加拿大Roctest產(chǎn)品工程案例1：大壩與堤壩安全監(jiān)測(cè)的技術(shù)實(shí)踐

【精心規(guī)劃與實(shí)施的監(jiān)測(cè)】是大壩成功建設(shè)與運(yùn)營(yíng)不可或缺的組成部分。大壩監(jiān)測(cè)須遵守眾多法規(guī)，且在諸多國(guó)家受到嚴(yán)格的行政標(biāo)準(zhǔn)約束。

監(jiān)測(cè)的首要功能是確保大壩的長(zhǎng)期使用壽命與安全。監(jiān)測(cè)必須能夠及時(shí)探測(cè)任何可能導(dǎo)致大壩性能惡化、甚至引發(fā)停運(yùn)或潰壩的風(fēng)險(xiǎn)，以便及時(shí)采取糾正措施。

監(jiān)測(cè)在施工期間也起著至關(guān)重要的作用。它能夠驗(yàn)證設(shè)計(jì)假設(shè)，并可能影響某些工程的施工進(jìn)度。在大壩水庫的【初期蓄水】階段，監(jiān)測(cè)尤為重要。

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加拿大核心工程案例

以下項(xiàng)目采用了Roctest的監(jiān)測(cè)儀器與技術(shù)方案：

1. Albian Sands (加拿大)

2. La Grande – James Bay (加拿大)

3. Daniel Johnson (Manicouagan 5) (加拿大)

4. R.H. Saunders G.S. (加拿大)

5. Bath County Pumped Storage (美國(guó)) & Beaver Dam (美國(guó))

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大壩&堤壩儀器安全監(jiān)測(cè)儀器選型標(biāo)準(zhǔn)

監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)

儀器用于精確量化結(jié)構(gòu)行為隨時(shí)間變化的特定參數(shù)，并監(jiān)測(cè)其變化速率。

儀器選擇標(biāo)準(zhǔn)

儀器選擇遵循三大主要標(biāo)準(zhǔn)：

l測(cè)量結(jié)果的可靠性（精度、分辨率、準(zhǔn)確度與漂移）

l儀器的長(zhǎng)期耐用性（需有大量實(shí)際案例支持）

l讀數(shù)自動(dòng)化的便捷性（這對(duì)高效數(shù)據(jù)采集和解讀至關(guān)重要）

 

監(jiān)測(cè)涉及多個(gè)步驟，包括直接或遠(yuǎn)程目視檢查、地形測(cè)量以及儀器監(jiān)測(cè)。

所采用的監(jiān)測(cè)方法范圍取決于與大壩特性和壩址特征相關(guān)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。這些特征包括：

l大壩高度和類型

l對(duì)位于洪水區(qū)的人員和建筑物可能造成的損害

l水庫和溢洪道容量

l壩址地震活動(dòng)性

l地基軟弱帶

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測(cè)量類型

需執(zhí)行的測(cè)量類型以及儀器布設(shè)位置，必須根據(jù)大壩基礎(chǔ)和壩體自身的特定條件進(jìn)行選擇：

壩基

需驗(yàn)證的主要方面如下：

基礎(chǔ)水文特性

l基礎(chǔ)與水庫周邊之間的相對(duì)防滲性

l防滲結(jié)構(gòu)的效能

l下游排水網(wǎng)絡(luò)的效能

這些特性可通過以下儀器進(jìn)行監(jiān)測(cè)：

l滲壓計(jì)

l流量計(jì)

基礎(chǔ)變形

測(cè)量完成后，可評(píng)估沉降和水平變形的性狀。必須特別關(guān)注那些顯著差異沉降可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂的區(qū)域。

采用的儀器：

l鉆孔伸長(zhǎng)計(jì)

l沉降計(jì)

l測(cè)斜儀

基礎(chǔ)穩(wěn)定性

用于監(jiān)測(cè)潛在滑移面的儀器：

l測(cè)縫計(jì)

l固定式測(cè)斜儀

特定應(yīng)用的監(jiān)測(cè)儀器

除提供適用于新建大壩的全系列監(jiān)測(cè)儀器外，Roctest 還為既有大壩設(shè)計(jì)和制造儀器設(shè)備，并將這些儀器適配于特定的應(yīng)用場(chǎng)景。

舊壩

許多儀器設(shè)計(jì)用于大壩施工期間安裝，無法加裝到現(xiàn)有工程中。這主要給存在開裂問題的混凝土壩帶來了挑戰(zhàn)。所用儀器包括：

用于裂縫張開度變化監(jiān)測(cè)

l單點(diǎn)或三軸表面安裝式裂縫計(jì)，例如 RTF 型裂縫計(jì)，可安裝在大壩上游側(cè)的水下環(huán)境。

lBOF-EX 型鉆孔伸長(zhǎng)計(jì)

通過鋸切實(shí)現(xiàn)大壩應(yīng)力釋放

大壩鋸切技術(shù)的開發(fā)旨在解決因某些水泥與骨料發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致舊混凝土膨脹所產(chǎn)生的問題。

Roctest 基于 BOF-EX 鉆孔伸長(zhǎng)計(jì)和應(yīng)力變化測(cè)量技術(shù)，設(shè)計(jì)了定制化儀器系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)鋸切作業(yè)引發(fā)的應(yīng)力釋放和內(nèi)部變形。

提高穩(wěn)定性或加高混凝土壩

提升混凝土壩的穩(wěn)定性或進(jìn)行加高，需要安裝永久性高承載力后張錨索。為監(jiān)測(cè)這些錨索，Roctest 設(shè)計(jì)了高量程振弦式荷載計(jì)。

尾礦壩

采用水力沖填法建造的尾礦壩通常處于臨界平衡狀態(tài)，因此需要密切監(jiān)測(cè)。用于壩體穩(wěn)定性分析和滑坡預(yù)防的主要測(cè)量參數(shù)包括孔隙水壓力、沉降和側(cè)向變形。

可采用的儀器包括：

l滲壓計(jì)

l沉降計(jì)

l測(cè)斜儀探頭及固定式測(cè)斜儀

自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集與處理

大量數(shù)據(jù)（尤其是長(zhǎng)距離傳輸?shù)臄?shù)據(jù)）的收集與分析，需要集中化與自動(dòng)化的測(cè)量技術(shù)。這樣可獲得更精確的結(jié)果，并能更快速地處理數(shù)據(jù)，從而在超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)實(shí)現(xiàn)高效的報(bào)警系統(tǒng)。對(duì)于大型水壩的監(jiān)測(cè)儀器系統(tǒng)而言，不考慮采用自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)幾乎是不可行的。

Roctest 的 SENSLOG 系統(tǒng) 能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的數(shù)據(jù)記錄，并可輕松連接到多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。用戶可通過高級(jí)的“軟件式”儀器控制語言輕松配置數(shù)據(jù)采集中心。

 

該語言全面支持：

l所連接設(shè)備類型的多樣性

l測(cè)量間隔設(shè)置

l數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

l統(tǒng)計(jì)處理

l報(bào)警控制策略

l數(shù)據(jù)記錄

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拱壩或連拱壩混凝土壩

監(jiān)測(cè)目標(biāo)

l測(cè)量應(yīng)力狀態(tài)，尤其確保無拉應(yīng)力區(qū)

l驗(yàn)證防滲密封的效能

l監(jiān)測(cè)裂縫活動(dòng)并確定其成因

測(cè)量參數(shù)

l應(yīng)力

l溫度

l變形

l裂縫

l隆起

l滲流量

 

重力壩（常規(guī)混凝土或碾壓混凝土） 

監(jiān)測(cè)目標(biāo)

l驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的總體穩(wěn)定性

l驗(yàn)證防滲密封和排水系統(tǒng)的效果

l監(jiān)測(cè)裂縫

測(cè)量參數(shù)

l裂縫

l溫度

l變形

l隆起

l位移

l滲流量

 

土石壩

監(jiān)測(cè)目標(biāo)

l驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的總體穩(wěn)定性

l確保滲透不會(huì)導(dǎo)致管道或內(nèi)部侵蝕

測(cè)量參數(shù)

l巖芯孔隙水壓力與巖芯滲透率

l巖芯/基礎(chǔ)或膜/基礎(chǔ)抗?jié)B性

l大壩總變形與差異變形

l滲透區(qū)效果

 

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適用儀器

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適用工程項(xiàng)目

大壩和堤壩的光纖檢漏

大壩和堤防安全監(jiān)測(cè)

隧道儀器和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)

橋梁儀器和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)

建筑儀器和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)

歷史遺跡監(jiān)測(cè)

巖土和結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)

核電站監(jiān)測(cè)

隧道內(nèi)光纖運(yùn)動(dòng)檢測(cè)

化學(xué)工廠的光纖泄漏檢測(cè)

管道光纖檢漏

水庫監(jiān)測(cè)

邊坡監(jiān)測(cè)