1、加强大坝表面变形监测,保证大坝工程安全【摘要】：随着社会科技的快速发展，在大坝表面变形监测方面的技术也是日益更新。本文先从讲述变形监测常用的技术手段入手，讲述各种监测方法的优缺点，并讲述自动监测新技术在大坝变形监测中的应用，希望能给一些工作人员带来一些建议与思考 【关键词】：表面变形监测；技术手段；优缺点；应用 中图分类号：TV 文献标识码：A 我国水资源非常的丰富，全部河川年径流量约为 2780Gm3，可开发的理论蕴藏量约是 378GW，位居世界第一。到目前为止，我国大约已建成了8.7 万座水库堤坝，但是绝大部分都是 20 世纪中期建成的，还有一部分，是人民群众自己建的，这些原先建的水库堤坝
2、很多存在安全隐患，而且由于年代远，很多处在危险阶段，若是管理不善，很有可能造成巨大灾害，因此一定要加强水库堤坝的表面变形监测。 1、常用大坝表面变形监测技术。 目前我国的大坝安全监测主要依据混凝土坝安全监测技术规范和土石坝安全监测技术规范 。 土石坝安全监测技术规范把大坝的监测分为内部变形监测、表面变形监测、裂缝及接缝监测以及岸坡位移监测。 文章所提表面变形监测主要的监测方式是水平位移监测（又称横向位移监测）以及竖向位移监测。竖向位移监测常用的方法是精密水准法以及连通管法，常采用钢尺进行测量，也开采用光电测距仪进行测量。横向位移监测方法主要包括视准线法，这种方法的使用前提是大坝允许采用三角网前
3、方交会法来增设一些工作位点。 混凝土坝安全监测技术规范主要把大坝的变形监测分为了坝体变形监测、坝基变形监测、滑坡体的位移监测等。 2、目前已经提出的大坝表面变形监测新技术。 目前国内的水库大坝等多是以前建造的土石坝（约占总量的 90%） ，对于土石坝来说，很容易发生变形，而且变形量通常比较大，目前我国在这方面的监测精度比较低，测量技术也非常有限，常采用视准线法以及人工进行的位移监测，方法虽是非常的简单，所用费用也比较少，但自动化水平确实十分低，而且在实际应用中还存在一个难题就是在比较大型的水坝进行变形监测时，需要建立的平面和高程监测基准网比较多。随着科技的发展，新型的大坝表面监测自动化系统很有
4、可能很快得到实现，目前在这方面已经提出了通过固定式全自动化变形监测系统以及流动式半自动变形监测系统来进行大坝表面变形监测。 流动式半自动变形监测系统可以用于边角观测以及变形后的边角交会测量，水坝一般采用的 TCA 系列全站仪可实现自动识别棱镜目标与照准，因此可以很好地实现自动化监测，但是在使用时，因为需要观测的水坝站点比较多，仍然需要人工进行搬运设备，工作过程中劳动强度较大。 综上此方法监测技术已经比较成熟，设备也比较的具有现代化，该系统的硬件设施主要包括 TCA 全站仪、单棱镜组以及其他的一些硬件设施；软件系统主要是 TCA1201 全站仪机载软件以及变形数据处理平差软件，TCA1201 全
5、站仪机载软件一般用于监测一些基准网点还有一些位移监测点，另外这个软件的设置要符合国内现行规范的要求，变形数据处理平差软件一般用于精度分析、观测数据平差处理以及一些变形的稳定性分析。流动式半自动变形监测技术已经比较成熟，目前已被应用到很多的如在二滩、李家峡等大型水电大坝变形监测中。 从字义上看，固定式监测系统的最大特点便是“固定”二字，事实也是如此，与流动式监测系统不同，它的测量变形设备如 TCA 全站仪、GPS、Nivel200 等是固定在监测点上不动的，因此需要建立一个特定的有防护作用的观测房，该系统的主要配置也分为硬件配置以及软件配置，硬件配置包括 1 台或是多台监测设备（设备通常是 TC
6、A 全站仪、Nivel200 以及地质传感器等） 、单棱镜组、设备的供电设施设备、监测所用的具体仪器以及远程通讯设备和上述所说的观测房；软件配置主要包括徕卡 GPS Spider 软件以及 GeoMoS 变形自动化监测软件，徕卡 GPS Spider 软件主要是用来保存原数据、处理 GPS 数据以及管理 GPS 传感器，GeoMoS 变形自动化监测软件主要是用来管理变形测量设备，并帮助实现系统运行消息输出等工作。 3、新型大坝表面监测技术应用实例。 本文所选用的事例是浙江省杭州的青山水库，主要建立了 4 个点来为大坝的表面变形监测提供数据。 基准网野外观测采用的均是 TCA2003 自动化全站
7、仪，测站则是采用了人工观测与自动观测相结合的方式，变形观测点共布置了 4 排观测标点以及 6 个观测横断面，4 排观测标点分布在大坝的上、中、下游，另监测溢洪道变形时有设置了 6 个变形观测点，也就是说变形监测标点总共设置了 30 个，每一个变形监测标点都可以左右观测，所有变形监测标点每周的观测时间大约在 13min 左右，各基准点的三维坐标测量误差都小于 1mm。 本文的大坝新型表面变形监测系统建立时，主要分为建筑工程的设备以及整个安装工程。建筑工程是安装工程的前驱部分，包括了工作基点房的布施、各种观测墩的土建设置以及棱镜的保护装置等，而采用的设备以及安装工程如图 1 所示。 图 1 设备以
8、及安装工程 数据采集设备 系统软件 TCA2003 自动化全站仪 控制网自动观测软件 全站仪供电设备 控制网三维平差软件 数据电缆 GeoMoS 监测软件 徕卡原装单棱镜及配套设备 数据接口软件 强制对中基座 专用数据分析软件 通讯以及控制设备主要包括通讯光缆、光端机及配套设备、光缆套管、控制机房供电设备、计算机与打印机、各种避雷器、维护工具与各种备件。变形数据的分析软件是设计人员采用 SQL 数据库，自己编制的，目前在这个大坝的变形监测管理系统中，内部变形监测技术已经非常的成熟，但是在表面变形监测中还有些滞后，仍然有很长的路要走。 【结束语】： 综上所述，本文主要描述了常用大坝表面变形监测技术手段的优缺点，并介绍了自动监测新技术的应用，目前这项新技术的应用还处以初期阶段，不能满足水库大坝实现全面自动化管理，这项技术的使用仍然需要更多的人员来研究。 【参考文献】： 1尤相骏,郭志勇,徐忠阳.自动监测新技术在大坝表面变形监测中的应用A.中国水利学会中国水力发电工程学会中国大坝委员会.水电2006 国际研讨会论文集C.中国水利学会中国水力发电工程学会中国大坝委员会，2006:5. 2钭春红,何万平.大坝表面变形监测的技术方案研究J.中国水运(下半月刊), 2011: 216-217. 3徐忠阳,郭志勇.水库大坝表面变形自动化监测新技术J.测绘通报,2006:75-76.
