大坝表面变形监测是在大坝表面布设固定的观测点,进行变形观测时,竖向位移和水平位移观测应配合进行,并应同时观测上、下游水位。对于混凝土坝、混凝土面板堆石坝,还应同时观测混凝土温度和气温。

(一)土石坝表面变形监测设计[15]

1.观测纵断面

土石坝表面变形监测的观测纵断面一般不少于4个,通常在上游坝坡正常蓄水位以上布设1个(一般在正常蓄水位以上1m 处),坝顶布设1个 (一般布置在下游坝肩,切不可布置在防浪墙上),下游坝坡半坝高以上布设1～3个,半坝高以下布设1～2个 (含坡脚1个)。对于软基上的土石坝,还应在下游坝趾外侧增设1～2个。

其具体位置应根据坝坡抗滑稳定计算的成果进行确定。

2.观测横断面

土石坝表面变形监测的观测横断面一般布置在最大坝高处、原河床处、合龙段、地形突变处、地质条件复杂处、坝内埋管或运行可能发生异常反应处。

坝长小于300m 时,观测横断面的间距宜为20～50m;坝长大于300m 时,观测横断面的间距宜为50～100m。一般观测横断面不少于3个,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,应适当加密。

3.观测点

在每个观测横断面和纵断面交点处布设表面变形观测点。

4.工作基点和校核基点

起测基点可在每一纵排测点两端的岸坡上各布设1个,其高程宜与测点高程相近。

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1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、测边测角网法或倒垂线法。

水准基点一般在土石坝下游1～3km 处布设2～3个。

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1～2个。

土石坝表面变形监测布置示意图见图2-1。

(二)混凝土坝表面变形监测设计[16]

1.观测纵断面

混凝土坝表面变形监测的观测纵断面一般设置在平行于坝轴线的坝顶及坝基廊道中,当坝体较高时,可在中间适当增加1～2个纵断面,一般布设在平行于坝轴线的下游坝面上。

2.观测横断面

混凝土坝表面变形监测的观测横断面一般布置在每个坝段、每个垛墙或每个闸墩上。拱坝应布设在拱冠、拱端和1/4拱处。

3.观测点

在每个观测横断面和纵断面交点处布设表面变形观测点。

4.工作基点和校核基点

工作基点和校核基点可在每一纵排测点两端的岸坡稳定岩体上各布设1个,其高程宜与测点高程相近,或布设在两岸山体灌浆廊道内。也可采用倒垂线作为基点。

混凝土坝表面变形监测布置见图2-2。(www.daowen.com)

(三)近坝区岩体及滑坡体变形监测设计

1.近坝区岩体观测点

在两岸坝肩附近的近坝区山体垂直于坝轴线方向各布设1～2个观测横断面。每个横断面上布设3～4个观测点,一般坝轴线或上游1个,下游2～3个。

2.滑坡体观测点

在滑坡体顺滑移方向布设1～3个观测断面,每个观测断面上布设不少于3个观测点,一般布设在滑坡体后缘至正常蓄水位之间。

图2-1　土石坝表面变形监测布置

(a)平面布置图;(b)剖面布置图
—表面变形标点;—工作基点;—校核基点

3.工作基点和校核基点

工作基点和校核基点可设在观测点附近的稳定岩体上。

(四)观测设施及其安装

1.观测设施

(1)观测点和基点的结构必须坚固可靠,且不易变形;并力求美观大方、协调实用。

图2-2　混凝土坝表面变形监测布置

—表面变形标点;—工作基点;—校核基点

(2)测点可采用柱式或墩式,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)工作基点和校核基点一般采用整体钢筋混凝土结构,立柱高度应大于1.2m,立柱顶部强制对中底盘的对中误差应小于0.1mm。

(4)土基上的测点或基点,可采用墩式混凝土结构。在岩基上基点,可凿坑就地浇筑混凝土。在坚硬基岩埋深大于5～20cm 情况下,可采用深埋双金属管柱作为基点。

(5)水平位移观测的觇标,可采用觇标杆、觇牌或电光灯标。

观测设施及其安装见图2-3。

2.观测设施的安装

(1)观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。观测设施应采取可靠措施防止雨水冲刷、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′。