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摘要：大坝安全监测工作是保证水库工程安全运行的重要手段。针对我国小型水库工程规模小、经济条件差、人员素质相对较低的特点，开展安全监测技术研究很有必要。本文就水库大坝安全监测进行分析。
关键词：书库；大坝；安全监测
引言
据2013年公布的《第一次全国水利普查公报》，全国共有各类水库98002座(不含港、澳、台地区)，其中小型水库93308座，占水库总数的95%。小型水库具有工程规模小、经济条件差、人员素质相对较低的特点。在国际大坝委员会的定义中，我国很多小型水库的坝属于大坝，是需要加强安全监测的。因此，针对性地开展安全监测技术研究，十分必要。
一、大坝安全监测的重要意义
1.1 监测和安全评估相互影响
大坝安全监测经过对坝体、四周环境、有关设施的检查与设备监测得出的数据作为大坝安全评估重要参考。这样一来，就实现了坝体与坝坡安全性分析、渗流稳定研究、工程运行评估。
1.2 掌握变化规律与物理成因
大坝安全监测数据和结构、基础状态的分析有利于掌握测量变化规律和物理成因，保证及时发现存在的问题并制定解决方法，保证大坝安全、延长运行年限、实现经济效益最大化。
1.3 及时反馈大坝设计、施工运行状态
因为大坝和坝基对环境要求较高，荷载、计算模型、数据参数具有相近性特点。所以，现阶段的水工设计无法与工程全面契合，需要结合大坝安全监测材料深入分析从而确定大坝、坝基状态。结合设计方案、施工方法制定可行性建议方法，实现检验与优化设计，对后续施工起到帮助性作用。
二、大坝安全监测的主要内容
大坝安全监测主要是通过相关数据的采集、分析、评估等步骤实现对大坝的安全监测。一般情况下，大坝安全监测系统主要由四部分组成，测量传感器，测量控制单元，网络通信连接及大坝安全监测中心组成。其中，本文主要对大坝安全监测的主要内容进行研究。主要监测的内容有：变形监测，渗流监测，内部监测，水力学监测以及环境量观测等。在所需监测的项目中，变形和渗流监测是最为重要的监测项目。
2.1 变形监测
变形监测是通过人工或仪器手段观测大坝整体或局部的变形量，用以掌握大坝在自重、水压力、扬压力及温度等环境量作用下的变形规律，了解大坝在施工和运用期间是否稳定和安全，研究有无裂缝、滑坡、滑动和倾斜等趋势。变形监测主要包括的内容有：表面变形，内部变形，坝基变形，裂缝及接缝，混凝土面板变形及岸坡位移等。在监测过程中，主要运用外部变形观测网、正倒垂线、印张线、伸缩仪、水准点、静力水准仪、倾角仪、多点位移计等方式进行变形监测。
2.2 渗流监测
渗流监测是指在上下游水位差作用下产生的渗流场的监测，主要包括渗流压力、渗流量及其水质的观测。结合我国土石坝的病害情况，可将土石坝的渗流病害分为：坝基渗漏，坝肩渗漏，坝体及防渗体渗漏，下游排水体及反滤料淤堵，坝下涵管渗漏，防渗体与刚性建筑物接触渗漏，动物危害，岩溶渗漏，侵蚀性危害等，如表1 所示。
针对上述病害，土石坝在渗流方面主要监测项目有坝体渗流压力观测，坝基渗流压力观测及渗流量观测等。坝体渗流压力观测主要包括观测断面上的压力分布和浸润线位置的确定。坝基渗流压力观测主要包括坝基天然岩土层、人工防渗和排水设施等关键部位渗流压力分布情况的观测。渗流量观测主要由三部分组成，分别为坝体的渗流量、坝基的渗流量、通过两岸山体绕渗或两岸地下水补给的渗流量。
2.3 内部监测
内部监测主要包括温度监测、混凝土应变力（压力）监测、钢筋应力监测及锚索应力监测等。土石坝而言，其压力（应力）监测主要包括孔隙水压力、土压力（应力）、接触土压力以及混凝土面板应力等。混凝土坝而言，其内部监测主要包括坝体（坝基）应力监测、锚杆（锚索）应力监测、钢筋应力监测、钢板应力监测及温度监测等。值得说明的是，在进行内部监测的同时，应与变形监测、渗流监测项目相结合。
2.4 水力学监测
水库大坝作为水利工程枢纽的重要组成部分，对其进行水力学监测就显得尤为重要。水力学监测项目主要包括动水压力监测、水流流态监测、水面线监测、流速监测、泄流量监测、空蚀及消能监测等。值得注意的是，水力学监测项目应根据实际输、泄水建筑物的结构模式、工程或试验研究的需要进行选择。
2.5 环境量监测
环境量监测主要包括气温监测、降雨监测、水库水温监测、水库泥沙淤泥监测、下游河床冲淤测量等。通过监测环境量，可以进一步掌握环境量的变化规律及其对大坝变形、渗流和应力等的影响情况，对水库大坝安全监测的精确度打下了坚实的基础。
三、大坝安全监测可行性方法
3.1应用自动化安全监测技术
科学技术的进步带给人们生活便利、工业生产的便捷，水利工程应用先进技术对建设效率、工程质量控制效果显著。因为水库发挥着重要作用，所以需要在确保安全性的条件下发挥综合效能。水库大坝自动化监测技术的出现实现了现代化管理方法，因此，引进大坝安全监测设备对大坝安全检测有着重要作用。目前，常见的安全监测技术是大坝CT技术，该项技术利用某种波在大坝坝体内传播的射线束，在探测区组成切面，结合切面信号在计算机中展开数据处理，定量反应坝体材料属性、受损程度，找到缺陷位置。大坝CT技术监测波为声波、磁波，但由于电磁波强度、波形、路径和通过的介质的几何形态的电性属性有着直接联系，电磁波型大坝CT使用2个天线发射并接收电磁波。随后，结合波的幅度、双程走时得到坝体材料属性与老化缺陷。声波监测则是在大坝上设置多个镇源、震波检测设备，结合该设备记录声波由发射点至接受点行程的时间得出波速。最后，结合波速获得坝体材料、老化程度。
3.2做好监测设备防护
大坝数据资料更新迅速，做好监测设备防护具有重要影响。对此，单位需加大设备防护维修宣传，提高工作人员思想认知，充分认识到监测设备的重要作用。同时，做好日常监测防护，定期检修。这样做的主要目的是保证监测的数据信息准确、安全，延长设备使用年限。
3.3做好监测信息分析
为保证大坝监测结果准确性，首先需要对监测的数据信息有全面分析，健全水库监测数据管理制度。以公司管理部门为中心，各坝区为分中心，实行统一管理、远程操控、监测数据采集、分析评价和网络报送等由中心负责。监测数据分析时需保证数据总体性、全面性、系统性，安排专业人员录入数据库，有助于后续控制管理。即使出现问题也能够第一时间提出解决方法，提高监测效率。
3.4确保监测设计方案合理性
合理的安全监测方案是大坝安全监测的根本，要求设计人员对自动化监测系统有全面的掌握，了解设备属性、应用要求。因为设计方案涉及环节较多、过程复杂进而需要做好各环节控制，才能保证满足安全监测需求。优化设计的主要目标是用最小的监测工作解决安全监测技术不足，更好的发挥监测作用。以三峡工程为例，进行技术优化使仪器设备数量比初期设计缩减了1/3、监测总投资降低了1亿元，经济效益明显。因此，在今后安全监测完善中应将设计优化列入监测规范，让每一座大坝监测都实现设计优化。
四、结束语
总而言之，大坝安全监测是工作人员掌握大坝运行状态、稳定性的主要途径，其过程为环境、水文、结构、安全信息的数据搜集，根据获得的数据全面分析、计算，最后判断大坝安全状态。针对大坝安全监测存在的问题，需要有关单位立足于多方面、全过程，制定解决方法、引进先进技术从而协调监测问题，保证大坝的安全、稳定运行。
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论文作者:曹云洪
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第13期
论文发表时间:2019/10/16
标签：大坝论文; 水库论文; 坝基论文; 应力论文; 主要包括论文; 压力论文; 数据论文; 《建筑实践》2019年第13期论文;