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(jiān)測，維護大壩的正常運行對于保證大壩的質(zhì)量安全來說十分必要。大壩質(zhì)量作為水利工程項目質(zhì)量保證體系的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其質(zhì)量水平存在安全隱患將會對水利工程質(zhì)量的整體水平產(chǎn)生影響。大壩變形監(jiān)測是其安全監(jiān)測的重要組成部分，該文就大壩變形監(jiān)測的作用、監(jiān)測技術(shù)、監(jiān)測要點進行詳細分析。

關(guān)鍵詞：大壩變形;監(jiān)測作用;監(jiān)測技術(shù);監(jiān)測要點

中圖分類號：TV698.1? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

水利工程對于地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展來說有著重要的作用，同時也影響著各行各業(yè)發(fā)展的穩(wěn)定性。因此，提高大壩的建設(shè)質(zhì)量，保證大壩的可持續(xù)運行對于建設(shè)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(huán)境造成的變形問題是導(dǎo)致大壩質(zhì)量難以控制的首要因素。在進行質(zhì)量控制時應(yīng)著重加強對于大壩變形的監(jiān)測，從而保證大壩的各個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不會受到影響，間接促進區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)代化建設(shè)。

1 大壩變形監(jiān)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(zāi)害。2）大壩的運行環(huán)境、邊界條件、結(jié)構(gòu)形式相對來說比較復(fù)雜。3）大壩從建設(shè)到投入使用的整個過程——包含設(shè)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(jiān)測對于大壩的建設(shè)與安全運行來說具有十分重要的作用。首先，通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析能夠明確理論結(jié)果與實際結(jié)果的區(qū)別，當再進行大壩建設(shè)時能夠有效建立大壩的變形預(yù)報模型;其次，通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析能夠建立大壩的位移變化的數(shù)字模型，并通過分析數(shù)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(guī)避不利條件;除此之外，通過對大壩的變形監(jiān)測，能夠科學(xué)預(yù)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(jiān)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(fā)揮水利工程的效益，實現(xiàn)水利工程建設(shè)的真正意義。

2 大壩變形監(jiān)測技術(shù)

2.1 光纖傳感技術(shù)

所謂傳感技術(shù)就是傳感器技術(shù)，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(yīng)用過程中應(yīng)用的十分廣泛。但是選擇何種類型的傳感器還需要結(jié)合實際需求來進行。就現(xiàn)階段而言，光纖傳感技術(shù)憑借其優(yōu)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(jiān)測的過程中應(yīng)用十分廣泛。

2.2 GPS技術(shù)

GPS衛(wèi)星定位技術(shù)在測量行業(yè)內(nèi)應(yīng)用十分廣泛，對測量行業(yè)產(chǎn)生了深遠的影響。就目前GPS監(jiān)測系統(tǒng)的特征來看：首先，GPS監(jiān)測系統(tǒng)本身安全性極高其抗干擾能力強;其次，GPS監(jiān)測系統(tǒng)在進行大壩變形監(jiān)測時的測量精度高，通過高精度的測量能夠有效地實現(xiàn)洪水錯峰，避免由于洪災(zāi)給人民群眾帶來的生命財產(chǎn)損失，在防災(zāi)減災(zāi)工作上起到了極大的作用。另外，GPS衛(wèi)星定位技術(shù)應(yīng)用在大壩變形監(jiān)測工作中時還需要及時對硬件系統(tǒng)更新，保證滿足實際的工作需要。

2.3 激光技術(shù)

激光技術(shù)在大壩變形監(jiān)測技術(shù)中算是一項較為高效便捷的測量方式，主要應(yīng)用于壩體與廊道的測量中。激光技術(shù)有其獨特的優(yōu)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(shù)應(yīng)用在大壩變形監(jiān)測中已經(jīng)逐步實現(xiàn)了自動化測量，提高了對大壩監(jiān)測的效率。但是，激光技術(shù)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(zhuǎn)角，通過利用激光轉(zhuǎn)角也能在一定程度上拓展激光技術(shù)的應(yīng)用范圍。

3 大壩變形監(jiān)測的要點

3.1 大壩沉降監(jiān)測

在進行沉降監(jiān)測時，首先，應(yīng)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(jù)相關(guān)標準進行埋石。在埋石的過程中要保證其數(shù)量大于3，且要控制觀測點設(shè)立在變形體上，一般間隔20 m進行一次埋設(shè)。除此之外，在部分位置還需要進行加密觀測點的設(shè)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(chǔ)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(shè)置。在觀測點設(shè)置結(jié)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(zhì)量。當由于不可控因素造成的大壩在建設(shè)過程中產(chǎn)生長時間的停工狀態(tài)時，需要著重注意停工前以及復(fù)工后的觀測數(shù)據(jù)，避免大量沉降或嚴重裂縫產(chǎn)生而不自知的現(xiàn)象出現(xiàn)。如果一旦出現(xiàn)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(fā)生。另外，在工程竣工后也需要對大壩的沉降進行監(jiān)測，一般來說頻率為每月1次?？偟膩碚f，在進行觀測后需要對觀測數(shù)據(jù)進行分析，并及時調(diào)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(fā)生的變化也需要進行沉降曲線的設(shè)置，從而更好地進行大壩變形的監(jiān)測。

3.2 大壩位移監(jiān)測

上文提及對大壩進行沉降監(jiān)測的問題，在進行位移監(jiān)測時需要先設(shè)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(shè)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?shù)奈恢迷O(shè)置接收靶，而底端的位置則需要利用激光垂準儀進行設(shè)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(jù)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(shè)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(jiān)測。在進行裂縫監(jiān)測時需要根據(jù)大壩的具體情況進行具體的分析，觀測頻率則要根據(jù)裂縫的變化速度進行調(diào)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(shè)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(yīng)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(wǎng)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(tài)及尺寸，進而繪制出裂縫的分布圖，編制裂縫觀測結(jié)果說明書，以便更好地對大壩變形進行監(jiān)測，并控制大壩的穩(wěn)定工作。

4 結(jié)語

綜上所述，水利水電行業(yè)隨著時代的進步在不斷地發(fā)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(jiān)測十分重要。筆者在文中對大壩變形監(jiān)測的作用進行闡述，分析了現(xiàn)階段進行大壩變形的部分監(jiān)測技術(shù)，如：光纖傳感技術(shù)、GPS技術(shù)、激光技術(shù)，并進一步探究了大壩變形監(jiān)測的要點，即：對大壩的沉降監(jiān)測、位移監(jiān)測。希望通過筆者的淺見能為未來提高大壩工程的工程質(zhì)量起到一定的促進作用。

參考文獻

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