[发明专利]一种高堆石坝内部变形的监测方法

说明书

本发明公开了一种高堆石坝内部变形的监测方法，具体指一种通过水平布设监测大坝表面沉降和通过竖直布设监测大坝深层位移的监测方法，这种阵列位移计的布设可以起到监测大坝水平方向上顺河向、横河向、竖直向的位移以及在竖直方向上的深层位移的效果，监测得到的数据资料比较完善。相比于以前大坝监测仪器布设方法，这种布设方法操作简单，获得数据详实，可长期免维护，适用范围广，可以用于200m级以上高坝。该测量装置布设方法的发明有利于该领域大坝位移监测的开展，有利于促进大坝位移监测基础理论方面的研究。

技术领域

本发明涉及大坝位移监测技术领域，具体涉及一种高堆石坝内部变形的监测方法。

背景技术

大坝安全监测的目的和意义众所周知，大坝安全监测有校核设计、改进施工和评价大坝安全状况的作用，且重在评价大坝安全。其浅层意义是为了人们准确掌握大坝性态；深层意义则是为了更好地发挥工程效益、节约工程投资。大坝安全监测不仅是为了被监测坝的安全评估，还要有利于其他大坝，也包括待建坝的安全评估。

大坝变形监测技术可以分为内部监测和外部监测技术两大类。内部监测技术主要是通过埋设在坝体内部特定部位的仪器，对大坝的应力应变、渗流渗压等进行持续自动化监测的技术。而外部监测技术主要是通过各种变形监测仪器，对大坝体主要部位布设的变形监测点在某一时刻的空间位移或者某一特定方向的位移进行测定的技术。

本申请发明人在实施本发明的过程中，发现现有技术的方法，至少存在如下技术问题：

第一种，采用水管式沉降仪测量的方法

利用连通器的原理制成，一般由埋设在被测点的沉降测头、位于观测房的观测柜和连接测点以及观测柜测量管的尼龙管(含连通管、排水管、通气管)、保护管、连通液体等组成。目前最常用的是三管式水管式沉降仪，原理、构造简单,测量直观明了,长期测值真实可靠,被国内外的土石坝广泛采用。但也不存在不足，坝体发生不均匀沉降后,管路沟槽可能形成倒坡,这将大大延缓回水的速度。当回水速度远小于进水速度时,水位在测头腔内上升,水易进入通气管,这样常常会造成通气管堵塞、整个测量失灵。

第二种，采用测斜仪测量的方法

测斜仪的测斜原理是通过测头传感器加速度计测量重力矢量在测头轴线垂直而上的分量大小，确定测头轴线相对水平的倾斜角，据此计算出测头相对水平面的垂直位移。

第三种，采用静力水准仪测量的方法

系统主要由静力水准器、连通管、磁位移传感器、数据采集仪、web显示屏和远程数据终端等部分组成。系统的工作原理为：在拟监测标高的平台的4个桩腿上安置静力水准器，在井口平台的桩腿上设置基准点，在基准点上也安置另一个静力水准器，各水准器之间采用连通管相连，这样，因地球重力作用使得水准器的液面高度永远保持相同，当监测点的标高变化时，监测点处的水准器的液面高度会产生变化(液面上升或下降)，同时基准点处的水准器的液面也会随之变化(液面下降或上升)，在水准器的上部各安装一个磁位移传感器，从而液面高度的变化值可由磁位移传感器精确地探测到，然后由与磁位移传感器相连的数据采集仪采集，由采集仪自带的软件根据两液面高度变化值自动推算出监测点处的标高变化量，此外，温度不均匀时会导致出测量结果产生偏差。

除了上面列出的几种位移监测仪器，还有很多其他监测仪器和监测方法，比如引张线法、垂线法、视准线法、全站仪监测技术等。不同的监测仪器和监测方法有各自的优缺点，对于不同的监测条件可以选择不同的监测方法。对于测量装置的测量部分，精确度和灵敏性等方面的不同会对结果准确性产生影响。

随着筑坝高度的不断增加，已有多座200m级高堆石坝的水平垂直位移计长度超过400m后，出现位移计失效问题而不能满足监测要求；水库蓄水后，存在上游水下面板表面位移点不能监测等问题。

由此可知，现有技术中的方法存在测量数据不全面的技术问题。

发明内容