導航：安全管理網>> 安全管理>> 行業(yè)安全>> 建筑安全>>正文

大壩安全監(jiān)測的設計

		點擊數：	更新時間： 2023年01月30日
下載地址：點擊這里	文件大小： 1.87 MB 共51頁	文檔格式： WORD	下載點數： 1 點（VIP免費）

全屏查看

部分內容預覽 [文件共51頁]

本文件共51頁，只能預覽部分內容，查看全部內容需要下載。

注：預覽效果可能會出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大小：1.87 MB 共51頁文件格式：WORD 下載點數：1 點（VIP會員免費）

下一篇：懸臂拼裝施工安全要點

上一篇：一現(xiàn)場安全防護設施標準化

文本預覽

僅提取頁面文字內容，供快速閱讀使用。

大壩安全監(jiān)測的設計

水利部南京水利水文自動化研究所
 
目錄
1 安全監(jiān)測的重要性及失事舉例
2 安全監(jiān)測的設計
  2.1混凝土壩的監(jiān)測設計
     2.1.1 變形監(jiān)測
	  2.1.2滲流監(jiān)測
     2.1.3 內部監(jiān)測
  2.2 土石壩的監(jiān)測設計
	  2.2.1 滲流監(jiān)測
  2.2.2變形監(jiān)測
3 觀測儀器
  3.1 垂線坐標儀、引張線儀
  3.2 差阻式儀器
4 自動化系統(tǒng)的設計

1 安全監(jiān)測的重要性及失事舉例
	大壩建造在地質構造復雜、巖土特性不均勻的地基上，在各種荷載的作用和自然因素的影響下，其工作性態(tài)和安全狀況隨時都在變化。如果出現(xiàn)異常，又不被及時發(fā)現(xiàn)，任其發(fā)展，其后果不堪設想。
	國內外大壩失事的實例不少。1975年8月暴雨洪水導致板橋水庫和石漫灘水庫失事，造成大面積水災和人員傷亡，京廣線也被局部沖毀，損失巨大。1993年8月27日溝后水庫失事，造成水庫下游13km處的恰卜恰鎮(zhèn)500人傷亡，直接經濟損失1.53億元。
	如果事先運用有效的觀測手段對這些工程進行監(jiān)測，就能及時發(fā)現(xiàn)問題，采取有效的工程措施，就能避免災難。1962年安徽梅山連拱壩右岸基巖發(fā)現(xiàn)大量漏水，右岸13#垛垂線坐標儀，觀測三天內向左岸傾斜57.2mm，向下游位移了9.4mm，且右岸各垛陸續(xù)發(fā)現(xiàn)大裂縫，經過分析是右岸基巖發(fā)生錯動。在垂線坐標儀監(jiān)測下放空水庫進行加固處理，避免了一場潰壩事故。1985年6月12日在長江三峽的新灘，發(fā)生大滑坡，2000萬m3堆積體連帶新灘古鎮(zhèn)一起滑入江中。可是險區(qū)居民全部提前安全撤出，無一傷亡，這全靠安全監(jiān)測所作出的準確預報。
	大壩失事的原因是多方面的，從世界上300多座大壩失事的原因分析，認為35%是泄洪能力不足，在勘測、設計中洪水計算和防洪能力方面存在問題，大部分失事是洪水以外的工程原因，有一個量變到質變的過程，可以用監(jiān)測方法及早發(fā)現(xiàn)的。為了保證大壩、下游人民生命財產的安全及社會的安定，我們國家對水庫大壩的安全制定了相應的法律法規(guī)及規(guī)范，來加強水庫大壩運行期的安全管理。
?	土石壩安全監(jiān)測技術規(guī)范（SL60-94）
?	混凝土壩安全監(jiān)測技術規(guī)范(SDJ336-89)，能源部,水利部,1989年
?	混凝土壩安全監(jiān)測技術規(guī)范(DL/T 5178-2003)，國家經濟貿易位員會
?	水庫大壩安全管理條例，國務院，1991年
?	水電站大壩安全管理辦法，電力工業(yè)部，1997年
?	水電站大壩安全監(jiān)測工作管理規(guī)定，電力工業(yè)部，1997年
?	大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)設備基本技術條件（SL268-2001），水利部，2001年
2 大壩安全監(jiān)測的設計
	巖土工程的安全監(jiān)測設計應該看成整個工程設計的一個重要組成部分，根據建筑物的等級確定監(jiān)測項目，監(jiān)測設計必須與所有其他工程設計一樣統(tǒng)一安排。監(jiān)測設計貫穿于工程設計、施工以及整個工程壽命期內，合理的監(jiān)測設計可以獲得作為工程安全狀況的正確評估，還可以改進大壩的設計、指導大壩的施工，使未來的設計、施工和運行更合理、更安全。
	大壩安全監(jiān)測工作一般分以下幾個階段：
?	可行性研究階段。應提出監(jiān)測系統(tǒng)的總體設計方案、觀測項目及其所需要的儀器設備的數量和投資估算（一般約占主體建筑物總投資的1~3%）。
?	初步設計階段。應優(yōu)化監(jiān)測系統(tǒng)的總體設計方案、測點布置、觀測設備及儀器的數量和投資概算。
?	招投標設計階段。應提出觀測儀器設備的清單、各主要觀測項目及測次；各觀測設施安裝技術要求和投資預算。
?	施工階段。應根據監(jiān)測系統(tǒng)設計和技術要求，提出施工詳圖。承包商應編制施工規(guī)程，做好儀器設備的安裝、埋設、調試和保護、電纜走線、施工期觀測及施工期觀測資料分析，及時指導大壩施工，并應保證觀測設施的完好率及觀測數據連續(xù)、準確、完整。工程竣工時，應將觀測設施和竣工圖、埋設記錄、施工期觀測記錄、以及整理分析等全部資料匯編成正式文件，移交管理單位。
?	正常運行階段。應根據正常運行階段的監(jiān)測設計，進行正常的合特殊巡視檢查與觀測。對監(jiān)測系統(tǒng)的設施進行檢查、維護、校驗、更新、完善，定期委托科研院所等專業(yè)機構對監(jiān)測資料進行整編、分析、作出工程性態(tài)評價，提出監(jiān)測報告和安全預報意見。

2.1 混凝土壩的監(jiān)測設計
	在混凝土大壩安全監(jiān)測技術規(guī)范（DL/T5178-2003）中按照大壩的級別對各個監(jiān)測項目的設定有明確的規(guī)定(見附表1)，對新建大壩各個觀測項目規(guī)定了觀測周期。各個監(jiān)測項目應該相互協(xié)調和同步，變形監(jiān)測、滲流滲壓監(jiān)測和應力應變溫度等監(jiān)測儀器儀器宜在同一重要觀測壩段上布置，以便相互校核和補充。
	觀測斷面的選擇和觀測儀器的布置應該根據工程規(guī)模、建筑物等級、結構特點及監(jiān)測目的確定。儀器布置應該選擇有代表性的壩段進行，所謂有代表性的壩段，一般指最大壩高壩段或觀測成果易于與設計比較的壩段。當地基存在地質問題時，如軟弱夾層、泥化夾層，監(jiān)測重點應是基礎和與基礎結合的混凝土壩內的壩踵、壩址部位。
	重力壩可以選取溢流壩段或非溢流壩段作為重點觀測壩段，對地質復雜的工程可增設一個壩段，作為次要觀測壩段,其他作為一般觀測壩段；拱壩擬選擇拱冠梁和拱座作為重點觀測壩段，對于高拱壩還可以在1/4拱、3/4拱處各選擇一個壩段作為次要觀測壩段；對于支墩壩一般選擇一個壩高較大的支墩作為重點觀測壩段，對于重要和基礎地質情況復雜的工程，可以增設觀測壩段，并作為次要觀測壩段，其他作為一般觀測壩段。
2.1.1 變形監(jiān)測
	混凝土壩的變形監(jiān)測項目主要有壩體變形、接縫、裂縫，以及壩基變形、滑坡體和高邊坡的位移等。在混凝土大壩安全監(jiān)測技術規(guī)范中規(guī)定了各個監(jiān)測量的精度要求和符號約定，各個項目測量時應該盡量同步。
2.1.1.1 變形監(jiān)測的精度和符號
?	變形監(jiān)測的精度一般按照表1要求。
?	變形量的正負號遵守如下規(guī)定
  1 水平位移：向下游為正，向左岸為正，反之為負。
  2 垂直位移：下沉為正，上升為負。
  3 傾斜：向下游轉動為正，向左岸轉動為正，反之為負。
  4 接縫和裂縫開合度：張開為正，閉合為負。
  5 高邊坡和滑坡體位移：向下滑為正，向左為正，反之為負。

表1 變形監(jiān)測的精度
項  目	位移量中誤差限值
水平位移(mm)	壩頂	重力壩	支墩壩	±1.0
		拱壩	徑向	±2.0
			切向	±1.0
	壩基	重力壩	支墩壩	±0.3
		拱壩	徑向	±0.3
			切向	±0.3
壩體垂直位移(mm)	壩頂	±1.0
	壩基	±0.3
傾斜(″)	壩體	±5.0
	壩基	±1.0
壩體表面接縫和裂縫(mm)		±0.2
近壩區(qū)巖體和高邊坡(mm)	水平位移	±2.0
	垂直位移	±2.0
滑坡體(mm)	水平位移	±3.0（巖質邊坡）
±5.0(土質邊坡)
	垂直位移	±3.0
	裂縫	±1.0

2.1.1.2 水平變形監(jiān)測的設計
	1水平位移變形監(jiān)測方式選擇和測點的布置
	順水流方向和垂直壩軸線方向的水平位移，可以用垂線―引張線或視準線方式觀測。垂線直線―引張線方式配置適當的自動化測量儀器就可實現(xiàn)自動化測量，并且可以和人工觀測并存。視準線方式一般用于人工觀測。直形重力壩或支墩壩壩體和壩基水平位移宜采用垂線―引張線方式觀測，引張線可以分段布置，分段中間要設垂線。如果壩體較短，條件有利，壩體水平位移可采用視準線法觀測。拱壩壩體和壩基水平位移宜采用導線法觀測，如果條件允許，也可以用垂線方式測量水平位移。拱壩和高重力壩近壩區(qū)巖體水平位移，應布設邊角網，監(jiān)測巖體的變形。
	水工建筑物位移標點的布置，應該根據建筑物的重要性、規(guī)模、施工、地質情況以及采用的觀測方法而定，以能全面掌握建筑物及基礎的變形狀態(tài)為原則。通常垂直位移與水平位移標點設在同一觀測墩上。
	垂線測點的設置，首先應該選擇地質或結構復雜的壩段，其次是最高壩段和其他有代表性壩段。拱壩的拱冠和拱座應設置垂線，較長的拱壩還應在1/4拱和3/4拱處設置垂線，各高程廊道與垂線相交處應設置垂線觀測點。
	水平位移測點，應盡量在壩頂和基礎廊道設置。高壩還應該在中間高程廊道設置測點，每個壩段宜設置一個測點。
	2 工程實例

3 垂線的設計
	垂線測量的是壩體順水流方向及垂直水流方向的壩體水平位移，有正垂線、倒垂線之分。正垂線就是在建筑物頂上懸掛鋼絲，在基礎廊道內設掛重及垂線測點，利用倒垂線可以測量壩頂到基礎廊道的相對位移，設備簡單，安裝方便。倒垂線是指從壩頂或壩體基礎廊道鉆孔到壩基相對不動點，將鋼絲錨固在孔底，在壩頂或基礎廊道設浮桶及垂線測點，利用正垂線可以測量壩頂或基礎廊道的絕對位移。
	垂線的中部壩體廊道內也可以設垂線測點。垂線長度不宜大于50米，否則垂線容易受空氣對流而震動，不易回到平衡位置，造成測量誤差。
正倒垂結合時宜在同一個觀測墩上銜接，否則正倒垂之間的壩體變形應設因瓦尺或量具儀觀測。
?	正垂線設計
正垂線重錘應設止動片，阻尼箱內應裝防銹、粘性小的抗凍液體，其內徑和高度應該比重錘直徑和高度大10~20cm。重錘重量一般按下式確定：W>20(1+0.02L)，式中：W--重錘重量，kg；L—垂線長度，m。
垂線鋼絲宜采用強度不銹鋼絲，直徑應保證極限拉力大于重錘重量的2倍，宜適用Φ1.0mm~1.2mm的鋼絲，一般垂線鋼絲直徑不宜大于Φ1.6mm。垂線安裝完成有效孔徑應不小于85mm。
觀測站宜用鋼筋混凝土觀測墩，觀測站宜設防風保護箱或修建安全保護觀測室。
?	倒垂線設計
倒垂線鉆孔深入基巖深度應該按照壩工設計計算結果，達到變形可以或略處，缺少該項計算結果時，可取壩高的1/4~1/2，鉆孔深度不小于10m。
倒垂線孔內宜埋設壁厚5~7mm無縫鋼管作為保護管，內徑不宜小于100mm，垂線安裝完成有效孔徑應不小于85mm。
垂線浮體組宜采用恒定浮力式，浮子的浮力一般按下式確定：P>250(1+0.01L)式中：P—浮子浮力，N；L—測線長度,M。
垂線鋼絲宜采用強度不銹鋼絲，直徑應保證極限拉力大于重錘重量的3倍，宜適用Φ1.0mm~1.2mm的鋼絲，一般垂線鋼絲直徑不宜大于Φ1.6mm。
4 引張線的設計
   引張線的設備包括端點裝置、測點裝置、測線及其保護管。
	端點裝置可采用一端固定、一端加力的辦法，也可以采用兩端加力的方法。
	測線愈長引張線所需要的拉力愈大。長度為200~600m的引張線，一般采用40~80kg的重錘張拉。重錘重量按下式計算H=S2W/(8Y)式中：S—引張線長度，m；W—引張線鋼絲單位重量，kg/m；H—水平拉力（重錘重量），kg；Y—引張線懸鏈線直徑，mm。
引張線鋼絲宜采用強度不銹鋼絲，直徑應保證極限拉力大于重錘重量的2倍，宜適用Φ0.8mm~1.2mm的鋼絲。
引張線保護管一般用Φ110～160mm的PVC管。
5 視準線的設計
視準線應離障礙物1m以上。工作基點應采用鋼筋混凝土墩，測點設觀測墩，墩上埋設強制對中底盤要求水平，配活動占標，高于地面1.2m。
為了保證觀測精度，視準線的長度不能過長，一般按如下控制：
重力壩和支墩壩 300m
拱壩           300m
   滑坡體         800m
2.1.1.3 豎直變形監(jiān)測
	豎直變形是指壩體鉛直方向的變形，即壩體沉降。沉降測點可以和水平位移測點結合布置，可與視準線的水平位移測點布置在同一個測點墩上。
	壩體廊道和壩面的沉降變形可以使用精密水準測量，如需要實現(xiàn)自動化測量，可以采用利用連通管原理設計的靜力水準儀系統(tǒng)。

2.1.2 滲流監(jiān)測
	大壩及其基礎的滲流監(jiān)測,是安全監(jiān)測的主要項目。壩基揚壓力是壩體外荷載之一，是影響大壩穩(wěn)定的重要因素，壩體揚壓力主要是指溷尼姑水平施工縫上的孔隙水壓力。如果孔隙水壓力過大，說明施工面上結合不良。壩基滲流量突然增大，說明壩基破碎帶處理或灌漿效果不佳，兩岸混凝土與基巖接觸不良。若壩體滲流量突然增大，可能是壩體混凝土出現(xiàn)裂縫所致。總之，滲流監(jiān)測必不可少。
2.1.2.1 揚壓力監(jiān)測布置
?	壩基揚壓力監(jiān)測的布置。
	揚壓力觀測應該根據建筑物的類型、規(guī)模、壩基地質條件和滲流控制的工程措施等設計布置。一般應該設縱向觀測斷面1~2個，每個壩段不少于1個測點，如地質條件復雜，則應適當增加測點。橫向觀測斷面至少2個，依據壩的長度而定，橫斷面間距一般50~100m。以重力壩、重力拱壩及支敦壩為例，橫斷面上測點的布置以能繪制揚壓力分布圖形為準，一般5~6個，帷幕前一個測點，帷幕后一個測點，排水幕線上一個，排水幕后2~3個，測點一般布置在壩段中心線或支敦中心線上。簿拱壩一般不測揚壓力，僅在排水幕上布置測點，檢驗帷幕灌漿效果，測點也一般每個壩段設一個點。
	壩基揚壓力監(jiān)測一般埋設U形測壓管，測壓管用Φ1～2寸鋼管引到觀測廊道，必要時也可以埋設滲壓計。排水幕處的測壓管一般布置在排水孔之間，但決不能用排水孔作測壓管觀測孔。排水孔一般深入壩基深處，而揚壓力觀測孔一般在建基面下1.0m。
?	壩體揚壓力的監(jiān)測布置
觀測混凝土壩壩體的滲透壓力，宜采用滲壓計（或稱孔隙水壓力計），觀測斷面一般設在水平施工縫上。每個截面上的測點宜在上游壩面到壩體排水管之間，或在該截面高程上最大靜水壓力的是分之一處，而且在廊道上游面排水管中心線上觀測。
2.1.2.2 滲流量監(jiān)測布置
	滲流量的布置應該結合樞紐布置，對滲流的流向、集流和排水設施統(tǒng)籌規(guī)劃，然后進行滲流量的觀測設計。滲流量觀測一般采用單孔排水量和量水堰觀測，或者采用容積法觀測。布置時應該注意將壩體滲流量和壩基滲流量分開觀測，壩體滲流排水多流入排水溝內。因此，可以在不同高程的廊道設置量水堰觀測不同部位的滲流量。壩基滲流量應將河床壩段和兩岸壩段分開觀測，可以采用單孔滲流量計。大壩總滲流量可以通過集水井用容積法觀測。
2.1.2.3 繞壩滲流監(jiān)測布置
	測點布置應該根據地形、樞紐布置和繞壩滲流區(qū)巖體滲流特性而定。在兩岸的帷幕后順帷幕方向布置兩排測點，測點布置在靠壩肩處較密，帷幕前可以不知少量的測點。

量水堰的結構

2.1.3 混凝土壩內部觀測
	混凝土壩內部觀測一般指應力、應變及溫度監(jiān)測等項目，它應當與變形、滲流監(jiān)測等項目結合布置，組成一個大壩的完整的安全觀測系統(tǒng)。
	混凝土壩內部觀測一般選擇典型壩段作為觀測壩段，進行全面觀測，同時針對某些特殊情況在其他壩段布置一些適當的儀器進行某些項目的觀測。觀測壩段選擇的原則，在整座大壩的各個壩段中從壩體結構、壩基地質條件和壩高等方面來看具有代表性的壩段。例如選擇高度最大或基巖最差的壩段作為觀測壩段，也可以在非溢流壩段和溢流壩段各選擇一個壩段作為觀測壩段。
	觀測壩段選定后，在壩段內選定個垂直于壩軸線的橫斷面稱為觀測斷面，一般選擇通過壩段中心線的斷面。
	為了監(jiān)測壩體和壩基的應力狀態(tài)及壩體和壩基抗滑穩(wěn)定，一般布置以下三類內部觀測儀器。
?	壩體工作狀態(tài)的影響因素或荷載的觀測
溫度是影響大壩位移的主要因素，也是施工期間澆筑混凝土和進行壩縫灌漿的重要控制參數，基礎約束區(qū)混凝土的溫度控制不好，就容易引起不易發(fā)現(xiàn)的貫穿性裂縫，因此在觀測壩段需要進行監(jiān)測。溫度計在觀測斷面上一般成網格形布置，測點的間距一般為8~15m，壩面附近的測點間距可小些，上游壩面布置水溫計，下游壩面布置混凝土表面溫度測點及導溫系數測點。

?	壩體應力狀態(tài)的觀測
壩體應力狀態(tài)的觀測重點是靠近底部的基礎觀測截面，因為距離壩底愈近，水荷載和自重引起的應力愈大，因此基礎觀測截面的應力狀態(tài)在壩體強度和穩(wěn)定控制方面起關鍵作用。但為了避開基坑不平和邊界造成的應力集中，基礎觀測截面距壩底不宜小于5m。重力壩的應力分布受到壩體施工方法的影響，同倉澆筑的混凝土基礎觀測截面的應力是連續(xù)分布的，應變計組的布置按平面變形問題考慮，可以布置4向或5向應變計組，其中4向應變計組構成的平面與觀測基面重合。

?	壩體接縫和壩基基巖變形觀測
重力壩和支墩壩的縱縫都需要灌漿膠結成整體，整體重力壩的橫縫也需要進行灌漿。為了監(jiān)測灌漿前后壩縫的開度變化，以及在灌漿時控制壓力，在灌漿區(qū)中部壩縫內要設置測縫計。
壩基底部的壩踵和壩趾分別埋設2支以上基巖變形變位計對于壩體抗滑穩(wěn)定性有監(jiān)測作用，壩踵垂直向布置的基巖變形計可以同時監(jiān)測上游壩踵是否因為拉應力引起基巖裂縫張開或壩底和基巖脫開。

2.2 土石壩的監(jiān)測設計
	土石壩的安全監(jiān)測，必須根據工程等級、規(guī)模、結構形式，地形、地質條件等因素，設置必要的監(jiān)測項目及其相應設施，定期進行系統(tǒng)的觀測。土石壩施工期以監(jiān)測填筑壩體的孔隙水壓力和變形為主保證壩體填筑的穩(wěn)定，運行期以監(jiān)測壩體浸潤線和滲流量以及下游壩坡位移為主，以確保壩坡穩(wěn)定。
2.2.1滲流監(jiān)測
	安全監(jiān)測項目的選擇以確保工程安全為前提，優(yōu)先保證重點部位的監(jiān)測。加強土石壩滲流和外部變形觀測，同時輔之以一些特定項目的監(jiān)測。
?	滲流量監(jiān)測
在大壩下游壩趾建量水堰，是常用的方法。這需要作截水墻以匯集滲水，對于建在深沖積層上的土壩更必須這樣做，否則大部分滲水從下部的沖積層漏走了。截水墻在施工期進行壩基處理時就進行，減少一些重復工程量和后期施工時的困難。
由于土石壩所在范圍廣，滲流量監(jiān)測容易受到降雨的影響。
?	壩體浸潤線觀測
浸潤線觀測斷面宜選擇在最大壩高處、合龍段、地形或地質條件復雜處，一般不少于3個，并盡量與變形、應力應變觀測斷面相結合。在每個橫斷面內從壩頂往下游壩坡布置3~5個測點，觀測水位，繪制浸潤線。
浸潤線觀測的可以采用測壓管方式或埋設滲壓計方式。一般如下原則選擇：
1作用水頭小于20m的壩，滲透系數大于或等于10-4cm/s的土體中，滲透壓力變幅小的部位，宜采用測壓管方式。
2 作用水頭大于20m的壩，滲透系數小于10-4cm/s的土體中，觀測不穩(wěn)定滲流過程以及不適宜埋設測壓管的部位（如上游鋪蓋或斜墻底部、接觸面等），宜采用埋設滲壓計方式，其量程應與測點水壓力相適應。
?	繞壩滲流觀測
在大壩與兩岸山坡連接處，沿壩腳線，從壩頂到下游布置滲流壓力測點。
2.2.2 變形監(jiān)測
	變形監(jiān)測的項目，主要有壩的表面變形，內部變形，裂縫及接縫等。變形監(jiān)測的正負號規(guī)定與混凝土壩類似。
2.2.2.1 表面變形監(jiān)測
表面變形的橫向觀測斷面通常選在最大壩高、合龍?zhí)帯⒌匦瓮蛔兲帯⒌刭|條件復雜處，一般不少于3個。每個橫向觀測斷面一般不少于4個標點，通常在上游壩坡正常蓄水位以上1個，正常蓄水位以下可根據需要設臨時測點，壩頂下游壩肩布置1個，下游壩坡半壩高以上1~3個，半壩高以下1~2個（含壩腳一個）。
測點的在壩軸線方向上的間距，一般壩長小于300m時，宜取20~50m，壩長大于300m時，宜取50~100m。
表面豎向位移及水平位移變形一般共用一個測點。

2.2.2.1 內部變形監(jiān)測
	為了了解土石壩在施工和運行期間壩體內的固結和沉降(垂直位移)情況，結合其他有關觀測資料進行綜合分析，以判斷其穩(wěn)定性和有無變形裂縫，作用施工控制和工程安全運行的依據。
	土石壩壩體內部的固結和沉降，一般采用在壩體內逐層埋設橫梁管式沉降儀，電磁式沉降儀，干簧管式沉降儀，水管是沉降儀等方式。
?	沉降觀測
沉降觀測應該與壩體其他各種位移觀測、壩體內孔隙水壓力的觀測配合進行。內部變形觀測的布置應該根據工程的重要程度，結構形式，地質，地形，壩長以及施工方法等確定，一般應在原河床、最大壩高、合龍段、代表性地質、特征地質處。每根沉降管的測點間距，應根據壩身填料特性，施工方法而定，一般為2~5m。沉降管最下一個測點應置于壩基表面，同時測量壩基的沉降量。
	水管式沉降儀，測點的布置，一般沿壩高橫向布置3排，即1/3壩高處，2/3壩高處，1/2壩高處。

?	水平位移監(jiān)測
水平位移是指垂直壩軸線方向和平行壩軸線方向的位移，大壩在上游水壓力作用下，可能向下游方向位移，也可能是由于壩基或壩體的抗剪強度降低，產生的側向位移，這樣的側向位移可能引起壩體橫向開裂，以及兩岸脫離，形成不利于壩體安全的滲流通道。因此，在這些可能產生較大位移部衛(wèi)安裝位移計，觀測大壩在施工和運行期間壩體內部的位移情況，結合其它觀測項目綜合分析，判斷壩坡的穩(wěn)定性，壩內有無隱蔽性裂縫，作為施工和運行安全運用的依據。
壩體內部水平位移觀測，一般沿可能產生有害位移的方向，在壩體內部埋設引張線式水平位移計、測斜儀、電位器式位移計（TS位移計）、正倒垂等等設備觀測。
常用的引張線式位移計適宜水平埋設，一般在靠近壩體頂部的左右岸區(qū)，分層設在最大壩高斷面的粗粒料區(qū)，分設高程約為1/3、2/3、1/2壩高處。

3 觀測儀器
3.1 垂線坐標儀、引張線儀
國內現(xiàn)己普遍使用的遙測垂線坐標儀有兩種，一種是電容感應式垂線坐標儀，其優(yōu)點是結構簡單，便于加工制造，測量速度快。缺點是:①測值不直觀，必須通過模擬量換算；線性范圍小，超過線性范圍后精度迅速降低；而且一側極板受水滴、潮濕影響時即產生很大誤差。②測量電路復雜，電纜傳輸模擬量，傳輸電路中聯(lián)接點多，防潮性能差，易受干擾和雷電流影響而導致故障，因而故障率高。③測量裝置無互換性，無精確測量基準，維修或更換后資料不能連續(xù)。④無自校功能，某些部位發(fā)生故障后仍輸出錯誤測值；⑤“中間極”必須套在垂線鋼絲或引張線鋼絲上，并用導線引出，安裝時擾動垂線，測量時也帶入誤差。
   普遍使用的另一種儀器是步進電機式垂線坐標儀，具有測值直觀，測量范圍大而測量精度高，抗干擾能力強等優(yōu)點，該種儀器的最優(yōu)產品為南京水利水文自動化研究所的STC－50型垂線坐標儀，具有如下優(yōu)點:
    (1)儀器和垂線鋼絲無任何接觸，無論安裝和測量都不干擾垂線位移。測值直觀，精確可靠，測量精度不因量程加大而降低。
    (2)有2根永久固定在測點上的不銹鋼基準桿，作為測量和自校的基準，能始終保持測值連續(xù)性和校驗測值正確性，在儀器維修或更換后能保持資料連續(xù)。
    (3)在跟蹤垂線的探頭上有兩對紅外光照準器，相互備用，保證每次測量都能取得測值，使儀器可靠性大為提高。同時采取了多種密封防潮措施，使故障率大大降低。
    (4)測量裝置和儀器均具有互換性，輸出為數字量，測量電路的抗干擾抗雷電流能力強，可靠性高，不易產生故障。
    (5)測量系統(tǒng)具有自檢能力，能顯示故障部位，便于維修，部件和電路更換方便，故障易于排除。
(6)機械加工精密，工藝優(yōu)良，電路和接插件均有多重防潮密封措施，且有控溫加熱元件保持干燥。

垂線坐標儀主要技術指標為：
測量范圍：X 50mm，Y 30mm
分辨力： 0.01mm
測量精度：±0.lmm
環(huán)境溫度:－10～+50℃
環(huán)境濕度:≤95%RH

引張線儀主要技術指標為：
測量范圍：30/50mm
分辨力： 0.01mm
測量精度：±0.lmm
環(huán)境溫度:－10～+50℃
環(huán)境濕度:≤95%RH

3.2 鋼弦式滲壓計
 實現(xiàn)壩體滲流監(jiān)測自動化的儀器有壓阻式、差阻式、電感式和鋼弦式等幾種類型。由于壓阻式儀器的長期穩(wěn)定性較差，損壞率高，難以長期應用于大壩安全監(jiān)測；差阻式滲壓計穩(wěn)定性好，但是靈敏度低，尤其是在低水位監(jiān)測的情況下不適用；電感式儀器穩(wěn)定性差，故障率高，在國內許多工程中使用效果不好；鋼弦式傳感器可將測壓管中水位變換為頻率量遠傳，其靈敏度高，安裝方便，已在國內外工程中大量使用，國產鋼弦式滲壓計由于生產工藝方面的原因，質量較差，特別是長期穩(wěn)定性方面不理想。美國Geokon公司原裝生產的GK-4500S型鋼弦式滲壓計，該儀器具有靈敏度高，長期穩(wěn)定性好，溫度影響小等優(yōu)點，已在國內幾十座大壩上使用，效果良好，但價格較高。由美國進口機芯及配件在國內組裝的DG-4560s型鋼弦式滲壓計具備了GK-4500S型的性能，而價格介于國產和原裝進口鋼弦式滲壓計之間，已在國內大量使用，效果良好，DG-4650型鋼弦式滲壓計，其技術指標為：
測量范圍：0~50 PSI
分 辨 力：0.025% F.S
準 確 度：±0.5% F.S
線 性 度：<0.5% F.S

3.3 差阻式儀器
1932年美國人卡爾遜研制成功差阻式儀器，其原理見下圖所示，當受到外界的拉壓而變形時，儀器內部兩根張緊鋼絲R1、R2的電阻發(fā)生差動變化，鋼絲電阻Rt=R1+R2及Z=R1/R2能反映儀器所在處的應力、變形的大小。
	差阻式儀器在混凝土壩內部觀測應用非常廣泛。

差阻式儀器的種類
儀 器 名 稱	型 號 規(guī) 格
應

力

應

變

儀

器
	應變計	DI-10
		DI-25
		DI-25DL
		DI-25DM
		DI-25B
		DI-15GY
		DI-25GY
	無應力計	配DI-25
		配DI-10
	鋼板計	配DI-10
	測縫計	CF-5，12
		CF-25
		CF-40
		CF-5，12GY
		CF-25GY
		CF-40GY
	裂縫計	配CF-5，12
	鋼筋計	KL-20，22，25，28，32，36，40
		KL-20，22，25，28，32，36，40GY
	滲壓計	SZ-2，4，8，16
		SZ-4A
	應力計	WL-30，60
	溫度計	DW-1
		DW-1GY
	土壓力計	YUB-2，4，8，16
滲流滲壓	揚壓力計	YZ-1，5，10
變形儀器	位移計	WY-100G
	三向測縫計	SX
	水管式沉降儀	CJT-1
基巖
邊坡
儀器	基巖變位計	配CF-5，12
	多點變位計	BWC-1
	錨索測力計	MS-1（100噸）
	錨桿應力計	配KL系列
4 自動化系統(tǒng)
 早在二十世紀60年代后期，國外已開始研制大壩安全監(jiān)測自動化設備，日本首先在梓川的三座壩上實現(xiàn)了監(jiān)測數據采集自動化[1]。70年代后期意大利在Talvacchia雙曲拱壩上利用模擬計算機和垂線坐標儀實現(xiàn)了變形監(jiān)控[2]，在Chotas 壩上安裝了集中式數據采集系統(tǒng)[3]，經過改進在Ridracoli壩上安裝分布式系統(tǒng)為主體的混合式系統(tǒng)[4] 。現(xiàn)在發(fā)展了GPDAS分布式數據采集系統(tǒng)，更為廣泛應用。
美國在80年代初期開始大壩監(jiān)測自動化工作，1981年美國墾務局在Monticello拱壩上安裝了集中式數據采集系統(tǒng)，總結經驗后認為分布式數據采集系統(tǒng)更好，從1981年起在Flaming Gorge等四座拱壩上安裝了分布式數據采集系統(tǒng)，取得了成功[5] ，此后即普遍應用了分布式數據采集系統(tǒng)。
從國外大壩監(jiān)測自動化發(fā)展過程來看都是由集中式數據采集系統(tǒng)向分布式數據采集系統(tǒng)發(fā)展，目前有代表性的國外產品如意大利ISMES研究所的GPDAS系統(tǒng)，美國GEOMATION公司的2300系統(tǒng)和SINCO公司的IDA系統(tǒng)都是分布式系統(tǒng)，后二者都已在我國有所應用。
我國的大壩監(jiān)測自動化工作起步雖晚，至今也近30年了。從70年代末到80年代中期，解決了差動電阻式儀器的高精度遠距離自動化集中測量問題，80年代中期已有兩種類型的遙測垂線坐標儀的大壩上使用，通過國家“七五”攻關計劃的實施，研制成功了集中式數據采集系統(tǒng)。90年代已有近30座大壩安裝了一些遙測儀器或采用集中式數據采集系統(tǒng)實現(xiàn)大壩監(jiān)測自動化。
我單位研制的DG－94型分布式大壩安全自動監(jiān)測系統(tǒng)在1996年3月通過了水利部主持，水電兩部門的專家參與的鑒定會，鑒定意見認為該系統(tǒng)總體上達到國際先進水平，在差動電阻式儀器監(jiān)測和變形監(jiān)測方面還有所突破，1997年榮獲水利部科技進步二等獎，1998年榮獲國家科技進步三等獎，迄今為止仍是大壩監(jiān)測自動化方面唯一通過部級鑒定并獲得國家科技進步獎的自動化系統(tǒng)，在國內一直處于領先水平。已在水利和電力部門的60多座混凝土壩和土石壩中廣泛應用，運行良好，均已取代人工觀測，成為大壩安全監(jiān)控的現(xiàn)代化手段。該型系統(tǒng)經過DG-94型、DG-95型、DG-97型發(fā)展到DG-2000型，功能和性能更為優(yōu)越。
DG型分布式大壩自動監(jiān)測系統(tǒng)由五部分組成，即大壩監(jiān)測儀器、測量控制裝置、中央控制裝置，安全信息管理系統(tǒng)及通信和電源線路等組成。其中大壩監(jiān)測儀器，測量控制裝置和中央控制裝置組成大壩監(jiān)測數據采集網絡，主要功能是實現(xiàn)大壩監(jiān)測數據的自動采集。信息管理系統(tǒng)的主要功能對包括監(jiān)測數據在內的大壩安全信息進行存儲和管理，為大壩安全運行提供安全評判和監(jiān)控依據。
4.1 DG型系統(tǒng)的功能和性能
4.1.1 監(jiān)測功能
（1）數據采集方式
數據采集系統(tǒng)具有六種不同監(jiān)測數據采集方式，具有較大的靈活性和可靠性。
① 中央控制方式：由監(jiān)控主機（現(xiàn)場數據采集計算機）發(fā)出命令，測控裝置接收命令、完成規(guī)定的測量，測量完畢將數據暫存，并根據命令將測量數據傳送至監(jiān)控主機內存儲；
② 自動控制方式（即無人值班方式）：由各臺測控裝置自動按設定的時間和方式（可由人工按需設定）進行數據采集，并將所測數據暫存，同時自動傳送至監(jiān)控主機內存儲。該方式主要用于日常測量；
③ 特殊條件下應急控制方式：在汛期或其它特殊情況下，電源和通訊完全中斷時，各測控裝置能依靠自備電源繼續(xù)進行自動化巡測，可維持運行一周，所有測值全部自動存儲，等待故障修復后提取。
④ 人工測量方式：作為一種后備方式，當監(jiān)控主機或通訊線路發(fā)生故障時，在通訊線路恢復前，采用便攜式計算機或鍵盤顯示器進行數據采集或提取自動測量數據；在測控裝置發(fā)生故障時，采用便攜式檢測儀進行人工數據采集；
⑤ 網絡化測量方式：本系統(tǒng)具有網絡化管理功能，在添加一些計算機終端等設備后，有關領導和專家可在主管領導辦公室、總工室、水工管理部門等一切相關部門的計算機上進行數據采集、資料查詢等；
（2）數據采集方法
監(jiān)測數據的采集方法有：巡測、定時巡測、選測、人工測量。采集周期根據工程要求，運行人員可在監(jiān)控主機上設定或修改起始測量時間和定時自動測量周期。
4.1.2 顯示功能
能顯示大壩及監(jiān)測系統(tǒng)的全貌、網絡連接圖、儀器測點布置平面和剖面圖，各種監(jiān)測數據過程線等，顯示報警狀態(tài)，顯示所有監(jiān)測數據、監(jiān)測成果，顯示有關系統(tǒng)信息，若接投影儀可實現(xiàn)大屏幕顯示。
4.1.3 存儲功能
系統(tǒng)所有實測數據分二級存儲：測控裝置具有存儲器和掉電保護模塊，能暫存所測數據，存儲容量不小于128KB，存滿后自動覆蓋，在系統(tǒng)斷電的情況下保證不丟失數據；監(jiān)控主機接受所有測控裝置的監(jiān)測數據，自動檢驗、存儲，對超差數據自動報警，檢驗后的數據存入數據庫中。
4.1.4 數據通訊功能
數據通訊包括現(xiàn)場級和管理級的數據通訊。
（1）現(xiàn)場級數據通訊功能：
現(xiàn)場測控裝置和監(jiān)控主機之間，采用RS-485實現(xiàn)雙向通訊。
（2）管理級數據通訊功能：
信息管理主機可通過電話線或光纜或微波等與現(xiàn)場數據采集計算機之間通訊，實現(xiàn)雙向通訊。
4.1.5 數據管理功能
監(jiān)控主機具有監(jiān)測數據監(jiān)視操作、輸入/輸出、顯示打印等一般管理能力，存儲系統(tǒng)所有監(jiān)測數據，對測控裝置傳輸來的原始測值進行初步處理，供運行人員進行瀏覽、檢查、繪圖、打印等，并有數據越限報警功能。可調度各級顯示畫面及修改/設置儀器的參數、修改/設置系統(tǒng)的配置、進行系統(tǒng)測試、系統(tǒng)維護等，完成系統(tǒng)調度、過程信息文件形成、入庫、通訊等任務。
4.1.6 系統(tǒng)自檢功能
系統(tǒng)具有自檢功能，可對數據存儲器、程序存儲器、CPU、實時時鐘、供電狀況、電池電壓、測量電路及傳感器電路等進行自檢，能在監(jiān)控主機上顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)、故障部位及類型等信息，以便及時維護系統(tǒng)。任何硬件和軟件的故障都不危及系統(tǒng)設備和人身安全。
4.1.7系統(tǒng)防雷、抗干擾功能
大壩所處地理位置，易受雷擊或強電磁場影響。系統(tǒng)通訊方式可以采用光纜和電纜相結合、所有暴露在外的電源電纜、通信電纜、信號電纜等除采用鋼管保護外，還采用了獨特的外堵內防技術，即電纜輸入口和機箱采取隔離加等電位防雷技術、測控裝置采用防雷器件，對接地要求低，效果顯著。在系統(tǒng)的供電線路、傳感器到測控裝置的入口等重要部位均設有防雷設備，采取了三級防雷保護措施，確保系統(tǒng)在雷擊和電源波動等情況下能正常工作。電源、通訊和傳感器輸入口可防1500W雷電感應。
4.1.8 系統(tǒng)供電功能
系統(tǒng)所有設備采用220V交流電，MCU還有自帶免維護的鉛酸充電電池作后備電源，在系統(tǒng)供電中斷的情況下，備用電源自動啟動，在每天測量兩次的條件下，能保證測控裝置連續(xù)工作一周，以保證數據測量的連續(xù)性。
4.2 系統(tǒng)性能指標:
① 系統(tǒng)平均無故障各種時間
系統(tǒng)平均無故障工作時間≥10000小時；
② 測量周期
系統(tǒng)自動定時測量周期可根據工程要求，操作員可在測控裝置、監(jiān)控主機、管理主機等計算機上設定或修改，測量周期設定范圍為1分鐘～1個月；
③ 系統(tǒng)容量
可連接儀器測量模塊數量：256臺（可擴至1024臺）；
④ 系統(tǒng)工作電源
系統(tǒng)工作電源為：
電  壓：220VAC±20%；
周  波：50±1Hz；
⑤ 系統(tǒng)防雷
傳感器、電源和通信：1500W；
⑥ 系統(tǒng)接地
系統(tǒng)接地電阻：〈10Ω；
⑦ 系統(tǒng)工作環(huán)境
a. 計算機房
環(huán)境溫度： 10℃～30℃；
環(huán)境濕度： ≤75%Rh；
b. 測控裝置
環(huán)境溫度： —30℃～60℃；
環(huán)境濕度： ≤100%Rh。
4.2 DG型系統(tǒng)主要設備（測控裝置）
DG型分布式大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)的技術性能和指標滿足《土石壩安全監(jiān)測技術規(guī)范》（SL60-94）和《大壩安全自動監(jiān)測系統(tǒng)設備基本技術條件》（SL268-2001）的要求，并滿足《招標文件》所要求的技術指標，同時，該系統(tǒng)的系列產品包括測控裝置已獲得生產產品許可證。該系統(tǒng)由MCU-1/2/3M型測控裝置（由各類智能數據采集模塊按實際需要組合而成）、各種不同的通信介質和基于Windows 9X/2000/NT平臺的數據采集軟件、信息管理軟件組成，能采集差阻式、步進式、電感式、鋼弦式、電位器式等各類傳感器，根據所接入監(jiān)測儀器的數量和種類，配置不同類型的測量模塊。實踐證明DG型分布式大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)是一個既先進、可靠，又經濟、實用的自動化系統(tǒng)，完全滿足水庫大壩安全監(jiān)測的要求。
南京水利水文自動化研究所大壩監(jiān)測分所生產的DG-2000型分布式大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)，它由監(jiān)測儀器、測控裝置、監(jiān)控計算機以及各種電纜等組成。測控裝置是大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)的關鍵設備，是分布式數據采集網絡的節(jié)點裝置，它決定了系統(tǒng)的規(guī)模、功能和性能，DG-2000型分布式大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)中的測控裝置為MCU-1M型或MCU-1M型測控裝置，它由密封機箱、智能數據采集模塊、電源模塊、人工比測模塊和防雷模塊等組成，各功能模塊布局合理、標志清楚、維修方便，還有溫控加熱除濕裝置。該裝置用于系統(tǒng)中各種類型監(jiān)測儀器（傳感器）的數據測量、存儲和傳輸，安裝在監(jiān)測儀器附近，適合于在惡劣的水工環(huán)境下長期使用，可靠性高，平均無故障時間大于20000小時。MCU-1M型測控裝置有1個智能控制數據采集模塊，MCU-2M型測控裝置有2個智能控制數據采集模塊，每個智能控制數據采集模塊可接入的儀器類型和數量見表1。
表1：智能數據采集模塊的種類、可接入的儀器類型和數量
序號	名  稱	型號	通道數	備  注
1	差阻式儀器采集模塊	R16M	16	4/5芯差阻式儀器或溫度計
2	步進式儀器采集模塊	S1M	1	步進電機式垂線坐標儀或引張線儀
3	步進式儀器采集模塊	S4M	4	步進電機式垂線坐標儀或引張線儀
4	鋼弦式儀器采集模塊	V16M	16	各類鋼弦式儀器
5	電壓式儀器采集模塊	E16M	16	各類電壓、電流量輸出儀器
6	環(huán)境量儀器采集模塊	H3M	11	浮子式儀器、雨量計和差阻式儀器
7	環(huán)境量儀器采集模塊	FRV	11	浮子式儀器、雨量計和鋼弦式儀器
8	氣象站儀器采集模塊	M7M	7	7種氣象站儀器，如風速、風向、氣溫、氣壓、雨量、蒸發(fā)、濕度等
MCU-1/2/3M型測控裝置技術指標如下：
（1）差動電阻式儀器測量模塊R16M
		測點數量：16支五芯或四芯差動電阻式儀器
測量范圍：電阻值：0～120Ω
             電阻比：0.8000～1.2000    
   準確度：電阻值：0.02Ω
           電阻比：0.0002
   分辨力：電阻值：0.01Ω
           電阻比：0.0001
  測量速度：5秒/支
 (2) 鋼弦式儀器測量模塊	V16M
      測點數量：16支鋼弦式儀器（頻率+溫度）
        測量范圍：頻率：400～6000Hz
                  溫度：-50～150℃
        準確度：頻率：±0.01%F?S
                溫度：±0.5℃
        分辨力：頻率：0.01Hz
                溫度：0.1℃ 
        測量速度：4秒／支（頻率＋溫度）
(3) 步進式儀器測量模塊S1/4M
     測點數量：1/4通道（垂線儀或引張線儀）
     測量范圍  X：0～50mm，Y：0～30mm
     準確度：±0.1mm
     分辨力：0.01mm 
     測量速度：4～655秒／支
    測量時間：45s/point；
(4) 電壓式儀器測量模塊E16M
     測點數量：16通道
     測量范圍  ±2V
     準確度：±0.1%  F?S
     分辨力：0.01%  F?S
     測量速度：6秒／支
 (5) 環(huán)境量儀器測量模塊H3M/FRV
		測點數量：2支浮子式水位計＋1支雨量計+8支差阻式儀器/8支鋼弦式儀器
       測量范圍：同浮子式水位計、1支雨量計和差阻式儀器/鋼弦式儀器
       準確度：水位計：同浮子式水位計
               雨量計：同雨量計
               差阻式儀器：同差阻式儀器測量模塊R16M
               鋼弦式儀器：同鋼弦式儀器測量模塊V16M
分辨力：水位計：1cm
               雨量計：同雨量計
               差阻式儀器：同差阻式儀器測模塊R16M
               鋼弦式儀器：同鋼弦式儀器測模塊V16M
        測量速度：5秒／支
 (6) 氣象站儀器測量模塊M7M
	氣象站儀器測量模塊的技術指標可參見氣象站儀器。
（7） 通訊接口：CAN 總線、RS-485、RS-232-C、無線、光纖、微波、電話線等通訊方式可選
（8） 通訊波特率：1200bps可調
（9） 存儲容量：128KB帶掉電保護
（10） 工作電源：220VAC±15%,50Hz或太陽能電源可選，配12V4AH蓄電池
（11） 工作環(huán)境：溫度：－10～60℃（－30～60℃可選）
               濕度：≤98%Rh
（12） 設備防雷：傳感器：1500W
                 電源、通訊：1500W
（13）平均無故障工作時間（MTBF）：20000小時
4.3 系統(tǒng)配套軟件
系統(tǒng)配套的軟件是以Windows 2000/NT/Me/98為系統(tǒng)平臺的一套圖視化的窗口軟件，具有全圖形化操作、界面友好、操作方便等特點，它承擔著水庫大壩安全監(jiān)測信息的管理工作，系統(tǒng)管理軟件由DG型數據采集軟件、DSIM型信息管理軟件和MDAP型數據分析軟件組成，這些軟件具有以下功能。
4.3.1數據采集軟件
數據采集軟件是Windows 2000/NT/Me/98環(huán)境下一套圖視化的窗口軟件，所有監(jiān)測點均可顯示在布置圖上，每個測點都與數據庫相連接，同時布置圖上的每一個測點又與現(xiàn)場測控裝置的對應儀器相通，因此操作和選擇屏幕布置圖上的測點或采集模塊就可以完成對該測點或模塊的數據采集、換算、處理、入庫等全部過程。對自動采集的數據自動入庫；對人工測量的數據，提供了一個人機界面窗口，可鍵盤輸入進庫。數據采集軟件可用于單機采集和網絡采集，如果計算機被設計為Windows NT 局域網的一個節(jié)點，則局域網（甚至廣域網）上的任意一臺計算機均可以控制計算機進行數據采集，并把采集的數據傳送到本地計算機上。
采集軟件功能主要包括：系統(tǒng)管理、數據采集、數據管理和數據通訊等。
（1）系統(tǒng)自檢功能
    各測點測值超過設計工程師設定的限值，則給出不同級別的報警，軟件具有24小時不間斷運行的在線監(jiān)控和分級報警、系統(tǒng)自檢、自診斷功能，能對系統(tǒng)各部位運行狀態(tài)自檢、自診斷，并實時輸出自檢、自診斷結果及運行中的異常情況，作為硬拷貝文檔。
（2）數據通訊功能  
    實現(xiàn)監(jiān)控主機（現(xiàn)場數據采集計算機）與各臺測控裝置、監(jiān)控主機與管理主機（信息管理計算機）之間的雙向數據通訊。通過網絡連接或MODEM，可實現(xiàn)遠程數據傳輸和系統(tǒng)遠程控制。
（3）數據采集功能 
數據采集軟件實現(xiàn)數據采集，具有兩種運行方式，即：
     中央控制方式(應答式)，由數據采集軟件下達命令，網絡節(jié)點上的所有測控裝置進行巡測或選測，測量完畢后將數據根據命令存儲在監(jiān)控主機中；
  自動控制方式(自報式)，測控裝置（MCU）按內部設定時間間隔自動進行測量，測量完畢后將數據存儲，并自動將存儲數據傳送到監(jiān)控主機中存儲。在系統(tǒng)電源和通訊線路中斷時，測控裝置將按特殊自控方式運行。
（4）數據管理功能
    將原始監(jiān)測數據儲存在監(jiān)控主機的數據庫中，可按要求對存儲數據進行初步處理，供運行人員瀏覽和檢查。具有完善的臨時和歷史測值的數據庫管理功能。測值數據可顯示、查尋、檢索、繪制過程線、拷盤、打印。
（5）報警功能
    對現(xiàn)場各種異常情況、報警事件進行分析、歸類，指出其發(fā)生的時間、報警內容，判斷發(fā)生故障的原因、故障地點，能以相應的屏幕文字、字體顏色或聲音方式發(fā)出報警信號，并生成報警事件總匯表，根據設計工程師或運行人員確定的各測點的限值，發(fā)出不同級別的報警功能。    
（6）圖形界面
操作平臺為Windows 98/NT/Me/2000，數據采集軟件能形象顯示大壩的全貌及圖形化顯示監(jiān)測數據，顯示實時數據及歷史數據的趨勢圖，實時打印現(xiàn)場各種數據,保證監(jiān)測資料的完整性和連續(xù)性。
4.3.2信息管理軟件
DSIM大壩安全信息管理系統(tǒng)具有對大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)采集的監(jiān)測數據及其它有關大壩安全的信息進行自動獲取、存儲、加工處理和輸入輸出，并且為數據分析軟件提供完備的數據接口，以便利用大壩安全監(jiān)測數據和各種大壩安全信息對大壩性態(tài)作出分析判斷，能按部頒《土石壩安全監(jiān)測技術規(guī)范》和《土石壩安全監(jiān)測資料整編辦法》對水庫大壩監(jiān)測資料進行整編分析，生成有關報表和圖形，做好大壩安全運行和管理工作。由于該軟件界面友好、可移植性強、功能全、運行穩(wěn)定，因此得到用戶的廣泛好評。主要功能如下：
（1）測點管理
安全監(jiān)測系統(tǒng)中各種監(jiān)測項目中埋設或安裝接入自動化系統(tǒng)的監(jiān)測儀器測點均為管理對象。
測點屬性是指該測點的所有特征數據包括測點點號（自動監(jiān)測系統(tǒng)中的專用編號）、測點設計代號、儀器類型、儀器名稱、測值類型、監(jiān)測項目、安裝位置、儀器生產廠家、測點物理量轉換算法及計算參數、測點數據入庫控制、數據極限控制以及測點數據圖形輸出控制等。
設置測點算法
設置數據入庫時段控制
設置數據極限控制
修改或擴充測點屬性
可修改擴充的測點屬性如下：儀器類型，儀器名稱，監(jiān)測量初始值，監(jiān)測項目，安裝位置，儀器生產廠家。
數據、屬性自動跟蹤測點的修改：測點的屬性是通過數據庫中相互關聯(lián)的表來實現(xiàn)的，使測量數據、算法（將監(jiān)測數據轉換成監(jiān)測物理量）、入庫控制及報表將自動地跟蹤修改，使系統(tǒng)具有高度的靈活性和穩(wěn)定性。
如：數據庫已經運行了一段時間，要修改某測點的點號或設計代號，通過測點管理修改點號或設計代號，所有該測點原來設置的屬性、監(jiān)測數據、報表數據將自動跟蹤到修改后的點號或設計代號上去，不會造成混亂。
（2）遠程控制
    系統(tǒng)可通過串口利用電話線、光纜、微波等通信媒體或網絡對系統(tǒng)進行遠程控制，實現(xiàn)數據采集軟件上的所有功能，并可對數據采集軟件中的歷史數據進行提取。用戶可在工作基地或其他地方通過遠程控制軟件實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
（3）數據輸入
① 自動輸入
可通過自動化系統(tǒng)數據采集軟件直接獲得或通過數據采集軟件的數據庫定時提取監(jiān)測數據并入庫。數據入庫受測點入庫時段和數據極限控制。
② 人工輸入
如有一些監(jiān)測項目未納入自動化監(jiān)測系統(tǒng)，這些監(jiān)測項目及實現(xiàn)自動化監(jiān)測之前的人工監(jiān)測數據可人工輸入，可輸入監(jiān)測數據，也可以直接輸入監(jiān)測物理量。直接輸入監(jiān)測物理量是為了適應人工監(jiān)測點變?yōu)樽詣踊瘻y點后，人工輸入該點自動化以前的歷史數據。
③ 全自動物理量轉換和數據過濾
無論是自動輸入還是人工輸入數據，在入庫的過程中自動完成監(jiān)測數據至監(jiān)測物理量轉換并存儲。
（4）數據輸出
通過輸出向導可以輸出測點數據圖表，數據模板（特殊的數據輸出集合）和報表。
① 測點列表
測點列表中的測點是可選的，通過測點列表過濾器設置的過濾條件，可在測點列表中設置所需的測點，大部分測點屬性都可以作為過濾條件，可以將需要的一部分測點過濾到測點列表中，這樣可以加快測點信息的獲取速度，測點列表的過濾條件自動地被記憶在系統(tǒng)中，在下次重新進入系統(tǒng)時，系統(tǒng)自動在測點列表中加入選擇的測點
② 多窗口輸出測點數據圖表
按照向導的提示可輸出測點任意時段的數據圖表，輸出圖表的數據窗口有以下特點和功能：
    通過輸出窗口中附帶的快捷鍵，可以方便地在圖形和表格之間切換。
    可以按需要控制圖形的數據輸出項、上下限。
    在圖形輸出時，鼠標在圖形中移動時，在狀態(tài)條中動態(tài)顯示鼠標所在點的數據值和時間，為觀察數據提供了方便。
    在表格輸出時，可以在線修改、刪除數據（登錄的用戶必須有修改數據的權限才可以使用該功能）。
    可以通過輸出窗口所帶的快捷鍵，可方便地將窗口設置為實時數據窗口，用來監(jiān)測大壩關鍵數據。
所有的表格和圖形均可輸出打印。
可以輸出多個需要的數據窗口，便于進行數據間的比較與分析。
     可以在輸出的時間段上，重新進行物理量的轉換，方便因儀器更換導致系統(tǒng)參數改變，分時段進行物理量轉換。
③ 輸出某時段中的所有測點數據
該功能用于全面檢查測點數據，也可以在輸出的時間段上，重新進行物理量的轉換，這樣可以方便批量更換儀器。
④ 輸出測點列表中的測點綜合信息
以表格形式顯示測點屬性，為快速瀏覽系統(tǒng)測點的綜合信息提供了方便。
（5）通過輸出模板輸出數據
① 通過數據管理的輸出向導輸出報表
日報（原始監(jiān)測數據、日最大、日最小和日平均）
月報（監(jiān)測數據日平均、月最大、月最小和月平均）
年報（監(jiān)測數據月平均、年最大、年最小和年平均）
系統(tǒng)信息的報表：提供測點布置信息、測點計算信息等系統(tǒng)信息。
報表數據可以轉換為Word或Excel文件。為二次處理數據提供了方便。
② 自動創(chuàng)建多點數據輸出模板并輸出
系統(tǒng)創(chuàng)建多點數據過程線輸出模板，將不同測點的不同數據（原始測值或物理量轉換的數據）綜合到一個輸出模板中，可以設置模板的名稱、標題，坐標上下限，可設置測點數據的顏色、線寬、數據圖形標志，設置好的模板可以存儲起來供以后使用。窗口輸出的圖形可以打印輸出。
（6）巡查信息管理
人工巡視檢查信息用以彌補儀器監(jiān)測的不足，每次巡視檢查獲得的信息可用人工輸入,以便資料分析和大壩安全評定時查詢和輸出歷史巡查記錄。
（7）大壩安全文檔管理
有關大壩安全的文檔包括文字資料和工程圖表可按大壩安全注冊要求建立，除作為檔案保存外也便于進行資料分析和大壩評審時調閱。其主頁設計可以修改、增加文檔，用Windows中Internet瀏覽器可以方便地瀏覽或打印輸出文檔。
（8）備份管理
備份管理提供數據和系統(tǒng)信息的備份與還原功能。
① 數據備份和還原
將任意時間段的數據備份出來，在系統(tǒng)需要時還原進系統(tǒng)（例如恢復系統(tǒng)、數據軟盤傳遞等情況）。
② 系統(tǒng)信息的備份與還原
該功能可以將有關系統(tǒng)的信息全部備份下來。
系統(tǒng)信息包括測點屬性、系統(tǒng)中使用的儀器、測點監(jiān)測項目、安裝位置、儀器生產廠家、測點物理量轉換算法及參數、輸出模板設置等信息。
在完成一批測點的算法和參數設置后，立即做一個系統(tǒng)信息備份，該備份有助于以后自動恢復系統(tǒng)。
（9）系統(tǒng)安全管理
具有系統(tǒng)設置權限的用戶可以填加和刪除系統(tǒng)用戶，給不同的用戶設置不同的權限，不同的用戶以自己的口令和密碼登錄系統(tǒng)后有不同安全級別的操作權限。
（10）軟件自動升級
數據庫應用軟件具有自動創(chuàng)建和升級這一功能，在軟件升級時自動創(chuàng)建新的數據庫結構，并將原來的系統(tǒng)信息和測量數據的備份自動還原進入新建的數據庫。
4.3.3  MDAP數據分析軟件
信息管理系統(tǒng)中已為數據分析提供了非常簡明的測量數據表，所有的測量數據都在一個表中，通過這樣的測量數據表，數據分析軟件可以很方便地獲取數據。
數據分析系統(tǒng)得到的分析結果還可以反饋到數據庫中，利用該接口，就可以實現(xiàn)通過數學模型來監(jiān)控工程安全性態(tài)。具體包括單點或多點數據瀏覽及過程線繪制、各監(jiān)測物理量之間的相關分析和統(tǒng)計模型建模，主要特點和功能如下：
（1）軟件設計時采用容錯技術，發(fā)生錯誤操作時，不致使運行程序遭到破壞。
（2）軟件內有口令設置，可使無關人員不能進行系統(tǒng)操作，提高軟件的安全性能。
（3）對變形、滲流、滲壓、應力應變和溫度等各類工程安全監(jiān)測儀器和監(jiān)測項目實測數據進行處理和計算分析；
（4）自動對各監(jiān)測點的不同監(jiān)測值或物理量轉換成果進行粗差檢驗和剔除；
（5）滲壓進行位勢分析和坡降計算；
（6）對任一效應量與環(huán)境量或其它原因量進行相關分析；
（7）使用逐步回歸方法建立統(tǒng)計模型；
（8）提供各種可選的分析因子（如水壓、溫度 [氣溫、水溫] 和時間因子等）供用戶任意組合選用；
（9）提供簡便、快捷的在線模型監(jiān)控方法；
（10）提供豐富的圖形和報表功能，使整個分析過程窗口化、分析結果圖形化；
（11）具有各種分析圖形的無極縮放功能，用戶可在上述分析處理成果基礎上結合信息系統(tǒng)提供的人工巡視檢查信息、工程文檔資料、工程安全鑒定資料進一步分析，對工程安全狀態(tài)作出全面評判，制定工程安全運行和供水調度的正確決策，并可通過遠程通訊及時上報分析、評審成果和決策。

附表1 混凝土壩安全監(jiān)測項目分類表
序號	監(jiān)測類別	監(jiān)測項目	大壩級別
			1	2	3
1	巡視檢查	壩體、壩基、
壩肩及近壩庫岸	●	●	●
2	變形	1)壩體位移	●	●	●
		2)傾斜	●	○	
		3)接縫變化	●	●	○
		4)裂縫變化	●	●	●
		5)壩基位移	●	●	●
		6)近壩岸坡位移	○	○	○
3	滲流	1)滲流量	●	●	●
		2)揚壓力	●	●	●
		3)滲透壓力	○	○	
		4)繞壩滲流	●	●	●
		5)水質分析	●	●	○
4	應力、應變及溫度	1)應力	●	○	
		2)應變	●	○	
		3)混凝土溫度	●	●	○
		4)壩基溫度	●	○	
5	環(huán)境量	1)上下游水位	●	●	●
		2)氣溫	●	●	●
		3)降雨量	●	●	●
		4)庫水溫	●	○	
		5)壩前淤積	●	○	
		6)下游沖淤	●	○	
		7)冰凍	○		
注：1有●者為必設項目，右○者為可選項目，可根據需要選設。
    2 壩高70米以下的1級壩，應力應變?yōu)榭蛇x項

附表2 土石壩安全監(jiān)測項目分類表
序
號	監(jiān)測類別	觀 測 項 目	建筑物類別
			1	2	3
一	巡視檢查	巡視檢查（含日常、年度和特別三類）	●	●	●

二

變形	1.	表面變形；
2.	內部變形；
3.	裂縫及接縫；
4.	岸坡位移；
5.	混凝土面板變形	●
●
●
●
●	●
○
○
○
○	●

三	
滲流	1.	滲流量；
2.	壩基滲流壓力；
3.	壩體滲流壓力；
4.	繞壩滲流	●
●
●
●	●
●
●
	●
○
○

四	
壓力（應力）	1.	孔隙水壓力；
2.	土壓力（應力）；
3.	接觸土壓力；
4.	混凝土面板應力	●
○
●
●	○
○
○
○

五

水文、氣象	1.	上、下游水位；
2.	降水量、氣溫；
3.	水溫；
4.	波浪；
5.	壩前（及庫區(qū)）泥沙；6.	冰凍	●
●
○
○
○
○	●
●
○	●
●
○
六	地震反應	1.	地震強震；
2.	動孔隙水壓力	○
○	○	
七	水  流	泄水建筑物水力學	○		
注  （1）有●者為必設項目，有○者為一般項目，可根據需要選設。
    （2）對必設項目，如有因工程實際情況難以實施者，應報上級主管部門批準后緩設或免設。

網友評論 more

建筑安全最新內容

05-04