4 观测设计

4 观测设计

4.1 一般规定

4.1.1 工程设计单位或建设单位应根据需要提出观测要求，观测要求应包括下列内容：

观测对象；
观测目的和要求；
观测项目；
观测精度与频次要求；
观测成果要求。

4.1.2 观测单位应根据观测要求进行观测设计。观测设计应包含下列内容：

水工建筑物概况；
观测目的和任务要求；
观测项目安排；
观测方法、周期与频次；
观测点布置；
仪器设备配置，观测系统的布设及保护方案；
人员配备；
安全及环保措施；
观测资料的分析方法。

4.1.3 型观测宜优先采用自动化观测。自动化观测系统宜具有数据采集、存储、传输、处理和分析等功能。

4.1.4 观测设计应根据水工建筑物结构特点和使用要求编制，并综合考虑水工建筑物安全性、适用性和耐久性。

4.2 码头

4.2.1 码头原型观测的测点布置应满足下列要求。

4.2.1.1 平变位、垂直变位、倾斜、土压力或基底压力、墙后水压力、孔隙水压力、混凝土结构应力、钢结构应力、振动等观测项目的测点可设置在码头堆载较大区域或堆载变化幅度较大的区域。

4.2.1.2 码头整体稳定性、地基应力、沉降等项目的测点应布置在竖向荷载以及水平荷载都较大的区域。

4.2.1.3 外观、冻融、腐蚀等观测项目的测点可设置在浪溅区或水位变动区。

4.2.1.4 波浪力、水流力、船舶力、冰压力等观测项目的测点可设置在受力明显、易于观测的代表性部位。

4.2.1.5 岸坡的水平变位、垂直变位等测点应根据荷载情况和影响岸坡整体稳定的部位综合确定。

4.2.2 高桩码头的观测设计应符合下列规定。

4.2.2.1 高桩码头的原型观测宜选择外部荷载较大、地质条件复杂的排架作为观测对象，每个码头选择的排架数量不宜少于2个。

4.2.2.2 观测高桩码头基桩、梁、板等关键部位的应力时，宜选择应力较大的相邻3个排架作为观测对象。观测点设置应满足下列要求：

对于基桩，测点布置在桩身弯矩较大处，存在负摩擦作用的基桩测点布置在中性点及以上位置；
对于码头梁和面板，测点布置在内力较大部位。

4.2.2.3 高桩码头在使用期出现下列情况之一时，应进行上部结构与基桩应力观测、码头变位与变形观测：

当码头后方有大面积回填、临时堆载、打桩施工或码头前沿开挖时；
设计荷载改变时；
码头发生事故影响结构安全时。

4.2.3 堆载较大或堆载变化幅度较大的重力式码头，宜观测墙后土压力或基底压力。

4.2.4 板桩码头的观测设计应符合下列规定。

4.2.4.1 板桩墙的水平变位、垂直变位、倾斜等测点宜布置在锚碇点、墙顶和计算最大弯矩处。锚碇结构的水平变位、垂直变位等测点宜布置在其顶部。

4.2.4.2 当锚碇采用锚碇墙时，宜观测锚碇墙前后的侧压力，当锚碇采用锚碇桩时，宜观测锚碇桩轴力和弯矩。

4.2.4.3 观测板桩码头拉杆应力时，应选择拉力较大的区域，观测数量不宜少于4根；对于遮帘式板桩码头，应分别对前板桩墙和遮帘桩之间的拉杆、遮帘桩和锚碇墙之间的拉杆进行应力观测，观测数量均不宜少于4根。

4.2.4.4 遮帘式板桩码头宜进行前墙、遮帘桩变位及桩身变形观测，桩身变形测点应从桩底部延续至桩顶。观测遮帘式板桩码头土压力时，测点宜布置于前墙后侧、遮帘桩和锚碇结构构件的两侧。

4.2.5 观测格形钢板桩码头锁口环向应力时，应力观测点应布置在板桩环向拉应力较大的部位，并宜从板桩底部延伸至顶部布置。应力较大的区域宜加密布置。

4.2.6 当斜坡码头的架空坡道、固定引桥的桥墩或上部结构承受较大横向作用时，宜在构件应力较大部位设置测点。

4.2.7 浮码头的观测设计应符合下列规定。

4.2.7.1 浮码头的架空坡道、固定引桥的桥墩或上部结构承受较大横向作用时，宜在构件应力较大部位设置测点。

4.2.7.2 观测浮码头的趸船系留设施结构应力时，同类构件的观测数量不宜少于2个，测点应布置于荷载较大区域，且不应少于2个。

4.3 防波堤和护岸

4.3.1 防波堤和护岸原型观测的测点设置应满足下列要求。

4.3.1.1 防波堤原型观测测点应根据水深、波浪、土质等条件综合考虑，选择最不利断面布置。

4.3.1.2 护岸的表面水平变位、内部水平变位、表面垂直变位、内部垂直变位观测点宜布置在同一断面。

4.3.2 护岸的观测设计应符合下列规定。

4.3.2.1 当护岸结构出现较大变形、明显凹陷、错动或裂缝时，应增加观测频次。

4.3.2.2 护岸前沿冲刷较明显时，应进行护岸结构水下地形、后方水位和前方水流观测，必要时进行孔隙水压力观测。

4.4 修造船建筑物

4.4.1 船坞原型观测的测点设置应满足下列要求。

4.4.1.1 坞底板垂直变位测点可布置于中轴线或有观测要求的部位。

4.4.1.2 在观测坞墙、坞底板结构应力时，观测断面不应少于3个，观测点应布置在应力较大部位。

4.4.2 船坞的观测设计应符合下列规定。

4.4.2.1 观测船坞钢筋混凝土构件裂缝时，应根据构件受力和变形特点布置测点位置和数量；对有抗裂要求的部位，宜重点观测，必要时可增加测点数量。

4.4.2.2 减压排水式船坞应进行基底应力、扬压力及排水量等观测。

4.4.2.3 锚拉式船坞应进行锚桩、锚索或锚杆的应力观测，观测数量不宜少于总数的1且不少于5根。

4.4.3 船台滑道原型观测的测点设置应满足下列要求。

4.4.3.1 观测滑道及船台轨道基底压力、垂直变位时，测点应选择受力最大部位并紧贴轨道布置。

4.4.3.2 观测滑道钢结构腐蚀或钢筋混凝土腐蚀时，测点应布置在水位变动区和浪溅区。

4.5 通航建筑物

4.5.1 船闸和升船机原型观测的测点应布置在能反映其受力和变形特征的观测断面上，观测断面可分为关键断面、重点断面、一般断面，并应满足下列要求：

关键断面选取工程结构最为复杂或地质条件很差，对工程安全起控制作用的部位；
重要断面通常选取工程结构比较复杂、地质条件较差或在设计时无成熟设计理论、设计方法、规程规范可循，对工程安全比较重要的部位；
一般断面选取结构不复杂或地质条件较好，对工程安全影响不突出的部位。

4.5.2 船闸原型观测的断面设置应满足下列要求。

4.5.2.1 关键断面根据工程的实际情况可取1~2个。

4.5.2.2 单级船闸的下闸首或多级船闸各闸室的下闸首，与上游引航道的水域接通的闸首连同其上游的闸室墙，可按重要断面布置。重要断面的数量不应少于关键断面。

4.5.2.3 多级船闸其他各级闸室的闸墙，可作为一般断面。

4.5.3 船闸的观测设计应符合下列规定。

4.5.3.1 船闸高边坡的水平变位观测，对关键断面和重要断面，除应布设交会观测的表面变位观测点外，还应在边坡马道及监测支洞内布置测点，重要断面的测点数量可相对较少；对一般断面，可通过变形观测网进行观测。

4.5.3.2 船闸高边坡的垂直变位观测，对关键断面和重要断面，从边坡最高一级马道至闸室建基面以下的岩体中应布置多个测点，边坡表面垂直变位观测点应与表面水平变位观测点布置在同一位置，重要断面的测点数量可相对较少；对一般断面，可通过变形观测网进行观测。

4.5.3.3 进行船闸应力观测时，除在关键断面、重要断面、一般断面布置测点外，还应根据实际情况在上闸首、下闸首、输水廊道、阀门井、整体式船闸的底板、岩石基础、衬砌式结构与基岩的接触面、锚索、锚杆等部位布置测点。

4.5.3.4 船闸闸门等平面钢结构的动力反应观测，应划分网格设置观测点。

4.5.4 升船机原型观测的断面设置应满足下列要求：

关键断面根据工程的实际情况取1~2个；
升船机的上闸首、下闸首，按重要断面布置；在枢纽中参与大坝挡水的升船机上闸首，按重要断面布置，重要断面的数量不少于关键断面；
一般断面根据升船机结构形式、地质条件综合确定。

4.5.5 升船机的观测设计可参照船闸的有关规定执行，并应符合下列规定。

4.5.5.1 在进行升船机应力观测时，除在关键断面、重要断面、一般断面布置测点外，还可根据实际情况在底板关键断面、塔楼关键断面等部位布置测点。

4.5.5.2 在塔柱温差变化较大的区域，可布置混凝土应力观测点以及水平变位观测点，观测塔柱的受力与变形。

4.5.5.3 在上闸首工作门段和下闸首工作门段，可分别设置1对和2对水平变位观测点，观测左右闸墙间的相对位移。。

4.6 航道整治建筑物

4.6.1 航道整治建筑物的观测周期应根据水流量、流木情况、流冰情况、坝体构成、地质条件、河道条件、汛期等综合确定。当坝面、坝身或坝脚出现塌落迹象时，应增加观测频次。

4.6.2 丁坝原型观测的测点设置应满足下列要求。

4.6.2.1 山区河流流速较大或有流木、流冰时，测点可设置在坝面、坝头等部位。

4.6.2.2 在平原河流及松散的砂、卵石河床上建造的丁坝，测点可设置在坝面、坝根等部位。

4.6.3 顺坝原型观测的测点设置应满足下列要求。

4.6.3.1 对导流顺坝，测点可设置在坝身、坝根与河岸岸坡连接处等部位。

4.6.3.2 对封弯顺坝，测点可设置在堵口坝段、坝根与河岸岸坡连接处等部位。

4.6.3.3 对固滩顺坝，测点可设置在顺坝的两端。

4.6.4 锁坝原型观测的测点可设置在坝体、坝脚、坝顶、坝根与护岸连接处等部位。