水利工程中的大壩變形監測與維護

孫寶宗

摘要：在水利工程建設中，為了提高工程質量和安全性，除了對大壩進行變形監測外，還必須結合變形情況，保持變形狀態，以延長工程的使用壽命。筆者根據多年的經驗，對大壩變形監測與維護進行了簡要論述，可供同行參考。

關鍵詞：水利工程;大壩變形;監測;維護

引言

水利工程作為我國的基礎設施，其質量直接關系到業主的權益和周邊居民的生命安全。大壩作為水利工程的重要組成部分，其變形將影響整個工程的施工質量。在這方面，大壩的實時監測和觀測和大壩變形的及時維護，可以為延長大壩的使用壽命和提高整體安全性打下基礎。

1水利工程中的大壩變形監測要點

1.1沉降監測

大壩沉降監測應將基準面埋置在大壩變形影響范圍之外。距開挖邊界線控制在50m左右，然后按變形監測標準進行石方掩埋處理。在這個過程中，要注意觀測點的設置，觀測點要保持在變形體上，一般每隔20米埋設一次。觀察點應在最近的基坑或支撐角處增加。此外，應在大壩周圍沿外墻每隔10-15m設置新點。對于原型壩，點設置應以基礎軸線為基礎，確定人工基礎、裂縫、基礎邊界、伸縮縫等位置，并確定點集。觀測點埋設后，壩體主體施工前，應進行一次觀測，并用水準儀進行測量。在實際施工過程中，1-2個月進行一次觀測。中間壩長期停工的，應在施工結束前和施工結束前做好觀測工作。

1.2裂縫監測

在大壩的基礎上，設置裂縫觀測點是必要的。裂縫監測主要包括裂縫的方向、分布、長度、寬度及變化。具體觀測量應根據大壩變形裂縫的具體情況確定。為了更好地監測裂縫，可以先對大壩裂縫進行編號。每條裂縫應設置相應的觀察標志，分兩組，一組在裂縫最窄處，一組在裂縫最寬處。若裂紋較少，應采用小比例尺或小鋼尺確定裂紋情況，以保證斷口觀察結果的準確性。

2變形監測方法和儀器設備選擇

變形監測是水利工程安全監測體系的重點之一，必須建立變形監測網絡，對所有建筑物進行監測。應選用穩定可靠的監測方法和儀器，以保證測量要求的準確性。實測數據應可靠，具有先進性和長期穩定性，能反映當前大壩安全監測技術和水平。所選用的監測方法和設備應易于操作，并具有快速、準確獲取可靠監測數據的性能;此外，還應滿足經濟合理性，獲得較高的性價比。

2.1大壩水平位移監測

一般采用視準線法、引張線法、真空激光準直法。另外還有交會法和導線法等。視準線法采用光學儀器進行人工觀測，不能實現自動監測。另外，根據壩頂布置，為滿足通視要求，視線應布置在壩頂上游側，其觀測精度將受到庫面水汽引起的側折射的影響。真空激光準直方法精度高，速度快，能實現自動數據采集。技術先進，但成本高。該方法適用于線性混凝土壩。它具有設備成本低、操作簡單、測量速度快、便于遙測自動化等特點。大壩結構基本呈直線布置，便于布置張力線。

2.2大壩垂直位移監測

一般有幾何水準測量法和靜力水準測量法。幾何水準測量法利用光學儀器，進行人工觀測，不能實現自動化監測。靜力水準測量法能實現自動化數據采集。為使觀測操作快速簡便，盡可能實現數據采集的自動化，因此，大壩垂直位移監測采用靜力水準測量法。在靜力水準端點設一雙金屬標作為基準。

2.3大壩傾斜、接縫和基巖變形監測

大壩傾斜可采用幾何水準法監測，也可采用連通管（靜力水準）和遙測傾斜儀監測。為實現自動化監測，并考慮到靜力水準受到壩頂其他設施布置（如啟閉門機等）影響，大壩傾斜監測采用遙測傾斜儀進行監測。壩體接縫變化采用遙測縫計進行監測。壩基基巖變形采用基巖變位計進行自動化監測。

2.4大壩開挖邊坡表面水平位移監測

可采用視準線法和三角網法監測。由于受工程布置及地形條件限制，視準線的通視條件及工作基點的布設條件均受到影響，故大壩開挖邊坡表面水平位移采用三角網法，利用光學儀器進行監測。工作基點應按三角網的邊角要求進行布設，交會邊長在300m左右，基點與測點間連線的夾角在60°-120°之間。為此有部分工作基點需坐落在建筑物上或工程變形影響范圍內，這時必須在工作基點處設置倒垂線作為基準點。

3對大壩各項變形設備進行監測安裝

3.1做好監測設備予留與予埋的布設與檢查工作

針對大壩的變形檢測需要很多施工設備，在相應施工設備安裝過程中需要嚴格按照施工圖紙進行，做好予留與予埋的放樣測量工作，為后續施工工作做好充足的準備。在予留槽與予埋件的施工安裝過程中，需要做好相應定位，確保安裝牢固且具有較強的穩定性，完成相應安裝之后，需要做好予埋件與予留槽安裝效果檢查與驗收工作。當予留和予埋順利完成部分混凝土澆筑施工工作后，就要著手進行安裝效果的檢查與驗收工作，從而可以有效避免相應予留和予埋構件出現走樣變位問題。若在后續的成果驗收中發現了該問題，應進一步采取相應措施做好問題補救工作。

3.2做好正垂線埋設與安裝工作

混凝土壩體垂線的預埋十分重要。因此，在施工過程中必須嚴格按照施工圖進行，并根據施工圖進行放樣測量，然后確定埋地管道的中心位置。在此過程中，應控制好埋地管道的垂直度，確保垂直度在施工圖要求的設計范圍內，埋地管道埋設時，應做好埋地管道的加固工作，確保埋地管道有足夠的強度。因此，在后續的混凝土澆筑施工中，埋管不會發生位移變形。同時，施工中應避免與埋地管道碰撞。混凝土澆筑完畢后，應重新檢查埋地管道的垂直度，并進行垂直度復測。安裝混凝土管時，應保證管口連接處的平整度，并做好焊接（接頭）工作，保證其平整度和嚴密性。在直埋管道的最終安裝后，應完成竣工數據的整理，為以后的數據插值和檢驗打下堅實的基礎。

4做好變形監測設備的安裝與調試工作

4.1做好正垂線的復測與調試

在進行垂線復測和調試時，應以垂線埋管的垂直度作為相應的依據，確定垂線的實際埋設位置，然后根據垂線的實際埋設位置，垂直懸掛裝置、固定夾緊裝置和移動夾緊裝置的安裝。在具體安裝過程中，可通過懸掛垂線阻尼錘來完成固定夾緊裝置。然后，設置垂直底標底座，具體布置位置在垂直線混凝土觀測墩上方，用于整個系統的檢測和安裝。最后完成了正錘油桶內的固定變壓器油。

4.2做好引張線的調試與安裝工作

在正式安裝引張線之前，需要根據具體設計要求做好采購配重件的規格與質量加測工作，然后再對引張線的安裝位置進行確定，接著可以根據確定好的引張線的安裝位置進行安裝端點與測點裝置的埋設，其中需要做好端點滑輪槽、夾線裝置V型槽與測點讀數鋼尺高差的控制，具體高差控制在范圍之內，隨后再開展引張線不銹鋼絲的張拉與固定工作，最后通過在測點位置上進行浮船與水箱的放置，并保證引張線鋼絲復位精度要優于。

5做好變形施工期監測與資料整理分析

監測大壩變形的相關儀器設備需要進行相應的測量和試驗，以保證其良好的可用性，滿足我國相關測量和檢測的要求。施工過程中，嚴格按照國家有關規范和設計要求進行觀測工作，確保技術標準符合要求，并按設計要求確定施工觀測頻次。另一方面要做好施工數據的檢查整理和相應的調整計算。對數據進行初步整理和分析，并及時提交。當施工期處于雨季或汛期時，應嚴格進行異常情況檢測，適當提高監測頻率，確保整個大壩施工的安全，并進行相應的觀測記錄分析，保證記錄的整體完整性，字跡清晰，不允許有涂改痕跡，分析報告有效完成。

結束語

大壩變形檢測對水利工程的正常運行具有重要意義。因此，在今后的發展過程中，要重視大壩變形監測，采取有效的監測措施，保證大壩變形監測水平的提高，以減少大壩變形造成的危害，充分發揮水利工程的效益。

參考文獻：

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