芻議水利水電工程中的大壩工程安全監(jiān)測(cè)

楊　彬（中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610072）

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芻議水利水電工程中的大壩工程安全監(jiān)測(cè)

楊彬（中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610072）

通常而言大壩安全監(jiān)測(cè)分為兩部分，即人工現(xiàn)場(chǎng)巡視檢查以及儀器觀測(cè)，通過(guò)上述兩者的結(jié)合以達(dá)到監(jiān)測(cè)大壩工程安全的目的。目前不管是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外的大壩項(xiàng)目，都非常重視大壩的安全監(jiān)測(cè)工作。本文主要是結(jié)合實(shí)例詳細(xì)描述了大壩安全監(jiān)測(cè)工作的設(shè)施步驟以及需要注意的事項(xiàng)，以期能夠?qū)ν杏兴鶐椭?/p>

水利水電；大壩工程；安全監(jiān)測(cè)；監(jiān)測(cè)電纜

引言

我國(guó)到目前為止擁有著非常多的水利水電工程數(shù)目，尤其是最近幾年來(lái)所建造的水庫(kù)數(shù)量越來(lái)越多。水利水電工程中的大壩工程安全與否會(huì)直接影響到人民的財(cái)產(chǎn)安全，甚至是威脅到人們的生命安全，有時(shí)候即便是非常小的漏洞都有可能引起不可挽回的巨大損失，致使國(guó)家財(cái)產(chǎn)損失以及人民生命傷亡［1］。所以必須要針對(duì)水利水電工程中的大壩工程實(shí)施安全監(jiān)測(cè)，以便從根本上確保其安全性和可靠性。管理者之后針對(duì)大壩工程實(shí)施監(jiān)測(cè)之后才可以更加準(zhǔn)確的掌握大壩最真實(shí)的運(yùn)行狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上判斷其是否安全［2］。通常而言，都是通過(guò)相關(guān)的儀器設(shè)備來(lái)完成水利水電工程中的大壩工程安全監(jiān)測(cè)工作，另外，再配以人工定期巡查，對(duì)大壩壩體其主體結(jié)構(gòu)、壩腳地基、邊坡以及附近環(huán)境等進(jìn)行觀察，通過(guò)上述兩種手段的結(jié)合基本上就可以較為準(zhǔn)確的掌握大壩工程的實(shí)際運(yùn)作狀態(tài)。實(shí)施大壩工程安全監(jiān)測(cè)除了能夠從根本上保障大壩工程的安全可靠運(yùn)行之外，其數(shù)據(jù)的積累還可以為其它大壩的建設(shè)、運(yùn)作等提供一定的數(shù)據(jù)支持［3］。

1　大壩工程安全監(jiān)測(cè)控制

1.1安全監(jiān)測(cè)儀器控制

（1）安全監(jiān)測(cè)儀器裝設(shè)位置的合理選擇

在實(shí)際操作中，安全監(jiān)測(cè)設(shè)備不可能針對(duì)大壩工程實(shí)施全覆蓋無(wú)死角的監(jiān)測(cè)，如果想要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全面的監(jiān)測(cè)必然需要裝設(shè)大量的監(jiān)測(cè)設(shè)備，這會(huì)使得成本大幅度提高。因此為了嚴(yán)格控制成本，相關(guān)管理單位在裝設(shè)安全監(jiān)測(cè)設(shè)備的時(shí)候需要對(duì)其位置進(jìn)行合理選擇，以便實(shí)現(xiàn)最小的成本投入達(dá)到最理想的安全監(jiān)測(cè)結(jié)果。在選擇裝設(shè)位置以及檢測(cè)面的時(shí)候應(yīng)該綜合考慮大壩工程的整體結(jié)構(gòu)特征及其受力特征，在深入計(jì)算分析的基礎(chǔ)上來(lái)確定相關(guān)位置監(jiān)測(cè)等級(jí)，然后在結(jié)合不同位置的具體監(jiān)測(cè)等級(jí)來(lái)布置安全監(jiān)測(cè)儀器。

（2）安全監(jiān)測(cè)設(shè)備類型的選擇

相關(guān)管理單位在選用安全監(jiān)測(cè)設(shè)備的時(shí)候最好是統(tǒng)一類型，避免由于類型的差異而造成不兼容或者是延長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)換算的時(shí)間，因此，使用相同類型的安全監(jiān)測(cè)設(shè)備能夠確保檢測(cè)數(shù)據(jù)的正確性并降低工作量。另一方面，選用相同類型的安全監(jiān)測(cè)設(shè)備也有助于后續(xù)的維護(hù)升級(jí)，可以在很大程度上降低維護(hù)升級(jí)的成本和難度。

1.2安全監(jiān)測(cè)測(cè)量控制

（1）構(gòu)建有效的安全監(jiān)測(cè)測(cè)量制度

為了從根本上保障安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息采集的準(zhǔn)確性、傳輸?shù)谋憷砸约胺治龅耐笍匦裕斜匾獦?gòu)建行之有效的安全監(jiān)測(cè)測(cè)量制度。①做好安全監(jiān)測(cè)設(shè)備日常的維護(hù)保養(yǎng)工作，以保障監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息能夠順利的采集并傳輸；②應(yīng)該對(duì)安全監(jiān)測(cè)設(shè)備之間的信息轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范統(tǒng)一，嚴(yán)格根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換以及歸檔，以保障安全監(jiān)測(cè)工作的有效性和科學(xué)性；③對(duì)于關(guān)鍵位置的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息應(yīng)該進(jìn)行重點(diǎn)采集和規(guī)整，確保這些位置監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息的及時(shí)性和準(zhǔn)確性；④將人工巡查和儀器監(jiān)測(cè)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，保障安全監(jiān)測(cè)工作的系統(tǒng)性和全面性。

（2）強(qiáng)化相關(guān)人員職業(yè)水平

相關(guān)管理單位有必要采取有效措施來(lái)強(qiáng)化相關(guān)人員職業(yè)水平，保證相關(guān)的檢測(cè)人員都有著非常強(qiáng)烈的責(zé)任性以及扎實(shí)的專業(yè)技能。可以采取的措施主要有：邀請(qǐng)專業(yè)培訓(xùn)師對(duì)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)、組建小組進(jìn)行相互學(xué)習(xí)、增強(qiáng)企業(yè)和學(xué)校之間的合作等，最重要的就是讓工作人員的薪酬和業(yè)績(jī)掛鉤，以此來(lái)提升檢測(cè)人員工作的積極性，以便更好的實(shí)施大壩工程安全監(jiān)測(cè)工作。

1.3安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)控制

（1）數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)的建設(shè)

需要針對(duì)所獲得的安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行合理分類，比如說(shuō)可以將其劃分為環(huán)境監(jiān)測(cè)信息、安全監(jiān)測(cè)信息、基本靜態(tài)信息、計(jì)算成果信息以及系統(tǒng)應(yīng)用信息等，在此基礎(chǔ)上完成好數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)的建設(shè)工作，通常情況下，數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)可分為兩個(gè)基本的系統(tǒng)，分別為數(shù)據(jù)信息收集系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)信息分析整理系統(tǒng)。

（2）邀請(qǐng)專業(yè)單位來(lái)評(píng)估監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息

獲得相關(guān)安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息之后，相關(guān)管理單位在此基礎(chǔ)上便能夠?qū)嵤┐髩喂こ谭抡婺Ｐ陀?jì)算分析工作，必要的時(shí)候可以邀請(qǐng)專業(yè)單位來(lái)評(píng)估監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息，綜合考慮專業(yè)單位給出的評(píng)估信息以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息來(lái)對(duì)相關(guān)模型進(jìn)行完善，使得所建模型能夠更加真實(shí)的描述真實(shí)情況。

2　實(shí)例分析

2.1工程概況

該工程中的壩體屬于折線形混凝土重力壩，整個(gè)壩體工程由好幾個(gè)部分構(gòu)成，壩頂?shù)脑O(shè)計(jì)高度是121.00m，該水庫(kù)的設(shè)計(jì)壽命大約是50年。經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及論證之后確定了此大壩項(xiàng)目監(jiān)測(cè)工程的設(shè)置、裝設(shè)技術(shù)要求以及觀測(cè)頻率。

2.2監(jiān)測(cè)儀器率定檢查

通常而言，內(nèi)部監(jiān)測(cè)儀器都是預(yù)先裝設(shè)在水工建筑物混凝土、基礎(chǔ)以及基（圍）巖的內(nèi)部，這就意味著在安裝埋設(shè)施工完成之后便無(wú)法對(duì)其進(jìn)行更改，如果出現(xiàn)問(wèn)題也不能修復(fù)。所以必須保證埋設(shè)之后測(cè)量?jī)x器的完好率，相關(guān)規(guī)定中明確指出：在埋設(shè)內(nèi)部監(jiān)測(cè)儀器之前，首先需要對(duì)相關(guān)儀器的各項(xiàng)特性參數(shù)其可靠性進(jìn)行鑒定。該過(guò)程就稱之為率定。為了確保儀器能夠持續(xù)穩(wěn)定的進(jìn)行工作，在裝設(shè)之前對(duì)其靈敏度、密封、溫度、耐壓以及力學(xué)等各方面的性能進(jìn)行檢查，保證所有用到的測(cè)量?jī)x器都能夠達(dá)到合同技術(shù)規(guī)范的要求。

2.3監(jiān)測(cè)儀器安裝埋設(shè)

（1）測(cè)縫計(jì)

在進(jìn)行埋設(shè)之前，需要認(rèn)真檢查儀器孔有沒(méi)有清理整潔。將直徑為18mm，長(zhǎng)度超過(guò)60cm的加長(zhǎng)桿焊接到測(cè)縫計(jì)套筒錨固端，然后將測(cè)縫計(jì)套筒以及加長(zhǎng)桿埋到孔中，接著采用膨脹水泥砂漿對(duì)儀器孔進(jìn)行回填，需要保證基巖面和套筒口齊平。完成上述工作一天之后，將黃油涂抹于測(cè)縫計(jì)套筒內(nèi)螺紋上面，然后向套筒內(nèi)旋入測(cè)縫計(jì)傳感器，同時(shí)預(yù)拉3mm左右，利用膠布或者紗布對(duì)套筒口處進(jìn)行密封處理。在澆筑混凝土的時(shí)候，到達(dá)儀器位置的時(shí)候通過(guò)人工的方式把測(cè)縫計(jì)埋到混凝土內(nèi)部，剔除超過(guò)8cm的大骨料，并且插搗確保密實(shí)。

（2）壩基滲壓計(jì)

壩基裝設(shè)滲壓計(jì)的時(shí)候孔徑通常要超過(guò)100mm。在進(jìn)行埋設(shè)之前首先需要對(duì)孔深進(jìn)行測(cè)量，認(rèn)真檢查儀器孔有沒(méi)有清理整潔，利用洗干凈的細(xì)砂回填20cm，再利用大小在10～20mm范圍內(nèi)的礫石回填20cm。打開(kāi)滲壓計(jì)前蓋腔，向里面灌滿水同時(shí)置于水中放置2h，然后將滲壓計(jì)放到裝滿細(xì)砂的紗布袋中。完成上述工作之后，把砂包放到孔底，如果孔的深度太深，電纜自身重量以及砂包重量大于電纜抗拉強(qiáng)度的時(shí)候則應(yīng)該采用鋼絲來(lái)放置砂包，再利用細(xì)砂回填40cm，最后回填礫石，在孔的出口處利用1：3的水泥砂漿對(duì)孔進(jìn)行封閉。等澆筑混凝土到儀器位置的時(shí)候在埋設(shè)滲壓計(jì)。

（4）監(jiān)測(cè)電纜連接

振弦式儀器通常情況下標(biāo)準(zhǔn)配備3m長(zhǎng)度的電纜，但是在實(shí)際裝設(shè)的時(shí)候可以根據(jù)具體情況加長(zhǎng)連接。本實(shí)例中采取的連接方法為熱縮套管法。把電纜端部外皮去除之后才可以進(jìn)行焊接操作，去除額長(zhǎng)度在8cm左右，使得芯線徹底暴露。再利用砂紙或砂布打磨剩余電纜外皮位置，長(zhǎng)度在3cm左右。將長(zhǎng)度14cm左右，直徑12mm的熱縮套管套于電纜外面。使用剝線鉗剔除芯線的外皮，厚度在5～8mm范圍內(nèi)，然后將直徑為2mm的熱縮套管套于芯線上。把直徑為2mm的熱縮套管移動(dòng)到芯線接頭位置，然后通過(guò)熱風(fēng)槍使其熱縮在接頭位置。直徑為12mm的熱縮套管兩端都應(yīng)該壓上電纜外皮越3cm。完成芯線焊接操作之后，有必要再對(duì)其電阻進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)還應(yīng)該利用檢查讀數(shù)儀實(shí)施讀數(shù)測(cè)量檢查。如圖1所示為監(jiān)測(cè)電纜熱縮套管的連接示意圖。

圖1　監(jiān)測(cè)電纜熱縮套管連接圖

（5）監(jiān)測(cè)電纜裝設(shè)

如果采取的是垂直裝設(shè)，則需要通過(guò)膠帶把監(jiān)測(cè)電纜牢牢纏在鋼筋上面，在建筑混凝土的時(shí)候直接埋入。如果采取的是水平裝設(shè)，通常情況下都是完成振搗之后在上面挖出10cm左右的溝將電纜埋入。如果要求必須用保護(hù)鋼管套住監(jiān)測(cè)電纜，那么在進(jìn)行垂直裝設(shè)的時(shí)候由于要穿過(guò)很多根鋼管，那么鋼管之間的連接最好是通過(guò)點(diǎn)焊的方式進(jìn)行連接，再通過(guò)鋼絲拉著監(jiān)測(cè)電纜穿過(guò)保護(hù)鋼管。進(jìn)行水平裝設(shè)保護(hù)鋼管的時(shí)候，保護(hù)鋼管和垂直裝設(shè)時(shí)的連接方法一樣。

2.4監(jiān)測(cè)資料分析計(jì)算以及整理

對(duì)原始的安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集并整理是一件非常重要的環(huán)節(jié)，這是確保分析計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性以及獲得結(jié)論的科學(xué)性的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（1）對(duì)于監(jiān)測(cè)中需要用到的材料、監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備等的出廠卡片、出廠合格證、使用說(shuō)明書(shū)以及材質(zhì)證明等資料進(jìn)行收集整編，同時(shí)還需要整理現(xiàn)場(chǎng)率定材料、接線記錄以及原始觀測(cè)信息數(shù)據(jù)、鉆孔驗(yàn)收單以及預(yù)埋驗(yàn)收單等，這些都是非常重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料。

（2）在確保原始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)合理可靠的條件下，通常情況下都是直接運(yùn)用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)儀器生產(chǎn)廠家給出的公式以及相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求實(shí)施物理量的計(jì)算。在進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)工程施工的時(shí)候，需要按照工程的實(shí)際需要以及相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求向咨詢工程師以及業(yè)主提供觀測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)信息，同時(shí)還需要附上對(duì)應(yīng)的分析意見(jiàn)，為確保大壩主體工程得以順利推進(jìn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（3）在尾工階段，還需要撰寫(xiě)安全監(jiān)測(cè)工程施工以及觀測(cè)竣工報(bào)告，同時(shí)還需要對(duì)竣工圖進(jìn)行繪制并移交資料。

3　結(jié)束語(yǔ)

對(duì)大壩實(shí)行安全監(jiān)測(cè)工作能夠確保大壩安全，在這方面其發(fā)揮著不可替代的作用。目前不管是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外的大壩項(xiàng)目，都非常重視大壩的安全監(jiān)測(cè)工作。本文主要是結(jié)合實(shí)例詳細(xì)描述了大壩安全監(jiān)測(cè)工作的設(shè)施步驟以及需要注意的事項(xiàng)，以期能夠?qū)ν杏兴鶐椭?/p>

［1］甘興云.水利水電工程中的大壩工程安全監(jiān)測(cè)控制［J］.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2015（27）：126～127.

［2］趙志仁，趙永.水利水電工程安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)優(yōu)化的研究［J］.水電自動(dòng)化與大壩監(jiān)測(cè)，2000，24（5）：4～6.

［3］鄧 偉.水利水電工程中大壩安全監(jiān)測(cè)探析［J］.水能經(jīng)濟(jì)，2015（12）：58.

楊 彬（1988-），男，助理工程師，大專，主要從事水利水電工程安全監(jiān)測(cè)工作。

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2095-2066（2016）17-0059-02

2016-5-24