某赤泥坝监测方案教材.docx

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某赤泥坝监测方案教材

1监测设计方案编制依据

⑴三期赤泥堆场总平面设计图纸；

⑵《工程测量规范》（GB50026-2007）；

⑶《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）；

⑷《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001（2009年版））；

⑸《岩土工程试验监测手册》林宗元编，辽宁科学技术出版社；

⑹《尾矿库安全监测技术规范》（AQ2030-2010（2010-09-06发布））；

2监测设计目的及要求

2.1监测设计目的

赤泥库工程安全监测设计是实施信息化施工，避免事故发生的有效措施，又是完善设计理论、提高设计水平和施工水平的重要手段。

赤泥库现场监测的目的，就是通过对设置在现场的观测点进行周期性的重复观测，求得各观测点的坐标和高程变化量，为监测库坝支护结构的稳定及设施的安全运营提供可靠的技术数据。

监测的目的是:

根据观测数据,及时调整支护措施,保证赤泥库工程的安全。

2.2坝顶表面监测点的布置

遵循宜选在最大坝高断面、有排水管通过的断面、地基工程地质变化较大的地段及运行有异常反应处。

监测点应布设在坝基外侧车辆压不到处，在坝基的拐角处必须布点，根据规范，表面水平位移及垂直位移监测，一般共有一个测点；测点的间距，一般坝长小于300m时，宜取20～100m；监测点坝长大于300m时，宜取50～200m；坝长大于1000m时，宜取100～300m。

根据总平面布置图及现场情况，本工程坝长介于300~1000M,共设基准基点8个，监测点22个，监测点平均间距约为137米。

2.2监测内容及要求

1.坝顶表面水平位移、垂直位移（详见坝体表面监测点平面布置图）。

2.监测测次：

在监测设施安装初期，每15天进行一次，当坝体趋于稳定时，可逐步减为每月一次；但遇下列情况时，应适当增加测次：

地震、久雨、暴雨、台风之后；位移量或位移速率显著增大时；渗水（水质、水量）情况显著变化时；库水位处在高水位时；在坝体上进行较大规模的施工前后；其它严重影响尾矿库安全运行的各种情况。

3.监测结果应及时反馈给有关单位，以确保库坝及周边环境安全。

2.3监测报警值

根据设计所供要求确定监测指标，进行人工控制报警。

3监测技术方法

3.1监测工作概述

现场监测工作内容包括：

负责所承担项目范围内全部监测仪器设备的供货、全部监测仪器设备安装埋设、本项目范围内所有的测量和对本项目结束前各观测设备的维护以及各项目的监测、成果整理分析、编写工作报告等与之相关的所有工作。

（1）仪器组装、率定：

仪器质量好坏直接关系到监测工作的成效，我们将认真选择各种仪器设备。

同时，所有的仪器设备，在埋设或试用前都要经过仔细的检查与率定，以确保质量良好。

对于测量仪器，我们也将认真选择，以满足设计技术要求的各项目观测精度，精确的反映工程施工过程中的各项变形数据。

（2）仪器设备安装埋设：

对各种埋设项目都要制定埋设工作的实施方案。

在埋设过程中，应严格按照设计及规范要求与本院制定的埋设工作技术要求进行，要求各监测项目定位定点均满足要求，并能切实地在预定时间内保质保量地完成埋设工作。

（3）仪器设备维护：

为了保证监测工作的顺利进行，在监测工作期间，除现场监测人员加强现场巡视维护外，请施工单位密切配合，切实地保护好各观测项目管、线等现场设备，防止仪器设备的损坏。

（4）日常观测与巡视：

库坝工程由于其特殊性与难度，而设计所采用的土力常规理论由于采用一些假设因而存在许多不确定因素，只有通过坝顶表面原位观测才能较好的掌握其变化情况，更好地指导施工，保证工程安全，因此监测工作质量的好坏将直接影响工程的施工与安全。

为保证检测工作的质量，现场观测应严格按照“认真细致、按时观测、及时整理、定期校核”的原则进行日常观测工作，注意各二次仪表的日常维护与保养，保证二次仪表的精确性。

同时要加强现场日常巡视工作，密切监视现场的细微变化。

（5）每次监测时，采用相同的观测路线和观测方法，相同的仪器设备，相同的观测人员，在基本相同的环境和条件下进行工作。

（6）资料整理分析：

认真做好各监测项目埋设的考证记录与观测记录，并在考证的基础上合理地确定各监测项目的初始值。

资料当天观测当天整理，若发现异常情况须及时分析，反复测试，并立即通报有关各方，以便及时采取相应措施，防止工程事故的发生。

及时制作各监测项目数据报表与图表，积极参与施工控制，参与工程事故的分析与处理措施的商定。

（7）报告提交：

在资料整理分析的基础上提供月监测报告、阶段监测报告，工作结束后，提供监测工作总报告。

3.2建立测量观测点

变形观测的测量点本次分为基准点和观测点两类。

基准点为确定测量基准的控制点，是直接测量变形观测点的依据。

水平位移和垂直监测点布设于同一个点位，基准点和监测点采用强制归心装置，标志示意图见下图：

基准点埋设于地面下60cm，检测点埋设于地面下30cm，标石的底部及周围夯实用混凝土浇灌，待基准点完全稳固后，方可对基准点和监测点进行观测。

监测点是直接埋设在变形体上，且能反映变形特征的观测点。

3.3沉降观测点的测量

3.3.1沉降监测基准点的布设

基准点布设在靠近观测目标且便于联测观测点的稳定或相对稳定的位置，沉降基准点不少于3个，可以把所有的沉降基准点进行联测，以便于基准点稳定性检测

基准点应避开交通干道、地下管线、仓库堆栈、水源地、河岸、松软填土、滑坡地段、机器振动区以及其它能使标石、标志易于腐蚀和破坏的地点。

标石、标志埋设后，应达到稳定后方可进行观测，稳定期一般不应少于5天。

3.3.2沉降位移变形点的布设

变形点按《监测平面图》上的要求进行布设。

变形点应设立在能反映变形体变形的特征部位。

标志应稳固、明显，结构合理，点位应避开障碍物，便于观测和长期保存。

观测点应统一编号，第一次沉降观测应该全面，随着施工进度的发展，有些沉降观测点会因为各种原因被破坏，从而失去观测价值，因此需要不断对沉降观测点位进行维护，观测点位的选择和保护对观测工作的连续性和正确性至关重要。

如观测点在施工过程中遭到破坏，应尽快在原位置处或尽量靠近原测点处补设，以保证观测数据的连续性。

在每个沉降变形观测点附近，应该有该点的醒目标记。

施工单位在施工过程中必须加强对沉降变形观测点的保护，严禁撞击沉降变形观测点，严禁在沉降变形观测点上堆放重物等。

如果变形观测点遭到破坏或由于各种因素而无法继续观测时，测量人员应该及时向业主和监理人员反映情况，以采取相应的保护措施，并及时恢复或修改观测点的位置，确保变形观测点成果的连续性和可靠性。

3.3.2沉降观测

按照《工程测量规范》的要求，沉降观测按《规范》中的三等变形测量的要求执行。

水准基准点控制网布设为闭合环，高程从水准基准点上起算，采用独立高程系统。

环中相邻基准点的站数不得大于10站。

首次观测时，水准基准点的观测次数均为往返各一次。

往测时，奇数测站的观测顺序为后、前、前、后。

偶数测站的观测顺序为前、后、后、前；返测时，奇数测站的观测顺序为前、后、后、前，偶数测站的观测顺序为后、前、前、后。

每次沉降观测均须对基准点的稳定性进行检查，检查可往测一次，相邻基准点的高差较差不得大于2mm，否则应分析原因，保证沉降变形点起算数据的可靠性。

沉降变形点测量布设为水准闭合环，每次从同一基准点上出发，经过各观测点后再闭合至同一工作基点。

为提高初始值的可靠性，沉降观测首次观测时，观测次数为往返各一次。

观测顺序为后、前、前、后。

从第二次观测开始，按单程进行观测。

水准测量采用DINI电子水准仪电子水准仪（标称精度：

0.3mm/km）和配套的数码水准尺进行作业。

水准测量的各项技术要求依据表2的规定执行。

表2水准测量技术要求

变形测

量等级

相邻基准点高差中误差

（mm）

变形点高

程中误差

（mm）

测站高差

中误差

（mm）

环线

闭合差

（mm）

视线

长度

（m）

前后

视距差

（m）

视距

累计差

（m）

视线

高度

（m）

Ⅲ

±1.0

±1.0

±0.30

≤0.60

≤50

≤2.0

≤3.0

≥0.3

n为测站数。

每次观测前，均须对水准观测的仪器进行i角检查，水准观测仪器i角不得大于10″。

水准测量除应符合以上要求外，还应遵守下列规定：

（1）不同周期观测，采用相同的观测网形和观测方法；

（2）使用相同测量仪器设备；

（3）固定观测人员；

（4）选择最佳观测时段；

（5）在基本相同的环境和条件下观测；

（6）尽可能固定设站位置。

3.3、沉降监测数据的处理

根据最小二乘和统计检验原理对基准点控制网和观测点进行平差计算，对测量点的变形进行几何分析与必要的物理解析。

各类测量点观测成果的计算，应符合以下要求：

（1）观测值中不应含有超限误差，观测值中的系统误差应减弱到最小程度；

（2）合理处理随机误差，正确区分测量误差与变形信息；

（3）多期观测成果的处理应建立在统一的基准上；

（4）按网点的不同要求，合理估计观测成果的精度，正确评定成果质量。

每周期观测后，及时将电子水准仪的监测数据传输至电脑，对监测点的观测成果进行验算、平差计算。

3.3.1观测结果的验算

验算内容包括基准点稳定性的检测和水准环闭合差的计算。

（1）当水准网环线闭合差符合所选用等级的精度要求后，按下式计算每测站所测高差中数中误差：

式中——水准环数；

——水准环线闭合差；

——各环线测站数。

计算所得值不应超过所选用等级的测站高差中误差精度要求。

3.3.2观测结果的平差

将含有粗差的观测值剔除，验算结果符合要求后，各观测周期采用固定基准，使用鉴定合格的清华山维软件按间接平差法进行平差计算。

平差后，除输出各观测点的成果值外，还应输出单位权中误差、最弱观测点的高程中误差、待求观测点间的相对高差等，以与所采用的精度指标进行对比分析。

3.4、水平位移监测网

1）水平位移监测网布置

水平位移监测网形式可采用导线网布设，也可采用极坐标法施测。

宜采用独立坐标系统。

2）平面控制点标石和标志

控制点采用有强制对中装置的观测墩。

其对中误差不应超过0.1mm。

控制点应便于长期保存、加密、扩展和寻找，相邻点之间应通视良好，不受旁折光的影响。

3）水平位移监测网的技术要求

按照《工程测量规范》的要求，水平位移监测网按《规范》中的二等变形测量施测，基准点和监测点进行同步观测，主要技术要求应符合《工程测量规范》的要求。

水平位移监测网的主要技术要求

等级

相邻基准点的点位中误差（㎜）

平均边长（m）

测角中误差（//）

最弱边相对中误差

水平角测回数（0.5//级仪器）

二等

3.0

＜400

±1.0

≤1/200000

6

＜200

±1.8

≤1/100000

4

3.4.1水平位移监测

分析本工程特点，本工程水平位移监测主要采用极坐标法。

极坐标法

极坐标法是利用数学中的极坐标原理，以两个已知点为坐标轴，以其中一个点为极点建立极坐标系，测定观测点到极点的距离，测定观测点与极点连线和两个已知点连线的夹角的方法。

如图：

测定待求点C坐标时，先计算已知点A、B的方位角

测定角度β和边长BC，根据公式

计算BC方位角：

计算C点坐标：

3.5监测报表编制

编制监测报表：

在监测报表中将包含本期观测的各项观测数据，报表编制将以项目为单位编制。

自动生成报表网络图如下：

按照以上网络图编制工作表、工作簿以及相应程序后，每次观测后只需将外业数据录入（手工或程序输入）各监测项目的计算表中，生成成果表、变化量曲线图，曲线图的生成也有利于分析引起各种变形的原因。

3.6监测数据分析

（1）监测数据曲线图类型

监测数据曲线图共三类：

变化量曲线图、变化速率