芻議水利水電工程中的大壩工程安全監測

楊　彬（中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 610072）

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芻議水利水電工程中的大壩工程安全監測

楊彬（中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 610072）

通常而言大壩安全監測分為兩部分，即人工現場巡視檢查以及儀器觀測，通過上述兩者的結合以達到監測大壩工程安全的目的。目前不管是國內還是國外的大壩項目，都非常重視大壩的安全監測工作。本文主要是結合實例詳細描述了大壩安全監測工作的設施步驟以及需要注意的事項，以期能夠對同行有所幫助。

水利水電；大壩工程；安全監測；監測電纜

引言

我國到目前為止擁有著非常多的水利水電工程數目，尤其是最近幾年來所建造的水庫數量越來越多。水利水電工程中的大壩工程安全與否會直接影響到人民的財產安全，甚至是威脅到人們的生命安全，有時候即便是非常小的漏洞都有可能引起不可挽回的巨大損失，致使國家財產損失以及人民生命傷亡［1］。所以必須要針對水利水電工程中的大壩工程實施安全監測，以便從根本上確保其安全性和可靠性。管理者之后針對大壩工程實施監測之后才可以更加準確的掌握大壩最真實的運行狀態，并在此基礎上判斷其是否安全［2］。通常而言，都是通過相關的儀器設備來完成水利水電工程中的大壩工程安全監測工作，另外，再配以人工定期巡查，對大壩壩體其主體結構、壩腳地基、邊坡以及附近環境等進行觀察，通過上述兩種手段的結合基本上就可以較為準確的掌握大壩工程的實際運作狀態。實施大壩工程安全監測除了能夠從根本上保障大壩工程的安全可靠運行之外，其數據的積累還可以為其它大壩的建設、運作等提供一定的數據支持［3］。

1　大壩工程安全監測控制

1.1安全監測儀器控制

（1）安全監測儀器裝設位置的合理選擇

在實際操作中，安全監測設備不可能針對大壩工程實施全覆蓋無死角的監測，如果想要實現系統全面的監測必然需要裝設大量的監測設備，這會使得成本大幅度提高。因此為了嚴格控制成本，相關管理單位在裝設安全監測設備的時候需要對其位置進行合理選擇，以便實現最小的成本投入達到最理想的安全監測結果。在選擇裝設位置以及檢測面的時候應該綜合考慮大壩工程的整體結構特征及其受力特征，在深入計算分析的基礎上來確定相關位置監測等級，然后在結合不同位置的具體監測等級來布置安全監測儀器。

（2）安全監測設備類型的選擇

相關管理單位在選用安全監測設備的時候最好是統一類型，避免由于類型的差異而造成不兼容或者是延長標準換算的時間，因此，使用相同類型的安全監測設備能夠確保檢測數據的正確性并降低工作量。另一方面，選用相同類型的安全監測設備也有助于后續的維護升級，可以在很大程度上降低維護升級的成本和難度。

1.2安全監測測量控制

（1）構建有效的安全監測測量制度

為了從根本上保障安全監測數據信息采集的準確性、傳輸的便利性以及分析的透徹性，有必要構建行之有效的安全監測測量制度。①做好安全監測設備日常的維護保養工作，以保障監測數據信息能夠順利的采集并傳輸；②應該對安全監測設備之間的信息轉換標準進行規范統一，嚴格根據國家標準來完成監測信息數據的轉換以及歸檔，以保障安全監測工作的有效性和科學性；③對于關鍵位置的監測數據信息應該進行重點采集和規整，確保這些位置監測數據信息的及時性和準確性；④將人工巡查和儀器監測進行有機結合，保障安全監測工作的系統性和全面性。

（2）強化相關人員職業水平

相關管理單位有必要采取有效措施來強化相關人員職業水平，保證相關的檢測人員都有著非常強烈的責任性以及扎實的專業技能。可以采取的措施主要有：邀請專業培訓師對工作人員進行培訓、組建小組進行相互學習、增強企業和學校之間的合作等，最重要的就是讓工作人員的薪酬和業績掛鉤，以此來提升檢測人員工作的積極性，以便更好的實施大壩工程安全監測工作。

1.3安全監測數據控制

（1）數據庫管理平臺的建設

需要針對所獲得的安全監測數據信息進行合理分類，比如說可以將其劃分為環境監測信息、安全監測信息、基本靜態信息、計算成果信息以及系統應用信息等，在此基礎上完成好數據庫管理平臺的建設工作，通常情況下，數據庫管理平臺可分為兩個基本的系統，分別為數據信息收集系統以及數據信息分析整理系統。

（2）邀請專業單位來評估監測數據信息

獲得相關安全監測數據信息之后，相關管理單位在此基礎上便能夠實施大壩工程仿真模型計算分析工作，必要的時候可以邀請專業單位來評估監測數據信息，綜合考慮專業單位給出的評估信息以及實時監測數據信息來對相關模型進行完善，使得所建模型能夠更加真實的描述真實情況。

2　實例分析

2.1工程概況

該工程中的壩體屬于折線形混凝土重力壩，整個壩體工程由好幾個部分構成，壩頂的設計高度是121.00m，該水庫的設計壽命大約是50年。經過優化設計以及論證之后確定了此大壩項目監測工程的設置、裝設技術要求以及觀測頻率。

2.2監測儀器率定檢查

通常而言，內部監測儀器都是預先裝設在水工建筑物混凝土、基礎以及基（圍）巖的內部，這就意味著在安裝埋設施工完成之后便無法對其進行更改，如果出現問題也不能修復。所以必須保證埋設之后測量儀器的完好率，相關規定中明確指出：在埋設內部監測儀器之前，首先需要對相關儀器的各項特性參數其可靠性進行鑒定。該過程就稱之為率定。為了確保儀器能夠持續穩定的進行工作，在裝設之前對其靈敏度、密封、溫度、耐壓以及力學等各方面的性能進行檢查，保證所有用到的測量儀器都能夠達到合同技術規范的要求。

2.3監測儀器安裝埋設

（1）測縫計

在進行埋設之前，需要認真檢查儀器孔有沒有清理整潔。將直徑為18mm，長度超過60cm的加長桿焊接到測縫計套筒錨固端，然后將測縫計套筒以及加長桿埋到孔中，接著采用膨脹水泥砂漿對儀器孔進行回填，需要保證基巖面和套筒口齊平。完成上述工作一天之后，將黃油涂抹于測縫計套筒內螺紋上面，然后向套筒內旋入測縫計傳感器，同時預拉3mm左右，利用膠布或者紗布對套筒口處進行密封處理。在澆筑混凝土的時候，到達儀器位置的時候通過人工的方式把測縫計埋到混凝土內部，剔除超過8cm的大骨料，并且插搗確保密實。

（2）壩基滲壓計

壩基裝設滲壓計的時候孔徑通常要超過100mm。在進行埋設之前首先需要對孔深進行測量，認真檢查儀器孔有沒有清理整潔，利用洗干凈的細砂回填20cm，再利用大小在10～20mm范圍內的礫石回填20cm。打開滲壓計前蓋腔，向里面灌滿水同時置于水中放置2h，然后將滲壓計放到裝滿細砂的紗布袋中。完成上述工作之后，把砂包放到孔底，如果孔的深度太深，電纜自身重量以及砂包重量大于電纜抗拉強度的時候則應該采用鋼絲來放置砂包，再利用細砂回填40cm，最后回填礫石，在孔的出口處利用1：3的水泥砂漿對孔進行封閉。等澆筑混凝土到儀器位置的時候在埋設滲壓計。

（4）監測電纜連接

振弦式儀器通常情況下標準配備3m長度的電纜，但是在實際裝設的時候可以根據具體情況加長連接。本實例中采取的連接方法為熱縮套管法。把電纜端部外皮去除之后才可以進行焊接操作，去除額長度在8cm左右，使得芯線徹底暴露。再利用砂紙或砂布打磨剩余電纜外皮位置，長度在3cm左右。將長度14cm左右，直徑12mm的熱縮套管套于電纜外面。使用剝線鉗剔除芯線的外皮，厚度在5～8mm范圍內，然后將直徑為2mm的熱縮套管套于芯線上。把直徑為2mm的熱縮套管移動到芯線接頭位置，然后通過熱風槍使其熱縮在接頭位置。直徑為12mm的熱縮套管兩端都應該壓上電纜外皮越3cm。完成芯線焊接操作之后，有必要再對其電阻進行測定，同時還應該利用檢查讀數儀實施讀數測量檢查。如圖1所示為監測電纜熱縮套管的連接示意圖。

圖1　監測電纜熱縮套管連接圖

（5）監測電纜裝設

如果采取的是垂直裝設，則需要通過膠帶把監測電纜牢牢纏在鋼筋上面，在建筑混凝土的時候直接埋入。如果采取的是水平裝設，通常情況下都是完成振搗之后在上面挖出10cm左右的溝將電纜埋入。如果要求必須用保護鋼管套住監測電纜，那么在進行垂直裝設的時候由于要穿過很多根鋼管，那么鋼管之間的連接最好是通過點焊的方式進行連接，再通過鋼絲拉著監測電纜穿過保護鋼管。進行水平裝設保護鋼管的時候，保護鋼管和垂直裝設時的連接方法一樣。

2.4監測資料分析計算以及整理

對原始的安全監測數據信息進行收集并整理是一件非常重要的環節，這是確保分析計算結果的準確性以及獲得結論的科學性的堅實基礎。

（1）對于監測中需要用到的材料、監測儀器設備等的出廠卡片、出廠合格證、使用說明書以及材質證明等資料進行收集整編，同時還需要整理現場率定材料、接線記錄以及原始觀測信息數據、鉆孔驗收單以及預埋驗收單等，這些都是非常重要的基礎數據資料。

（2）在確保原始監測數據合理可靠的條件下，通常情況下都是直接運用實測數據進行計算，根據儀器生產廠家給出的公式以及相關技術規范要求實施物理量的計算。在進行安全監測工程施工的時候，需要按照工程的實際需要以及相關技術規范要求向咨詢工程師以及業主提供觀測結果數據信息，同時還需要附上對應的分析意見，為確保大壩主體工程得以順利推進打下堅實的基礎。

（3）在尾工階段，還需要撰寫安全監測工程施工以及觀測竣工報告，同時還需要對竣工圖進行繪制并移交資料。

3　結束語

對大壩實行安全監測工作能夠確保大壩安全，在這方面其發揮著不可替代的作用。目前不管是國內還是國外的大壩項目，都非常重視大壩的安全監測工作。本文主要是結合實例詳細描述了大壩安全監測工作的設施步驟以及需要注意的事項，以期能夠對同行有所幫助。

［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）：126～127.

［2］趙志仁，趙永.水利水電工程安全監測設計優化的研究［J］.水電自動化與大壩監測，2000，24（5）：4～6.

［3］鄧 偉.水利水電工程中大壩安全監測探析［J］.水能經濟，2015（12）：58.

楊 彬（1988-），男，助理工程師，大專，主要從事水利水電工程安全監測工作。

TV698.1

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2095-2066（2016）17-0059-02

2016-5-24