基于大壩的變形監測要點分析

孫正強

摘? 要：隨著社會的不斷進步，人們對于水利工程的重視變得愈來愈高。因此，加強對于大壩變形的監測，維護大壩的正常運行對于保證大壩的質量安全來說十分必要。大壩質量作為水利工程項目質量保證體系的基礎環節，其質量水平存在安全隱患將會對水利工程質量的整體水平產生影響。大壩變形監測是其安全監測的重要組成部分，該文就大壩變形監測的作用、監測技術、監測要點進行詳細分析。

關鍵詞：大壩變形;監測作用;監測技術;監測要點

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水利工程對于地區的經濟發展來說有著重要的作用，同時也影響著各行各業發展的穩定性。因此，提高大壩的建設質量，保證大壩的可持續運行對于建設者來說是一項十分重要的課題。目前，在大壩的實際運用過程中由于外部環境造成的變形問題是導致大壩質量難以控制的首要因素。在進行質量控制時應著重加強對于大壩變形的監測，從而保證大壩的各個結構的穩定性不會受到影響，間接促進區域內的現代化建設。

1 大壩變形監測的作用

大壩屬于相對特殊的建筑物，其具有以下3個特點。1）大壩的投資高、回報高，但是一旦受到損毀則會對下游打來毀滅性的災害。2）大壩的運行環境、邊界條件、結構形式相對來說比較復雜。3）大壩從建設到投入使用的整個過程——包含設計、施工、運行、管理等方面都具備很大的不確定性。因此，加強對其進行變形監測對于大壩的建設與安全運行來說具有十分重要的作用。首先，通過對監測數據的分析能夠明確理論結果與實際結果的區別，當再進行大壩建設時能夠有效建立大壩的變形預報模型;其次，通過相應的數據分析能夠建立大壩的位移變化的數字模型，并通過分析數字模型找到最不利的工作條件，在大壩運行工作的過程中盡量規避不利條件;除此之外，通過對大壩的變形監測，能夠科學預報大壩的變化，從而保證大壩的安全運行;最后，通過進行大壩變形監測還能夠判斷其運行在各種條件下的安全程度，通過了解其工作安全程度能夠在保證安全的前提下充分發揮水利工程的效益，實現水利工程建設的真正意義。

2 大壩變形監測技術

2.1 光纖傳感技術

所謂傳感技術就是傳感器技術，傳感器分為機械式傳感器、光敏式傳感器、磁式傳感器以及電式傳感器。一般來說，磁式傳感器與電式傳感器在實際應用過程中應用的十分廣泛。但是選擇何種類型的傳感器還需要結合實際需求來進行。就現階段而言，光纖傳感技術憑借其優勢——測量對象廣、靈敏性高、頻帶寬、容量大、耐水性強在大壩變形監測的過程中應用十分廣泛。

2.2 GPS技術

GPS衛星定位技術在測量行業內應用十分廣泛，對測量行業產生了深遠的影響。就目前GPS監測系統的特征來看：首先，GPS監測系統本身安全性極高其抗干擾能力強;其次，GPS監測系統在進行大壩變形監測時的測量精度高，通過高精度的測量能夠有效地實現洪水錯峰，避免由于洪災給人民群眾帶來的生命財產損失，在防災減災工作上起到了極大的作用。另外，GPS衛星定位技術應用在大壩變形監測工作中時還需要及時對硬件系統更新，保證滿足實際的工作需要。

2.3 激光技術

激光技術在大壩變形監測技術中算是一項較為高效便捷的測量方式，主要應用于壩體與廊道的測量中。激光技術有其獨特的優勢，如測量靈敏度范圍廣、測量時條件限制較少、測量精度高。除此之外，激光技術應用在大壩變形監測中已經逐步實現了自動化測量，提高了對大壩監測的效率。但是，激光技術本身也存在著一定的局限性，如無法對拱壩、曲線壩進行測量。因此，需要利用到激光轉角，通過利用激光轉角也能在一定程度上拓展激光技術的應用范圍。

3 大壩變形監測的要點

3.1 大壩沉降監測

在進行沉降監測時，首先，應確定沉降觀測的基準，一般確定在大壩變形影響范圍之外、距開挖邊線50 m以上的范圍位置。然后，再根據相關標準進行埋石。在埋石的過程中要保證其數量大于3，且要控制觀測點設立在變形體上，一般間隔20 m進行一次埋設。除此之外，在部分位置還需要進行加密觀測點的設置，如支護陽角位置、距坑基最近的原大壩位置、柱子上間隔2～3根柱子的位置、大壩外墻上每距離10 m～15 m間距的位置、大壩基礎軸線對稱的尾部、裂縫位置、伸縮縫位置、人工基地與天然基地接壤處、不同高度水工建筑交接處、新舊大壩交接處等等都需要進行觀測點的設置。在觀測點設置結束后需要利用高精度水準儀進行第一次觀測，且保證第一次觀測在大壩施工前進行。具體來說，在進行觀測時需要每1～2層進行一次觀測，以保證大壩的安全質量。當由于不可控因素造成的大壩在建設過程中產生長時間的停工狀態時，需要著重注意停工前以及復工后的觀測數據，避免大量沉降或嚴重裂縫產生而不自知的現象出現。如果一旦出現大量沉降則需要及時進行問題的解決并提高觀測頻率，避免安全事故的發生。另外，在工程竣工后也需要對大壩的沉降進行監測，一般來說頻率為每月1次。總的來說，在進行觀測后需要對觀測數據進行分析，并及時調整高差閉合差，同時為了全面觀測各沉降點隨時間以及荷載變化發生的變化也需要進行沉降曲線的設置，從而更好地進行大壩變形的監測。

3.2 大壩位移監測

上文提及對大壩進行沉降監測的問題，在進行位移監測時需要先設置2個沉降點A、B，然后定期對沉降點A與沉降點B進行觀測。除此之外，需要設置出大壩頂端與底端的豎向通道，在此過程中需要在大壩頂端選取適當的位置設置接收靶，而底端的位置則需要利用激光垂準儀進行設置，保證激光垂準儀能夠準確投射到頂端的接收靶上。最后根據測量所得到的2個位移量Δu、Δv進行變相度、變相方位角的設置。除此之外，還需要對大壩的裂縫進行觀測。在進行觀測時主要針對裂縫的走向、分布、長度、寬度、變化進行監測。在進行裂縫監測時需要根據大壩的具體情況進行具體的分析，觀測頻率則要根據裂縫的變化速度進行調整。但是，在針對大壩裂縫進行觀測時，需要對裂縫進行編號，并將每條裂縫都設置出2組觀測值，一組觀測值取在裂縫最寬處，而另一組觀測值則應該取在裂縫的末尾處。首先，就面積較大的裂縫來說，當在進行人工測量時受到限制，則需要采取有效的方法對其進行測量，如：利用近景攝影的方式進行測量;其次，就面積較小的裂縫來說，可以利用小鋼尺、游標卡尺等工具進行測量，或通過方格網板的方式進行定期測量。但是，無論是針對大面積的裂縫還是小面積的裂縫在進行觀測時都需要繪制出每一次觀測的裂縫的位置、形態及尺寸，進而繪制出裂縫的分布圖，編制裂縫觀測結果說明書，以便更好地對大壩變形進行監測，并控制大壩的穩定工作。

4 結語

綜上所述，水利水電行業隨著時代的進步在不斷地發展，大壩工程的受重視程度也在逐漸提高。為了保證大壩工程的安全，加強大壩變形監測十分重要。筆者在文中對大壩變形監測的作用進行闡述，分析了現階段進行大壩變形的部分監測技術，如：光纖傳感技術、GPS技術、激光技術，并進一步探究了大壩變形監測的要點，即：對大壩的沉降監測、位移監測。希望通過筆者的淺見能為未來提高大壩工程的工程質量起到一定的促進作用。

參考文獻

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