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1　水工程与安全2

1.1　水工程的特点和风险2

1.1.1　水工程与社会经济发展2

1.1.2 水工程的特点3

1.1.3　水工程的风险5

1.2　水工程事故及失事原因浅析6

1.2.1　土石坝事故简析7

1.2.2　混凝土重力坝事故分析10

1.2.3　拱坝事故分析11

1.2.4　其他建筑物事故举例16

1.3　工程安全监测的重要性20

2　水工建筑物可能出现的工程安全问题及监测重点23

2.1　挡水建筑物23

2.1.1 混凝土重力坝23

2.1.2　拱坝25

2.1.3 土坝27

2.1.4　堆石坝29

2.1.5　支墩坝31

2.1.6 水闸32

2.2　泄洪、泄水建筑物33

2.2.1　溢洪道34

2.2.2 泄洪隧洞34

2.3　取水建筑物35

2.4　输水建筑物36

2.4.1 明流输水建筑物36

2.4.2　压力输水建筑物37

2.5　通航建筑物38

2.5.1　船闸38

2.5.2　升船机39

2.6　电站建筑物39

2.7　地下洞室与边坡40

2.7.1　地下洞室40

2.7.2　边坡工程42

2.8　堤防工程42

3　工程安全监测概论48

3.1　水利工程安全监测发展简况48

3.2　建立工程安全监测系统的基本思路50

3.2.1　安全监测的目的50

3.2.2　监测系统应具备的功能50

3.2.3　安全监测系统的组成51

3.3　安全监测系统布置52

3.3.1　监测项目52

3.3.2　安全监测系统布置原则56

3.4　建立工程安全监测系统的一般步骤58

3.4.1　安全监测系统设计58

3.4.2　安全监测系统的施工61

3.4.3　安全监测系统的运行62

3.5　三峡工程安全监测的实践与认识63

3.5.1　监测设计工作简要回顾63

3.5.2　关于三峡工程安全监测系统技术设计64

3.5.3　三峡工程安全监测系统的几个特点67

4　安全监测的常规项目及方法71

4.1　变形监测71

4.1.1 变形监测网71

4.1.2　水平位移监测72

4.1.3 垂直位移监测80

4.1.4　挠度监测88

4.1.5　倾斜（转动角）监测90

4.1.6　特殊基础的变形监测90

4.1.7 变形监测仪器91

4.2　应力应变及温度监测98

4.2.1　应力应变监测99

4.2.2　基岩变形监测99

4.2.3　接缝监测99

4.2.4　温度监测100

4.2.5　裂缝监测100

4.2.6　钢筋应力监测100

4.2.7　土压力监测101

4.2.8　应力应变及温度监测仪器101

4.3　渗流监测108

4.3.1　概述108

4.3.2　渗透压力监测108

4.3.3　渗流量监测110

4.3.4　水质监测111

4.3.5　渗流监测仪器及设施112

4.3.6　渗流热监测的理论和方法115

4.4　环境量监测118

4.4.1　水位监测118

4.4.2　温度监测118

4.4.3 降水量监测119

4.4.4　水质监测119

4.4.5　地震监测119

4.5　巡视检查120

4.5.1　概述120

4.5.2　巡视检查工作内容120

4.5.3　巡视检查程序121

4.5.4　巡视检查报告121

5　安全监测设计125

5.1　挡水建筑物安全监测设计125

5.1.1 混凝土重力坝安全监测设计125

5.1.2　拱坝安全监测设计136

5.1.3 土石坝安全监测设计142

5.1.4　堆石坝安全监测设计145

5.1.5　水闸安全监测设计153

5.2　通航建筑物安全监测设计157

5.2.1　通航建筑物安全监测设计的主要内容157

5.2.2　三峡工程双线五级船闸安全监测设计158

5.3　地下洞室安全监测设计167

5.3.1　概述167

5.3.2　监测部位（断面）的选择168

5.3.3 变形监测168

5.3.4　渗流监测169

5.3.5　应力应变监测169

5.3.6　水力学监测171

5.4　其他建筑物安全监测设计171

5.4.1 泄水建筑物安全监测设计171

5.4.2　导流建筑物安全监测设计171

5.4.3　取水建筑物安全监测设计172

5.4.4　输水建筑物安全监测设计172

5.4.5　滑坡安全监测设计172

5.4.6　堤防安全监测设计173

6　专项监测176

6.1　变形监测网优化设计及实施176

6.1.1 变形监测网优化设计的理论基础176

6.1.2 变形监测网的优化设计方法178

6.1.3　实施效果185

6.2　水力学特性监测186

6.2.1 水力学监测的作用和意义186

6.2.2　水力学监测项目187

6.2.3　水力学监测方法188

6.2.4　监测实例192

6.3　结构动力性状监测210

6.3.1 结构动力学基础知识211

6.3.2　动力安全监测的内容和监测目的213

6.3.3　水利枢纽动力监测部位的选择213

6.3.4　动力安全监测项目及分类214

6.3.5　动力安全监测的测点布置216

6.3.6　动力安全监测仪器218

6.3.7　动力安全监测资料处理220

6.3.8　结构动态监测技术要求222

6.3.9　动力监测实施计划223

6.4　水工金属结构安全检测与评估223

6.4.1　水工金属结构概述223

6.4.2 闸门的形式及功能223

6.4.3 闸门金属结构安全检测项目224

6.4.4　检测内容及方法224

6.4.5　安全评估方法229

6.4.6　安全检测与评估工作展望230

6.4.7　工程实践231

6.5　岩体应力监测231

6.5.1　岩体初始应力场的量测与确定231

6.5.2　岩体应力变化监测237

6.6　爆破影响监测241

6.6.1　爆破有害效应241

6.6.2　地基开挖爆破影响监测242

6.6.3　爆破影响监测技术243

6.6.4　三峡工程爆破影响监测设计249

6.7　混凝土温度控制监测253

6.7.1 温度变化对混凝土结构的影响及危害253

6.7.2　几个关键的温度控制指标254

6.7.3　温度监测在施工期的重要性256

6.7.4　温度监测仪器简介256

6.7.5　温度监测仪器布置258

6.8　建筑物老化监测264

6.8.1　老化监测的目的及意义264

6.8.2　监测老化的方法265

6.8.3　大坝老化的目视检查266

7　安全监测系统的实施和施工期安全监测272

7.1　安全监测工程的管理和监理272

7.1.1　安全监测工程的特点272

7.1.2　安全监测工程管理273

7.1.3　管理文件的编制与试行275

7.1.4　安全监测管理、监理工作条例简介276

7.1.5　安全监测工程监理278

7.1.6　外部管理与协调281

7.2　三峡工程施工期监测282

7.2.1　施工期监测的意义和要求282

7.2.2 混凝土纵向围堰监测284

7.2.3　三峡二期土石围堰监测289

7.2.4　三期碾压混凝土围堰监测292

7.2.5　双线五级船闸高边坡主要监测成果296

7.2.6　左厂1～5号坝段工作性态监测302

7.3　三峡工程蓄水期监测304

7.3.1　蓄水期监测的意义和要求304

7.3.2 大坝蓄水期变形监测成果分析305

7.3.3　大坝蓄水期渗流监测成果分析309

7.3.4　大坝蓄水期基岩变形与应力应变监测310

7.3.5 茅坪溪防护土石坝蓄水期监测成果分析311

8　安全监测数据采集系统315

8.1　工程安全监测数据采集概论315

8.1.1　工程安全监测数据采集的任务315

8.1.2　安全监测数据采集的方法315

8.1.3　人工采集数据技术316

8.2　数据采集自动化系统关键技术317

8.2.1 自动化技术简介317

8.2.2　数据采集自动化系统的特点318

8.2.3　前向通道技术318

8.2.4　网络通信技术321

8.2.5　雷电防护技术338

8.3　数据采集自动化系统343

8.3.1 集中式监测数据采集自动化系统及其应用343

8.3.2　分布式数据采集系统345

8.3.3　数据采集自动化系统工程案例——葛洲坝工程部分监测数据采集自动化系统介绍353

8.4　无线通信在数据采集系统中的应用356

8.4.1　无线局域网络357

8.4.2　公共无线通信网络361

8.4.3　卫星通信网络362

8.5　数据汇集网络362

8.5.1　数据汇集网络概述362

8.5.2　基于Internet的数据汇集364

8.5.3　基于数据链路层的数据汇集网络369

8.5.4　基于Ethernet数据汇集网络372

8.5.5　基于ATM网络的数据系统374

8.5.6 虚拟局域网VLAN技术375

8.5.7　数据采集系统安全376

8.6　数据采集自动化系统规划设计377

8.6.1　设计内容377

8.6.2　系统设计原则378

8.6.3　传感器与自动化装置选型设计378

8.6.4　数据汇集网络规划379

8.6.5　数据采集软件381

9　监测资料分析384

9.1　概述384

9.1.1　监测资料分析工作的目的和意义384

9.1.2　监测资料分析工作的范围和内容385

9.1.3　监测资料分析工作的基本过程387

9.2　监测资料分析的准备工作388

9.2.1　资料收集和可靠性检查389

9.2.2　物理量转换计算390

9.2.3　数据整理和整编395

9.3　监测资料分析的主要方法395

9.3.1　统计学方法395

9.3.2　数学模型法400

9.4　安全监测资料评价体系411

9.4.1　关于监控测点的选择411

9.4.2　安全监控指标的拟定412

9.4.3　安全监测评价方法413

9.4.4　安全监测资料评价体系的应用413

9.5　环境（原因）量监测资料分析414

9.5.1　气温资料分析414

9.5.2　水温资料分析416

9.5.3　水位资料分析417

9.5.4　其他环境量资料分析417

9.6　效应量监测资料分析418

9.6.1 变形418

9.6.2　渗压及渗漏429

9.6.3　应力应变432

9.6.4　温度437

9.7　监测资料反分析438

9.7.1　概述438

9.7.2　反分析研究现状439

9.7.3　常用的反分析方法440

9.7.4 工程实例446

10　监测数据管理及安全监测决策支持系统456

10.1　安全监测决策支持系统设计概论456

10.1.1 关于决策支持系统的概念456

10.1.2 系统开发目标457

10.1.3 系统设计原则457

10.1.4　系统开发步骤457

10.2　水利工程安全监测决策支持系统可行性研究和需求分析459

10.2.1　可行性研究459

10.2.2　需求分析报告459

10.2.3 业主认可461

10.3　大型水利枢纽工程安全监测决策支持系统设计461

10.3.1　水利枢纽工程安全决策支持系统的开发目标462

10.3.2　安全决策支持系统的设计原则462

10.3.3 系统设计依据462

10.3.4 系统工作流程462

10.3.5 关于系统的概要设计和详细设计464

10.3.6　信息管理分系统466

10.3.7　分析评价分系统476

10.3.8　辅助决策分系统488

10.3.9　支持库群494

10.3.10　多媒体演示模块509

10.3.11 系统集成与接口510

10.3.12 网络集成与软硬件平台选型513

10.3.13 系统容错与纠错513

10.4　长江堤防隐蔽工程安全监测信息系统设计514

10.4.1　概述514

10.4.2 系统总体设计515

10.4.3　C/S模式下的技术设计522

10.4.4　B/S模式下的技术设计529