水利水電工程大壩安全監測技術分析

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【摘要】隨著社會經濟的發展和科學技術的進步，我國的水利水電建設得到了快速的發展，水利水電工程的建設數量也在不斷增加。作為城市建設發展的基礎民生工程，水利水電項目的開展，對城市的發展和經濟的發展都有著非常重要意義。大壩作為水利水電施工的核心內容，其施工質量會對整個水利水電工程項目的施工質量帶來巨大的影響，因此必須要加強對大壩施工的安全監測，要能夠利用現代化的科學技術對其進行全方位的監測，使大壩施工質量得到可靠的保障，本文主要就是對水利水電工程中的大壩安全監測技術進行詳細的分析。

【關鍵詞】水利水電工程；大壩工程；安全監測

引言

水利水電工程項目與一般形式的工程施工相比，不管是在施工環境、規模以及難度上，都有著非常大的差別，因此在項目開展的過程中，應該給予更多的重視。大壩作為水利工程的核心施工內容，會對整個工程項目的順利開展和施工質量帶來巨大的影響，因此加大對大壩工程安全監測的力度是非常必要的。隨著科學技術的快速發展，要能夠加強對現代化技術手段的利用，建立完善的大壩施工安全監測體系，從大壩施工的各個環節實現對水利工程大壩的全方位安全監測。在外界溫度、水的壓力、機械設備、人為因素和材料因素等多種因素的影響下，大壩工程內部出現的變形、裂縫和滲漏問題會讓大壩的整體安全性有所下降，進而導致災難性事故的出現。隨著水利水電工程建設體系的不斷發展，大壩安全監測工作已經具備了掌握大壩自身變形情況、溫度變化及應力變化等因素的能力。在大壩安全檢測設備不斷完善的情況下，水利水電工程中的大壩工程安全檢測技術可以為大壩的整體安全性提供保障。一些檢測設備的有效運用，也可以讓人們對大壩的運行狀態進行充分了解。故而大壩工程安全監測控制措施對水利工程項目運維工作的開展有著積極的促進作用。

1安全監測概述

在水利工程大壩建設工作開展的過程中，由于其本身所處的施工環境非常復雜、惡劣，使得大壩施工容易受到各方面環境因素的影響而出現問題，例如外界環境的溫度和水壓力，都會給大壩施工帶來巨大的影響。其次，在大規模施工作業開展的過程中，還容易受到內部因素的影響，例如機械設備、施工材料以及工作人員等因素。如果影響因素無法得到及時、有效的解決，長久下去就會導致大壩內部出現變形、滲漏等問題，這些問題會給大壩的安全性帶來巨大的威脅，使安全事故發生的概率大大提高。隨著水利工程建設事業的快速發展，相關的安全監測技術和監測體系也在不斷完善，通過當前階段的安全監測工作，就能夠在大壩施工中，對大壩的自身的情況進行全面的掌握，包括大壩的溫度變化和應力變化等，對大壩整體安全性和穩定性的提高有著積極的作用。隨著一些新型監測技術的應用，使得大壩監測工作的精確度得到了大幅提升，在未來水利水電建設事業的發展中，要繼續加大對大壩安全監測技術的研究力度。

2大壩安全監測的主要技術

2.1大壩CT技術

大壩CT技術的應用是建立在計算機層析成像技術上的，通過波在壩體中傳播的若干射線，能夠在探測區域內部形成相應的切面，之后對切面上的波信號進行接收，并利用計算機來對其進行數學分析，從而能夠準確掌握壩體內部的強度分布情況，根據強度分布情況，就能夠對壩體的安全性能以及是否存在質量問題進行準確的判斷，從而達到大壩監測的目的。當前階段大壩CT技術的應用形式主要有兩種，分別是聲波和電磁波，其中聲波監測系統是由檢測設備和計算機設備組成的，檢測設備主要包含發射、接收和記錄三方面的內容，而發生部分則是由動能源和驅動裝置組成，其中驅動設備與記錄裝置相連，能夠對彈性能源產生的瞬時波進行檢測，具有一定的鏡頭記錄功能。電磁波大壩CT技術，其核心裝置就是天線，一個天線用來發射高頻寬帶電磁波，另一天線可以用來接收經壩體接收面反射而成的電磁波，對于電磁波的路徑、波形和強度來說，與介質面的幾何形態有著密切的聯系，因此可以結合接收波的雙程走時，對壩體材料以及老化情況進行準確的判斷。

2.2GPS監測技術

GPS就是我們常見的全球定位系統，當前階段在大壩變形監測以及高邊坡的變形監測中，都運用到GPS監測技術，通過GPS監測技術的靈活運用，可以有效解決傳統監測技術存在的弊端。對于GPS大壩監測技術來說，主要包含有三個部分，分別是空間星座、大壩監測用戶設備以及地面監控系統等，其中空間星座以及地面監控部分的定位工作開展的重要基礎，而大壩監測用戶設備則是由用戶結合實際使用需求，來自行開發。在利用GPS技術進行定位時，包含有兩種定位形式，分別是絕對定位和相對定位，其中絕對定位的精度較低而相對定位的精度較高，對于大壩的位移監測來說，由于其對精確度要求較高，因此就需要采用相對定位的方式來進行定位操作。最后，將相關的定位信息以無線網的形式上傳到終端之后，就能夠結合數據分析結果，對大壩的實際情況有著詳細的了解，如果存在安全隱患，就能夠及時采取處理對策。

2.3光纖監測技術

光纖技術是一種集光學、電子學為一體的新型技術，該技術的核心就是光纖傳感器，對于光纖傳感器來說，其主要是由光源、入射光纖、出射光纖、光調制器以及光探測器等組成。在水利水電工程中，光纖技術的應用已經變得越來越多樣化，從以往傳統的溫度監測，發展到當前階段的滲流監測、裂縫監測體積混凝土應力監測等內容，能夠對大壩起到全方位的安全監測效果。光纖監測技術與傳統的監測技術相比而言，主要有以下幾方面的優勢：①對于光纖傳感器來說，其主要是以光信號作為載體，以光纖來作為媒介，光纖主要是由二氧化硅組成的，因此有著較強的耐腐蝕性和抗干擾能力；②光纖本身就非常纖細柔軟，同時光纖傳感器的體積小、重量輕，因此安裝起來非常簡便，即使在安裝之后，也不會對大壩關鍵部位的力學參數帶來影響；③光纖傳感器的靈敏度非常高，其故障風險發生的概率也非常低，因此其使用壽命也非常長，除此之外造價相對來說也較低。

2.4水下監測技術

對于水利水電工程中的大壩施工來說，部分大壩需要長期處于水面以下，因此屬于長期的隱蔽狀態，利用一般形式的監測手段，很難對其結構的穩定和安全性，進行全面的檢測，因此需要利用水下監測技術，來對水面以下的壩體部分進行安全監測。在水下工程監測工作開展的過程中，經常需要使用到一些光學設備，例如水下閉路電視、水下照相設備等。對于光學類水下監測設備來說，其最大的特點就是觀測效果直觀，但是在監測的過程中，容易受到水環境的干擾。除了光學設備，還會使用到一些聲學設備，例如掃描聲吶、剖面聲吶等。對于水下聲學設備而言，最大的缺點就是圖像的分辨率非常低。除此之外，當前階段對水下機器人的使用頻率正在提升，通過各種形式的水下機器人，能夠對壩體存在的各種隱患進行檢測、分析與定位，同時能夠為檢修工作的開展提供一定的理論依據。

3大壩安全監測技術方案的優化

3.1在恰當的位置進行安全監測設備的安裝

對于水利水電工程大壩安全監測工作的開展來說，要想提高安全監測工作的質量和效率，除了需要對監測技術進行靈活的運用之外，還要能夠對相關的技術方案進行進一步的優化。在技術方案優化的過程中，首先要做的就是在合適的位置，對安全監測設備進行合理的安裝，使安全設備監測工作的精度能夠得到保障。在當前階段水利水電工程項目開展的過程中，由于施工成本的壓力，使得施工單位無法針對大壩開展全面的安全監測工作。只有在合適的位置安裝安全監測設備，才能夠實現對整個壩體的精準監測，能夠及時發現壩體存在的安全隱患。

3.2完善安全監測測量工作體系

完善的安全監測測量工作體系，對水利水電施工的順利開展，有著非常重要的作用和意義。監測體系在監測工作開展的過程中，其主要的工作職責就是對相關的信息進行收集與分析，能夠確保監測設備更加安全、穩定的運行，對于安全監測體系的完善，有以下內容需要加強注意：①加強對日常監測設備的維護，只有使設備的穩定運行得到可靠保證，才能夠提高其信息采集和分析的準確性，才能夠為后續監測工作的開展奠定堅實的基礎；②對于安全監測設備，要能夠制定統一的標準，對于不同類型的信號箱，要能夠通過信息化的手段來加強管理，盡可能減少錯誤的發生。

3.3定期進行安全監測評價

為了使壩體監測工作的效果得到可靠的保障，相關部門要能夠在各種安全數據分析的基礎上，對收集到的安全數據信息進行科學的分析。除此之外，還可以邀請一些專業結構的技術人員，對施工現場實行的安全監測體系進行評價，及時的指出不足之處，并提出建議和改善措施。同時，還能夠建立更加科學的大壩模式，并在此基礎上對現有的數據庫進行不斷的完善，最后就能夠結合建立的模型，來對數據信息進行更加立體化的分析。

4結束語

綜上所述，大壩作為水利水電工程施工的核心內容，加強對大壩的安全監測，能夠使整個水利水電施工的質量得到可靠的保障，因此在未來的發展中，要能夠繼續加強對安全監測技術的研究力度，要能夠對現有的技術手段進行靈活的運用，并在此基礎上，建立更加完善的安全監測方案。

參考文獻

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作者：楊彬 單位：中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司