01水工建筑物安全监测与控制第一章绪论教程.ppt

水工建筑物安全监测与控制 杨国范 水工建筑物安全监测与控制的概念 水工建筑物安全监测与控制是以水利水电工程建设和运行中发生的各种可能危害、事故为主要研究对象，以工程特征信息为基础，总结、分析已发生危害事件或事故的经验，综合运用自然科学、技术科学和管理科学等方面的有关知识，识别和预测建设、运行活动中存在的不安全因素，并采取有效的控制措施防止危害、事故发生的科学技术知识体系。 第2章 水工建筑物安全监测设计 2.1 监测设计的基本原则和要求 2.2 监测项目确定与测值限差 2.3 变形监测设计 2.4 渗流监测设计 2.5 应力应变监测设计 2.6 水文及水力学监测设计 2.7 自动化监测系统设计与优化 2.8 监测工程的施工组织设计 2.9 监测设计工程实例 2.1监测设计的基本原则和要求 水工建筑物应根据其重要性、型式、结构特性及地基条件等，设置安全监测设施。 安全监测设计应以外部观测为主，内部观测为辅。观测断面和观测点的选择应有代表性。 对安全性观测项目及测点，设计宜提供观测值的 预计变动范围。 监测设施应有保护措施，并便于施工、安装和维护。 设计时应该按照建筑物的永久性和临时性，永久性建筑物中的主要建筑物和次要建筑物，分级别、作用及荷载情况等确定监测设计的基本原则和应该采用的标准。 2.1.1设计所需的基本资料 （1）工程形式、工程规模、使用年限、几何形状、尺寸以及边界条件。 （2）地质条件和工程技术等。 （3）环境条件。水文气象、生命财产危险性、附近建筑物或其他设施的状况。 （4）岩土体物理力学性质和地应力状态。 （5）施工方法和程序、各种结构的类型。 （6）工程前期试验资料、模拟计算成果、结构布置形式。 （7）确定的安全监测参照模型。 （8）预测的工程运行性能，通过预测选定的仪器量程与精度和确定仪器定位定向依据。 2.1.2设计目的 目的主要分为 （1）保障建筑物的安全运用 （2）充分发挥工程效益 （3）检验设计，提高水平 （4）改进施工，加快进度 设计目的也可概括为预报、控制、检验、改进8个字，应使监测系统能够发挥应有的效果。 a.预报 通过安全监测发现异常现象，及时预测未来性态和发展趋势，防止灾害的发生。 b.控制 根据监测进行控制运行。适时调整原因量以控制效应量，使能充分发挥工程效益。 c.检验 监测资料可反馈和验证设计的正确性，求得设计的合理、完善、创新。 d.改进 从监测结果可评价采用的施工技术其适用性和优越性以及改进的途径。 2.1.3设计要求 设计要求 （1）明确的针对性和实用性 （2）充分的可靠性和完整性 （3）先进的监测方法和设施 （4）必要的经济性和合理性 a. 实用 有的放矢地进行设计，做到目的明确，针对性强，突出重点，兼顾全局。 b. 可靠 设计方案和仪器的选择要同时考虑施工期、蓄水期、运行期的需要，并长期稳定需要。 c. 经济 观测项目宜简化，测点少儿精，布置经济合理，施工安装方便。 d. 先进 监测方法、仪器设备应满足精度要求，并吸取国内外经验，在可能范围内尽量采用先进技术。 2.1.4设计准备 主要熟悉、了解、掌握以下几点： a. 熟悉监测技术的基本知识，监测仪器设备性能和使用要求，并能在设计时正确运行。 b. 了解结构设计和施工设计、工程特点及一些关键问题，认真确定监测系统的任务和规模。 c. 掌握设计的主要内容： （1）可行性研究阶段 提出安全监测系统的总体设计方案、监测项目、仪器数量和投资估算。 （2）初步设计阶段 优化总体设计方案及测点布置，确定主要仪器设备数量及工程概算。 （3）招标设计阶段 提出各种监测项目的施工技术要求、仪器设备清单，各种要监测项目测次及工程预算。 （4）施工设计阶段 提出施工详图及加工图。 （5）蓄水设计阶段 参与制定监测工作计划和主要监测技术指标及对大坝工作状态和评估。 （6）运行设计阶段 参与资料分析、安全检查和鉴定，并负责监测系统的技术改造设计。 2.2监测项目确定与测值限差 2.2.1监测项目的确定原则 监测项目的确定应考虑如下原则： （1）观测成果主要用于设计和施工的技术校核与修改时，选定起控制作用的项目。 （2）观测成果用于及时预报施工和运行安远程度为目的时，应确定一项、多用、数据可靠地项目。 （3）应针对危及建筑物稳定的关键问题和控制性观测来确定项目。 （4）探查不稳定部位或影响稳定的因素时，应尽可能采用系统项目。 （5）施工安全监测的项目要简单，不干扰施工，取得成果要快。 （6）监测成果主要用于科研和发展新技术时，要按专项和全项两种方式选定。问题明确的用专项，问题模糊的尽可能用全项。 （7）为了校正主要观测项