水利工程中的大壩工程安全監測控制

摘 要：大壩的安全監測一直是水利工程中的重點環節，作為保障大壩安全的重要方式，對保護我國水利工程的發展十分有益。文章針對水利工程中大壩的安全監測技術與發展做出相關探究，并根據相關的調查數據以及工程實踐經驗提出建議，以供參考。

關鍵詞：水利工程;大壩工程;安全監測;技術監控

中圖分類號：TV698.1

文章編號：2095-624X（2019）10-0013-02

一、水利水電工程大壩安全監測存在的問題

管理方對大壩安全的監測與認識不足是較為普遍的問題，一方面其抱有僥幸心理，認為大壩無須配備相應的安全監測措施。另一方面，資金的不足導致水庫的安全監測措施的建立遙遙無期。我國部分水庫雖然存在多年，但是一直沒有相關的安全監測記錄，也無法為日后的水庫安全狀況作出準確的判斷，阻礙了我國水庫除險加固以及大壩安全質量鑒定的有效性與針對性水平發展。

二、水利工程大壩安全監測技術

以工作中的實際建設為例，該項工程中的壩體屬于折線型混凝土重力壩，而具體的工程由若干個土木工程組成，壩頂的設計高度控制在122米左右。該水庫的預計使用年限是五十年，經過一定的設計優化，確定了大壩項目監測工程的具體設置，對裝設要求以及觀測頻率也有了明確的標準。

因此可以將水利工程中的大壩監測技術分為兩大塊：外部觀測、內部觀測。外部觀測技術在監測中應用廣泛，通過監測人員自身的經驗對水利工程大壩外部的損壞情況以及是否發生形變等進行觀測，其中涉及的觀測方法有垂直測量法、準直線法、靜力水準法等，需要使用水準儀、全站儀、垂直坐標、精力水準儀等監測設備。使用外部觀測技術法可以有效地反映出水庫大壩安全程度。當然監測人員需要注意用正確的監測技術來確保監測設備的可靠性，從而大大地降低大壩出現安全問題的可能性。

相對而言內部觀測法就更為復雜，涵蓋了安全監測的大多數方面。就大壩的內部觀測而言，大壩的內部變形狀況主要是指垂直以及水平方向上的改變，其中也涉及操作人員錯誤使用沉降儀給大壩帶來的形變。采用內部觀測法，主要設備有差動電阻式儀器以及振弦式儀器，這兩個儀器在大壩的監測中發揮極大的效用，不僅能夠準確地得到內部的形變數據，還能對滲透率等數據進行測量[1]。

三、大壩工程安全監測控制

1.安全監測儀器的控制工作

在選擇安全監測儀器時，需要注意盡量統一類型，防止在使用的過程中發現不同類型不兼容，或者是標準換算時間的延長。這樣一來，用相同類型的安全監測儀器能夠有效地保證監測數據的精確性以及監測工作的高效率。從長遠考慮，使用相同類型的安全監測儀器有利于日后的維修與升級，大大提升了維修效率。

2.安全儀器的擺放位置設定

水利水電運行單位需要對安全儀器的擺放位置進行準確的設置，這樣才能利用有限的監測儀器，發揮出最大的安全監測效果。相關的管理單位針對監測面以及監測部位，綜合考慮大壩的實際結構以及水庫整體結構的受力情況，進行科學的計算與分析。同時對大壩的部位監測等級進行設定，根據不同位置對安全監測數據的準確性要求來設置安全監測儀器的具體擺放。

3.監測儀器的安裝埋設

在測縫針埋設之前，需要檢查小孔的清潔程度。再將直徑為18mm，長度在60cm以上的加長桿焊接到測縫針套筒的錨固端，使用膨脹水泥對儀器進行回填，需要注意將套筒口與基巖面保持水平。在完成上述操作24小時后，用黃油涂抹在側縫針套筒內螺紋上，再旋入套縫針傳感器中，并且預留出3mm的空隙，再使用膠布或者紗布對細縫進行密封處理。在澆筑混凝土的過程中，到達儀器位置時需要將測縫針手動埋入混凝土內部，剔除超過8cm的雜質。

安裝時壩基滲壓計，孔徑大小需要超過10厘米。在正式埋設操作之前，需要對孔徑的深度進行測量，并且保證孔徑內部清潔干凈。再將洗干凈的細沙回填20cm，后使用大小相同的礫石回填20cm。打開滲壓計前蓋，將其灌滿水并放置兩小時，最后將滲壓計放在充滿細沙的細紗布中。

監測電纜的連接也是其中重要的環節之一。震弦式儀器通常配備三米左右的電纜，在實際安裝中，應根據具體距離來進行電纜的連接。在該項工程中使用的連接方法為熱縮套管法。需要先將電纜外端的表皮去除，長度一般在8cm左右。將電纜內芯暴露在空氣中，再用砂紙進行外皮的打磨，再使用熱縮管套進行套接。完成芯線的焊接操作之后，需要對其中的電阻進行重新測量。

四、監測系統的數據采集

1.安全監測系統結構的層次優化

我國的監測技術正在不斷進步，逐步開發出監測與控制兩種功能。大壩監測系統的安全控制在整體布置上有兩種方案：三級監控模式與兩級監控模式。兩級監控模式相較于三級監控模式更為先進，它將三級監控模式中的相同結構進行簡化，是監控系統中最為常見的一種方案。就二級監控模式而言，其中的第一級監控是對大壩基礎數據的采集，工作的核心放在數據的收集與檢驗中，為下一步工作的開展提供準確的數據。而第二級監控則是在第一級監控的基礎上，對數據加以分析、處理，一旦從中發現問題就對其進行警示。相對于三級監控而言，二級監控更加簡便、高效。

2.監測方案的優化論證

監測系統優化的最終目的就是保障系統的正常運行與信息傳遞的通暢，對于不同時期安裝的不同類型的儀器具有較好的兼容性，在系統能夠正常運行的基礎上謀求經濟效益。為了實現以上幾個目標，建議從以下方面入手：一是設立完善的信息系統基礎措施，配備各種輔助儀器、設備，讓信息系統能夠高效運行。二是創設監測信息標準化體制，規范監測信息的數據流程，同時盡量提升監測信息的工作效率。三是提升信息網絡中節點的信息處理功能，正是因為大壩監測數據信息過多，對于信息的處理需求又各不相同，所以提升功能是必然的。四是減少系統的結構層次，才能加快系統的運行效率[2]。

首先，水利水電相關管理單位可以根據監測數據，采取以上經過論證的科學方法完成對大壩工程仿真模型的監理和分析工作。其次，定期聘請專業機構對大壩安全監測數據進行評估與分析。最后，通過大壩監測數據的反饋以及專業機構的評價反饋來完成對大壩模型的修復和完善工作。

大壩安全監測技術對于保證水利工程中大壩項目的正常運行具有現實意義，我國在這方面的技術探究不斷深入，相應的監測技術也在逐漸提升，部分技術已經達到了國際領先水準。但是，監測技術仍存在許多弊端，離不開相關技術人員的努力。

參考文獻：

[1]甘興云.水利水電工程中的大壩工程安全監測控制[J].中國高新技術企業，2015（27）.

[2]陳明華.論水電水利工程大壩施工的質量控制和安全監測的重要性[J].科技展望，2014（9）.

作者簡介：高峰（1983—），男，遼寧沈陽人，高級工程師，本科，研究方向：水利信息化。