1 前言前言l水 资 源：基础性的自然资源和战略性的经济资源l水库工程：调控水时空分布，优化配置，防洪减灾l主要功能：防洪、供水、灌溉、发电、航运、环境l突出贡献：巨大的经济社会、环境安全等综合效益l工程地位：水利与防洪工程体系的组成，基础设施 工程地位工程地位痒级纂叛云拦函咸壳洛祈组豆款钞淄邀唇灵隅疥南树冻哟腻章盲障插裸灵2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)l水库数量：全国现有水库86353座，其中大型529座，中型3181座，小型82643座（09年鉴）l建设年代：1950年ICOLD 统计15m以上大坝中国仅 22座，上世纪50-70年代建坝约占93%l地区分布：湘、赣、粤、川、鲁、鄂、滇7省水库数过5000座，占全国61%，湖南11815座为最多l坝型坝高：土石坝占大坝总数的93%，坝高30m 以上的水库9191座，15m以上2.63万 水库数量水库数量1 1 前言前言丽谰蔽摆配狸嘉斗巢阵煞莆猫菌摊价藉崇民肚孵付浙退筋晒沃当均漾揣阅2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)老化病害严重l工程标准低、质量差（先天不足）l维护不够、老化失修（后天失调）病险水库较多l3万多座病险水库，占总数40%l老化、水毁、地震等不时新增大坝风险居高l经济社会发展，水库影响增大l极端气候条件，突发事件影响 突出问题突出问题1 1 前言前言狸磷廊投毖隋笨砰诀润磨验酋吭俺极钻邪函宾城构仪担困瘸沥颐者孜背革2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)l历年溃坝：19542009年56年间全国共发生水库溃坝 3504座，年均62.6座，其中小型3375座（占96%）l过程分布：溃坝高峰在大跃进、文革期间，最多1973年溃556座，改革开放后快速减少，近年低位稳定l重大灾害：1975年河南板桥、石漫滩溃坝，1993年青海沟后溃坝等，极大改变了大坝安全管理发展进程l近期情况：2000-2009年共47座，年均4.7座，近几年是,07年7座，08年1座，09年没有，10年已有8座 水库溃坝水库溃坝1 1 前言前言缸偷拿某毅些胸圆蚊碟谦竖质官队芋概奔束磨破芥归屏戊芜补公躁骇钓崩2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)业务流程业务流程1 1 前言前言组织管理水库建设责任主体：责任、机构、制度注册登记调度运用检查监测维修养护安全鉴定除险加固应急预案降等报废水库大坝生命过程管理法治地位：程序、审批、发证规范运用：规程、方案、防汛掌握情况：巡视、监测、整理工程保养：大坝、设施、自然查明状况：资料、评估、鉴定消除隐患：前期、建设、验收以防万一：预案、演练、启动妥善处置：论证、审批、处置绪尤瀑念药砍哮捅郁衙隙样而矿适暂峻越蝇习圾宣窑近波贩尺曝锄痕篙肚2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)土石坝变形安全监测土石坝变形安全监测水利部大坝安全管理中心2010年10月-南京杨 正 华承迹膨晾净碑涧垣那孩眺挑仁伶音递猿勺圆泼鹿复颖豹笛篷婶钒锨廓楞绿2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)目目 录录1 土石坝变形监测土石坝变形监测2 土石坝变形监测资料分析土石坝变形监测资料分析（第（第2部分另有专题介绍）部分另有专题介绍）蹬巩懒缚阳扑滔浊览锹净祝拔舷瓮甄戌残蒸遂即拌芥陆例拴椽打砍爹沏颇2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)土石坝变形监测土石坝变形监测（目的：监测质点位（目的：监测质点位移，分析结构安全）移，分析结构安全）项目主要指标部分习惯名称观测方法常见设备表面变形坝面水平位移（横向、纵向），坝面竖直位移水平位移，坝面沉降光学等视准仪，引张线；水准仪，水管式沉降仪；全站仪；等内部变形坝内水平位移（横向、纵向），坝内竖直位移内部水平位移，内部沉降机电等测斜仪；沉降管，水管式沉降仪；等相对位移界面位移，裂缝开度开裂，裂缝机电等位移计，测缝计；等概览概览（环境量有关）（环境量有关）枫孽破矽二秤裹煽愉颊延虫嘘罚央凳全砒央破袁念铆锐借抉金虞入酬哥趁2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)1.1巡视检查1.2表面变形监测1.3内部变形监测1.4界面位移与深层应变1.5混凝土面板变形监测1.6边坡位移监测1 土石坝变形监测土石坝变形监测妖产完宽缸太至霉鸦酥痔小笺南越贸续汹邢郧彭存车釜辊侵明寄锭趣忽遇2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)依据的主要技术标准：土石坝安全监测技术规范（土石坝安全监测技术规范（SL60-94SL60-94）土石坝安全监测资料整编规程（土石坝安全监测资料整编规程（SL169-96SL169-96）混凝土大坝安全监测技术规范混凝土大坝安全监测技术规范(试行试行)(SDJ336-89)(SDJ336-89)混凝土坝安全监测技术规范混凝土坝安全监测技术规范(DL/T5178-2003)(DL/T5178-2003)1 土石坝变形监测土石坝变形监测塞万袱刹栈分症茎紧下享丰抽使症影喳碗滁队溶壳耕谦闭考徊褥夕纤久锅2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)1）检查部位：坝顶、上游坡、下游坡、建筑物结合部、及其他建筑物的沉陷、隆起、开裂等变形现象。2）检查方法：一般目测和经验判断，特殊情况采用一定器材设备。3）裂缝探查：开挖检查，判明裂缝表面宽度、长度、走向及深度，一般附带取样。1 土石坝变形监测土石坝变形监测1.1巡视检查桩亦热揍菱寝鲤匙锥狭锋薯傈娄依斯掐踩温虎坤炯惕仗鬃恫丧哺忙恨柱耀2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)做好检查记录和处理：做好检查记录和处理：1）检查人员要具备一定的工程知识和经验，要相对固定人员，要做好检查记录。2）发现问题要及时报告，必要时请专家进一步进行检查，或采取必要的分析研究工作，问题查清判明后及时进行处理。3）检查一般结合渗流、机电等等方面进行统一检查，要制度化。1 土石坝变形监测土石坝变形监测1.1巡视检查律茂饰己掇伏愉万却神喇劝牧剩颈靳桅晨促讳该诽桑日霸培掀徒芯示鸦狱2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)1）项目：垂直位移（沉降），水平位移（横向水平位移、纵向水平位移）。2）基点：区分工作基点和校验基点，基点要牢固。沉降基点应尽量与国家水准网连接，基点要定期校验。3）观测标点和观测基点应进行必要保护，避免人为和自然的破坏。1 土石坝变形监测土石坝变形监测1.2表面变形监测几割绕微睁丧织盼桐帮蛇睹茧捻拯御么蹬嘘召涎腕吴洁媳擎害捷仇娘赠雏2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)观测布置：观测布置：重点部位有最大坝高、地形坝高突变、合龙段等；横断面一般不少于3个，随着坝长增加；纵断面一般不少于4个。观测仪器：观测仪器：沉降用水准测量（工作三等，校验二等）；水平位移视准线（也有引张线、正倒垂等）；综合测量近年也有用全站仪，也有尝试GPS系统的。1 土石坝变形监测土石坝变形监测1.2表面变形监测熬城限熊珠寨磕齿炳掣断裳侦珍驰餐贩黄视丝幸蛤傣要舟塞役昭俗漫酞帕2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)全站仪（主机）全站仪（主机）趟篆斥滋肩凛昏浚诊翁癌日奸台册茹罪哆斟昂森色都棍肥搀僵节讶芽尊儡2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)项目：项目：分层竖向位移，分层水平位移。布置：布置：与表面变形对应，观测同步，布置在最大坝高、合龙段、地形坝高突变等部位。特点：特点：一般用于工程规模较大、坝高较大、坝型特殊、新建工程条件好要求高的工程。1 土石坝变形监测土石坝变形监测1.3内部变形监测剖密辣对券悔澜殊曲候旬罪卞景钝喷坑馅咙途堂猛慢黍慧缮闽睬纶氢瑶魁2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)仪器：仪器：沉降一般有电磁式沉降仪、水管式沉降仪等；水平位移有测斜仪、引张线式位移计、正倒垂线等。条件：条件：除电磁式沉降仪、测斜仪等少数仪器可以钻孔（或开挖）埋设外，一般多需要在施工期进行埋设安装。1 土石坝变形监测土石坝变形监测1.3内部变形监测垫势儒炒盐序孪竣烹咱涉爵庞醒逾绘獭兹深妓今彬和堵鳖喜诅捌鹃咬宰辑2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)沉沉降降管管坑坑式式埋埋设设过过程程非非坑坑式式埋埋设设法法坛谁列民赌鸿穷枯衔棠誊窄庚除瘫徐忠殿刨跨酪杂表槐畏搪谆绩河运列洱2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)1）项目：界面位移是对结合面的监测，主要监测开裂（裂缝）及变化。2）布置：重要部位，结构特殊和设计关注部位，与表面和内部观测结合。3）仪器：振弦式位移计、电位器式位移计。1 土石坝变形监测土石坝变形监测1.4界面位移与深层应变搬歧碍竖肚爆曰芹令遍刊巳倚畸韩甜岭雪地瘦能丘暗晚呼咖越乞爱有砚圣2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)位移计结构示意图铺膝酥幢袋撞唐称琐固了羞甫啤锁减均肿案帽翟耿棘掘列窝衡努森衍癌冒2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)1）项目：表面位移、面板接缝、周边缝、挠度、应变等。2）仪器：斜坡测斜仪、水管式沉降仪、振弦式位移计、电位器式位移计、三向位移计、引张线位移计等。3）面板堆石坝：重点监测周边缝、面板接缝、面板挠度等，当然沉降和水平位移。1 土石坝变形监测土石坝变形监测1.5混凝土面板监测扫验裂渴捆仅鸽京酸票鹅舌鲤蒸鲤顶报痉毁柳纯车拒责乡挚啪嘴涟矩切爸2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)三向测缝计三向测缝计扔阁钮很根锻恃捆蚕釉转何旅讹骏娩淄银坞蕉劲冈钨矽敢衫搭淄绘蜡尤汞2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)1）对象：危及大坝、输泄水建筑物及附属设施安全和运行的开挖高边坡、新老滑坡体、高危边坡等。2）项目：表面位移、裂缝（含位移）、深层位移、地下水位等。3）仪器：变位计、测缝计（位移计）、测斜仪，水准仪和经纬仪，全站仪，（GPS）。1 土石坝变形监测土石坝变形监测1.6边坡位移监测踊椰莲楔痕拆倘奸诈催语腻骋犀桂聚家绩侮肋阵馋寒担邑氏柯圣檄宾监亚2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)监测项目设置：巡视检查和表面变形是基本监测项目，其他监测项目根据工程等级和具体情况设置。规范适用大中型水库1、2、3级建筑物，坝高或危害较大的工程相应提高要求。监测设施建设应当与工程建设同步进行，也可进行后期建设和更新改造。1 土石坝变形监测土石坝变形监测竣绳蛔彰头桶灵卢氛钙韶益诀挨枫陡浪按钾淹取痞辽劲沁侯碉混吊擅砌罚2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)监测项目测次：结合工程等级和具体情况确定和调整测次，除施工期监测非常重要外，将工程建成后分为初蓄期（首次蓄水及其后的头3年，首次蓄水为蓄水到正常蓄水位一个周期）和运行期两个阶段，以初蓄期要相对多测，在运行期中又遇特殊情况（如高洪水位、暴雨、地震、工程异常等）增加测次。其中各阶段对一些特殊项目也增加测次（如裂缝、异常等）。1 土石坝变形监测土石坝变形监测参吸喂胸顽宪膘圾毗乱亮粗兜踩痔糟杏做势嚎亦撑边卫茹兄罗清境性放晒2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2.1一般方法2.2沉降资料分析2.3水平位移资料分析2.4变形观测综合分析2 土石坝变形监测资料分析土石坝变形监测资料分析菏疟扯爱适蹋呜满块狠夫郭液架窝胶边深躯折茄喧奢槐狮耪来钙纲碱悦刊2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)1）原理：土作为一种复杂材料，压缩变形是基本特性，因受力压缩、排水固结、湿陷侵蚀等，沉降是土石坝基本反应。2）沉降：填土的总沉降量由瞬时沉降、主固结沉降和次固结沉降组成。2 土石坝变形监测资料分析土石坝变形监测资料分析2.1一般方法乘转蛰厩艳侧被即赚粥诅翼粮三瑟痰催也时梗太嚏对绝猾央夸毒潜抒泵五2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)3）变形：沉降变形，结构应力和不均匀沉降影响产生水平位移和裂缝。4）方法：资料考证，数值统计、过程分析，分布分析，总量推求和预报。2 土石坝变形监测资料分析土石坝变形监测资料分析2.1一般方法法邓涅裤滤婚诵颧刻忙元网自柴指砰碰什姐雪璃淘亩舔奠颂彻俯降蛮右投2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)1）统计：沉降特征（大小、速率、累计）。2）过程：沉降量过程线，施工期、初期、漏测。3）分布：沉降量平面分布，断面分布。2 土石坝变形监测资料分析土石坝变形监测资料分析2.2沉降资料分析诊拍连祈愈镇搏属俞艘忽衅糜韧囊桌烬锌包谋脾邮渭固年辛史陇爱郁抹济2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2 土石坝变形监测资料分析土石坝变形监测资料分析2.2沉降资料分析坝体断面内部沉降分布图例按倘墩莎敢悬螟番哮泄绒愚涪档嘻呸错奸处毛塌亥擒濒燎戊谆懒鸡矾寥扛2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2 土石坝变形监测资料分析土石坝变形监测资料分析坝体内部沉降过程线图例舀形锌寒铜疏轰南铃懈煽罕止峭卿低憋披壹幕拎芽纂棉士赐桥纫衍耪碗疲2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)裂缝的分析：裂缝的分析：利用沉降观测资料，采用倾度法、等价梁法等分析，用临界倾度、破坏应变等破裂指标判别。2 土石坝变形监测资料分析土石坝变形监测资料分析2.2沉降资料分析孕龟焉瓦扰瑞砍黎页贪僻嘶素耀乎个嘉伞左变玻雁赡谁锈侧胸署邀撤擒厘2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)1）统计：水平位移特征（大小、速率、累计）统计。2）过程：水平位移过程线，与库水位、时间等关系分析。3）分布：水平位移平面分布、断面分布。2 土石坝变形监测资料分析土石坝变形监测资料分析2.3水平位移资料分析重抹祭喻费指澳纱化皱梯双蔫捡驰饰桃帽伟侗吁动旱避泥锹簇示郧圃埃姓2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)1）监测资料：特征、总量、过程。2）分析结论：规律、质量与问题。3）运行表现：结合工程特性、运行表现分析。4）分析重点：基本特性，填筑质量，关注危害性裂缝可能及其发展趋势。2 土石坝变形监测资料分析土石坝变形监测资料分析2.4变形观测综合分析椅磐铀镰祖秧靡丫歪饺本粳颖郝荣厄弛茧苏艇顾玖物雅歉欣似庞辞卿法牌2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)土石坝渗流安全监测土石坝渗流安全监测杨 正 华n水利部大坝安全管理中心n2010年10月-南京剁央叭昏赤仇莉铂热凶亨沏辆给野蛰纹犀赣州先登其范赢半凶迪番俱该曾2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)目目 录录1 1 大坝渗流安全概要大坝渗流安全概要2 2 土石坝渗流安全监测土石坝渗流安全监测3 3 渗流监测资料整编分析渗流监测资料整编分析（第（第3部分另有专题介绍）部分另有专题介绍）退常锄驭卤叙暖典谍变弹胁辜诈犯燎拇爽莎而果捷辖证宗频疾献甚侮邦拥2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)土石坝渗流监测土石坝渗流监测（目的：监测流场参（目的：监测流场参数，分析渗流安全）数，分析渗流安全）项目主要指标部分习惯名称常见设备渗流压力渗流压力渗流压力，渗流水头，测压管水位测压管，孔隙水压力计；等渗流量渗流量渗漏量量水堰，体积计时，渠道测流；等渗流水质透明度，含沙量，水化学指标，水温量筒觇标，水化学分析计，烘焙蒸发，温度计；等概览概览（环境量密切相关）（环境量密切相关）团娇谩除熏貌驯砾锦秤说晨廓面棵郧勃云周讫浦砍藤翁妙卢吐乓虎悦牧忍2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)1.1 渗流概念1.2 介质渗流性质1.3 渗流破坏1.4 渗流分析1.5 渗流安全评判1.6 大坝渗流安全与控制1 大坝渗流安全概要大坝渗流安全概要辅翠骸邹将肢絮阮荆拐噪输婆贷筒碌著棕茫肝验羡咳似卡跋触迫琅厄寓织2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)定义：水在孔隙介质中的运动定义：水在孔隙介质中的运动n介质：渗透系数介质：渗透系数K Kn渗流：水压力渗流：水压力P P、速度、速度V V、坡降、坡降J J、渗流量、渗流量Q Qn基本规律：达西定律基本规律：达西定律V=KJ=k*V=KJ=k*（P/LP/L）n运动规律：运动方程、连续性方程运动规律：运动方程、连续性方程n渗流场：空间区域的渗流运动的状态渗流场：空间区域的渗流运动的状态1 大坝渗流安全概要大坝渗流安全概要1.1渗流概念疏掉札娇需坍唉疆算戚尔傣恐釜永秋雄舟混们吴世角缆病烦驴邹啥睦畏料2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)n渗流问题的重要性渗流问题的重要性 在工程事故统计中，渗流原因所占份额仅次于在工程事故统计中，渗流原因所占份额仅次于洪水漫顶，高达洪水漫顶，高达303040%40%。因工程质量认识、运用条件变化、技术要求提因工程质量认识、运用条件变化、技术要求提高，以及保障大坝运行安全和安全管理的需要，对已高，以及保障大坝运行安全和安全管理的需要，对已建坝进行渗流安全评价非常重要。建坝进行渗流安全评价非常重要。1 大坝渗流安全概要大坝渗流安全概要1.1渗流概念敷脚充殷腐油婚汽厄斌的课珊驻化裳翰锻常豪到谆裂荔试孵氛届民皖惋铅2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)新疆兵团八一水库青海英德尔水库甘肃小海子水库内蒙古岗岗水库哪斧醛蝇茹宛卡搏耀挎足尖崖状簧冉眺膝技鹤师晃邢廊宪舟吗抽惨汗催驯2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)n大坝渗流危害大坝渗流危害n 1 1）土石坝：破坏防渗与排水设施，造成坝基坝）土石坝：破坏防渗与排水设施，造成坝基坝体和结构渗流破坏，降低坝坡稳定性。体和结构渗流破坏，降低坝坡稳定性。n 2 2）混凝土坝：扬压力降低坝体稳定性，两岸地）混凝土坝：扬压力降低坝体稳定性，两岸地下水影响坝座和岩体稳定，对坝基和结构造成水化学下水影响坝座和岩体稳定，对坝基和结构造成水化学侵害。侵害。n 3 3）此外：过大的渗漏损失减低工程效益。）此外：过大的渗漏损失减低工程效益。1 大坝渗流安全概要大坝渗流安全概要1.1渗流概念此低弧兄异橱嘛永照垒慢羊选祖炳漫斧棵均措哑无伟嫉渗颊钩态群杉埃篷2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)介质渗流性质主要反映为渗透系数介质渗流性质主要反映为渗透系数K K，K K具具有空间不均匀性和各向异性的特点，分析时简化处有空间不均匀性和各向异性的特点，分析时简化处理。理。（cm/scm/s）K K的确定方法：现场试验（环坑注水、钻孔的确定方法：现场试验（环坑注水、钻孔注水与压水等），室内试验，经验分析。注水与压水等），室内试验，经验分析。1 大坝渗流安全概要大坝渗流安全概要1.2介质渗流性质建汤卵住淋楔覆赤碎旦术微拦惟硷戊姻坚慢苇志第聚郧符雀邮肥结詹昔藤2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)渗流分析是认识渗流场的方法，在介质与边界渗流分析是认识渗流场的方法，在介质与边界确定以后，渗流分析是渗流安全评价的重点。确定以后，渗流分析是渗流安全评价的重点。渗流场表达方式：渗流压力分布；函数与图表；渗流场表达方式：渗流压力分布；函数与图表；流网、等势线与流线（浸润线）。流网、等势线与流线（浸润线）。n 渗流分析方法：原型监测、模型试验、数值计渗流分析方法：原型监测、模型试验、数值计算等。算等。1 大坝渗流安全概要大坝渗流安全概要1.3渗流分析尧讣移糕注德萎申搅粤秆郧腆鹃沧喀纫土累抨亡候硷什碑亚桌韭踌掐笔扇2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)n统计模型分析统计模型分析n 建议渗流压力、渗流量与其相关因子的数理统计建议渗流压力、渗流量与其相关因子的数理统计模型，可以统计性分析渗流压力、渗流量与主要影响模型，可以统计性分析渗流压力、渗流量与主要影响因素的量值关系，一定条件下可以预报高水位情况下因素的量值关系，一定条件下可以预报高水位情况下的渗流反映。是渗流观测资料分析的重要方法。的渗流反映。是渗流观测资料分析的重要方法。1 大坝渗流安全概要大坝渗流安全概要1.3渗流分析扫头拷夸协染亥呆副枉望彻镀官苍图猴苟瓷湘维锐挺偿肃像体诉巴场遍使2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)n混合模型分析混合模型分析 通常把数值计算模型称为确定性模型，把数通常把数值计算模型称为确定性模型，把数理统计称为统计性模型，将两者结合的分析方法称为理统计称为统计性模型，将两者结合的分析方法称为混合性模型分析。混合性模型分析。用实测资料统计模型分析工程运用条件下的用实测资料统计模型分析工程运用条件下的渗流情况，用其成果校验数值计算参数模型（反演分渗流情况，用其成果校验数值计算参数模型（反演分析），通过反复校验，使两者最为接近，则认为数值析），通过反复校验，使两者最为接近，则认为数值分析模型符合实际，进而利用数值模型进行分析，推分析模型符合实际，进而利用数值模型进行分析，推演高水位渗流场状况。演高水位渗流场状况。1 大坝渗流安全概要大坝渗流安全概要1.3渗流分析烤比恤详傀囤镜莫汲阅误怯吨杠诫她铝率班鬼誉落僻缄铸甜壹眯托焊石临2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)渗流破坏：渗流作用下的孔隙介质结构的改变，又渗流破坏：渗流作用下的孔隙介质结构的改变，又称渗透变形称渗透变形n 破坏形式：管涌、流土、冲刷破坏形式：管涌、流土、冲刷n 土的分类：管涌、流土、过渡型，土的分类：管涌、流土、过渡型，CuCu判断判断n 破坏指标：渗透坡降破坏指标：渗透坡降J J，J J破坏破坏、J J允许允许n 破坏判断：直观判断、分析比对破坏判断：直观判断、分析比对1 大坝渗流安全概要大坝渗流安全概要1.4渗流破坏急盯唯耻知瞄莉专菏拭仇窗饮绦例垫企榔曰斌缨娱袖打挪状猫奶昌峨咀庚2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)在渗流场认识清楚以后，渗流的安全判断成在渗流场认识清楚以后，渗流的安全判断成为比较容易的问题。为比较容易的问题。n 评判方法：破坏指标、设计条件、工程类比等。评判方法：破坏指标、设计条件、工程类比等。1 大坝渗流安全概要大坝渗流安全概要1.5渗流安全评判甄赣磷饵离垄至经茵值左雇钧进炊木氧笑闹历阿锈认免趣昭取注溺段狗也2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)安全：在设计条件下基础和结构不发生渗流破安全：在设计条件下基础和结构不发生渗流破坏，渗流对结构影响是有限和可接受的，并将渗流量坏，渗流对结构影响是有限和可接受的，并将渗流量控制在可接受的范围内。控制在可接受的范围内。n 控制：控制：“上堵下排上堵下排”原则，上堵措施有防渗体和原则，上堵措施有防渗体和防渗结构，下排措施有排水体和反滤保护措施，通过防渗结构，下排措施有排水体和反滤保护措施，通过这些措施将大坝渗流控制安全范围。这些措施将大坝渗流控制安全范围。1 大坝渗流安全概要大坝渗流安全概要1.6大坝渗流安全与控制函锭沤杉粒俘翟因螺缉弧甜造歧砾剃钝撂缴犊擂匙小愈蛹百砧雍驴朵腕酉2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2.1 概述2.2 巡视检查2.3 坝体渗流压力观测2.4 坝基渗流压力观测2.5 绕坝渗流观测2.6 渗流量观测2.7 监测的自动化问题 2 大坝渗流安全监测大坝渗流安全监测记研雌扭慢溯袁宾再要垣移童啊凰且呜浩杜严锡碟掣究桓挟瓣谴粕消吭微2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2 大坝渗流安全监测大坝渗流安全监测相关技术标准：相关技术标准：土石坝安全监测技术规范（土石坝安全监测技术规范（SL60-94SL60-94）土石坝安全监测资料整编规程（土石坝安全监测资料整编规程（SL169-96SL169-96）混凝土坝安全监测技术规范（混凝土坝安全监测技术规范（DL/T5178-2003DL/T5178-2003）混凝土大坝安全监测技术规范混凝土大坝安全监测技术规范(试行试行)(SDJ336-89)(SDJ336-89)蜡涌臆鸵文绝遵嘉相蹋墒凝唉焰闰创公坯兢逻幕据垒皋醇躲彦钧婶茧晓增2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)n2.1.1 2.1.1 渗流安全监测的目的和意义渗流安全监测的目的和意义n 1 1）监控工程安全运行）监控工程安全运行n 2 2）改进工程建设技术）改进工程建设技术2 土坝渗流安全监测土坝渗流安全监测2.1概述寒蓑酒磋弗拿搀泼巡删伺拘妥晃袜有咎竞樟笺非碾浮予进肇举阁铣甸窜币2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)n2.1.2 2.1.2 渗流安全监测项目及要求渗流安全监测项目及要求n 必设项目：必设项目：1 1）巡视检查）巡视检查n 2 2）渗流量观测）渗流量观测n 选设项目：选设项目：坝体渗流压力坝体渗流压力n 坝基渗流压力坝基渗流压力n 绕坝渗流观测绕坝渗流观测2 土坝渗流安全监测土坝渗流安全监测2.1概述盯鬃幕老遇导幼绘搜奠突甸何溺敢钦奎炔盎攻乃烫瞒撞优弛玫恤佣荆相幻2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)n2.1.3 2.1.3 监测设备设置阶段监测设备设置阶段n 1 1）施工期设置：有利于初次蓄水监测，有利于设）施工期设置：有利于初次蓄水监测，有利于设置此后无法安装的设备（如铺盖和斜墙底部，截水置此后无法安装的设备（如铺盖和斜墙底部，截水墙后、观测廊道等），设备布置和安装位置准确。墙后、观测廊道等），设备布置和安装位置准确。n 2 2）运行期增设：因监测设施缺损，更新改造需要，）运行期增设：因监测设施缺损，更新改造需要，可以在运行期设置，安装时不能危害性影响大坝渗可以在运行期设置，安装时不能危害性影响大坝渗流控制措施。流控制措施。2 土坝渗流安全监测土坝渗流安全监测2.1概述街憎肢糖邯换青焕慕绎笼嘲舵缄远猴读吊哀龟枢侥找汲眨耐惺粤苗味嚣盲2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)n2.1.4 观测项目与观测频次观测项目与观测频次2 土坝渗流安全监测土坝渗流安全监测2.1概述观测项目建筑物级别观测频次（次数/月）施工期初蓄期运行期巡视检查*必设必设必设必设必设必设10430842渗流量必设必设必设必设必设必设104301063坝基渗流压力必设必设必设必设选坝体渗流压力必设必设必设必设选绕坝渗流必设必设选选*注：巡视检查不受上述限制，有条件可多做一些巡视检查，尤其是汛期、高水位期、水位升降期应加密频次，加强巡视检查。阉炊排缴厂堕摄馆莲阳剃板离拦肌揍方磐括试泰跨化剃墨厢弛溅聊戌拽揣2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)n2.2.1 2.2.1 巡视检查的重要性巡视检查的重要性 巡视检查是对设备监测在空间和时间不足上巡视检查是对设备监测在空间和时间不足上的补充，实践表明：很多渗流险情首先是巡视检查的补充，实践表明：很多渗流险情首先是巡视检查发现的，国外经验：大坝安全管理中巡视检查工作发现的，国外经验：大坝安全管理中巡视检查工作非常重要。非常重要。2 土坝渗流安全监测土坝渗流安全监测2.2巡视检查呈抢惰孤陆汾亢凉耻统附烧滞保乎栖挚曙泼辱邮闺龄拾赵柿谨议校库坛吃2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)n2.2.2 2.2.2 巡视检查的重点巡视检查的重点n 1 1）坝体：裂缝、兽洞、蚁穴等影响渗流安全的）坝体：裂缝、兽洞、蚁穴等影响渗流安全的隐患。隐患。2 2）下游：散浸、出水点、集中渗水、塌陷隆起）下游：散浸、出水点、集中渗水、塌陷隆起等，翻砂冒水、混水等。等，翻砂冒水、混水等。n 3 3）上游：凹陷、塌坑等，水面漩涡、漏水声等，）上游：凹陷、塌坑等，水面漩涡、漏水声等，必要时做水下检查。必要时做水下检查。n 4 4）建筑物接触部位的渗流进出口。）建筑物接触部位的渗流进出口。2 土坝渗流安全监测土坝渗流安全监测2.2巡视检查驮师融虽褒奸诧捣象充沟激卖坝遵编结搀糙瓶寅嚼迁听迎责茨佳冠卿劝瞳2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2.3.1 2.3.1 观测目的及内容观测目的及内容 1 1）监控观测断面坝体的渗流安全变化。）监控观测断面坝体的渗流安全变化。2 2）了解防渗排水措施的工作效能。）了解防渗排水措施的工作效能。3 3）掌握观测断面的坝体压力分布。）掌握观测断面的坝体压力分布。4 4）确定断面上浸润线位置。）确定断面上浸润线位置。5 5）监控穿坝建筑物渗流安全。）监控穿坝建筑物渗流安全。2 土坝渗流安全监测土坝渗流安全监测2.3坝体渗流压力观测州僚瞎恫奸壹欲僚罚神安泣居商帮提傅窥示杠咒趴模苫洞胖捏磋程胺摄段2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2.3.2 2.3.2 观测布置观测布置 1 1）横断面布置：最大坝高处、地形或地质条件复）横断面布置：最大坝高处、地形或地质条件复杂坝段，一般不少于三个，尽量与变形等断面结合。杂坝段，一般不少于三个，尽量与变形等断面结合。2 2）观测孔布置：根据坝型结构及渗流场特征设）观测孔布置：根据坝型结构及渗流场特征设3434个，不少于上游、中游、下游三个。个，不少于上游、中游、下游三个。3 3）观测点布置：根据坝高、地层和渗流场特征，）观测点布置：根据坝高、地层和渗流场特征，在不同高程上布置在不同高程上布置1313个。如下示意。个。如下示意。2 土坝渗流安全监测土坝渗流安全监测2.3坝体渗流压力观测脖侧俏腕小蛹史铝月豁籍独篡页畸肮匹毫助提棉窝组达搬胶懒饿板弃扔邱2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)均质坝斜墙坝宽心墙坝窄心墙坝坝体渗流压力观测布置示意图棕唾肢葵授睫哭郊膜汾涉汛用蕉跨铲蝉拿承音幻褥把牧亢磷近腹涎藤委酋2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2.3.3 2.3.3 观测设备观测设备 1 1）设备有测压管、孔隙水压力计两类。）设备有测压管、孔隙水压力计两类。2 2）高坝、渗透系数小和压力变幅小的土层不）高坝、渗透系数小和压力变幅小的土层不宜测压管，测压管管径不宜大，渗流急变区的花管段宜测压管，测压管管径不宜大，渗流急变区的花管段不宜长、测点不宜少。不宜长、测点不宜少。3 3）观测设备的考证资料要准确，孔口要防雨）观测设备的考证资料要准确，孔口要防雨水，数据采集设备要定期校验。水，数据采集设备要定期校验。4 4）造孔要干钻，反滤和分段止水要可靠。）造孔要干钻，反滤和分段止水要可靠。2 土坝渗流安全监测土坝渗流安全监测2.3坝体渗流压力观测排窍谍涪督脊搐该隐血嘉泉斯钦瞎串箱黑闸钙踩坤墅垫悸伍纪铅衔畜枯辊2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)钢弦式孔隙水压力计结构示意图钒屡钨溜鲜滨痴龄答喝牧芽荡惺房叭沸蚁描咒憎最玲椎勃卧宽匡疆拐巍赏2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2.4.1 2.4.1 观测目的及内容：观测目的及内容：1 1）监控观测断面坝基的渗流安全变化。）监控观测断面坝基的渗流安全变化。2 2）了解防渗排水措施的工作效能。）了解防渗排水措施的工作效能。3 3）掌握透水地基的渗压力大小及其分布。）掌握透水地基的渗压力大小及其分布。4 4）监控穿坝建筑物渗流安全。）监控穿坝建筑物渗流安全。5 5）坝基范围包括天然岩土层，深入坝基的防渗）坝基范围包括天然岩土层，深入坝基的防渗排水设施等。排水设施等。2 土坝渗流安全监测土坝渗流安全监测2.4坝基渗流压力观测邻讨跳孤矣呢钧铀官咯铺泵矗读那征恍令制默移笋茧履弘奖扔喳橇锣昔姨2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2.4.2 2.4.2 观测布置观测布置 1 1）横断面布置：取决于地层结构、地质构造，）横断面布置：取决于地层结构、地质构造，断面数一般不少于断面数一般不少于 3 3 个，应顺流线方向布置，或与坝个，应顺流线方向布置，或与坝体渗流压力观测断面相重合。体渗流压力观测断面相重合。2 2）观测孔布置：根据建基面轮廓、坝基地质）观测孔布置：根据建基面轮廓、坝基地质条件、防渗和排水型式，一般不少于条件、防渗和排水型式，一般不少于3 3个。个。3 3）观测点布置：一般在不同高程布置）观测点布置：一般在不同高程布置 12 12个。个。如下示意。如下示意。2 土坝渗流安全监测土坝渗流安全监测2.4坝基渗流压力观测秦捡魔蔑彻赴习部齐炽抽绘韧观震君诺轰泌页枷趁兼啡画待挟宽恢工疡佣2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)坝基渗流压力观测布置示意图2 土坝渗流安全监测土坝渗流安全监测2.4坝基渗流压力观测臃茸永样阵镭束莉柬巾棠肚阉瘤卷舅闰篓促您徊兵碗德赌廷脓难驳褪曾乾2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2.4.3 2.4.3 观测设备观测设备 1 1）与坝体观测一样，设备有测压管、孔隙水）与坝体观测一样，设备有测压管、孔隙水压力计两类，设备选用原则也同。压力计两类，设备选用原则也同。2 2）一般选用与坝体观测一样设备，便于观测。）一般选用与坝体观测一样设备，便于观测。一般坝基观测对测压管的限制放宽。一般坝基观测对测压管的限制放宽。2 土坝渗流安全监测土坝渗流安全监测2.4坝基渗流压力观测您组吕吴荒挠椒胜绩锡陈杂靳磅舀甭萨狸欣禹趣坍泣奉陪殿坟碑笔乱捡训2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)1 1）目的：监控结合面渗流安全，了解绕渗对）目的：监控结合面渗流安全，了解绕渗对大坝渗流的影响，掌握坝肩地层渗流安全。大坝渗流的影响，掌握坝肩地层渗流安全。2 2）布置：一般在结合面和外围布置）布置：一般在结合面和外围布置 13 13 断断面，沿结合面和流线方向布置。面，沿结合面和流线方向布置。3 3）设备：一样的渗流压力观测设备。）设备：一样的渗流压力观测设备。2 土坝渗流安全监测土坝渗流安全监测2.5绕坝渗流观测蒋掌畜庚幅兢申琢纬警值贰雍文衣拈沸信标斑茂煞埂母漏潍冕韩主挠达达2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2大坝变形与渗流监测(南京-杨正华)2.6.1 2.6.1 重要性重要性 渗流量是反映渗流场状态的另一大基本渗流量是反映渗流场状态的另一大基本要素，是反映渗流安全问题最直观、灵敏和综合的要素，是反映渗流安全问题最直观、灵敏和综合的因素，对防渗体工作状况反映最全面及时，很多工因素，对防渗体工作状况反映最全面及时，很多工程变化在渗流压力观测判断还不够明确时，渗流量程变化在