摘要：石坝的安全监测是在水利工程中一个非常重要的部分。本文从安全监测工作要点、设备等方面入手，参考过去的大坝工程安全监测工作内容，简析了沥青混凝土心墙堆石坝安全监测的设计。
关键词：安全监测；沥青混凝土心墙堆石坝；设计分析
安全监测作为水利工程中坝体的设计以及水工监测的重要环节，需要施工人员重视，在坝体的施工过程中进行详细监测工作，并利用监测的数据对坝体进行安全预估，掌握坝体的整体工作发展步态，监督坝体施工的过程，做好较为精准的判断，在必要时给予工程措施干预，来保证坝体修筑的每个时期能正常、安全开展。
一、大坝安全监测设计重点
由过去的资料可以看出，坝体出现安全问题绝非偶然所成，往往是量变的累积导致质变。所以施工人员应该针对区别各个高度、级别、材料的沥青混凝土堆石坝设计包括变形、渗流、地震、裂缝、应力等方面的。监测具体包括：
1、针对1或2级高度大坝考虑的监测项目有：（1）坝体内部以及坝面的垂直位移、坝面的接缝位移及水平位移。（2）渗透水透明度、水质以及渗透流量。（3）坝基的沉降。（4）沥青混凝土防渗体、混凝土防渗墙、钢筋混凝土的应力及应变，坝体土体内部的应力及应变。（5）岸坡的稳定性。（6）地震因素。（7）水质污染等其他因素。（8）其他的建筑和坝体面接触的压力。
2、针对3，4及5级高度大坝考虑的监测项目有：（1）渗透流量。（2）坝体的浸润线、坝体及坝基的空隙水压力。（3）坝面的垂直、水平位移。
从当前的中型水库样本来看，建造中的堤坝一般使用沥青混凝土心墙、钢筋混凝土心墙、黏土心墙三种形式的材料来设计施工。
当然，沥青混凝土心墙堆石坝是其中使用更多的大坝材料。建筑施工沥青混凝土心墙堆石坝时，铺摊温度高达170摄氏度，所以，在安全监测的工作中，要求铺设的安全监测设备都能够对高温有耐受性，不仅如此，由于大坝建造的特殊性，时长较长，这些设备还应该能够保证可以长期工作，以此确保安全监测工作的正常进行[1]。由于沥青混凝土心墙具有它自己的特点，所以在铺设布置各个不同的设备仪器时，应该具有针对性并且要有具体的铺设方法，严格按照铺设方案进行设备的铺设，此举不仅能够提高铺设设备的效率、保证设备的存活率，还可以最大程度地减少铺设仪器时对大坝施工过程的干扰，并提升铺设设备的可靠性。
在施工过程中，针对沥青混凝土心墙的特点，施工人员应该设计更优化的监测方案，来监测施工过程中坝体的整体工作发展进程，并有效掌握坝体变形或渗流的实时情况。
接下来笔者将根据某省实际修筑某堤坝时的安全监测工作为例，对沥青混凝土心墙堆石坝安全监测设计进行更详细的分析。
二、详细设计方案分析
根据过去某省实际修筑某堤坝时的安全监测工作可以分析得知，大坝修筑过程中，需要根据各种不同的问题提出具有针对性的措施，在此案例中，安全监测工作包括了针对表面变形、心墙变形、坝壳堆石料的变形、界面的位移变形等的措施设计，以下是设计详情：
1、变形监测的设计分析：（1）表面变形：表面变形的监测设计一般需要使用水准仪，水准仪可监测表面沉降，同时，将综合表面观测墩设置在坝体的顶表面以及上下游，结合前方交汇法及视准线法，一并实施监测。（2）心墙变形：沥青混凝土心墙具有厚度薄、高度高的结构特点，变形的情况极易发生，比如在有水压力这样的外荷载的作用下，就可发生变形。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这样的结构特点导致了施工过程中沥青混凝土心墙周围大坝的碾压质量的监测控制不好顺利完成[2]，对施工有一定的干扰，所以心墙的变形分为心墙与混凝土基座、垫层料间的相对变形以及其本身的压缩变形。本身的压缩变形只需要将量程大的测缝计安装于墙的上下游侧进行监测工作即可（其与混凝土基座的相对变形也可通过测缝计来实现），但是针对其与垫层料间的相对变形，则需要将左右岸、上下游、沿高程三方向的位错计安装在墙与材料间侧接触处，三方位一并对其实施监测工作。
2、坝壳堆石料的变形监测设计分析：对于坝壳堆石料的变形监测设计工作，一般设计为将电磁式沉降环及测斜管置放在上游的堆石体内部以便对其进行沉降及倾斜变形方面的监测。针对下游的堆石体，监测方式一般使用比较常见的水管式沉降仪及电磁式沉降仪用于测计其沉降变形，并使用测斜管及引张线式水平位移计用于测计其水平位移。
3、界面的位移变形监测设计分析：坝基和混凝土基座间，会发生接触缝的变形，这样的变形就是界面的位移变形。一般监测界面的位移变形时，施工方都会让引张线式水平位移计联合水管式沉降仪，再将电磁式沉降环与测斜管联合，置于坝体内。
4、渗压渗流监测的设计分析：横方向沿流线方向，纵方向沿垂直流线来设计监测放置的断面。横向和纵向的监测设备放置方式不同，纵向一般将测压管及渗压计沿灌浆廊道置于坡度较陡部位、廊道弯折段形成渗压监测，横向将渗压计置于混凝土基部，沿水流方向，加密适当程度后间隔放置。
针对坝体的渗流量和坝基廊道的渗流量，选择将两座量水堰分别设置在坝体下游和廊道集水井部位。在下游布置时，最好要利用坝脚处的老拱坝。此设计可以对坝体的渗流量和坝基廊道的渗流量进行安全监测。
5、应力应变和温度的监测设计分析：（1）应力应变安全监测：在心墙上安装位错计，即可对坝体的应力应变性进行安全监测，详细见上文的心墙变形安全监测内容。（2）心墙的温度监测：沥青混凝土心墙的摊铺过程不同于其他心墙，该心墙需要严格的入仓温度（140~170摄氏度）[3]，所以需要对该心墙进行相应的温度监测。在监测心墙温度时，选择将温度计设置在心墙的监测断面中，此举主要针对心墙的断面结构。布置温度计时，需要施工人员用到钻孔埋设技术。一般温度计的铺设放在摊铺好沥青混凝土之后，先计算并测量放置点，再由下游打斜孔，待打到计算位置时，将温度计布置于其中。布置后，应该及时将沥青混凝土填补到孔上，并且要使用高温的布将温度计的电缆包裹，沿着坝体下游牵到过渡材料的位置，防止电缆受到沥青混凝土的影响不可正常工作，最后影响到施工效率。
三、结束语
在经济和科技飞速发展的今天，水利工程项目越发受到各界的重视，国家也一直在水利项目的投入上加大力度，所以坝堤作为水利工程中的一个重要项目，也受到了足够的重视。这对大坝修建的要求也逐日有所提升，在修建的过程中，大坝的安全监测也是绝不容忽视的一环，合理又经济的设备选择、高效简化的监测设备布置方案等，都是保证大坝质量过硬的重要组成部分。
在布置监测设备时，针对不同的大坝的结构特点、大坝所处地方的地形地质特点，施工人员给予了不同的铺设方式。针对沥青混凝土心墙堆石坝的特点，结合目前有的监测设备和监测技术，规划了一系列铺设重点，详细地设计了布置监测设备的方案，以便进行更优化的监测。再针对青混凝土心墙堆石坝选择了合适的设备和合理的设备布置方案，提高了铺设设备的效率、保证了设备的存活率、提升了铺设设备的可靠性，又可以最大程度地减少铺设仪器时对大坝施工过程的干扰。
在今后，科技和经济的进步还会带来更全面更精确的安全监测方案，而设计施工人员要做的就是做好较为精准的判断，来保证坝体修筑的各个时期正常、安全的工作发展。
参考文献
[1]SL725~2016，水利水电工程安全监测设计规范，[S].
[2]何勇军，向衍，刘成栋，等.大坝安全监测与自动化[M].
[3]SL551~2012，土石坝安全监测技术规范[S].
论文作者:王朝伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/26
标签：混凝土论文; 沥青论文; 大坝论文; 位移论文; 设备论文; 工作论文; 坝基论文; 《基层建设》2019年第14期论文;