5.9 安全监测设计

5.9.1 安全监测设计原则

从大量水闸的运行实践可以看出，水闸的破坏主要是由于软基的不均匀沉陷和底板扬压力过大造成的。按照水闸设计规范的要求，结合本工程的实际情况，特提出如下设计原则：

（1）监测项目的选择应全面反映工程实际情况，力求少而精，突出重点，兼顾全局。本工程以渗流监测和变形监测为主，渗流主要监测闸底板扬压力分布以及水闸与大堤结合部的渗透压力为主，变形主要以沉陷监测为主。

（2）所选择的监测设备应结构简单，精密可靠，长期稳定性好，易于安装埋设，维修方便，具有大量的工程实践考验。

5.9.2 水闸监测项目及测点布置

根据上述设计原则，结合本工程的实际情况，水闸监测项目布设有渗流监测、变形监测和上下游水位监测（流量），现将测点布置情况分述如下：

（1）渗流监测。为监测水闸底板扬压力分布情况，分别沿闸室中心线和泵站中心线布设6支渗压计，为监测水闸与大堤结合部的渗透压力分布情况，在每侧挡墙外侧与大地结合部位分别安装3支渗压计。为了对上述监测项目实现自动化观测，仪器电缆均引向位于安装检修间内的观测站。

（2）变形监测。对水闸等引水工程来说，闸室的不均匀沉陷量过大，会造成闸墩倾斜，闸门无法启闭等影响涵闸正常运行的后果。为监测闸室的不均匀沉陷，在水闸及泵站的四周各布设一个沉陷标点。

（3）上下游水位监测。在闸前和闸后水流相对平顺的部位各布置一支水位计，以监测水闸的上下游水位。通过水位一方面可以通过水位关系曲线可以求得过闸流量；另一方面也可了解闸底板扬压力与上下游水位的关系。

（4）气温监测。在水闸附近布置一支温度计，一方面对仪器的温度参数进行修正；另一方面监测温度变化对水闸的影响。

5.9.3 监测设备选型

目前，应用于水利水电工程安全监测的设备类型很多，如振弦式、差动电阻式、电容式、压阻式等。除振弦式仪器外，其他仪器均存在长期稳定性差、对电缆要求苛刻、传感器本身信号弱、受外界干扰大的缺点。振弦式仪器是测量频率信号，具有信号传输距离长（可以达到2～3km），长期稳定性好，对电缆绝缘度要求低，便于实现自动化等优点，并且每支仪器都可以自带温度传感器测量温度，同时，每支传感器均带有雷击保护装置，防止雷击对仪器造成损坏。

根据安全监测设计原则以及各种类型仪器的优缺点，本工程中应用的渗压计采用振弦式。

5.9.4 监测自动化设计

广州铁路西客站地区排涝工程水闸监测全部实现监测自动化。监测自动化系统是由数据自动采集系统和监测信息管理与分析系统两部分组成。数据自动采集系统主要是把分布在闸内的各类监测仪器的监测数据按照事先给定的时间间隔准确无误地采集到指定的位置，并按照一定的格式存储起来。监测信息管理与分析系统主要是对自动采集系统和人工采集来的监测数据实时进行管理、分析、处理，实时掌握工程的运行状况，为及时、准确判断工程的安全状况提供可靠的依据。本工程的每个水闸放置一台数据自动采集装置，通过工程的通信系统将数据按照事先规定的频次传送到管理站。

5.9.5 监测工程量

广州铁路新客站地区排涝工程水闸监测自动化系统的全部设备在本工程中列出，其他水闸建筑物监测自动化系统设备不再单列。监测工程量见表5.9-1。