石佛寺水库大坝安全监测系统应用与分析.pdf

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1、工程建设与管理河南水利与南水北调)2015年第1O期石佛寺水库大坝安全监测系统应用与分析口子L祥东(辽宁兴建工程项目管理有限公司)摘要：水库大坝安全监测工作对于保证大坝的安全具有重要意义。传统的监测技术具有成本高、观测误差大、实时性和同步性较差等缺点，新型监测技术如GPS和计算机构建的监测网可有效克服这些缺点。文章以石佛寺水库大坝为例，介绍了新型监测技术手段在大坝安全监测工作中的具体应用情况，为与水库大坝有关的安全评价工作提供借鉴经验。关键词：水库；大坝；安全监测；技术中图分类号：TV698．1文献标识码：C文章编号：1

2、673-8853(2015)10-0046—021工程概况较好，以方便接收卫星信号；二是与大坝的距离适中，且与坝顶石佛寺水库位于辽河干流，是一座大型河道控制性水利工高度相差不大；三是基点附近没有其他强信号干扰。在实际应用程，水库的主要建筑物有主副大坝、泄洪闸及一些穿坝建筑。水中，由于受到地形、植被、建筑物等方面的影响，基准点的选取还库的主坝长度为12．50km，副坝长度为30．10km，有泄洪闸16是有一定的难度。孔，总长度约为251．20m。石佛寺水库控制流域总面积为l6．51经过实地调查石佛寺水库坝区及周围地质环境条

3、件，技术万km，设计洪水位50．35m，总库容约为1．90亿m，其中防洪人员最终选择将朱尔山和调度中心楼楼顶作为设置全网的两个库容约占总库容的85％左右。石佛寺水库工程于2003年5月基准点位置。监测点沿着大坝方向设置，与基准点联合测量，其份开工建设，到2005年总体结构完工并开始发挥防洪作用。项中在水坝上布置的GP5监测点有15个，高程拟合点2个。基准目总投资约为7．50亿元，其可将下游防洪标准由原来的30a一点和各个监测点之间最远距离为11．20km，最近距离为5．45km。遇提高到现在的100a一遇，发挥着重要的防

4、洪保障作用。本项目的监测点位分布如下图1：2石佛寺水库大坝安全监测系统概述目前，水库大坝的安全监测系统要求具有以下几个特点：一是精确度高。坝顶水平位移量要求误差值≤2mm，切向位移量误差值≤1mm。二是反应灵敏。能够及时反映坝体外形变化情况。三是系统稳定性强。能够在恶劣的环境中正常工作，例如：大风、大雨、温度较高或较低等情况。四是自动化程度高。要求监测系统维护工作量较少甚至没有。石佛寺水库大坝安全监测系统包括两部分：大坝变形监测系统和渗流监测系统，目前已经全部投入使用。下面分别对这两个系统进行详细分析。2．1大坝变形监测

5、系统众所周知，水库大坝变形监测工作对保证大坝安全具有重图1石佛寺水库大坝变形监测点布置图要意义。传统监测手段具有成本高、观测误差大、实时性和同步除此之外，技术人员还进行了长达40km的二等水准联测，性较差等缺点，GPS监测技术具有“高精度、高效益和高自动化”使得水准网可覆盖所有的坝面监测点。监测网两端的接收机由等优点，其应用范围也越来越普遍。在本项目中，应用的就是MicroZ—iCGRS连续测量参考站担任，两个端点的接收机一是需GPS监测技术。要连续观测，二是需要与IGS跟踪站联测。MicroZ～iCGRS系统基准点选取

6、的合适与否直接决定了测量结果的质量。GPS设计满足高品质双频GPS无人值守连续数据采集作业的苛刻技术要求基准点的选取符合以下要求：一是天空开阔，地质条件要求，数据文件可以在接收机连续跟踪和记录数据的同时，经由可南水利与南水北调}2015年第1O期工程建{MicroZ—iCGRS下载，并且也可实时输出数据。的计算机做分析处理。这些装置共同构成了石佛寺水库大坝的此外，将ThalesZ—Max测量系统作为坝面监测点的接收机，泄洪闸渗流监测系统。Z—Max可以满足各种精度定位的需求。将AshtechproMark2单通过几年的应

7、用，目前石佛寺水库大坝布置的渗流监测系频接收机作为渗流段面监测用接收机，在段面监测中，由于基线统完全满足相关标准要求，保证了大坝的安全运行。非常短，在基线长度都在5～25m之间，利用Ashtech的单频接3结语收机采集数据，并用随接收机一起购买的数据处理软件Ashtech通过对石佛寺水库大坝安全监测系统的技术分析，可以了solutions解算基线并进行平差。解到该系统的安装对于保证石佛寺大坝的安全运行具有重要意经过实际使用，石佛寺水库布置的GPS变形监测系统完全义，是大坝建设必不可少的工程。随着科学技术的发展，大坝安满足

8、对该土坝监测的相关要求。全监测技术的发展必然更进一步，其中无线传感器网络技术已2．2大坝渗流监测系统经成为其发展的重要方向。相关部门应积极引进先进的技术和国际大坝委员会经过对全球范围内溃坝事件进行统计调查人才，这样才能保证水利设施取得更大的经济效益和社会效益。后得出结论：导致土石坝溃坝的原因中，洪水漫顶所占的比例约参