水利工程中的大坝变形监测与维护

孙宝宗

摘要：在水利工程建设中，为了提高工程质量和安全性，除了对大坝进行变形监测外，还必须结合变形情况，保持变形状态，以延长工程的使用寿命。笔者根据多年的经验，对大坝变形监测与维护进行了简要论述，可供同行参考。

关键词：水利工程;大坝变形;监测;维护

引言

水利工程作为我国的基础设施，其质量直接关系到业主的权益和周边居民的生命安全。大坝作为水利工程的重要组成部分，其变形将影响整个工程的施工质量。在这方面，大坝的实时监测和观测和大坝变形的及时维护，可以为延长大坝的使用寿命和提高整体安全性打下基础。

1水利工程中的大坝变形监测要点

1.1沉降监测

大坝沉降监测应将基准面埋置在大坝变形影响范围之外。距开挖边界线控制在50m左右，然后按变形监测标准进行石方掩埋处理。在这个过程中，要注意观测点的设置，观测点要保持在变形体上，一般每隔20米埋设一次。观察点应在最近的基坑或支撑角处增加。此外，应在大坝周围沿外墙每隔10-15m设置新点。对于原型坝，点设置应以基础轴线为基础，确定人工基础、裂缝、基础边界、伸缩缝等位置，并确定点集。观测点埋设后，坝体主体施工前，应进行一次观测，并用水准仪进行测量。在实际施工过程中，1-2个月进行一次观测。中间坝长期停工的，应在施工结束前和施工结束前做好观测工作。

1.2裂缝监测

在大坝的基础上，设置裂缝观测点是必要的。裂缝监测主要包括裂缝的方向、分布、长度、宽度及变化。具体观测量应根据大坝变形裂缝的具体情况确定。为了更好地监测裂缝，可以先对大坝裂缝进行编号。每条裂缝应设置相应的观察标志，分两组，一组在裂缝最窄处，一组在裂缝最宽处。若裂纹较少，应采用小比例尺或小钢尺确定裂纹情况，以保证断口观察结果的准确性。

2变形监测方法和仪器设备选择

变形监测是水利工程安全监测体系的重点之一，必须建立变形监测网络，对所有建筑物进行监测。应选用稳定可靠的监测方法和仪器，以保证测量要求的准确性。实测数据应可靠，具有先进性和长期稳定性，能反映当前大坝安全监测技术和水平。所选用的监测方法和设备应易于操作，并具有快速、准确获取可靠监测数据的性能;此外，还应满足经济合理性，获得较高的性价比。

2.1大坝水平位移监测

一般采用视准线法、引张线法、真空激光准直法。另外还有交会法和导线法等。视准线法采用光学仪器进行人工观测，不能实现自动监测。另外，根据坝顶布置，为满足通视要求，视线应布置在坝顶上游侧，其观测精度将受到库面水汽引起的侧折射的影响。真空激光准直方法精度高，速度快，能实现自动数据采集。技术先进，但成本高。该方法适用于线性混凝土坝。它具有设备成本低、操作简单、测量速度快、便于遥测自动化等特点。大坝结构基本呈直线布置，便于布置张力线。

2.2大坝垂直位移监测

一般有几何水准测量法和静力水准测量法。几何水准测量法利用光学仪器，进行人工观测，不能实现自动化监测。静力水准测量法能实现自动化数据采集。为使观测操作快速简便，尽可能实现数据采集的自动化，因此，大坝垂直位移监测采用静力水准测量法。在静力水准端点设一双金属标作为基准。

2.3大坝倾斜、接缝和基岩变形监测

大坝倾斜可采用几何水准法监测，也可采用连通管（静力水准）和遥测倾斜仪监测。为实现自动化监测，并考虑到静力水准受到坝顶其他设施布置（如启闭门机等）影响，大坝倾斜监测采用遥测倾斜仪进行监测。坝体接缝变化采用遥测缝计进行监测。坝基基岩变形采用基岩变位计进行自动化监测。

2.4大坝开挖边坡表面水平位移监测

可采用视准线法和三角网法监测。由于受工程布置及地形条件限制，视准线的通视条件及工作基点的布设条件均受到影响，故大坝开挖边坡表面水平位移采用三角网法，利用光学仪器进行监测。工作基点应按三角网的边角要求进行布设，交会边长在300m左右，基点与测点间连线的夹角在60°-120°之间。为此有部分工作基点需坐落在建筑物上或工程变形影响范围内，这时必须在工作基点处设置倒垂线作为基准点。

3对大坝各项变形设备进行监测安装

3.1做好监测设备予留与予埋的布设与检查工作

针对大坝的变形检测需要很多施工设备，在相应施工设备安装过程中需要严格按照施工图纸进行，做好予留与予埋的放样测量工作，为后续施工工作做好充足的准备。在予留槽与予埋件的施工安装过程中，需要做好相应定位，确保安装牢固且具有较强的稳定性，完成相应安装之后，需要做好予埋件与予留槽安装效果检查与验收工作。当予留和予埋顺利完成部分混凝土浇筑施工工作后，就要着手进行安装效果的检查与验收工作，从而可以有效避免相应予留和予埋构件出现走样变位问题。若在后续的成果验收中发现了该问题，应进一步采取相应措施做好问题补救工作。

3.2做好正垂线埋设与安装工作

混凝土坝体垂线的预埋十分重要。因此，在施工过程中必须严格按照施工图进行，并根据施工图进行放样测量，然后确定埋地管道的中心位置。在此过程中，应控制好埋地管道的垂直度，确保垂直度在施工图要求的设计范围内，埋地管道埋设时，应做好埋地管道的加固工作，确保埋地管道有足够的强度。因此，在后续的混凝土浇筑施工中，埋管不会发生位移变形。同时，施工中应避免与埋地管道碰撞。混凝土浇筑完毕后，应重新检查埋地管道的垂直度，并进行垂直度复测。安装混凝土管时，应保证管口连接处的平整度，并做好焊接（接头）工作，保证其平整度和严密性。在直埋管道的最终安装后，应完成竣工数据的整理，为以后的数据插值和检验打下坚实的基础。

4做好变形监测设备的安装与调试工作

4.1做好正垂线的复测与调试

在进行垂线复测和调试时，应以垂线埋管的垂直度作为相应的依据，确定垂线的实际埋设位置，然后根据垂线的实际埋设位置，垂直悬挂装置、固定夹紧装置和移动夹紧装置的安装。在具体安装过程中，可通过悬挂垂线阻尼锤来完成固定夹紧装置。然后，设置垂直底标底座，具体布置位置在垂直线混凝土观测墩上方，用于整个系统的检测和安装。最后完成了正锤油桶内的固定变压器油。

4.2做好引張线的调试与安装工作

在正式安装引张线之前，需要根据具体设计要求做好采购配重件的规格与质量加测工作，然后再对引张线的安装位置进行确定，接着可以根据确定好的引张线的安装位置进行安装端点与测点装置的埋设，其中需要做好端点滑轮槽、夹线装置V型槽与测点读数钢尺高差的控制，具体高差控制在范围之内，随后再开展引张线不锈钢丝的张拉与固定工作，最后通过在测点位置上进行浮船与水箱的放置，并保证引张线钢丝复位精度要优于。

5做好变形施工期监测与资料整理分析

监测大坝变形的相关仪器设备需要进行相应的测量和试验，以保证其良好的可用性，满足我国相关测量和检测的要求。施工过程中，严格按照国家有关规范和设计要求进行观测工作，确保技术标准符合要求，并按设计要求确定施工观测频次。另一方面要做好施工数据的检查整理和相应的调整计算。对数据进行初步整理和分析，并及时提交。当施工期处于雨季或汛期时，应严格进行异常情况检测，适当提高监测频率，确保整个大坝施工的安全，并进行相应的观测记录分析，保证记录的整体完整性，字迹清晰，不允许有涂改痕迹，分析报告有效完成。

结束语

大坝变形检测对水利工程的正常运行具有重要意义。因此，在今后的发展过程中，要重视大坝变形监测，采取有效的监测措施，保证大坝变形监测水平的提高，以减少大坝变形造成的危害，充分发挥水利工程的效益。

参考文献：

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陕西省水电开发有限责任公司略阳水力发电分公司 陕西略阳 7243008ABA541D-D394-4708-BFCD-EDB5F4BEC025