【电力行业标准(DL)】 混凝土坝安全监测技术规范

混凝土坝安全监测技术规范
中华人民共和国电力行业标准
混凝土坝安全监测技术规范
Technical specification for concrete dam safety monitoringDL/T5178—2003
代替SDJ336—1989
规范性引用文件
3术语和定义
4　总则
巡视检查
环境量监测
变形监测
渗流监测
应力、应变及温度监测
监测自动化系统
监测资料的整理整编和分析
附录A（规范性附录）混凝土坝安全监测项目和测次
附录B
：（资料性附录）巡视检查程序次
和内容
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附录C（规范性附录）变形监测设施的设计、安装和观测
附录D
）（规范性附录）渗流监测设施及水质分析项目
附录E
附录F
（规范性附录）应力、应变及
温度监测仪器检验及埋设
（规范性附录）地震测站的安
装和运行
附录G（规范性附录）泄水建筑物水力学监测
附录H（规范性附录）监测资料分析的方法和内容
条文说明
1范围
本标准包括对坝体、坝基、坝肩以及对大坝安全有重大影响的近坝岸坡和其他与大坝安全有直接关系的建筑物和设备的仪器监测和巡视检查。·1232·
现行水利水电工程新规范（2002一2003)年实施手册本标准适用于1级、2级、3级混凝土坝的安全监测工作，4级、5级混凝土坝可参照使用。混凝土坝级别按DL5180执行。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修改版均不适用本标准，然而鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GBJ138
GB12897
GB12898
GB/T17942
DL5180
能源电［1988］37号
水位观测标准
国家一、二等水准测量规范
国家三、四等水准测量规范
国家三角测量规范
水电枢纽工程等级划分及设计安全标准降水量观测规范
水位普通测量规范
河流冰情观测规范
水电站大坝安全检查施行细则
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.0.1施工期
constructionperiod
从开始施工，到水库首次蓄水为止的时期。3.0.2首次蓄水期frist impound period从水库首次蓄水到（或接近）正常蓄水位为止的时期。若首次蓄水后长期达不到正常蓄水位，则至竣工移交时为止。3.0.3初蓄期initial impound period首次蓄水后的头三年。
3.0.4运行期
月 operation period
初蓄期后的时期，若水库长期达不到正常蓄水位，则首次蓄水三年后为运行期。3.0.5变形defomation
因荷载作用而引起结构外形或尺寸的改变为变形。结构任一点的变形为位移。3.0.6垂直位移vertical displacement竖直方向的位移。
3.0.7滑坡slide
土体或岩体顺坡向地向下移动。3.0.8 渗流 seepage
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水通过项体、坝基或项肩空隙的流动。3.0.9渗漏leakage
通过坝体接缝、裂缝和缝隙流出的非期望的水流。3.0.10扬压力uplift pressure
作用在坝基面向上的水压力。
3.0.11孔隙压力pore pressure
岩石或混凝土内部孔隙内的水压力。3.0.12应力stress
作用于单位面积的荷载或力。
3.0.13中误差mean error
偶然误差和系统误差的综合值。3.0.14初始值initialvalue
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仪器设备埋设安装后的首次测值为初值。仪器设备埋设安装后正常稳定工作前的测值为初始值。
3.0.15基准值fiducialevalue
作为计算起点的测值为基准值，其中最重要的是蓄水前的基准值。3.0.16故障率failurerate
发生故障的事件数和总事件数之比。3.0.17异常anomaly
背离正常或一般规律的现象。
3.0.18监控指标monitorindex
对已建坝的荷载或效应量所规定的界限值。该值可以是设计值：当有足够的监测资料时，也可是经分析求得的允许值（或允许范围）。前者称设计监控指标，后者称运行监控指标。
4总则
4.0.1混凝土坝必须设置必要的监测项目，用以监控大坝安全、掌握运行规律、指导施工和运行、反馈设计。
4.0.2混凝土坝的安全监测工作应遵循如下原则：1监测仪器和设施的布置，应明确监测目的，紧密结合工程实际，突出重点，兼顾全面，相关项目统筹安排，配合布置。应保证具有在恶劣气候条件下仍能进行重要项目的监测。
2仪器设备要耐久、可靠、实用、有效，力求先进和便于实现自动化监测。3仪器的安装和埋设必须及时，必须按设计要求精心施工，应保证第一次蓄水期能够获得必要的监测成果，并应做好仪器的保护；埋设完工后，及时作好初期测读并绘制竣工图、填写考证表，存档备查。4仪器监测严格按照规程规范和设计要求进行，相关监测项目力求同时监测；针·1234·
现行水利水电工程新规范（2002一2003）年实施手册对不同监测阶段，突出重点进行监测；发现异常，立即复测；做到监测连续、数据可靠、记录真实、注记齐全、整理及时，一旦发现问题，及时上报。5仪器监测应与巡视检查相结合。4.0.3安全监测工作可分为五个阶段，各阶段的工作应满足以下要求：1可行性研究阶段。提出安全监测系统的总体设计专题、监测仪器及设备的数量；监测系统的工程概算。
2招标设计阶段。提出监测系统设计文件，包括监测系统布置图、仪器设备清单、各监测仪器设施的安装技术要求、测次要求及工程预算等。3施工阶段。提出施工详图；应做好仪器设备的检验、埋设、安装、调试和保护，应绘制竣工图，编写理设记录和竣工报告；应固定专人进行监测工作，保证监测设施完好和监测数据连续、可靠、完整，应按时进行监测资料分析，评价施工期大坝安全状况，为施工提供决策依据。
4首次蓄水阶段。应制定首次蓄水的监测工作计划和主要的设计监控技术指标；按计划要求做好仪器监测和巡视检查；拟定基准值，定时对大坝安全状态作出评价并为蓄水提供依据。
5运行阶段。应进行经常的和特殊情况下的监测工作；定期对监测设施进行检查、维护和鉴定，以确定是否应报废、封存或继续观测、补充、完善和更新：定期对监测资料进行整编和分析，对大坝的运行状态作出评价；建立监测技术档案。4.0.4混凝土坝的安全监测项目和各监测项目的测次一般应遵守附录A中表A.1和表A.2的规定。
当发生地震、大洪水以及大坝工作状态异常时，应加强巡视检查，并对重点部位的有关项目加强观测，增加测次，必要时还应增加监测项目，发现问题，及时上报。4.0.5首次蓄水阶段的临时监测系统，应与永久监测系统建立数据传递关系，保证永久监测系统获得初始数据。监测自动化系统应有适当的措施保证实测数据的不间断采集。
4.0.6已建坝监测设施不全或发生损坏失效时，应根据实际情况，择要予以补设或更新改造。
4.0.7应定期对监测结果进行分析研究，并按下列类型对大坝的工作状态作出评估：
1正常状态，指大坝（或监测的对象）达到设计要求的功能，不存在影响正常使用的缺陷，且各主要监测量的变化处于正常情况下的状态。2异常状态，指大坝（或监测的对象）的某项功能已不能完全满足设计要求，或主要监测量出现某些异常，因而影响正常使用的状态。3险情状态，指大坝（或监测的对象）出现危及安全的严重缺陷，或环境中某些危及安全的因素正在加剧，或主要监测量出现较大异常，若按设计条件继续运行将出现大事故的状态。
4.0.8应按国家及行业计量规定对监测仪器定期由有资质的单位进行计量检定。4.0.9根据工程具体情况，经论证后，可选设下列专项：1近坝区岸坡稳定监测。
2地下洞室稳定监测。
3坝体地震反应监测。
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4泄水建筑物水力学监测。
5巡视检查
5.0.1巡视检查应满足以下一般要求：1从施工期到运行期，各级大坝均须进行巡视检查；·1235·
2巡视检查应根据每座大坝的具体情况和特点，制定检查程序，携带必要的工器具或具备一定的检查条件后进行：3巡视检查中发现大坝有损伤，原有缺陷有进一步发展，近坝岸坡有滑移崩塌征兆或其他异常迹象，应分析原因。5.0.2巡视人员应按预先制定的巡视检查程序（参见附录B.1）对大坝作例行检查。对于不同的巡视检查应采用下列相应的检次数：1日常巡视检查。在施工期，宜每周二次；水库第一次蓄水或提高水位期间，宜每天一次或每二天一次（依库水位上升速率而定）；正常运行期，可逐步减少次数，但每月不宜少于一次；汛期应增加巡视检查次数；水库水位达到设计洪水位前后，每天至少应巡视检查一次。
2年度巡视检查。在每年汛前、汛后或枯水期（冰冻严重地区的冰冻期）及高水位低气温时，对大坝进行较为全面的巡视检查。年度巡视检查除按规定程序对大坝各种设施进行外观检查外，还应审阅大坝运行、维护记录和监测数据等资料档案，每年不少于二次。
3特殊情况下的巡视检查。在坝区（或其附近）发生有感地震、大坝遭受大洪水或库水位骤降、骤升，以及发生其他影响大坝安全运用的特殊情况时，应及时进行的巡视检查。
5.0.3检查的内容可根据具体情况确定1坝体主要检查如下内容：
1）相邻坝段之间的错动；
2）伸缩缝开合情况和止水的工作状况；3）上下游坝面、宽缝内及廊道壁上有无裂缝，裂缝中漏水情况：4）混凝土有无破损；
5）混凝土有无溶蚀、水流侵蚀或冻融现象；6）坝体排水孔的工作状态，渗漏水的漏水量和水质有无显著变化：7）坝顶防浪墙有无开裂、损坏情况。2坝基和坝肩主要检查如下内容：1）基础岩体有无挤压、错动、松动和鼓出；2）坝体与基岩（或岸坡）结合处有无错动、开裂、脱离及渗水等情况：·1236·
现行水利水电工程新规范（2002一2003）年实施手册3）两岸坝肩区有无裂缝、滑坡、溶蚀及绕渗等情况；4）基础排水及渗流监测设施的工作状况、渗漏水的漏水量及浑浊度有无变化。3引水建筑物主要检查进水口和引水渠道有无堵淤、裂缝及损伤，控制建筑物及进水口拦污设施状况、水流流态。4泄水建筑物主要检查如下内容：1）溢洪道（泄水洞）的闸墩、边墙、胸墙、溢流面（洞身）、工作桥等处有无裂缝和损伤：
2）消能设施有无磨损冲蚀和淤积情况；3）下游河床及岸坡的冲刷和淤积情况；4）水流流态；
5）上游拦污设施的情况。免费标准bzxz.net
5近坝区岸坡主要检查如下内容：1）地下水露头及绕坝渗流情况；2）岸坡有无冲刷、塌陷、裂缝及滑移迹象。闸门及金属结构主要检查如下内容：6
1）闸门（包括门槽、门支座、止水及平压阀、通气孔等）工作情况：2）启闭设施启闭工作情况：
3）金属结构防腐及锈蚀情况；
4）电气控制设备、正常动力和备用电源工作情况。7监测设施巡视检查项目参见附录B.2。8过坝建筑物、地下厂房等的巡视检查，可参照以上条款进行。5.0.4巡视检查应做好准备工作。1巡视检查主要由熟悉本工程情况的人员参加，并相对固定，每次检查前，均须对照检查程序要求，做好准备工作。2年度巡视检查和特殊情况下的巡视检查，还须做好下列准备工作：1）做好水库调度和电力安排，为检查引水、泄水建筑物提供检查条件及动力和照明；
2）排干检查部位积水或清除堆积物：3）水下检查及专门检测设备、器具的准备和安排：4）安装或搭设临时设施，便于检查人员接近检查部位：5）准备交通工具和专门车辆、船只；6）采取安全防护措施，确保检查工作及设备、人身安全。5.0.5检查的方法主要依靠目视、耳听、手摸、鼻嗅等直观方法，可辅以锤、针、量尺、放大镜、望远镜、照相机、摄像机等工器具进行；如有必要，可采用坑（槽）探挖、钻孔取样或孔内电视、注水或抽水试验，化学试剂、水下检查或水下电视摄像、超声波探测及锈蚀检测、材质化验或强度检测等特殊方法进行检查。5.0.6巡视检查应做好记录，每次检查均应按各类检查规定的程序做好现场填表和记录，必要时应附有略图、素描或照片。现场检查表可参照能源电L1988」37号文执行。
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现场记录及填表必须及时整理，并将本次检查结果与上次或历次检查结果对比，分析有无异常迹象。在整理分析过程中，如有疑问或发现异常迹象，应立即对该检查项目进行复查，以保证记录准确无误。重点缺陷部位和重要设备，应设立专项卡片。5.0.7巡视检查应及时编制报告。年度巡视检查在现场工作结束后20d内提出详细报告。报告内容参见附录B.3。特殊情况下的巡视检查，在现场工作结束后，还应立即提交一份简报。
巡视检查中发现异常情况时，应立即编写专门的检查报告，及时上报。各种填表和记录、报告至少应保留一份副本，存档备查。6环境量监测
6.1一般规定
6.1.1环境量监测，除应按CBJ138、SL21、SL58、SL59等水文、气象专业方面相应的规定外，应执行本章有关规定。6.1.2环境量监测主要包括水位、库水温、气温、降水量、冰压力、坝前淤积和下游冲刷等项目。
6.2水位
6.2.1水位观测站必须在蓄水前完成施工，并应设置在：1水流平稳，受风浪、泄水和抽水影响较小，便于安排设备和监测的地方。2岸坡稳固地点或永久建筑物上。3基本能代表上游、下游平稳水位，并能满足工程管理和监测资料分析需要的地方。
6.2.2水位监测一般应设置遥测水位计或水尺。当采用自动遥测时，在设置遥测水位计的同时，还应设置人工观测的水尺，其最大测读高程应高于校核洪水位。6.2.3水尺或遥测水位计的零点标高每隔3年~5年应校测一次。当怀疑水尺零点有变化时，亦应进行校测。遥测水位计每年汛前应进行检查。6.3库水温
6.3.1在靠近上游坝面的库水中，布置测温垂线，其位置宜与重点监测坝段一致。监测混凝土上游坝面温度的测点亦可作为水库水温的测点。6.3.2对于坝高在30m以下的低坝，至少应在正常蓄水位以下20cm、1/2水深处及库底各布置一个测点。
对于坝高在30m以上的中、高坝，从正常蓄水位到死水位以下10cm处的范围内：每隔3m~5m宜布置一个测点，再往下每隔10m~15m布置一个测点，必要时正常蓄水位以上也可适当布置测点。
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现行水利水电工程新规范（2002一2003）年实施手册6.4气温
6.4.1坝区附近至少应设置一个气温测点。6.4.2气温监测仪器应设在专用的百叶箱内。6.5降水量
坝区附近至少应设置一个降水量测点。6.6冰压力监测
6.6.1结冰前，在冰面以下20cm~50cm处，每20cm~40cm设置一个压力传感器，并在旁边相同深度设置一个温度计，进行静冰压力及冰温监测，同时监测的项目还有气温和冰厚。
6.6.2消冰前根据变化趋势，在大坝前缘适当位置及时安设预先配置的压力传感器，进行动冰压力监测，同时监测的项目还有冰情、风力、风向。6.7坝前淤积和下游冲刷
6.7.1在坝前、沉沙池、下游冲刷的区域至少应各设置一个监测断面。6.7.2可采用水下摄像、地形测量或断面测量法进行监测。变形监测
7.1一般规定
7.1.1变形监测项目主要有坝体变形、裂缝、接缝，以及坝基变形、滑坡体和高边坡的位移等。
7.1.2变形监测用的平面坐标及水准高程，应与设计的控制网坐标系统相一致。有条件的工程应与国家控制网坐标系统建立联系。7.1.3各项位移的测量中误差不应大于表7.1.3的规定。坝体、坝基、近坝区岩体、滑坡体、高边坡的位移量中误差相对于工作基点计算。特殊情况下监测精度要求可根据实际情况，在设计中确定。定。
水平位移
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变形监测的精度
重力坝、支墩坝
坝体、坝基垂直位移
坝体表面接缝和裂缝
近坝区岩体和高边坡
滑坡体
重力坝、支墩坝
水平位移
垂直位移
水平位称
垂直位移
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位移量中误差限值
±3.0（岩质边坡）
±5.0（土质边坡）
特长大坝、特大滑坡等特殊情况下监测的精度要求可根据实际情况，在设计中确7.1.4各项监测设施，应随施工的进展及时埋设安装，并在首次蓄水前取得基准值。各种基准值至少应连续观测两次，合格后取均值使用。7.1.5变形监测工作应遵守下列规定：1建筑物上各类测点应与建筑物牢固结合，能代表建筑物变形。建筑物外各类测点，应尽可能埋设在新鲜或微风化基岩上，保证测点稳固可靠，能代表该处岩体变形、基准点应建在稳定区域。
2监测设备应有必要的保护装置。3变形监测所用的仪器、设备，必须与表7.1.3的精度要求相适应，并应长期稳定可靠，使用、维护方便。
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现行水利水电工程新规范（2002一2003）年实施手册4相关的各监测项目，应尽量同时监测，户外监测应选择有利时段进行。7.1.6变形量的正负号应遵守以下规定：1水平位移：向下游为正，向左岸为正，反之为负。2船闸闸墙的水平位移：向闸室中心为正，反之为负。3垂直位移：下沉为正，上升为负。4倾斜：向下游转动为正，向左岸转动为正，反之为负，接缝和裂缝开合度：张开为正，闭合为负。5
6高边坡和滑坡体位移：向下滑为正，向左为正，反之为负。7.2监测设计
7.2.1水平位移的监测方法，宜作以下选择：1重力坝或支墩坝坝体和坝基水平位移宜采用引张线法、真空激光准直法和垂线法监测。若坝体较短、条件有利，坝体水平位移也可采用视准线法或大气激光准直法监测。
2拱坝坝体和坝基水平位移宜采用垂线监测。若交会边长较短、交会角较好，坝体水平位移可采用测边或测角交会法监测。3坝基和坝肩范围内的重要断裂或软弱结构面，可布置测斜仪、多点位移计和倒垂线组监测其变形。
4近坝区岩体、高边坡和滑坡体的水平位移，采用边角网、视准线法和交会法监测。个别点可采用倒垂线或其他适宜方法监测，深层位移可采用倒垂组、多点位移计、挠度计或测斜仪等进行监测。
5准直线的两端点和交会法的工作基点，应尽量设置倒垂线作为校核基准点。引张线和真空激光准直的两端点，也可设在两岸山体的平洞内。视准线可在两端延长线外设基准点；交会法工作基点可用边角网校核。6重力坝或支墩坝如坝体较长，需分段设引张线时，分段端点应设倒垂线作为基准。
7观测近坝区岩体、高边坡或滑坡体的水平位移时，基准点和工作基点应尽量组成边角网。
7.2.2水平位移的测点布置应符合下列要求：1垂线的设置，应首先选择地质或结构复杂的坝段，其次是最高坝段和其他有代表性的坝段。拱坝的拱冠和坝顶拱端应设置垂线，较长的拱坝还应在1/4拱处设置垂线。各高程廊道与垂线相交处应设置垂线观测点。2大坝水平位移测点，应尽量在坝顶和基础附近设置。高坝还应在中间高程设置。3监测近坝区岩体水平位移的边角网，除坝轴线两端附近布设测点外，下游不宜少于4个测点。
7.2.3垂线按下列要求进行布置设计：1正垂线宜采用“一线多测站式”，线体设在预留的专用竖并内，也可利用其他竖井或宽缝设置。
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2倒垂线钻孔深入基岩深度应参照坝工设计计算结果，达到变形可忽略处。缺少该项计算结果时，可取坝高的1/4~1/2，钻孔深度不宜小于10m3单段垂线的长度不宜大于50m。4当正、倒垂线结合布置时，正、倒垂线宜在同一个观测墩上衔接。5垂线设计的具体要求见附录C.1。7.2.4引张线的布置设计应考虑下列因素：1引张线宜采用浮托式；线长不足200m时，可采用无浮托式。2引张线应设防风护管。
3设计的具体要求见附录C.2。
7.2.5视准线可按照实际情况选用活动靓牌法或小角度法。视准线长度不宜超过下列规定；
重力坝
滑坡体
设计的具体要求见附录C.3。
7.2.6激光准直的布置设计应考虑下列因素：1真空激光准直宜设在廊道中，也可设在坝顶。2大气激光准直宜设置在坝顶，也可设在气温梯度较小、气流稳定的廊道内；两端点的距离，不宜大于300m。在坝顶设置时，应使激光束高出坝面和旁离建筑物1.5m以上。
具体设计要求见照附录C.4。
7.2.7边角网包括三角网、测边网和测边测角网三种。边角网设计时应作可靠性评价，可靠性因子值不宜小于0.2；如因条件限制，个别观测量不能满足此要求时，则应在观测中采取特殊措施，以排除观测值蕴含粗差的可能性。必须根据被监测对象的特殊要求和具体条件做好优化设计，按最小二乘法进行精度预估，保证测点在指定方向的位移量中误差不大于表7.1.3中的规定。边角网点均应建造观测墩，观测墩顶部应设强制对中底盘，各种观测墩的结构见照附录c.11。
边角网的具体设计要求见附录C.5。7.2.8交会法包括测角交会、测边交会和测边测角交会三种。应依据实际情况结合精度预估进行设计，位移量中误差必须不大于表7.1.3中的规定，一般情况下的布置要求见附录C.6。
7.2.9钻孔测斜仪包括固定式和活动式二种。钻孔测斜仪宜布置在边坡监测断面的各级马道上。钻孔一般呈铅直布置。钻孔孔口应设保护装置，有条件时，孔口附近应设大地水平位移测点。具体设计要求见附录C.7。7.2.10多点位移计宜布置在有断层、裂隙、夹层层面出露的边坡坡面和坝基上。在需要监测的软弱结构面两侧各设一个锚固点，最深的一个锚固点宜布设在变形可忽略处。仪器可在水平的、垂直的、或任何方位的钻孔中安装，水平钻孔宜略向上成5°～~
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