土石坝渗流安全监测技术及工程应用分析

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:张同慧
[导读] 摘要:经过多年的发展,中国大坝工程已经取得非常大的成就,国家越来越重视大坝工程建设,为此,国家建立相关的管理部门和管理体系来监测大坝安全,进而保证大坝工程的顺利进行。
        中国水利水电第五工程局有限公司  四川省成都市  610000
        摘要:经过多年的发展,中国大坝工程已经取得非常大的成就,国家越来越重视大坝工程建设,为此,国家建立相关的管理部门和管理体系来监测大坝安全,进而保证大坝工程的顺利进行。本篇文章主要论述的是土石坝工程建设,从监测渗流技术和资料分析两个方面对土石坝渗流安全监测技术进行阐述,概述了该技术的内容,重要性及应用。
        关键词:土石坝;渗流安全监测技术;工程应用
        引言
        土石坝渗流安全监测工作具有系统性,工作内容包括很多方面,例如:工程的设计规划,仪器设备类型的选择,相关资料的整理分析。从实际上看,土石坝渗流安全监测技术的工作原理是:在水利工程的基础上,以岩土工程为主体,在计算机、测量仪器设备的辅助下开展工作。需要注意的是这四个方面中,只要有一个方面出现问题,都会影响安全监测技术的实行。
        1土石坝渗流安全监测的相关论述
        土石坝渗流安全监测是一个系统,同时它又是一种综合性学科。首先它是一种以水利工程为基础,岩石工程为支架,计算机和设备为辅助的综合性学科。其次它又是一个由规划设计,仪器选择,系统安装,资料整理分析等方面组成的系统。可以说土石坝渗流安全检测涉及的方面和因素比较多,要有其中一个因素和方面发生变化,就会影响监测技术的实行。
        2土石坝渗流安全监测技术论述
        这几年,我国修建完成了许多的大坝,其中大部分都是土石坝。近些年来,在我国已修建完成的大坝中土石坝占大多数。但是并不是所有的土石坝建成以后都会一劳永逸,在我国发生事故的大坝中,土石坝的数量较多,由于土石坝结构复杂和土石坝施工方式多样,因此土石坝渗流安全监测系统涉及的范围较广,所以在对土石坝进行安全监测要求会比较高。
        2.1监测渗流
        监测渗流主要检测的是坝基,坝体,土石坝周边发生的渗流情况和渗流量,有调查数据显示,由于渗流量过大而引起的土石坝安全事故高达30%~40%,渗流会使土石坝变形,如果是流量较大的话,那渗流的压力就会变大,就会对上下流的坡度造成一定的影响。所以说渗流检测是非常重要和关键的。大多数企业采用是振弦式渗压计,这种渗压计是由国外的Geokon公司发明的。因为Geokon公司在渗压计的准确性和稳定性做的比较好,所以国内大多数公司都引进了这种渗压计。但是在实际的工作中,我国大多数公司采用的是量水堰上水头,这种方式可以测量和计算大坝的渗流量,不足之处就是在测量和计算时会出现误差,所以要求在使用堰上水龙头进行测量时要有较高的精确度。要全面考虑,既要考虑到低水位变幅度的问题,又要考虑到设备的使用问题。提高土石坝渗流安全检测技术的水平。如果采用压力式水位计的话,就要重视周边的温度,避免影响测量的结果。
        2.2监测设计
        监测设计的主要内容就是了解大坝的各个状态,分析各个状态下的大坝情况,保证能用最少的测量地点和测量仪器,达到及时有效准确的掌握大坝各个状态的效果。企业要想做到这一点,就需意识到以下几个方面:第一,企业要建立一个水库综合调度自动化系统,近几年,土石坝发生的事故比较多,造成土石坝发生事故的原因多种多样。像洪水漫堤,施工过程的管理不规范,运行管理不合理的,都造成土石坝发生安全事故。但是这其中,洪水漫堤北洋导致的安全事故比较多。所以就需要建立一个综合调度自动化系统,对土石坝的安全进行检测,水情进行测量和汇报,闸门进行管理和控制,从而完成土石坝的安全监测工作,减少安全事故的发生。第二是监测设计,对材料的分析和评估,结合实际,严格按照要求进行设计,选择合理地设备,在选择地点时要具有一定的针对性,确保能够观测到断面。


        2.3监测资料分析
        监测资料分析是土石坝渗流安全监测工作的重要内容,有利于安全监测工作的实行。土石坝渗流的安全检测中,首先是对土石坝各种状态信息进行收集,然后深入分析土石坝各种状态信息,确保能够实时的监测土石坝的状态,保证土石坝安全检测工作的进行。资料分析主要是收集土石坝各方面的信息,结合数据分析出监测数据,在此基础上去分析和评估土石坝的渗流情况,从而设计合理的监测方案,来促进土石坝工程的开展。对监测资料进行收集、整理和分析有利于发现土石坝施工过程中的有利因素和不利因素,发展有利因素,消除不利因素,改进设计方案和施工方式,提高土石坝的工程质量,减少土石坝安全事故的发生。就现在情况来看,我国在对渗透检测资料进行分析时,采用的是传统的方法,主要是通过实际测量的数据,结合相关的理论,通过一些统计方法,统计出渗流的参数,然后进行计算。随着社会的发展,我国计算机水平在不断的提高,在计算机的技术基础上研发出了一种新的渗流监测资料分析的方法,这种方法叫有限分析法,它是一种新的反演分析法,克服了物理学参数准确性对资料分析的限制,使资料分析的结果更准确,更有效。
        3在工程中的应用
        3.1某水库大坝渗流安全监测系统
        经过资料查询可以发现在2004年南京的水利科学研究院为某大坝配置了安全检测系统,系统是由多个系统组成的,首先是GKD钢弦式的渗压计水工专用电缆自动采集系统,主要是起到传递消息的作用。其次是电源控制电缆中央控制系统。同时水库的主坝有5个断面,东西副坝有9个断面,主坝安装了54个渗压剂,东西副坝安装了15个渗压剂,又在西坝设置了3个采集系统站。这一系列的系统、断面的设置,不仅有利于对水坝安全的检测和评估,还能够在水坝施工过程中起到指导的作用。
        3.2水库主坝渗流安全监测设计
        2003年,南京的水利科学研究学院就为某大坝运用了安全监测系统。系统设置了7个断面,分别在主坝左右岸结合处,副坝两个断面和坝体s型转弯处。同时还安装了60个渗压计测量点将,分别将这60个渗压计测量点分布在26孔之中。由于该水库运用了安全监测系统,可以及时发现并分析水库渗流情况,及时做出指导性意见和处理方案,目前该水库一直是正常运行,没有大灾害的发生。
        结束语
        总的来说,在进行土石坝工程建设时,要想保持其造价低的优势,就需要降低其风险高的劣势。土石坝渗流安全监测对土石坝工程建设非常重要,因为它能及时发现建设过程中存在的问题,从而减少安全事故发生的次数。
        参考文献:
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