1、中华人民共和国水利行业标准水工建筑物强震动安全监测技术规范发布 实施中华人民共和国水利部 发布中华 人民共和 国水利部关于批准 发布水利 行业标准 的公告年第 号中华 人民共和国 水利部批准 水工建筑物 强震动安全 监测技术规范 标准为水利 行业标准 现予以公布序 号 标准 名称 标 准编号 替 代标准 号 发布日 期 实施 日期水工建筑物强震动安全监测技术规范二 一 一年三 月八 日前言根 据水利水电规划设计总院水总科 号文的安排 按照 水 利 技术标准编写规定 的要求 制定本标准本标 准共 章 节 条和 个附 录 主要技 术内容有总则监测台阵布 置监测系统组 成与技术要求监测系统的 检测
2、安装与 验收监测系统的 运行管理与维 护加速度记录 的处理分析震害检查本标 准 条第 款 为强制性条文 用 黑体字 表 示必须 严格执行本标 准批准部门 中华人民共 和国水利部本标 准主持机构 水利部水利 水电规划设 计总院本标 准解释单位 水利部水利 水电规划设 计总院本标 准主编单位 中国水利水 电科学研究 院本标 准出版 发 行单位 中国 水利水电出 版社本标 准主要起草 人 胡晓苏 克 忠郭 永 刚常 廷 改邢国良 彭克中 张 艳红 张翠 然王 静 于爱华 许 亮华本标 准审查会议 技术负责人 刘志明本标 准体例格式 审查人 窦以 松目次总则术语监测台阵布 置监测系统组 成与技术要 求
3、监测系统的 检测 安装 与验收强 震动 加 速度 仪的 检验监 测系 统 的安 装监 测系 统 的检 查 设置 和 调试监 测系 统 工程 验收监测系统的 运行管理与 维护一般 访问远程 访问月巡 回检测年度 巡回检 测特别 巡回检 测监 测系 统 的维 护加速度记录 的处理分析震害检查附录 建台报告 格式和要求附录 试运行 报告格式和 要求附录 强震动 加速度仪检 测表附录 强震动安 全监测记录 报告单标准用词 说明总则为 了 规 范 我国水工建 筑 物强 震 动安 全 监测 技 术 加强水工建筑物 地震响应信 息积累及震后 的安全评估 制定本标 准本 标 准适用于水利水电工程的 级 级水工
4、建筑物强震动安全 监测下列 情况应设置 强震动安全 监测台阵设计烈度为 度及以上的 级大坝 度及以上的 级大坝 应 设置结构反 应台阵设计烈 度 为 度及以上的 级 级进水塔 渡槽 垂直升船机 等主要水工 建筑物 应设 置结构反应 台阵设计 烈度为 度及以上的其他重要水工建筑物 经论证可设置结 构反应台阵设计 烈度为 度及以上的 级水工建筑物 在蓄水前应设置场地 效应台阵监 测 工 作可分为可行性研究 初步设计 施工和运行管理四个阶 段 各阶段 的工作应分别 满足以下要 求可行性 研究阶 段 提出监测系统的初步方案 估列监测工程投资初步设 计阶段 提出监测系统设计文件 包括监测系统布置图 仪器
5、设备的 技术性能要求 和备品清单 各监测仪 器设施的安装技 术要求及工 程预算等施工阶 段 提出施 工详图 做 好仪器设备 的检验 埋设安装 调试 保护和 观测 绘制竣 工图 编写 建台报告和 试运行报告 并 进行验收运行管 理阶段 对台阵进行管理与维护 保障监测系统的正常运 行 并对监 测记录及时进 行处理分析 及报送强 震 动 监 测仪器应稳 定 可靠 技术指标应满足工程安全监测需要强 震 动 监 测应以记录地震动加速度时程为主 对于 级高土石坝 可增加动 孔隙水压力和 动位移的监 测 对于 级高 混凝土坝 可增加动水 压力 动应变 等其他物理 量的监测强 震 动 监 测 记录资 料的分析
6、 应与 震 害检 查 和 水 工建 筑 物静态安全 监测资料的 分析相结合水 工 建 筑 物强震动安 全 监测 除 符合 本 标准 规 定 外 尚应符合国家 现行有关标 准的规定术语强震 动地震 和爆破等引 起的场地或工 程结构的强 烈震动强震 动安全监测用专 门仪器记录 强震动时工程 结构和场地 的地震反应 为评估水工建 筑物安全性 而进行的监测加速 度仪由加 速度传感器 和记录器组成 的仪器台站设置 强震动加速 度仪进行强震 动监测的设 施台阵根据 特定的目的 按专门设计 布设的多个 测点 台站 测点与台站组 合构成的监 测网自由 场地不受 周围环境建 筑和结构振动 影响的空旷 场地场地
7、效应台阵记录 自由场地地 震动参数的台 阵背景 振动加速度 噪声台阵 场地常时微 小振动产生的 加速度噪声抗震 设计烈度抗震 设计采用的 地震烈度设计地 震动参数抗震 设计采用的 地震加速度时 程曲线 加 速度反应谱 和加速度峰值灵敏度传感 器的指定输 出量与指定输 入量之比测量范 围输入 信号能够被 有效测量的幅 值域动态范 围满 量 程和噪声 均方根值 之比的常用对数与 的乘积用分贝表 示频率响 应在定 常线性系统 中输出与输入 之比表示为 输入信号频 率的函数 通常 以幅频特性 曲线 相频特 性曲线表示 幅度 相位 与频率的关系触发记录 器从等待转 变为记录的状 态 通常有 阈值触发 长
8、短项比 差值触发 信道加权触发 等强震动 监测中心安 装 强 震 动安全监测管理计算机 软件和相关外围设备的场所监测台阵布置强 震 动 安全监测台阵应根据设计烈度 建筑物级别 结构类型和 地形地质条 件进行布置台 阵 设 计应包括确定台阵的类型和规模 布置方案 仪器的性能 要求 仪器 设备和备品清 单 安装和 管理维护的 技术要求等内容台阵 的类型应包 括结构反应 台阵和场地 效应台阵结 构 反应台阵的规模应根据建筑物级别确定 级建筑物不宜少 于 通道 级 建筑物不宜少 于 通道结构 反应台阵测 点布置应符 合以下要求重 力 坝 反 应 台 阵应在 溢流坝段和非溢流 坝 段 各 选一 个 最高
9、 坝 段 或 地质条件较为复杂的坝段进行布置 测点应布置在坝顶 坝坡 的变坡部位 坝基和河谷 自由场处 传感器测量 方向应以 水平顺 河向为主 重要测点宜布成水平 顺河 向 水平横河向竖向三分 量拱 坝 反 应 台阵应在拱冠梁从坝顶到坝基 拱圈 处布置测点 在坝肩 拱 座部位 河谷 自由场布置 测点 传感 器测量方向应布 成水平径向 水平切向和 竖向三分量 次要测点 传感器可简化成 水平径向土 石 坝 反 应 台 阵测点 应布置在最高坝断 面 或 地 质条 件 较为复杂的 坝断面 测 点应布置在坝 顶 坝坡的 变坡部位 坝基和河谷自由 场 处 有条件时坝基宜布设深孔测点 对于坝线较长者 宜在
10、坝顶增加测 点 测点方向 应以水平顺 河向为主 重要测点宜布成 水平顺河向 水平横河向 竖向三分 量 对土石 坝的溢洪道宜布 置测点水 闸 反 应 台阵测点应布置在地基 墩顶 机架桥 边坡顶 宜布 成水平顺河 向 水平横河 向 竖向三 分量 次要 测点传感器可简 化成水平横 河向进 水塔反应台阵应沿高程布置 塔基 塔顶 塔高处的附近 宜布置成 水平顺河向 水平横河向 竖向三分 量垂 直 升 船 机 反应台阵 测点应布 置在 塔 柱和 承 船 箱 上 塔柱 测点布 置在塔基 塔顶及沿塔柱高度方 向刚度有较大 变 化处承船箱上 测点宜布置 成水平顺河向 水平横河 向 竖向三 分量渡 槽 反 应 台
11、 阵测点应布 置 在槽 身 顶部 槽身底部 支墩顶部 支 墩底部 相 邻槽墩底部宜 布置三分向 测点场 地 效 应台阵的测点宜布置在河床覆盖层 基岩 坝址峡谷地形 处 以及区 域活动性断裂 附近 应按 大地坐标的 三分量进行布置监 测系统组 成与技术 要 求监 测 系统应由加速度传感器 记录器 计算机 传输线路四部分 组成监 测 仪 器 布置方式应 包 括集 中 记录 式 和分 散 记 录 式 集中记录式 是将加速度 记录器集中布 置在监测管 理中心 分 散记录式 是 将加速度记录器分散在台站 监测管理中心只有计算机系统加速 度传感器的 主要技术指 标应满足表 的要 求表 加速 度传 感 器的
12、 主要 技术 指 标序号 项 目 技 术 指 标测量范 围满量 程输出 或 单端 差分 可选频率响 应动态范 围线性 度误差横 向灵敏 度 比 包括角 偏 差噪 声均方 根 值零位漂 移运 行环境 温 度相对湿 度记 录 器应由数据采集单元 触发单元 存储单元 计时单元 通 信单元 控 制单元 显示 单元及电源 单元组成 主要技术指标应 满足表 的要求应安 装监测仪器 专用地线 接地电阻宜 小于结 构 反 应 台 阵监测 设备宜配 备多 通 道数 字 强 震 动加 速 度仪 场地 效应台阵宜 配备三通道数 字强震动加 速度仪表 记录 器的 主要技 术指 标序 号 项目 技术指标满量程 输入 或
13、 单端 差分输 入可选动 态范围频 率响应分辨 率 位系 统噪声 均方 根 值触 发模式 阈值触 发 与 差 比值 触 发 手 动触发 等采样 率 可程控时 间服务标准 内部时钟精度优于 校时精度优于数 据通信实时数据流串口 通讯速率可选数 据存储静态或 固态盘 容量 字节 可扩充容量道 间延迟 无零 点飘移软件包括通 信程序 图 形显示 程序 其他 实用程 序 和 监 控 诊断命 令环 境温度环 境湿度信 号传输辅助设备应配备程控电话或网络等通信手段并做好接 地保护措施计算 机系统配置 应符合以下 要求台 站 强 震 动 加 速度仪 触发后可自动拨号 或 进 行 网络 通 信至计算机 系统应
14、 配 备 适 合 工业应用 环境 有较高运算速度和较大存储容量的工 业 机 并宜配有打 印机 扫描 仪等外围设备应配置 便携式计算 机作为移动 工作站应配置 强震动加速 度记录处理 分析软件信 号 传 输 可采取电缆 或 光纤 有 线传 输 方式 传感器应通过电缆将 信号传输到 记录器 电缆 应采用多芯 屏蔽式 不 应设置在具有强 电磁干扰设 备 的 附 近 露天电缆 宜穿入钢管加 以 保护并采取接 地保护措施 台站至监测 管理中心可 通过光纤 网络或电话线传 输台站布 置应符合以 下要求台站的 抗震措施应 与所监测的 建筑物抗震 标准相协调台站辅 助设施应符 合下列要求具备 市电电源并配置不
15、间断电源 其容量应使仪器 在市电停电 条件下能继 续工作不低 于电源 避雷器接地 电阻应小于应敷 设电话线路 或光缆电源 传输线路 和 应分别安 装防雷装置天线应安装在室外 离地面高度 以上的开阔位置 应保证 能接收到有效 的卫星信号台站环 境应符合下 列要求监测 设备运行环 境温度宜为相对 湿度应小于监测中 心布置应符 合下列要求强 震 动 监 测 中心宜与 大坝安全 监测 中 心结 合 布 置 并应满足设备 布置和人员 工作要求集中记 录式布置应 配置可靠的 供电电路和 防雷接地可通过 计算机对现 场监测系统 进行数据采 集和控制与 本 系 统 以 外的计算 机网络应 设有 连 接接 口
16、便于进行远程传输监测 系统的检 测 安装 与验收强 震动加速度 仪的检验强 震 动 加 速 度仪应 在有相应 检测 资 质的 实 验 室 超低 频 标准振动台 上进行整机 标定强 震 动 加速度 仪安 装 前 应进行测试验收 测试验收应包括如下 内容加 速 度 传 感 器外观检 查和功能测试 阻尼与自振频率测试 按表 加速度传感器的主要技术指标 对灵 敏度 线性度 测 量范围 满 量程输出 噪声 动态范 围 幅频特 性 相频特性 横向灵敏度 以及静态耗电 电流进行测 试记 录 器 进 行 触发功能 本地和远程通信功能 控制功能测试 按表 记录器的主要技术指标 进行噪声 动态范围 分辨 率 幅频
17、响应 带通滤波器 守时精度 校时精度的测试监测 系统的安装加速 度传感器的 安装应符合 下列规定加 速 度 传 感 器应固定 安装在现 浇的 混 凝土 监 测 墩 上 监测 墩出露 部分 尺 寸 长 宽 高宜为 顶面应平整 墩体宜预 留出导线穿入 孔监测墩 应与被测物 牢固连成一 体 并符合 下列建造要求在 混 凝 土坝及在新鲜基岩上 现浇混凝土观测墩前应 先将接触面打毛 并打孔预埋插筋 冲洗干净后用 混凝土现 浇 硬化后 应将加速度传感器底板用环氧 树脂或螺栓 加以固定 应 外加保护罩在 土 石 坝 及土基上 现浇混凝 土观 测 墩时 观测墩埋设深 度不小于 加速 度传感器宜 通过螺栓或 可
18、靠的粘 合剂固定在观 测墩上 应 外加保护罩固定 前 应 使 加速度传感器符 合 设计 要 求 的 方位 和 初动方 向记录 器的安装应 符合下列规 定记录器 应安装在强 震监测中心 或台站内记 录 器 与 加 速度传感 器接通后 应确定加速度传感器的振 动 方 向 与加速度记录图上波形方位的对应关 系 并保持相位一致为 消 除 多 台 加速度记 录器的时 差 可采取联机的运行方式 共同 记录主机的 绝对时间应 根据环境振动的具体情况 选择 与 比值触发 阈值 触发 与 差触发 等触发模式传输 电缆的敷设 应符合下列 规定宜 采 用 多 芯 屏蔽电缆 布线不应设置在具有强电磁干扰设 备的附 近
19、 混凝土坝内电缆可沿坝内竖井 廊道 电缆沟敷设 土石 坝内电缆可 沿坝体电缆沟 内敷设 室 外电缆应采 用套管保护 并 采用接地保 护措施传 输 电 缆 宜 减少接头 接头处应焊接牢固 并做好导线的绝缘屏 蔽敷设电 缆时 应避 免电缆承受 过大拉力 防止受损监测 系 统 的检 查 设置 和调试监测 系统安装后 应进行检 查 设置和 调试监 测 系 统 的 检查主 要内容应 包括 确 认各 通 道 的 极性 和 加速度传感 器的零位监测 系统的设置 应包括 仪 器参数设置 通道极性设 定监 测 系统的测试应包括 背景噪声测试 标定 人工触发试验 同 步检测 双向通信 遥测试验监 测 系 统 运行
20、正常后 应进行场地脉动和水工建筑物脉动反应测 试 记录脉 动加速度时间 过程并进行 分析监测系统工 程验收监 测 系 统建设 完成 后 应编写出建设报告 报告格式及内容可按 附录 编制试 运行满 个月 应编写出试运行报告 报告格式及内容可按附 录 编制对监 测人员应完 成技术培训在 完 成 上 述三项任务 的 基础 上 可申请进行监测系统验收 监测 系统验收应 提交下列资料强震动 安全监测设 计报告强震动 安全监测建 设报告强震动 安全监测试 运行报告相关的 仪器 软件 使用说明书 等技术资料监测 系统的运 行管理与 维护一般规定强 震 动 监 测 系统的 运行管理 应纳 入 工程 安 全 监
21、 测的 日 常工作监测 人员应经过 专业培训巡 回 检 测分为 远程 访 问 月巡回检测 年度巡回检测和特别巡回 检测四类远程访问远程 访问每月不 应少于 次主 要 检 测内容应包括仪器参数设置 触发事件数 加速度传感器 零位电压 天线 状态 电池 电压等月巡回检测对 强 震 动 加速度仪每 月 应进 行 一次 常 规性 检 测 检测内容应包括 下列各项是否以 标准时间校 对了仪器时 钟强震动 记录器面板 指示灯 开 关检查检测直 流电源电压 是否正常检查各 通道记录显 示是否正常强震动 记录器是否 处于待触发 状态应 及 时 填 写检测表 检测表格式及内容应符合 附 录 的要求年度巡回检测对
22、强 震动加速度 仪每年应进 行一次全面 检测检 测 对 象 应包括加速 度 传感 器 信号传输和强震动记录器 对仪 器的灵敏度 应进行标定不应 同时对两套 以上处于待 触发的仪器 进行标定台 阵 仪 器 检测合格后 宜进行场地脉动和水工建筑物脉动反应测 试 记录脉 动加速度时间 过程并进行 分析年度 巡回检测完 成后 应编 写年度强震 动安全监测报 告特别巡回检测在 发 生强雷电 暴雨 有感地震等特殊情况下 应及时检查强震 动安全监测 系统工作状况检查 台阵仪器时 应及时填 写检测表 检测表见附录监测 系统的维护强 震 动 监测系统经检测发现故障时 应及时维修 对于重要测点 应换上备 用仪器
23、以免 漏记强震动对于 达到使用年 限的强震动 监测仪器 应及时更新加 速 度记录 的处理分 析地面加速度记录大于 时 应及时读取各个通道最大加速 度值 并复 制备份原始数 据场地加速度峰值大于等于 时 应及时填写监测记录报告 单 并报告 上级主管单位 监测记录 报告单的内 容应包括地震发 生的时间 各通道地震记 录的最大加 速度值 各 通道地震 记 录的时间长度等 强震动安全监测记录报告单格式见附录对 混 凝 土 建筑物可按基础最大加 速 度 作为安全监测的 警示 值 对 土 工 建筑物可按基础最大 加速 度 作为安全监测的 警示值根 据 强 震 动 安全监 测台阵各 个测 点 的记 录 和
24、设 计的 抗 御最大加速 度值 应及 时结合其他安 全监测资料 和震害调查 对水工建筑物 进行安全评 估场地峰值加速度记录大于 时 应及时对加速度记录进行 常规处理分 析 包括以下 内容校正 加速度记 录 对未校正加速 度 记录 波 形 数 据进 行 零基线和仪 器频率校正 形成校正加 速度记录速度和 位移时程 对校正加速 度记录波形 数据进行 一 次二次积分 计算处理 形成速度时程 和位移时程反应谱 对校正加速度记录计算 个阻尼比值的反 应谱傅里叶 谱 对校正 加速度记录 计算傅里叶 谱在 对 加 速 度记录进行 常 规处 理 分析 的 基础 上 应提出加速度水平 向最大峰值 垂直向最大 峰
25、值 地震 动持续时间 地震卓越周期 地震烈度 结构的动力 放大系数和 结构自振周 期等重要数据震害检查当发生有感地震或地基记录的峰值加速度大于时 应及 时对水工建 筑物进行震害 检查震害 检查应包含 下列内容建筑 物震 害 纵向裂缝 横向裂缝 水平裂缝 伸缩缝错位 坝 体滑坡 沉陷 位移 坝 体渗漏 倒塌 溃决等地基震 害 喷水冒 砂 不均匀 沉陷 地裂 缝 地 震断层地基渗漏 等边坡震 害 弧形裂 缝 滑坡 崩塌 泥石 流 堰塞湖等震 害 检 查应进行详细的现场记录 填写震害检查表 绘制震害略 图 进行现 场拍照和录像应 结 合 强 震 动监测 记录和其 他的 安 全监 测 资 料 进行 震
26、 害分析 提 出震害处理 措施附录 建台报 告格式和 要求绪言工程位 置 主要建 筑物的布置 工程主要 指标建台的 依据 监测的目的 台阵仪器和规模 以及建台过程建台工 作负责人和 参加人员 建台完成日 期地质概况区域构 造地质背景场地工 程地质条件强震动安全 监测台阵监测台 阵地理位置 包括经纬 度和绝对标 高监测台 阵各测点位 置和分布监测台 阵的主要仪 器设备及系 统框图监测台 阵仪器的主 要技术指标仪器的安装仪器的 参数设置加速度 传感器的安 装传输线 路的铺设强震动 记录器在监 测室的安装监测中 心的安装 程控电话号 码或 地址测试背景噪 声测试地脉动 及结构响应 测试附录 试运行
27、报告格式 和要求试运行基本情况 试运行开始 结束时间 故障及处理 设备 及参数调整 说明 试运行 负责人及参 加人员基本运行 环境 温度 湿度 电源 系统 避雷 系统系统设备 状况 设备及 软件名称 型号 数量系统技术 指标 台阵监 控 数据传 输处理和存 储能力原始监测 数据与强震动 加速度记录 处理分析结 果附录 强震动 加速度仪 检测表表 强震 动加 速度仪 检测 表台阵 名称 测点 编号仪器 型号 仪器 编号事件数 存 储卡 余容量内 部电 池电压 外 部电 池电压充电 电压 状态通 道零 位电压检查 电压调 整后电 压标定 试验 人 工 触发 状态记 录文 件回收参数 修改原设置修改
28、值监 测室环 境检 查 后仪器 状态故 障及处 理重要 记事检查 人员日期附录 强震动安 全监测记 录报告单表 强 震 动安 全监 测 记录 报告 单台 阵名称 台 阵代 号仪 器型号 仪 器编 号场 地条件 监 测对 象地 震时间 年 月 日 时 分 秒 震级震中经 纬度 震 中地 点震中 距 震 中烈 度震 源深度 记 录编 号仪器编号通道编号拾震器号测点编号测点位置测点高程测点方向灵敏度最大加速度记录长度安 全评估 安全 警惕 危 险检 查人员 日期标准用词说明标 准 用 词 在特 殊情况 下的 等效表 述 要求 严格 程度应有 必 要 要求 要 只有 才允许不应 不 允许 不许 可 不要要求宜推 荐 建议不宜 不 推荐 不建 议推荐可允 许 许可 准许不必 不 需要 不要 求允许
