導航：安全管理網>> 安全論文>> 建筑安全論文>>正文

白楊河水庫大壩安全監(jiān)測改造及自動化系統設計

文檔作者：張勤勞趙謐楊鵬文檔來源： 1．西北勘測設計研究院新疆石油管理局		點擊數：	更新時間： 2021年12月15日
下載地址：點擊這里	文件大小： 203.49 KB 共4頁	文檔格式： PDF	下載點數： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內容預覽 [文件共4頁]

本文件共4頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現部分文字亂碼（如口口口）、內容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大?。?03.49 KB 共4頁文件格式：PDF 下載點數：1 點（VIP會員免費）

下一篇：奧爐改造工程項目安全管理實踐與創(chuàng)新

上一篇：寶雞峽白鶴大型泵站改造工程安全風險防范…

文本預覽

僅提取頁面文字內容，供快速閱讀使用。

文章編號：1671-4768(2007)04—0016-04
白楊河水庫大壩安全監(jiān)測改造及自動化系統設計
張勤勞 ，趙
(1．西北勘測設計研究院，西安710043；2．
謐。，楊 鵬
新疆石油管理局，新疆克拉瑪依834000)
摘 要：白楊河水庫是2O世紀7O年代修建的，期間大壩安全監(jiān)測只設簡單的變形監(jiān)測，滲流
揚壓力監(jiān)測，由于長期運行條件所限，造成監(jiān)測設施損壞，未能進行觀測，本次按照水庫運行需
要并結合現行規(guī)范和監(jiān)測技術設置必要的監(jiān)測項目，并建立自動化監(jiān)測系統，實現實時監(jiān)測和
遠程控制。
關鍵詞：大壩安全監(jiān)測；自動化；系統設計；白楊河；水庫
中圖分類號：TV698 文獻標識碼：B
1 工程概況
(1)白楊河水庫位于克拉瑪依市東北、白楊河
中游的哈拉阿拉特山口，距克拉瑪依市100 km。
水庫最大淹沒面積5．77 km。，屬年度調節(jié)水
庫，設計重現期5O年，設計洪水流量為212
m。／s，校核洪水流量為305 m。／s(500年一遇)。
工程于1970年元月動工，1972年4月開始
蓄水，1974年放水。黃羊泉引洪干渠放水閘為
1992年建成。
主要建筑物由混凝土攔河主壩、南北副壩及
兩側土壩、雙孔泄洪閘、水庫放水隧洞及黃羊泉引
洪干渠放水閘組成。
混凝土攔河主壩為非溢流式重力壩，壩長
120．5 m(共l1個壩段)，壩頂高程434．5 m，最大
壩高29．5 m，頂寬3 m，最大底寬28 m。大壩設
有一條基礎灌漿排水廊道，廊道底板高程4l1．7
1TI，總長36．2 m(4壩段至7壩段)，寬2．5 m，并
在5壩段設有一條縱向排水廊道。
南北副壩為混合壩，長231．5 m，最大壩高
6 m，頂寬5 m?；旌蠅蝺蓚葹檎惩列膲ι暗[壩，
是南北副壩的延伸，總長1 347．98 m，高約6 m，
頂寬3"--5 m，內有1～1．5 m寬的粘土心墻。
水庫放水隧洞斷面尺寸為1．5 m×1．5 m，設
計過水流量為6 m。／s，最大放水流量11 m。／s。
溢洪口泄洪閘為兩孔，單孔寬6 m，底板高程
428．2 m。設計洪水位時最大泄洪能力為195
m。／s，校核洪水位時為214．5 m。／s。
黃羊泉引洪干渠放水閘底板高程428．2 m，
最大設計引水量50 m。／s。
(2)原有監(jiān)測設計及其現狀
根據新疆石油管理局供水公司目前提供的資
料，大壩原設有12個垂直位移測點，5個水平位
移測點，兩個工作基點及6個揚壓力觀測孔。
目前各項監(jiān)測設施均已損壞。
2 設計依據
由于目前所掌握的基礎資料有限，本次工程
監(jiān)測項目改造及設計主要是依據業(yè)主所提要求和
現行相關規(guī)范。
遵循的國家及行業(yè)規(guī)范(不限于)：
(1)中華人民共和國國務院令77號《水庫大
收稿日期：2007—03—05
作者簡介：張勤勞(1962一)，男，西北勘測設計研究院高級工程師，西北勘測設計院工程科研實驗分院副院長，長期
從事水利水電工程安全監(jiān)測設計、研究工作。
維普資訊 http://www.cqvip.com
第4期 張勤勞，等 白楊河水庫大壩安全監(jiān)測改造及自動化系統設計 17
壩安全管理條例》；
(2)DL／T 5178-2003《混凝土壩監(jiān)測技術規(guī)
范》；
(3)SL 60—94《土石壩安全監(jiān)測技術規(guī)范》；
(4)DL／T 52l1—2005《大壩安全監(jiān)測自動化
技術規(guī)范》；
(5)GBJ138-1993~水位監(jiān)測標準》
(6)GB50026-93《工程測量規(guī)范》；
(7)GB／T 17942—20006國家單角測量規(guī)范》；
(8)SL219—1998《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》；
(9)DL／T5125—2001~水電水利巖土工程施工
及巖體測試造孔規(guī)程》。
3 監(jiān)測設計
本著以工程安全為重點、滿足運行管理方便
的原則設計以下監(jiān)測項目：
(1)大壩安全監(jiān)測
a．變形監(jiān)測：主要包括壩頂水平位移、大壩
及基礎撓度變形以及壩體接縫變形；
b．滲流監(jiān)測：主要包括壩基揚壓力及滲漏
量。
(2)各測流點水位監(jiān)測
(3)閘門開度監(jiān)測
(4)自動化監(jiān)測系統
3．1 大壩安全監(jiān)測
由于白楊河水庫大壩主壩為混凝土壩，壩高
29．5 m，而南北副壩為混合壩，壩高僅為6 m，因
此本次大壩安全監(jiān)測的重點為混凝土攔河主壩。
3．1．1 變形監(jiān)測
(1)測量控制網
在大壩下游山體上設置三個基點(TP1、
TP2、TP3)和壩兩端基點(TP北、TP南)共同組
成監(jiān)測控制網，來監(jiān)測庫區(qū)的變形。同時TP2用
作壩體水平位移測量的基點。
(2)壩頂水平位移
白楊河水庫大壩工程已運行30多年，大壩主
要沉降早已完成，大壩表部變形主要考慮壩頂水
平位移和垂直位移。
在混凝土攔河主壩壩頂布置水平(垂直)位移
測墩，每壩段布置1測墩，水平位移利用徠卡
TCA2O03機器人全站儀，全天候觀測。垂直位移
采用電子水準儀，人工測量。精度滿足一等測量
規(guī)范要求。
(3)撓度變形
在混凝土攔河主壩最高壩段(5壩段)布置1
組垂線，進行壩體及基礎撓度變形監(jiān)測。垂線由
1條正垂線和1條倒垂線組成，銜接于411．7 m
層基礎灌漿廊道。正垂掛點位于壩頂，倒垂錨固
點深入基巖15 m。
垂線坐標儀采用CCD光電式垂線坐標儀，測
量范圍橫河向滿足0～20 mm，順河向滿足O～
35 mm，分辨力≤0．1 mm，工作溫度滿足一2O～
45℃ 。
(4)壩體接縫變形
利用壩體接縫處測縫計，進行壩段間相對變
形監(jiān)測。測縫計布置在混凝土攔河主壩4、5、6、7
壩段間橫縫縫面處。共布置6組單向測縫計，其
中3組位于411．7 m 層基礎灌漿排水廊道，3組
位于壩頂。
測縫計測量范圍為0～ 12 mm，分辨力≤
0．1％F·S，工作溫度滿足一25～45℃ 。
3．1．2 滲流監(jiān)測
(1)壩基揚壓力
在混凝土攔河主壩上重新布置揚壓力觀測
孔，其中在基礎灌漿排水廊道中4、5、6、7壩段各
布置1個揚壓力孔，縱向排水廊道(順河向)中布
置兩個揚壓力孔，揚壓力孔孔深入基巖lm。
揚壓力監(jiān)測采用壓力表或水尺進行人工監(jiān)
測，同時在孔內安裝壓阻式水位計，測量范圍O～
0．20 MPa，分辨力小于≤0．1％F·S，工作溫度
滿足一20~45℃ 。
(2)滲漏量
在縱向排水廊道未端，將兩條排水溝貫通，設
置1個量水堰進行混凝土攔河主壩中間壩段的滲
漏水監(jiān)測，此外對廊道以外的排水管選擇排水量
較大的出口進行滲漏量監(jiān)測。
量水堰儀測量范圍0～300 mm，分辨力小于
≤0．1 F·S。
3．2 各測流點水位監(jiān)測
在白克明渠測流點、鳥放水渠測流點、引洪干
渠測流點、壩上游庫水位監(jiān)測點各設置1套水位
測量儀(選用壓阻式液位儀)，以監(jiān)測各部位的水
位，并根據水位流量曲線推算各放水點的流量。
水位測量儀的測量變幅為20 m，測量誤差≤
土1 cm，工作溫度滿足溫度一25～45℃ 。
維普資訊 http://www.cqvip.com
18 西北水力發(fā)電 第23卷
3．3 閘門開度監(jiān)測
在雙孔泄洪閘的工作閘門處，各布置1支閘
門開度儀，用以監(jiān)測開度，并計算泄流量。
閘門開度儀測量啟閉范圍應滿足：0．00 m～
30．00 m．測量誤差≤ ± 1 cm，工作溫度一25～
45℃ 。傳輸信號形式4～20 mA。
4 安全監(jiān)測自動化系統
安全監(jiān)測自動化設計本著運行管理方便，并
能及時掌握建筑物各監(jiān)測點動態(tài)信息的原則，將
各監(jiān)測項目數據信息全部集中引至水庫管理站
內，實現數據采集自動化、資料處理分析自動化、
安全管理自動化，并預置遠距離傳輸接口。
4．1 自動化安全監(jiān)測系統的組成
白楊河水庫安全監(jiān)測自動化系統由四部分組
成：即大壩安全監(jiān)測自動化系統、各測流點水位監(jiān)
測系統、閘門開度監(jiān)測系統。
大壩安全監(jiān)測中納入自動化監(jiān)測的項目：壩
體垂線、壩基揚壓力、滲漏量以及單向測縫計組，
壩頂平面變形監(jiān)測數據定期收集并匯入自動化監(jiān)
測系統中。
4．2 大壩自動化安全監(jiān)測系統設計
白楊河水庫安全監(jiān)測自動化系統采用分布式
系統?；静杉到y內部采用RS一485信號傳
輸。
(1)大壩安全監(jiān)測自動化系統要求及功能
本系統除采用分布式網絡系統，還應滿足下
列要求及功能：
① 滿足(DL／T5178—2003)《混凝土壩安全
監(jiān)測技術規(guī)范》、SL 60—94《土石壩安全監(jiān)測技術
規(guī)范》、DL／T 5211—2005((大壩安全監(jiān)測自動化
技術規(guī)范》和DL／T 5209—2005(混凝土壩安全監(jiān)
測資料整編規(guī)程》的相關要求。
② 具有遠程通訊功能；
③ 完成日常觀測數據的自動采集，實現無人
值守；
④ 系統自檢及硬件故障報警，系統平均無故
障時間(MTBF)大于6300h；
⑤ 系統具備防雷、防潮、防銹蝕、抗震、抗電
磁干擾等性能，防雷電感應：500W---1500W；瞬態(tài)
電位差：小于1000V；
⑥ 系統工作環(huán)境：一40℃ ～+60℃ ；
⑦ 系統運行方式：支持24h不間斷運行，根
據需要可調；
⑧ 保修期內儀器、設備完好率100 ；
⑨ 系統軟件具有如下功能：
所有軟件均在Windows平臺下運行；
數據采集功能，完成日常觀測數據的自動采
集，實現無人值守，亦可按用戶給定的周期、項目
進行數據采集，發(fā)現測值異常自動重測，仍為異常
時則給出提示，
自動報警功能，對重點監(jiān)測部位的測值與監(jiān)
控指標比較，判斷大壩的工作狀態(tài)，實施分級報
警。
具有全面、完善的數據管理功能，對觀測數據
(自動監(jiān)測數據、人工觀測數據)與工程有關的檔
案資料進行全面管理、儲存、檢索、制表、繪圖、輸
出打印。
對長期觀測資料進行計算分析，建立安全監(jiān)
控數學模型，對大壩安全狀況進行評估，指導安全
運行；并符合規(guī)范DL／T5178—2003，SL 60—94，
DL／T 5209—2005要求的監(jiān)測資料分析處理的軟
件。
數據通訊功能，適應今后流域網局的管理及
廠MIS系統的要求。
(2)MCU測量單元
MCU(測量控制單元)具有自動集測、信號處
理、控制和通訊功能。主要功能和技術指標：
① 能夠大壩安全監(jiān)測聯接、集測納入大壩安
全監(jiān)測自動化系統的所有傳感器；
② 具有掉電自保護功能，具有對處理器、存
儲器、電源、測量電路、時鐘、接口、傳感器線路進
行自診斷功能；
③ 能夠采用220V 交流供電，能在220士
20 V電壓范圍正常運行；
④ 配備的電源容量必須保證MCU 正常工
作3 d；
⑤ 具有實時觀測功能；
⑥ 具有存儲、輸出等功能，數據存儲容量：不
低于60測次；
⑦ 配備數據采集軟件，要求MCU單機能正
常觀測；
③ 設有RS485通訊接口，必須公開通信協
議；
⑨ 具有較強的抗雷擊和抗干擾功能，防雷電
感應：500 W～1 500 W ；
維普資訊 http://www.cqvip.com
第4期 張勤勞，等 白楊河水庫大壩安全監(jiān)測改造及自動化系統設計 19
⑩ 適應工作環(huán)境：溫度一25~C～60~C；濕度
小于99 ；
⑩ 平均維修時間(MTTR)：不大于2h；
⑩ 采樣時間：≤3 s／點；
⑩ 定時采集間隔：1 min 每月測量一次，可
任意設置；
@ 具有人工測量接口，以方便人工比測或在
采集裝置發(fā)生故障時人工測讀數據。
(3)工控機
采用原裝品牌工控機，CPU頻率PIV 1．8G
以上，內存256 MB，40 GB硬盤，硬盤支持熱插
拔。
(4)計算機
采用品牌計算機，CPU 頻率P1V2．8G 以上，
內存256MB以上，硬盤80GB以上，17”液晶顯示
器
(5)打印機
A3激光打印機。
(6)UPS
采用美國山特UPS，配備的蓄電池能滿足系
統運行2小時。
(7)傳感器(壓阻式)
長期穩(wěn)定性：0．1 9，6F．S．／年，
輸出信號：二線制或RS485
Alteration the Dam Safety
Automation for
ZHANG Qin一1ao ，
(1．Northwest Institute of Design and Survey，
tration，Xinjiang Kelamayi 834000，China)
(8)監(jiān)測管理站
現階段監(jiān)測自動化管理站位于白楊河水庫下
游約500 m白楊河水庫管理站。將來的監(jiān)測管
理中心站位于克拉瑪依市，因此預留遠程數據傳
輸方案和接口。
5 主要建筑物可視監(jiān)控
本工程設置1套電視監(jiān)控系統，在主壩、引洪
干渠放水閘、泄洪閘(兼顧溢堰)、排水廊道各布置
1個攝像頭，用以監(jiān)視各主要建筑物。
6 壩基排水孔
考慮原壩基排水孔已失效，在混凝土主壩橫
向排水廊道中重新打排水孔。新排水孔共設置8
孔，其中橫向排水廊道6孔(斜孔，偏向下游15。)，
縱向排水廊道2孔(垂直孔)，孔底深入基巖7～
9 m 。
7 結束語
系統建成后形成完整的白楊河水庫大壩安全
監(jiān)測系統，對于監(jiān)測白楊河水庫運行安全和提高
管理水平具有重要意義；特別是自動化系統對于
科學管理水庫，統一調度水庫，提高水庫的經濟效
益非常有利，同時實現實時監(jiān)測和遠程控制。
M onitoring System and Design of
BaiYangHe Reservoir
ZHAO Mi。，YANG Peng
Xi’an 710043，China；2．Xinjiang Petroleum Adminis—
Abstract：BaiYangHe reservoir was build in 1970’S．The reservoir only had simple monitoring system
for dam displacement，uplift pressure caused by seepage，since then．Limited by operation conditions，
the monitoring facilities were failed and observation was halted．In order to meet the requirement of
new standard，some new monitoring items should be set，and the automation should be design for the
monitoring system to realize rea1 time monitoring and telemeter．
Key words：dam safety monitoring；automation；system design；BaiYangH e Reservior
維普資訊 http://www.cqvip.com

網友評論 more

建筑安全論文最新內容

03-05