1、新乡黄河水利工程维修有限公司第二分公司 河南新乡 4530002、河南黄河河务局供水局封丘供水处 河南新乡 4530003、新乡黄河水利工程维修有限公司第二分公司 河南新乡 453000
摘要：近几年来，科学技术的不断进步为水利水电事业提供了广阔的发展机遇，同时也使得人们对水利工程大坝的质量日益重视。对于水利水电事业而言，其与人们的日常生产生活都存在直接联系，因此，相关部门必须对大坝的质量高度重视，利用先进的变形监测自动化技术对大坝进行实时的监测，如果发现大坝产生变形，要采取针对性措施对大坝进行维修和养护，这样才能提高大坝的质量。
关键词：水利水电；大坝安全；监测技术
1 引言
大坝安全监测自动化系统监测内容包括坝体位移、库内水位、渗流量、环境量、温度和变形监测等。在设计时要注重完善安全保障系统，慎重选择各种仪器类型，在施工时必须严格按照验收规范验收，规范施工步骤。基于此，本文对大坝安全监测自动化系统的土建设计与施工进行简要的探讨。
2 大坝安全监测现状
2.1 安全监测设施完好率低
一方面，水库除险加固中，往往将监测设施建设与大坝部分合并为一个标段，由土建公司中标施工，造成了大坝监测设施的建设质量难以保证，使监测设施建成后不能正常使用，或很短时间内损坏，严重影响了大坝安全监测的正常开展。另一方面，由于日常维修养护不及时，经过多年运行，监测设施设备普遍存在老化损坏现象。目前，水库大坝安全监测设施能够正常运行的不足 30%，能够正常运行的监测设施其监测精度也不能满足规范要求，难以准确掌握水库大坝的安全运行状态。
2.2 工程观测精度达不到规范要求
一方面，观测仪器未及时进行校验。观测仪器精准是工程观测准确的基础，部分单位未定期对观测仪器进行校验率定，观测的精准性未知。另一方面，部分水库建设了自动观测系统，但自动观测设备都有其耐久性，应定期采用人工方法进行观测比对，以验证自动观测系统的准确性，管理单位往往过度依赖自动观测系统，未进行人工比对校核，对自动观测系统存在的问题不能及时发现，盲目地认为观测数据是准确的。
3 大坝变形监测自动化主要技术
3.1 传感器光纤传感技术
对于光纤传感器而言，其在近几年发展过程中日益成熟，被广泛地用于各个行业领域中，主要功能是使得光线在传播过程中以全反射的形式进行，这样就能将光线和图像以曲折的形式传递到需要测量的不同空间中，主要适用于广泛、容量大、灵敏度高、频带宽、耐水性强等测量对象，因而能够应用在大坝变形监测过程中。传感器节点是无线传感器网络的基本功能单元。传感器节点基本组成模块有：传感单元、处理单元、通信单元以及电源部分。
3.2 激光技术
对于激光技术而言，其是一种高效简便的测量方式，主要对大坝的坝体和廊道进行测量，同时，激光技术测量方式存在灵敏度高、作业条件限制少等优点，因此能够提高测量结果的精度。目前，在大坝变形监测过程中利用激光技术已经逐渐实现了自动化测量的功能，由于对大坝监测需要迅速、及时且准确，那么该技术能够很好的应用并取得良好的效果。此外，技术人员在激光技术中利用了激光转角方式，这样就扩大了激光技术的使用范围，从而就能对拱顶、曲线坝进行精准的测量。
4 大坝安全监测技术要点
4.1 优化变形监测系统
变形监测系统是通过各种观测仪器，反应大坝形态变化。
变形监测项目坝体位移、倾斜度、接缝变化、裂缝变化、坝基位移、近坝岸坡位移等方面。观测方法有引张线法、视准线法、导线法、卫星定位法等等。对待不同类型的坝体需要用不同的监测系统。提高监测系统的准确性，规范观测措施，精确地反映大坝变形情况。例如对于坝体位移的监测，土石坝与重力坝的横纵断面布置不同。土石坝观测一般不少于3个横断面，上游2个、下游4个纵断面。重力坝和拱坝监测需在坝顶与廊道中各布设一个纵断面，在最大坝高断面处布设1~2个横断面。引张线法主要适用于测定重力坝体表面水平位移，卫星定位法适用于土石坝坝体较长时。而视准线法适用于重力坝和拱坝坝体较短的情况，其具体步骤是，在大坝施工完成后，将经纬仪安装在观测基点的固定墩上，活动觇标固定在观测基点上，然后用经纬仪对准另一个观测基点的觇标，固定经纬仪转向螺栓，使之形成一条连接两个观测基点的直线光线，再用经纬仪对准各个测点，用活动觇标的微调螺栓调整觇标的位置，将十字线重合，读取游标的读数。
4.2 加强水库大坝安全监测设施的建设和更新改造
对于新建和除险加固的水库，大坝安全监测设施要与主体工程同步设计、同步建设、同步验收。对于已建水库，针对目前水库大坝安全监测设施完好率低、监测手段落后的状况，组织开展水库大坝安全监测设施更新改造，积极引进利用新技术新手段，对监测设施进行更新改造，并建设完善安全监测自动化系统，实现对水库大坝自动监测、自动分析。在此基础上，按照“标准统一，数据共享”的原则，由省级统一建立全省水库大坝安全监测数据库平台，利用物联网、大数据、云计算等技术，对工程安全状况进行实时监控分析，使省、市、县各级水行政主管部门能够及时了解水库运行状态，做到发现异常，及时预警，及时应对，为水库科学调度提供支撑，保障工程运行安全。
4.3 规范施工步骤，严格进行检查工作
大坝安全监测自动化系统施工过程和环境较为特殊，许多工程不能返工。因此工程施工时一定要保证施工步骤的规范，并做到每一步的认真检查，出现问题后将会造成很大的经济损失。进行每一个步骤前都要充分全面的考虑，做到精准施工，注重细节，不可出现低级的错误。例如在购买仪器时，根据观察到的环境明确要求材料的大小规格、类型、相关参数，首要考虑材料的质量，其次是经济成本问题，最后还要考虑购买地点与施工现场的运送是否方便。在埋设仪器前，必须要认真全面的检查，不能将故障或不合格的仪器埋入，根据埋设仪器的种类提前进行相关设备的准备。比如电缆的埋设，首先要计算电出工程所需总体的长度，并对仪器进行电缆连接，根据现场实际情况，先进行仪埋位置的确定，将用电缆连接好的仪器设备运送到施工现场，开始准备安装工作。要严格按照图纸的位置和方向，首先在埋设前将固定钢筋表面用绝缘胶布缠好，把仪器固定在钢筋上，引好电缆，浇筑下层混凝土。总验收阶段需要进行全面检查，对试运行阶段存在质量缺陷的部位重点检查。监察人员要努力提高自身业务素质和专业能力，提高安全意识，重视检查工作，不能忽视施工过程中的每一个细节，及时的发现问题并快速的提出解决措施，避免在运行阶段出现错误而造成经济损失。
5 结束语
大坝安全监测作为水库安全管理的重要内容，是及时发现安全隐患、掌握大坝安全状态的最有效手段。“千里江堤，溃于蚁穴”，如果安全监测工作不到位，小隐患不能及时发现及时解决，往往最终会酿成大祸。水库大坝安全监测方面存在的问题，必须引起各级水行政主管部门和水管单位的高度重视，通过多种措施予以解决，以确保水库大坝的运行安全，为社会的发展提供水安全保障。
参考文献：
[1]黄华东，郭张军.大坝安全监测异常值诊断方法研究[J].中国水运（下半月），2019，19（06）：68-70.
[2]李海强，苏强.关于水库大坝安全监测自动化技术的探讨[J].四川建材，2019，45（06）：220-221.
[3]曾佩.基于风险分析的老土石坝安全监测技术研究[D].南昌大学，2019.
[4]周建波，王玉洁.水电站大坝安全监测设施管理维护技术要求[J].大坝与安全，2019（01）：24-26.
[5]鲍玉龙.水库大坝安全监测中的物联网技术应用研究[J].计算机产品与流通，2018（12）：98.