1 總則
1.0.2該條對本規(guī)范的適用范圍之所以如此寫,旨在突出重點(diǎn)照顧一般。象水力沖填壩、爆破堆石壩、尾礦壩、灰壩,以及圍堰、堤防、蓄能電站的上下庫堤壩等均可理解為已包括在“其它類型的土石壩”中,可根據(jù)實(shí)際情況靈活參照。
1.0.4表A1中的地震反應(yīng)監(jiān)測和水流監(jiān)測等項(xiàng)目,因受地區(qū)和工程條件制約,選擇性較大,故置于附錄供參照。
1.0.6.1本條中監(jiān)測工程預(yù)算約占主體建筑物總投資的1%~3%,系根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來的,執(zhí)行時(shí)可根據(jù)實(shí)際需要增減。
2 巡視檢查
2.1.2本條所指的三類巡視檢查,均屬工程管理單位應(yīng)當(dāng)進(jìn)行的經(jīng)常性、規(guī)范化的安全監(jiān)測工作范疇。為安全鑒定所進(jìn)行的安全檢查,可根據(jù)安全鑒定需要增減相應(yīng)內(nèi)容。
3 變形監(jiān)測
3.1.3.1本條用“豎向位移”取代過去的“垂直位移”及“沉陷”或“沉降”,系因前者不一定是“鉛直”;后者又無法表示鉛直向上的變形,故改為現(xiàn)稱較為貼切。但在特指儀器名稱和專有名詞(如沉降儀、沉降管、沉降量)時(shí),仍用舊稱。
3.1.3.2從本條起一律用“測點(diǎn)”取代過去習(xí)用的“標(biāo)點(diǎn)”,執(zhí)行中需正確理解。
3.2.1本條規(guī)定還包括縱向(平行壩軸線)水平位移觀測是新增項(xiàng)目,以監(jiān)視兩壩端壩體開裂的可能性。
3.2.3、3.2.4對長壩增設(shè)的工作基點(diǎn)的水平位移觀測,據(jù)現(xiàn)有條件和習(xí)慣,規(guī)定一般可用三角網(wǎng)法。但該法已經(jīng)落后。目前測邊網(wǎng)或測邊測角網(wǎng)法已在一些工程中應(yīng)用,還有更方便可靠的倒垂線法(用于土石壩中需解決量程問題,但對淺覆蓋層上的中低壩是不難實(shí)現(xiàn)的),故本規(guī)范又規(guī)定,有條件的宜用測邊網(wǎng)或測邊測角網(wǎng)法,或倒垂線法。
為提高橫向水平位移觀測精度和減少偏(折)光影響,故規(guī)定立柱頂部的儀器基座應(yīng)設(shè)強(qiáng)制對中底盤,取代以往簡易的十字絲,立柱應(yīng)高于壩面0.6~1.0m。還要求視準(zhǔn)線應(yīng)旁離障礙物1.0m以上。
3.2.4本條中關(guān)于豎向位移和橫向水平位移的精度要求,理應(yīng)用取決于觀測目的、建筑物的級(jí)別,以及預(yù)計(jì)變形量的“必要精度”來取代單一的精度要求。但“必要精度”需根據(jù)不同的觀測目的,結(jié)合具體工程在調(diào)查統(tǒng)計(jì)、試驗(yàn)研究及計(jì)算分析基礎(chǔ)上確定,目前還有一定困難。故本條暫沿用以往的規(guī)定,待條件成熟后再予修改。
3.3內(nèi)部變形
在80年代以前,我國土石壩內(nèi)部變形觀測多限于橫臂式沉降儀及深式測點(diǎn)組,及少數(shù)科研單位在研制和試用測斜儀及電磁式和干簧管式沉降儀。進(jìn)入80年代,我國相繼研制了一些新的儀器設(shè)備,不同程度地在土石壩中應(yīng)用并取得較好效果。本節(jié)主要吸取了其中成功的部分。
3.4裂縫及接縫觀測
土壩裂縫和面板堆石壩混凝土面板接縫及周邊縫,雖各有其特殊性,但為簡化起見,將其列為一項(xiàng)觀測來編寫。
3.5混凝土面板變形觀測
混凝土面板堆石壩作為一種新壩形,近些年來在我國發(fā)展迅速。其面板變形觀測既有特殊性,又非常重要,且目前我國的觀測手段也較齊全,故將其單列一節(jié)編寫。其它人工材料面板壩的變形觀測,待取得經(jīng)驗(yàn)后再補(bǔ)充。
3.6岸坡位移觀測
近壩及濫洪道等的岸坡穩(wěn)定與否,將危及大壩及其附屬設(shè)施的安全。為強(qiáng)調(diào)這項(xiàng)觀測的重要性,以及考慮到觀測布置的特殊性,故單列一節(jié)編寫。
4 滲流監(jiān)測
4.1滲流壓力與孔隙水壓力本屬同一物理范疇,只因研究角度和應(yīng)用領(lǐng)域不同而名稱不同?紤]到我國習(xí)慣和滲流壓力與滲流量這兩大流場要素在工程滲流安全中的密切關(guān)系,本規(guī)范把側(cè)重于水力學(xué)觀點(diǎn)對土體有直接破壞作用的滲流壓力的觀測置于本章;把側(cè)重于土力學(xué)觀點(diǎn)與研究土體強(qiáng)度和應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)的孔隙水壓力的觀測置于第5章。但在測點(diǎn)布置和資料使用上,并不排斥有條件者相互結(jié)合互為補(bǔ)充的可能性。
4.2本節(jié)用‘壩體滲流壓力觀測’取代過去習(xí)稱‘壩體浸潤面觀測’的理由有二:一因壩體浸潤面只是無壓滲流場中滲流壓力的一種表現(xiàn)形式,是一種自由邊界,也稱零壓面,若嚴(yán)格遵照其充要條件,目前尚難用一般設(shè)備直接精確測定,只能借助流場壓力分布通過流網(wǎng)分析確定。二因壩體滲流觀測之目的,確定浸潤面位置固然重要,但不應(yīng)僅限于此目的,還有其它滲流安全問題(如防滲體裂縫及其它薄弱環(huán)節(jié))需要監(jiān)視。為明確物理概念和監(jiān)測目的,改為現(xiàn)名較為合適。
4.2.2.3本條意指根據(jù)滲流場特征布置測點(diǎn)。因均質(zhì)壩橫斷面中部的等勢線近似鉛直,屬‘滲流緩變區(qū)’,同一鉛垂線上的水頭值與其位置高程無關(guān),故可只設(shè)一個(gè)測點(diǎn)。滲流進(jìn)出口段等剖面上等勢線較傾斜或彎曲的部位,屬‘滲流急變區(qū)’,同一鉛垂線上的水頭值不相等,故需按不同高程布設(shè)測點(diǎn)。
4.2.3.1本條用作用水頭大小作為選擇振弦式孔隙水壓力計(jì)的條件之一,系根據(jù)我國目前產(chǎn)品的量程和精度而定。
4.2.3.2本條‘測壓管的透水段’是指有透水孔的管體部分。管體外填充的反濾料部分為‘測壓管的進(jìn)水段’。
本條還規(guī)定測壓管不留沉淀管段,是根據(jù)我國經(jīng)驗(yàn)對舊式測壓管結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。因大量實(shí)踐表明,當(dāng)土體中實(shí)際水位低于測壓管管底高程時(shí),往往因沉淀管存在“死水”而造成觀測水位偏高的假象。至于透水段的淤積問題,應(yīng)靠反濾保護(hù)和維修清洗來解決。
4.2.3.3本條規(guī)定測壓管間距10~20m,是以獲得10cm以上的水頭為宜。該水頭值又是根據(jù)滲流量觀測誤差不大于10%的要求反算而得。執(zhí)行中可根據(jù)土的實(shí)際透水性大小靈活掌握。
5 壓力(應(yīng)力)監(jiān)測
5.1.1對于已建工程,孔隙水壓力儀的埋設(shè)可采用鉆孔埋設(shè)法。但土壓力計(jì)等儀器的埋設(shè),現(xiàn)時(shí)尚只限于隨壩體填筑施工采用坑式或非坑式方法進(jìn)行。這使其應(yīng)用僅限于在建或擴(kuò)建工程。
5.2.1非飽和粘性土中的孔隙壓力,由孔隙水壓力與孔隙氣壓力二者組成?紫稓鈮毫Φ牧繙y技術(shù)比較復(fù)雜,也不成熟。但是,當(dāng)粘性土的飽和度接近于1時(shí),孔隙氣壓力已甚微小,可不考慮。為了對這種情況給以定量的限制,本規(guī)范對此相應(yīng)的最低飽和度暫定為95%。這樣對高含水量粘土壩體、軟粘土地基的情況可予考慮。
5.2.2孔隙水壓力觀測的目的,在于了解土石壩、壩基內(nèi)孔隙水壓力的大小,及其增長與消散的規(guī)律,以監(jiān)視工程的安全并為改進(jìn)相應(yīng)的工程設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。因此,在有條件時(shí),應(yīng)盡量使測點(diǎn)的布置能夠繪制孔隙水壓力等值線,同時(shí)盡量同滲流、變形、土壓力等觀測布置相結(jié)合。這樣,在能較全面地了解孔隙水壓力發(fā)展過程的基礎(chǔ)上,便于結(jié)合滲流、變形、土壓力等觀測結(jié)果,綜合評價(jià)工程的運(yùn)行狀態(tài)。同滲流等觀測布置結(jié)合,還可以起到相互對比、校驗(yàn)的作用。
5.2.3.1孔隙水壓力計(jì)的類型頗多。但國內(nèi)在此類儀器的生產(chǎn)、應(yīng)用方面,以振弦式儀器最多,使用效果亦較好,故本規(guī)范推薦了此種儀器。
當(dāng)粘性土的飽和度低于95%時(shí),本規(guī)范規(guī)定應(yīng)選用高進(jìn)氣壓力孔隙水壓力計(jì),但此類儀器尚不成熟,選用時(shí)應(yīng)經(jīng)論證。
5.2.3.2在孔隙水壓力計(jì)埋設(shè)點(diǎn)附近取樣,目的在于了解埋設(shè)點(diǎn)附近的土體同其它部位的異同,以便對該測點(diǎn)的觀測結(jié)果作出評價(jià)。
5.2.4孔隙水壓力的觀測,在工程特殊時(shí)期,如第一個(gè)高水位周期、水庫水位驟升、聚降期等,應(yīng)加密測次。而一般情況下,第一次蓄水、泄水期,特別是第一個(gè)正常高水位期,是觀測的重點(diǎn)時(shí)段。
5.3.2土壓力觀測的布置,由于其特殊性,是所有觀測項(xiàng)目中特別需要強(qiáng)調(diào)“少而精”原則的觀測項(xiàng)目,一般設(shè)置一個(gè)觀測斷面、2~3個(gè)觀測高程即可。
5.3.3在所有土石壩觀測儀器的埋設(shè)中,土壓力計(jì)的埋設(shè)效應(yīng)影響最大。必須嚴(yán)格、細(xì)致地操作,特別是在埋設(shè)方法選擇、儀器基床面的制備、測頭的安裝、周圍壩料的回填、保護(hù)等方面。
5.3.4參見5.2.4孔隙水壓力觀測。
5.4.1~5.4.4接觸土壓力或稱界面土壓力,特指散粒體的土石材料作用在剛性界面上的土壓力,如混凝土墻(管)面、鋼管面等。因此,接觸土壓力計(jì)必須沿此類剛性界面布置、埋設(shè),并使其感應(yīng)膜同剛性界面齊平。
由于拱效應(yīng)的影響,當(dāng)埋設(shè)接觸土壓力計(jì)時(shí),如其感應(yīng)膜面低于剛性界面,則土壓力計(jì)的感應(yīng)壓力偏低,測讀值偏小,稱為“欠讀”。而當(dāng)感應(yīng)膜面高于剛性界面時(shí),則產(chǎn)生稱為“超讀”的現(xiàn)象,即測值比實(shí)際值偏高。因此,此種土壓力計(jì)的埋設(shè),對此應(yīng)予以特別注意。
5.5.1、5.5.2混凝土面板的應(yīng)力觀測,是對分成條塊的、斜臥的薄板進(jìn)行觀測,有其自身特點(diǎn),尤其無應(yīng)力應(yīng)變的觀測。這些特點(diǎn),要求測點(diǎn)的布置不宜多,尤其無應(yīng)力應(yīng)變的測點(diǎn)。本規(guī)范據(jù)此提出一般設(shè)置應(yīng)變觀測測點(diǎn)的面板條塊不少于3~5個(gè)和無應(yīng)力應(yīng)變測點(diǎn)的設(shè)置,僅限于面板中部最長的面板條塊。這是一個(gè)比例低的下限要求。
5.5.3應(yīng)變計(jì)的埋設(shè),在斜坡面上隨面板混凝土的澆筑進(jìn)行,埋設(shè)質(zhì)量受施工的影響很大。為此,對于埋設(shè)點(diǎn)附近0.5mm范圍內(nèi)的混凝土澆筑,應(yīng)設(shè)專人負(fù)責(zé)進(jìn)行,并及時(shí)對已埋設(shè)的儀器進(jìn)行檢測。
無應(yīng)力應(yīng)變計(jì)的埋設(shè),目前已采用的有兩種方法。即埋設(shè)于面板下墊層中的板下法和在面板表面澆塊埋設(shè)的板上法。兩種方法皆不理想。但在國外面板壩工程實(shí)踐中,迄今仍主要采用板下法。為此,本規(guī)范推薦板下法。
5.5.4差動(dòng)式應(yīng)變計(jì)觀測,應(yīng)確定其電阻比與溫度的觀測基準(zhǔn)值。為此,在埋設(shè)初期按下列時(shí)間測讀觀測值:
埋設(shè)后第一天,按1、2、3、5、8、12、18、24小時(shí)進(jìn)行觀測;在埋設(shè)后第二天至第三天,每4小時(shí)觀測一次。
6 水文、氣象監(jiān)測
6.1本章系針對水庫為土石壩安全需要而開展的有關(guān)水文、氣象方面的必設(shè)及選測項(xiàng)目的技術(shù)規(guī)定,與專業(yè)水文、氣象觀測方面的規(guī)定很少重復(fù)。
7 監(jiān)測資料的整編與分析
本章所需的圖、表格式,因篇幅限制從略,可參照以往有關(guān)辦法(如《土壩觀測資料整編辦法》SLJ701—80、《水工建筑物觀測工作手冊》等)。