淺談混凝土壩工程監測儀器的選型及應用

孟方 宋田華

混凝土壩是水利水電工程建設中的重要組成部分，也是一項大型的建筑工程項目。在當今提倡建筑質量、安全、經濟協調發展的背景下，混凝土壩工程安全監測的重要性愈發凸顯。而在水工建筑物中科學設計并配置監測儀器，通過監測儀器獲取混凝土壩工程基礎信息，如應力應變、滲壓滲流等參數信息，可有效了解混凝土壩變化趨勢，進行安全風險防范，提升混凝土壩工程安全性與運行穩定性、可靠性。因此，關于混凝土壩工程監測儀器選型及應用的研究具有重要現實意義。

1混凝土壩工程中監測儀器應用的重要性

混凝土壩作為水利水電工程建設體系中一項大型的建筑物，由于所處位置的特殊性決定了其運行安全、穩定與可靠的重要性，一旦混凝土壩出現安全問題，將對人們帶來嚴重的影響與危害?；诖?，混凝土壩工程安全監測工作的有效開展至關重要。通常情況下，混凝土壩環境監測、混凝土壩應力應變、混凝土壩溫度監測、混凝土壩變形監測以及滲流監測是混凝土壩安全監測中的重點監測項目，其監測結果的準確性對工程項目施工與運維管理存在直接影響。而基于安全監測技術研發與應用下形成的安全監測儀器，對提升混凝土壩安全監測系統的精度、準確度，保證系統長期連續運行具有重要影響作用，是各監測項目不可獲取的存在。由此可見，混凝土壩工程中監測儀器的有效應用至關重要。

2混凝土壩工程監測儀器的選型

隨著科學技術的創新發展與應用，混凝土壩工程中監測儀器類型呈現出多元化發展態勢。目前，應用較為廣泛的監測儀器主要有埋入式監測儀器、外部安裝型監測儀器以及智能儀器。其中埋入式監測儀器主要是指能夠埋入水利水電工程建筑物內部的一種傳感器，可實現對其結構相關物理量變化情況的有效監測，包括大壩內部的應力應變、裂縫、變形、位移、滲流滲壓、溫度場等參數的監測。由于埋入式監測儀器在應用后不可隨意取出，因此對其的可靠性與長期穩定要求較高。因此，在實際應用過程中需著重考慮這兩方面的性能。從目前已經完后的混凝土壩工程來看，相對其他監測儀器而言，鋼弦式儀器與差動電阻式儀器的應用性較強。對其適應性與優越性進行對比分析發現，由于差動電阻式儀器主要是由兩組鋼絲構成，其測值的穩定性是由鋼絲材料松弛度決定的，在通過當前工藝處理后，其穩定性要高于由單根鋼筋振動、計算測值的鋼弦式儀器。加之差動電阻式儀器可實現對監測點溫度的同步監測，其變量模型與早期混凝土彈性模型向契合，可有效測出終凝后的混凝土應變。隨著當前差動電阻式儀器的革新，其精度與分辨力雖然沒有鋼弦式儀器高，當足夠滿足工程需求，因此在混凝土壩工程中具有較高的應用性。相對于埋入式儀器而言，外部安裝型監測儀器多在水工建筑物表面、邊坡表面進行應用，用以測量滲流滲壓量、環境量；智能儀器的應用還不成熟，處于發展與完善階段，但在一定程度上推動了安全監測自動化測量系統的優化發展，如CCD垂線坐標儀的設計與應用。

3混凝土壩工程中監測儀器的實踐應用

3.1工程概述

水電站工程主要由阻水建筑、泄洪降能建筑、廠區系統等共同組成。水電站大壩為混凝土大壩，大壩共分成了17個壩段，最大壩高120m。由于大壩裂縫現行較為明顯，且溫度控制難度較大，故選用埋入式儀器（以差動電阻式儀器為主）進行大壩安全監測，進行混凝土內部溫度與裂縫開度情況的高精度監測。

3.2監測儀器的應用

在監測儀器應用過程中，依據“測點布設—儀器準備—造孔—就位安裝—回填—接線”工作流程進行具體操作。在此過程中，需通過質量檢測，保證儀器質量符合標準；在儀器安全之前需展開測頭連接電纜，并利用測量工具，確定其坐在位于，做好標記，保證儀器安裝規范性與標準型。

總而言之，監測儀器在混凝土壩工程中的有效應用，對提升工程設計施工質量與安全，混凝土壩蓄水運行安全的監督與管理具有重要影響作用。相關工作人員應根據工程實際建設要求與施工情況，通過綜合分析，進行監測儀器的科學選擇，保證監測儀器應用的科學性、合理性與有效性。在未來發展中監測儀器將呈現出自動化、智能化發展趨勢。對此，認知監測儀器應用重要性，掌握監測儀器選型原理，對大壩安全監測技術作用的最大化發展具有重要意義。