GB/T 51416-2020 混凝土坝安全监测技术标准（附条文说明）.pdf

中华人民共和国国家标准
混凝土坝安全监测技术标准
Technical standard for concrete dam safety monitoring
GB/T 51416 -2020
主编部门：中 国 电 力 企 业 联 合会
批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期：2020年 10 月 1 日
中国计划出版社
2020 北 京

目次
1 总则 ……………………………………………………(1)
2 术语 …………………………………………………(2)
3 基本规定 ……………………………………………………(4)
4 监测设计 ……………………………………………………(6)
4.1 一般规定 ……………………………………………………………(6)
4.2 监测设计要求……………………………………………………(6)
4.3 监测项目选择及布置 ………………………………………………(8)
4.4 监测自动化系统设计 ………………………………………………(14)
4.5 巡视检查 ……………………………………………………………(15)
5监测施工 ……………………………………………………(16)
5.1 一般规定 …………………………………………………………(16)
5.2 施工准备 …………………………………………………………(16)
5.3 安装埋设 ……………………………………………………………(17)
5.4 初期观测与施工资料整编 ………………………………………(19)
6监测运行 …………………………………………………(21)
6.1 一般规定 …………………………………………………………(21)
6.2 观测 ………………………………………………………………(21)
6.3 监测资料综合分析 …………………………………………………(23)
6.4 安全监控 ……………………………………………………………(23)
6.5 监测系统维护………………………………………………………(24)
附录 A 监测项目与测次 ……………………………………(26)
附录 B 监测资料综合分析要求 ……………………………(30)
本标准用词说明 …………………………………………………(36)
引用标准名录 ………………………………………………………(37)
附：条文说明 ……………………………………………………(39)

1 总 则
1.0.1 为规范混凝土坝安全监测设计、施工和运行，制定本标准。
1.0.2本标准适用于1级、2级、3级混凝土坝的安全监测。混凝土坝建筑物级别划分应按现行国家标准《防洪标准》GB 50201执行。
1.0.3混凝土坝安全监测范围应包括坝体、坝基、坝肩、近坝库岸和枢纽区边坡，以及与混凝土坝安全有直接关系的其他建筑物和设施。
1.0.4 混凝土坝安全监测工作应贯穿于混凝土坝设计、施工、运行全生命周期各个阶段，分阶段完成目标，坚持监测系统运行维护与建设并重，巡视检查与仪器观测并重，分析评价与获取成果并重，风险预警与分析反馈并重。
1.0.5混凝土坝的监测工作除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术 语
2.0.1 观测 observation
采用各种仪器设备或人工完成一次数据采集、记录的活动。
2.0.2 监测 monitoring
在混凝土坝建设与运行全生命周期，按一定的频次，采用仪器测读和现场检查的方式进行观测、记录，并对成果变化情况进行分析的工作。
2.0.3 安全监测 safety monitoring
从掌握建筑物运行性态的角度出发，对其进行监测，并运用监测资料评价结构运行安全性，提示建筑物安全风险的工作。
2.0.4 监控 supervisory control
在安全监测基础上，辅以综合分析和结构安全性评价手段，发现建筑物及其环境中的异常征兆和安全隐患，警示安全风险，为后续安全控制措施制订提供支持，避免产生严重后果。
2.0.5 在线监控 online supervisory control
利用互联网、信息化、智能化等先进技术手段，实现实时安全监控的工作。
2.0.6巡视检查 inspection
凭借感官及必要的工器具对混凝土坝进行检查、记录的工作。
2.0.7 设计警戒值 design threshold
基于设计计算成果和类似工程经验确定的混凝土坝正常状态下的监测物理量及其变化速率的限值。
2.0.8 监控指标 monitoring indices
基于结构设计计算分析或监测资料综合分析成果确定的监测物理量及其变化速率的限值。
2.0.9 初测值 first measurement
监测仪器设备安装埋设后的首次测值为初测值。
2.0.10 初始值 initial value
监测仪器设备安装埋设正常工作后的首次测值为初始值。
2.0.11 基准值 base line value
作为各阶段计算起点的测值。可根据各阶段计算分析需要选取计算基准值。
2.0.12 监测仪器设备
monitoring instrument and equip-ment
基于各种原理的传感器、监测装置及其相应的监测信息采集、传输和供电设备的总称。
2.0.13监测设施 monitoring facilities
各类监测仪器设备及其保护装置、观测房、观测便道等辅助设施的统称。
2.0.14 监测系统 monitoring system
由各类监测设施和监测信息管理软件组成的系统。
2.0.15 监测资料 monitoring information
巡视检查和仪器观测所获得的数据、记录等资料的统称。
2.0.16 近坝库岸 near-dam slopes
水库区域内其失稳将直接影响混凝土坝安全的库岸边坡。
2.0.17枢纽区边坡 slope in project area
临近混凝土坝和附属建筑物，其失稳将直接影响混凝土坝安全的边坡。
3 基本规定
3.0.1 混凝土坝全生命周期的全过程管理应设置专责人员。从事监测设计、施工、运行的人员，应准确把握混凝土坝安全关键部位及其监测项目，确保监测项目有效实施和运行。
3.0.2 对于高坝大库或结构特别复杂且安全风险高的混凝土坝宜建立大坝安全在线监控系统，发现异常现象应及时分析、反馈预警。
3.0.3混凝土坝安全监测应设巡视检查项目。对于坝高15m以下或结构简单且安全风险低的混凝土坝可简化或不设仪器观测项目；其他混凝土坝原则上应设仪器观测项目，不设仪器观测项目应经专题论证和安全风险评估。
3.0.4混凝土坝的安全监测项目及其观测频次应实行动态管理：
1 基于大坝建设与运行的全生命周期安全监控理念，混凝土坝安全监测项目按运行寿命分为永久监测项目、长期监测项目和短期监测项目三类。永久监测项目的监测设施应保证可以修复或更换。对于长期监测和短期监测项目，当监测设施完成使命后可以封存停测。
2 当发现新的坝体危害性裂缝、沉降、坝段错动、坝基和坝肩渗漏新增出水点，以及近坝库岸、枢纽区边坡拉裂缝等缺陷和隐患时，应增加监测项目。
3 当发生有感地震、特大暴雨、台风、库水位骤变以及混凝土坝工作性态异常时，应增加观测频次，必要时应增加监测项目。
3.0.5 监测设施的安装埋设应位置准确、时机适宜，保证各项技术性能正常。
3.0.6 监测运行应符合下列规定：
1 相关区域监测项目应同步观测，巡视检查与仪器观测成果相互印证，做到监测资料连续，记录真实，注记齐全，整理分析及时；发现测值异常应立即复测并分析原因。
2 监测资料管理应建立信息管理系统，及时完成监测资料的入库、整编、分析、应用，及时监控大坝的运行性态。
3 监测设施应定期进行检查、维护和鉴定，对存在的缺陷和问题，应及时分析处理。
3.0.7 监测物理量正负号应符合下列规定：
1 水平位移：混凝土坝水平位移向下游为正，向上游为负；向左岸为正，向右岸为负。边坡水平位移向临空面为正，向坡内为负；面向临空面向左为正，向右为负。2 垂直位移：下沉为正，上抬为负。
3 倾斜：向下游转动为正，向上游转动为负；向左岸转动为正，向右岸转动为负。
4 接缝和裂缝开合度：张开为正，闭合为负。5 岩体轴向变形：拉伸为正，压缩为负。6 应力应变：拉为正，压为负。7渗透压力：压为正。8 界面压应力：压为正。
3.0.8 监测物理量的单位，对水压强值和应力值宜为MPa,位移值宜为mm,渗流量值宜为L/s,泄流量值宜为m³/s,高程和平面坐标值宜为m,温度值宜为℃,锚索锚固力值宜为kN。
3.0.9 监测精度应根据监测物理量的预估值确定。
4 监测设计
4.1 一般规定
4.1.1 监测设计应进行总体规划，监测项目设置和测点布置应考虑建设期和运行期有机结合，技术可行，经济合理，施工方便，便于运行维护。
4.1.2 监测仪器布置应考虑工程规模、混凝土坝级别、结构特点、工程地质、水文地质、环境要素、工程建设、运行阶段及工程运用等因素，并与结构计算和模型试验成果相结合；施工期临时监测和科学试验等短期监测的仪器布置应根据工程需要确定；监测仪器及电缆布置不应影响结构安全。巡视检查范围和内容应根据工程特点确定。混凝土坝安全监测项目分类和选择见本标准附录A.1。
4.1.3 监测仪器设备的性能指标应满足工程监测要求，且稳定可靠、实用耐久、经济合理，便于实现自动化监测。
4.1.4 对需要进行高频次或多项目同步监测或受条件制约人工难以监测的项目，宜采用自动化监测，自动化系统应定期进行人工比测。
4.1.5 施工期坝体临时挡水度汛或蓄水前坝体永久和长期监测项目不具备监测条件的，应布置短期监测项目，并与相应监测项目的测值建立关联。
4.1.6 混凝土坝坝基扬压力监测孔不应与排水孔互相替用。
4.1.7 监测设计应布置人工巡视检查与仪器观测所需的通道。
4.2 监测设计要求
4.2.1 监测设计应依据下列基本资料：1 工程规模、设计标准、建筑物体型及材料分区、施工布置、施工测量控制网布置、水文气象、地形、地质等工程基本资料。
2结构计算、工程安全风险分析、地质力学模型试验及水工模型试验等成果。
3坝体混凝土材料物理力学参数、坝基岩土物理力学参数。4建筑物设计与施工方案。
5 同类型建筑物监测资料及发生安全事故案例等资料。6监测仪器原理、技术性能指标。7 其他相关资料。
4.2.2监测总体规划应包括监测项目的选择、永久和长期监测项目划分、监测资料分析反馈及安全评价要求、安全监测信息化管理要求、监测仪器设备数量、投资估算等。
4.2.3 监测设计专题报告应包括监测系统布置、重点监测部位与项目、各监测项目运行时段、监测仪器设备选型、监测施工与观测要求、巡视检查内容与要求、监测资料分析要求、人工观测通道设计、监测自动化系统设计、需研究的监测技术问题、投资概算等。
4.2.4 监测设计施工详图应包括测点布置、测站布置、人工观测通道布置、电缆走线、监测系统工程量及技术指标等。监测自动化系统设计施工详图应包括监测自动化系统接入测点数量、测站与管理站布置、网络拓扑、通信、供电、防雷、数据采集、监测信息化及安全监控系统功能，自动化设备工程量及技术指标等。
4.2.5 监测施工及观测技术要求应包括监测仪器设备检验、监测设施安装完成时间节点、安装埋设方法、电缆走线及连接、监测设施保护、观测方法、观测频次、初始值及基准值选取、施工期转序到运行期的安全监测工作衔接、监测信息化管理、监测资料整理整编及综合分析等要求。
4.2.6 监测工程竣工设计报告应包括监测布置、永久与长期和短期监测项目划分、重点监测部位与项目、施工期设计变更、监测自动化系统设计、监测仪器及自动化设备工程量及技术指标、巡视检查范围和内容、观测频次、运行初期监测资料分析结论等，并对安全监测系统是否满足竣工验收要求作出评价。
4.2.7 监测运行维护要求应包括运行期重点监测部位与项目、监测仪器设备运行条件、维护要求、观测要求、封存报废条件、监测资料整理整编及综合分析要求、设计警戒值，监测系统修复、增设及更新改造要求。
4.3 监测项目选择及布置
4.3.1 环境量监测布置应符合下列规定：
1 环境量监测项目的选择及布置可与枢纽区气象及水情测报系统相结合。
2 枢纽区应布置上、下游水位测点，坝后无水时宜在坝趾布置地下水位监测孔代替下游水位测点。
3 枢纽区宜布置气温和降水量监测点，测点应设置在坝址区开阔地带。
4 高坝宜布置库水温监测点，下游水深较深的高拱坝宜布置下游水温监测点。
5 库区可能出现阶段性结冰期的宜设置冰压力监测项目，并应同步监测气温与冰厚。
6 泥沙对建筑物运行影响较大的工程宜设置坝前淤积监测项目，坝下游冲淤可能影响建筑物稳定和机组出力的宜设置下游冲淤监测项目。
4.3.2 工程区域变形范围和深度大或枢纽区受施工、蓄水影响范围大的工程，宜建立变形监测控制网。
4.3.3 变形监测工作基点布置应符合下列规定：
1 准直法、交会法、GNSS法和精密水准法等变形观测方法应布置工作基点，位置应选择在相对稳定的地方。
2 水平位移工作基点的位移可采用水平位移监测控制网或倒垂线或延长线基点等方法校测，垂直位移工作基点的位移可采用垂直位移监测控制网或双金属标等方法校测。
（略）

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