[發明專利]一種拱壩全變形監測方法

有效

• 申請號: 201410070397.1
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103791882A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 趙志勇;胡靈芝;張禮兵;陳榮高;鄒青;楊姍姍;趙世明;覃姍姍
• 申請（專利權）人: 中國水電顧問集團昆明勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生

技術領域

????本發明涉及水電工程技術領域，具體說是一種拱壩全變形監測方法。

背景技術

近年來我國水電發展尤為迅速，以瀾滄江小灣拱壩（壩高294.5m）、金沙江溪洛渡拱壩（壩高285.5m）、雅礱江錦屏一級拱壩（壩高305m）、金沙江白鶴灘水電站拱壩（壩高277m）為代表的一批的高拱壩陸續修建，使我國拱壩設計理論及施工技術達到國際先進水平。但是，拱壩安全監測技術發展明顯滯后于筑壩技術的發展。隨著壩高的不斷增加，壩體和壩基的傾斜影響越大，拱壩全變形監測已成為需要迫切解決的技術問題。

傳統的拱壩變形監測主要采用垂線、表面變形監測點等儀器，由于儀器安裝時間及布置方式的缺陷，不能捕捉儀器安裝滯后及大壩傾斜等因素產生的大壩變形損失，因此需要研究一種能解決監測大壩全變形的監測方法和儀器。

發明內容

本發明的目的是提供一種拱壩全變形監測方法，以解決目前拱壩全變形無法監測的問題。

本發明的技術方案為：拱壩全變形監測方法是在拱壩某一斷面的不同高程廊道或觀測間內設置監測儀器，所述的監測儀器包括垂線監測儀和傾斜監測儀，并且一一對應設置；通過傾斜監測儀器的監測成果，計算監測點位置上部壩體在垂線尚未安裝期間所對應的變形，以此對拱壩分段的垂線監測成果進行修正，從而得到拱壩實際全變形。

所述的垂線監測儀為Ⅰ號垂線監測儀、Ⅱ號垂線監測儀、Ⅲ號垂線監測儀、Ⅳ號垂線監測儀（具體數量根據拱壩廊道設置情況進行調整），傾斜監測儀也有相應數量的設置。

具體步驟為：

（1）當拱壩澆筑至L1高程并具備儀器安裝條件時確的t1時刻，懸掛Ⅰ號垂線監測儀和安裝Ⅰ號傾斜監測儀器，并開始監測，此時Ⅰ號傾斜監測儀器取得傾斜角度初值θ₁(t1)；

（2）隨拱壩澆筑至L2高程并具備儀器安裝條件時的t2時刻，懸掛Ⅱ號垂線監測儀和安裝Ⅱ號傾斜監測儀器，并開始觀測；此時，Ⅱ號傾斜監測儀器取得傾斜角度初值θ₂(t2)，Ⅰ號傾斜監測儀器所測傾斜角度為θ₁(t2)，則t2時刻，Ⅱ號垂線懸掛時的實際全變形為：

，其中：y₂—修正后的Ⅱ號垂線t2時刻實際變形，y₁—Ⅰ號垂線t2時刻變形，H_?2—Ⅱ號垂線長度；

（3）隨拱壩澆筑至L3高程并具備儀器安裝條件時的t3時刻，懸掛Ⅲ號垂線監測儀和安裝Ⅲ號傾斜監測儀器，并開始觀測；此時，Ⅲ號傾斜監測儀器取得傾斜角度初值θ₃(t3)，Ⅱ號傾斜監測儀器所測傾斜角度為θ₂(t3)，則t3時刻，Ⅲ號垂線懸掛時的實際全變形為：

，其中：y₃—修正后的Ⅲ號垂線t3時刻實際變形，y₂—2號垂線t3時刻變形，H_?3—Ⅲ號垂線長度；

……

以此類推，可得到上部垂線懸掛時的實際全變形計算函數為：

其中：y_i+1—修正后的i+1號ti+1時刻垂線實際變形，y_i—i號垂線ti+1時刻變形，H_?i+1—i+1號垂線長度，θ_i(ti+1)－i號傾斜監測儀器在ti+1時刻所測的傾斜角度，θ_i(ti)－i號傾斜監測儀器在ti時刻所測的傾斜角度，i＝1，2，……。

對各個分段垂線監測成果進行修正，修正后的測值即為拱壩實際全變形。

本發明利用拱壩不同高程廊道（或觀測間），分段對應布設垂線和傾斜兩種監測儀器的方法，通過垂線監測得到的拱壩變形加上傾斜儀器監測得到的壩體上部在垂線尚未安裝期間的壩體變形，從而獲得拱壩實際全變形，成功解決了拱壩實際全變形無法監測的問題，且已成功應用于水電工程，取得了良好的效果，實用性強。本發明改變了我國拱壩安全監測設計和監測方法，在拱壩中具有廣泛的市場前景和推廣價值。

附圖說明

圖1?為本發明的拱壩全變形監測儀器布置示意圖。

圖中：1―Ⅰ號垂線監測儀，2―Ⅱ號垂線監測儀，3―Ⅲ號垂線監測儀，4―Ⅳ號垂線監測儀，5―傾斜監測儀器，6-觀測間，7-（壩內）廊道，8―壩基，9―壩頂，10―下游面，11―上游面，H2－Ⅱ號垂線長度，H3－Ⅲ號垂線長度，H4－Ⅳ號垂線長度，L1、L2、L3、L4－高程。

?具體實施方式