一种峡谷区高拱坝谷幅变形监测体系设置方法技术

本发明专利技术公开了一种峡谷区高拱坝谷幅变形监测体系设置方法。所述谷幅变形监测体系包括变形监测模块、地下水动力模块、工程要素模块、环境要素模块及应力监测模块，所述设置方法包括监测体系相关的具体测点的布设要点。本发明专利技术涵盖的监测数据范围广、监测内容全面，能够有效监测峡谷区高拱坝谷幅变形情况，可提供全面可靠的监测数据，有利于水电工程建设运营期的安全管理工作，同时为开展基于数据挖掘的高拱坝谷幅变形机理研究及枢纽工程与地质环境互馈研究提供技术支撑。馈研究提供技术支撑。馈研究提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种峡谷区高拱坝谷幅变形监测体系设置方法


[0001]本专利技术涉及重大水电工程设计及安全监管领域，尤其涉及一种峡谷区高拱坝谷幅变形监测体系设置方法。

技术介绍

[0002]重大水电工程建设及蓄水运营期，工程区两岸山体出现明显变形的现象被称为谷幅变形，是反应山体变形状态的重要指标，是枢纽工程区安全状态的重要体现标志之一。
[0003]目前，峡谷区高拱坝谷幅变形的变形机理研究主要集中在谷幅变形与大坝变形互馈分析方面，对谷幅变形监测系统需要开展进一步研究，同时缺少枢纽工程与地质环境互馈方向的研究。研究主要受限于坝区谷幅变形监测资料、谷幅变形相关联的重要因素监测数据缺失或不足，同时，谷幅测点布设位置不够合理，典型数据样本监测数量较小。因而，构建一种涵盖的监测数据范围广、监测内容全面、能够有效监测峡谷区高拱坝谷幅变形情况的峡谷区高拱坝谷幅变形监测体系设置方法已经成为本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种峡谷区高拱坝谷幅变形监测体系设置方法，设置方法重点考虑谷幅变形表征形式，以及地下水动力作用、库水位调度、大坝排水系统、环境互馈引起的地下水动力参数变化、岸坡岩质变化对高拱坝谷幅变形的影响。通过布设变形监测模块、地下水动力模块、工程要素模块、环境要素模块及应力监测模块，丰富坝区谷幅变形相关监测资料,以解决现有监测布设监测数据内容不全面、数据范围窄，以及布设位置不够合理的问题。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种峡谷区高拱坝谷幅变形监测体系设置方法，其特征在于，所述监测体系包括变形监测模块、地下水动力模块、工程要素模块、环境要素模块及应力监测模块；
[0007]所述变形监测模块包含绝对位移监测系统、谷幅变形表观监测系统、谷幅变形深部监测系统；
[0008]所述地下水动力模块包含地下水监测系统、地表径流监测系统；
[0009]所述工程要素模块包含库水位调度监测系统、帷幕工作状态监测系统、坝区排水设施监测系统；
[0010]所述环境要素模块包含坝区降雨监测系统、地下水温监测系统、地震监测系统；
[0011]所述应力监测模块包含水垫塘应力监测系统、坝基应力监测系统、库岸应力监测系统。
[0012]进一步的，所述绝对位移监测系统基于坝区大地水准控制网，由部分表观监测点构成，监测内容为测点大地坐标绝对位移值。
[0013]进一步的，所述谷幅变形表观监测系统由多个水泥浇筑的表观监测墩组成，布设时依据建筑部位重要性、地质环境特点安置监测墩，在大坝上游第一监测距离范围内下游
第一监测距离范围内布设谷幅测线，在重点监测部位依据工程实际扩大监测墩布设密度，大坝上游第二监测距离范围内、下游第二监测距离范围内加密测线布置；表观监测墩成对布设，分别设置在测线两端的山体；布设依据地质构造特征及相对于坝身的位置特征，位置主要为顺河向布设；对于横河向的重要剖面，按照地质构造特征选取不同高程布设多条测线，监测二维剖面上的谷幅变形。上游第二监测距离范围处于上游第一监测距离范围内，下游第二监测距离范围处于下游第一监测距离范围内，上游第一监测距离范围优选为大坝上游15km，下游第一监测距离范围优选为10km，上游第二监测距离范围优选为大坝上游3
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5km，下游第二监测距离范围优选为2km。
[0014]进一步的，所述谷幅变形深部监测系统由谷幅测洞及布设于测洞内的多个石墨杆式单点水平位移计构成，谷幅测洞起点对应谷幅表观监测点，布设于表观测点所在的横河向剖面内，测洞为直线设计且接近水平，位于两岸山体内部，谷幅洞布设主要集中在大坝上游第二监测距离范围内、下游第二监测距离范围内。
[0015]进一步的，所述地下水监测系统由多个地下水位监测孔组成，重点考虑枢纽区大断层、层间错动带等水文地质构造重点部位，以及山体含水层、隔水层等地层分类结构，依据地层构造特点、与坝身相对位置选择布设位置，孔内布设渗压计。
[0016]进一步的，所述地表径流监测系统由多个布设在两岸山体一定范围内的地表径流自动计量装置构成，重点布设在枢纽区断层、岩层类别变化位置。
[0017]进一步的，所述库水位调度监测系统由安置在大身前后的有线压力传感器构成，对大坝上游水位、下游水位高程实施同步监测。
[0018]进一步的，所述帷幕工作状态监测系统由多个位于不同坝段的坝基渗压监测点及帷幕前渗压监测点的组成，采用钻孔渗压计，仪器埋设于建基面下方1.4
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1.6m左右，须重点监测层间错动带及建基面位置。
[0019]进一步的，所述坝区排水设施监测系统包括设置在帷幕后方排水廊道、两岸边坡内部的排水管及与连通的高压水管，边坡埋设的渗压计、量水堰组成，获取两岸山体的渗流量变化特征。
[0020]进一步的，所述坝区降雨监测系统包括设于大坝上游近距离范围内的气象工作站。
[0021]进一步的，所述地下水温监测系统包括设于地下水位孔内深部的电温计。
[0022]进一步的，所述地震监测系统包括布设于大坝上游近距离范围内的地震波监测仪。
[0023]进一步的，所述水垫塘应力监测系统包括水垫塘两岸边坡的单点锚杆应立计、底板布置的两点式锚杆应立计、位于两岸边坡的声发射装置。
[0024]进一步的，所述坝基应力监测系统包括埋设于不同坝段上游侧、中部、下游侧的岩石压应力计，埋设方式包括水平、竖直、斜向，分别用于观测建基面的竖向压应力和拱推力大小。
[0025]进一步的，所述库岸锚索应力监测系统包括两岸边坡的单点锚杆应力计、位于两岸边坡的声发射装置。
[0026]本专利技术的有益效果是：本专利技术效率高，不仅重点考虑谷幅变形表征形式，还考虑到地下水动力作用、库水位调度、大坝排水系统、环境互馈引起的地下水动力参数变化、岸坡
岩质变化对高拱坝谷幅变形的影响。监测数据全面丰富，具有较好的经济效益，有利于水电工程建设运营期的安全管理工作，为开展基于数据挖掘的高拱坝谷幅变形机理研究及枢纽工程与地质环境互馈研究提供数据基础。
附图说明
[0027]图1为本专利技术峡谷区高拱坝谷幅变形监测体系的结构示意图；
[0028]图2为本专利技术中绝对位移监测系统布设图；
[0029]图3为本专利技术中谷幅变形表观监测系统布设俯视图；
[0030]图4为本专利技术中谷幅变形表观监测系统在图3中的53号线监测断面的布设图；
[0031]图5为本专利技术中谷幅变形深部监测系统在图3中的53号线断面的布设图；
[0032]图6为本专利技术中测洞内单点水平位移计布设图。
具体实施方式
[0033]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：
[0034]如图1所示，本专利技术的峡谷区高拱坝谷幅变形监测体系包括变形监测模块(谷幅变形量模块)、地下水动力模块、工程要素模块、环境要素模块及应力监测模块(岩质监测模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种峡谷区高拱坝谷幅变形监测体系设置方法，其特征在于，所述监测体系包括变形监测模块、地下水动力模块、工程要素模块、环境要素模块及应力监测模块；所述变形监测模块包含绝对位移监测系统、谷幅变形表观监测系统、谷幅变形深部监测系统；所述地下水动力模块包含地下水监测系统、地表径流监测系统；所述工程要素模块包含库水位调度监测系统、帷幕工作状态监测系统、坝区排水设施监测系统；所述环境要素模块包含坝区降雨监测系统、地下水温监测系统、地震监测系统；所述应力监测模块包含水垫塘应力监测系统、坝基应力监测系统、库岸应力监测系统。2.根据权利要求1所述的一种峡谷区高拱坝谷幅变形监测体系设置方法，其特征在于，所述绝对位移监测系统基于坝区大地水准控制网，由部分表观监测点构成，监测内容为测点大地坐标绝对位移值。3.根据权利要求1所述的一种峡谷区高拱坝谷幅变形监测体系设置方法，其特征在于，所述谷幅变形表观监测系统由多个水泥浇筑的表观监测墩组成，布设时依据建筑部位重要性、地质环境特点安置监测墩，在大坝上游第一监测距离范围内下游第一监测距离范围内布设谷幅测线，在重点监测部位依据工程实际扩大监测墩布设密度，大坝上游第二监测距离范围内、下游第二监测距离范围内加密测线布置；表观监测墩成对布设，分别设置在测线两端的山体；布设依据地质构造特征及相对于坝身的位置特征，位置主要为顺河向布设；对于横河向的重要剖面，按照地质构造特征选取不同高程布设多条测线，监测二维剖面上的谷幅变形。4.根据权利要求3所述的一种峡谷区高拱坝谷幅变形监测体系设置方法，其特征在于，所述谷幅变形深部监测系统由谷幅测洞及布设于测洞内的多个石墨杆式单点水平位移计构成，谷幅测洞起点对应谷幅表观监测点，布设于表观测点所在的横河向剖面内，测洞为直线设计且接近水平，位于两岸山体内部，谷幅洞布设主要集中在大坝上游第二监测距离范围内、下游第二监测距离范围内。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建荣，史宏娟，石安池，徐卫亚，吉华，顾锦健，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：