【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大坝安全监测，具体地指一种拱坝坝体与两岸灌浆平洞的绝对沉降监测系统及监测方法。
技术介绍
1、高拱坝规模巨大，伫立于高山峡谷之中，拱坝坝体与两岸山体形成整体结构，承受多方面且复杂的荷载(水荷载、坝基扬压力、坝肩推力等)作用，拱坝的长期运行安全关乎人民生命财产安全。
2、为有效监控拱坝以及两岸山体的安全状态和工作性态，通常系统性地对其布置变形、渗流渗压、应力应变和温度四大类型的安全监测设施，并建立大坝与两岸灌浆平洞完备的监测体系。其中，拱坝坝体与两岸灌浆平洞的沉降是判定大坝安全性的重要指标，拱坝不同部位的水准观测用于反映坝体自身的沉降变形，两岸灌浆平洞的水准观测主要反映拱坝两岸山体内的沉降变形；同时，拱坝坝体和两岸灌浆平洞的沉降也是揭示大坝长期变形规律、掌握工作性态的重要支撑。
3、目前，拱坝与灌浆平洞的沉降监测手段主要包括：静力水准法和精密水准法。然而，在众多的拱坝监测系统中，无论采用静力水准法还是精密水准法，大坝坝基、坝体各高程和坝顶的沉降观测相对独立，无法获得绝对沉降变形。具体地，对于基础廊道与对应的两岸灌浆平洞、坝体廊道与对应的两岸灌浆平洞、坝顶与对应的两岸灌浆平洞，常规方法是在其中单层廊道与对应的两岸灌浆平洞中建立独立的单条水准路线，水准路线穿过廊道(或坝顶)与对应的两岸灌浆平洞，并在对应的山体内部灌浆平洞中靠近山体深部端设置水准相对工作基点，通过观测和解算得到同高程其余部位水准点相对于工作基点的沉降。但是，该观测方法尚未建立拱坝与两岸灌浆平洞统一的沉降监测体系，更无法获得拱坝坝体和
4、另外，以坝外垂直位移监测网基点作为大坝垂直位移监测基点解算大坝垂直沉降的方法，可以获得拱坝坝体和灌浆平洞的绝对沉降，但是该方法受多种因素影响和制约，观测成果存在引入较大外部误差的风险，特别是对于规模较大的拱坝，沉降观测精度难以满足《混凝土坝安全监测技术规范》(dl/t5178-2016)规定的坝基和坝体垂直位移中误差限值(分别为±0.3mm和±1.0mm)的要求。一方面，该方法从外部至大坝观测距离较远，水准观测路线较长，导致存在较大的沉降累计观测误差，特别是坝基的沉降观测精度难以满足规范要求；另一方面，以坝外垂直位移监测网基点作为大坝沉降基点，而坝外垂直位移监测网一般位于大坝库盆区，受水库蓄水对库盆区大范围渗流场等因素的影响，库盆区变形规律复杂，且受周围影响因素较多，垂直位移监测网基点无法无限深入岩体深部，基点长期稳定性难以得到完成保障。不仅如此，由于该方法以垂直位移观测网基点作为大坝沉降基点，需要从较远的基点进行观测，水准观测路线较长，观测时间和人力成本较大，效率较低。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足之处，本专利技术提出一种拱坝坝体与两岸灌浆平洞的绝对沉降监测系统及监测方法，统一拱坝坝体与两岸灌浆平洞的水准观测基准，获得拱坝坝体和两岸灌浆平洞的绝对沉降，规避以坝外垂直位移监测网基点作为大坝基点进行观测而存在引入较大外部误差的风险，同时提升了沉降观测精度和观测效率。
2、为达到上述目的，本专利技术所设计的一种拱坝坝体与两岸灌浆平洞的绝对沉降监测系统，其特别之处在于：包括位于拱坝坝体下部、且两端抵接至左右两岸岩体的基础廊道，所述基础廊道的拱冠梁坝段设置有基础观测室mf；所述基础廊道左侧连通有位于山体底部的基础廊道左岸灌浆平洞，所述基础廊道右侧连通有位于山体底部的基础廊道右岸灌浆平洞，所述基础廊道左岸灌浆平洞的山体深部设置有左岸观测室ml、或者所述基础廊道右岸灌浆平洞的山体深部设置有右岸观测室mr；
3、所述左岸观测室ml、或右岸观测室mr朝向岩体深部设置有竖直钻孔，所述竖直钻孔底端视为不动点，所述竖直钻孔设置有双金属标，通过双金属标获得双金属标标头相对于不动点的第一相对沉降变形sm；
4、所述基础廊道左岸灌浆平洞、基础廊道、以及基础廊道右岸灌浆平洞底板上设置有基础水准测线df，所述基础水准测线df上设置有间隔布置的多个基础水准点dfj；
5、所述拱坝坝体从基础廊道以上至坝顶设置有i层间隔、且平行布置的坝体廊道，且每层坝体廊道两端分别抵接至左右两岸岩体，第i层所述坝体廊道的拱冠梁坝段、且对应于基础观测室mf的正上方均设置有坝体观测室mi，上下相邻坝体观测室mi之间、以及坝体观测室mi与基础观测室mf之间分别设置有竖直传高hi，通过竖直传高hi获得相邻坝体廊道之间的第四相对沉降变形ht(i)；
6、每层所述坝体廊道左侧连通有位于山体内部的坝体廊道左岸灌浆平洞，每层所述坝体廊道右侧连通有位于山体内部的坝体廊道右岸灌浆平洞，第i层所述坝体廊道、坝体廊道左岸灌浆平洞、坝体廊道右岸灌浆平洞底板上设置有坝体水准测线di，所述坝体水准测线di上设置有间隔布置的多个坝体水准点dij；
7、所述拱坝坝顶底板上设置有坝顶水准测线dn，所述坝顶水准测线dn上设置有间隔布置的多个坝顶水准点dnj。
8、进一步地，所述竖直钻孔深度大于或等于100m，直径大于或等于273mm。
9、更进一步地，所述双金属标标头连接有双标仪，所述双标仪用于监测双金属标标头相对于不动点的第一相对沉降变形sm。
10、进一步地，第i段所述竖直传高hi上端为固定端，下端为测量端，第i段所述竖直传高hi测量端设置有竖直传高仪，所述竖直传高仪用于监测对应相邻坝体廊道之间的第四相对沉降变形ht(i)。
11、更进一步地，所述竖直传高hi固定端与测量端之间为受温度影响较小的铟钢棒，铟钢棒采用pvc管保护。
12、进一步地，所述基础廊道底板上的基础水准点dfj位于所在坝段的中间位置，所述坝体廊道底板上的坝体水准点dij位于所在坝段的中间位置。
13、本专利技术还设计一种拱坝坝体与两岸灌浆平洞的绝对沉降监测方法，适应于上述的拱坝坝体与两岸灌浆平洞的绝对沉降监测系统，其特别之处在于，包括如下步骤：
14、s1)在左岸观测室ml和右岸观测室mr之中，选择岩体地质条件更好且岩体变形稳定的观测室底板进行竖直钻孔，并将竖直钻孔底端视为不动点，通过双标仪对双金属标进行自动化监测，获得双金属标标头相对于不动点的第一相对沉降变形sm；
15、s2)基于精密水准法观测、以及平差计算，获得各基础水准点dfj相对于基础观测室mf处水准点的第三相对沉降变形sj、以及基础观测室mf处水准点相对于双金属标标头处的第二相对沉降变形sjht，则基础廊道、或基础廊道左岸灌浆平洞、或基础廊道右岸灌浆平洞底板上的各基础水准点dfj的绝对沉降asj＝sm+sjht+sj；
16、s3)从第1层至第i层(i＝1,2,...,n)坝体廊道分别采用对应层的竖直传高仪监测相邻坝体廊道之间的第四相对沉降变形ht(i)，则从第1层至第i层坝体廊道的相对变形之和为ht(1)+ht(2)+...+ht(i)；
17、s4)基于精密水准法观测、以及平差计算，获得第i层坝体廊道底板上的各坝体水准本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种拱坝坝体与两岸灌浆平洞的绝对沉降监测系统，其特征在于：包括位于拱坝坝体下部、且两端抵接至左右两岸岩体的基础廊道(1)，所述基础廊道(1)的拱冠梁坝段设置有基础观测室Mf；所述基础廊道(1)左侧连通有位于山体底部的基础廊道左岸灌浆平洞(2)，所述基础廊道(1)右侧连通有位于山体底部的基础廊道右岸灌浆平洞(3)，所述基础廊道左岸灌浆平洞(2)的山体深部设置有左岸观测室ML、或者所述基础廊道右岸灌浆平洞(3)的山体深部设置有右岸观测室MR；
2.根据权利要求1所述的拱坝坝体与两岸灌浆平洞的绝对沉降监测系统，其特征在于：所述竖直钻孔深度大于或等于100m，直径大于或等于273mm。
3.根据权利要求2所述的拱坝坝体与两岸灌浆平洞的绝对沉降监测系统，其特征在于：所述双金属标(4)标头连接有双标仪，所述双标仪用于监测双金属标(4)标头相对于不动点的第一相对沉降变形SM。
4.根据权利要求1所述的拱坝坝体与两岸灌浆平洞的绝对沉降监测系统，其特征在于：第i段所述竖直传高Hi上端为固定端，下端为测量端，第i段所述竖直传高Hi测量端设置有竖直传高仪，所述竖
5.根据权利要求4所述的拱坝坝体与两岸灌浆平洞的绝对沉降监测系统，其特征在于：所述竖直传高Hi固定端与测量端之间为受温度影响较小的铟钢棒，铟钢棒采用PVC管保护。
6.根据权利要求1所述的拱坝坝体与两岸灌浆平洞的绝对沉降监测系统，其特征在于：所述基础廊道(1)底板上的基础水准点Dfj位于所在坝段的中间位置，所述坝体廊道(5)底板上的坝体水准点Dij位于所在坝段的中间位置。
7.一种拱坝坝体与两岸灌浆平洞的绝对沉降监测方法，适应于如权利要求1～6任一项所述的拱坝坝体与两岸灌浆平洞的绝对沉降监测系统，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的拱坝坝体与两岸灌浆平洞的绝对沉降监测方法，其特征在于：S2)中，各基础水准点Dfj采用一等闭合水准进行监测；S4)中，各坝体水准点Dij采用一等闭合水准进行监测，各坝顶水准点DNj采用一等闭合水准进行监测。
...【技术特征摘要】
1.一种拱坝坝体与两岸灌浆平洞的绝对沉降监测系统，其特征在于：包括位于拱坝坝体下部、且两端抵接至左右两岸岩体的基础廊道(1)，所述基础廊道(1)的拱冠梁坝段设置有基础观测室mf；所述基础廊道(1)左侧连通有位于山体底部的基础廊道左岸灌浆平洞(2)，所述基础廊道(1)右侧连通有位于山体底部的基础廊道右岸灌浆平洞(3)，所述基础廊道左岸灌浆平洞(2)的山体深部设置有左岸观测室ml、或者所述基础廊道右岸灌浆平洞(3)的山体深部设置有右岸观测室mr；
2.根据权利要求1所述的拱坝坝体与两岸灌浆平洞的绝对沉降监测系统，其特征在于：所述竖直钻孔深度大于或等于100m，直径大于或等于273mm。
3.根据权利要求2所述的拱坝坝体与两岸灌浆平洞的绝对沉降监测系统，其特征在于：所述双金属标(4)标头连接有双标仪，所述双标仪用于监测双金属标(4)标头相对于不动点的第一相对沉降变形sm。
4.根据权利要求1所述的拱坝坝体与两岸灌浆平洞的绝对沉降监测系统，其特征在于：第i段所述竖直传高hi上端为固定端，下端为测量...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑栋，李少林，翁永红，彭绍才，梁栋才，唐贤琪，戴领，刘光彪，沈明毅，纪传波，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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