水利工程变形监测技术探析

水利工程变形监测技术探析
摘要：水利工程监测与水利工程建设的质量等级、安全性能、使用功能以及工
程整体构造有着直接的联系，其作为技术性和专业性较强的学科，对水利工程项
目建设具有重要作用。

水利工程建设监测是水利工程建设的重要环节，而合理运
用监测技术是保障水利工程监测质量的关键。

基于此，本文阐述了水利工程变形
监测的精度及其周期以及水利工程变形监测中的监测点，对水利工程变形监测技
术进行了探讨分析。

关键词：水利工程；变形监测；精度；周期；监测点；监测技术
一、水利工程变形监测的精度及其周期分析
水利工程变形监测的精度及其周期主要体现在：（1）水利工程变形监测精度分析。

在编制变形监测方案的同时，要对水利工程变形监测的精度作出明确的要求，特别是对于大规模水利工程，一般都要求其变形监测精度达到变形监测方案
要求的最高上限。

现有的变形监测仪器技术先进，而且价格合理，在整个水利工
程施工中，占有的费用比率不高，所以水利工程变形监测对精度要求也很高。

（2）水利工程变形监测的周期。

变形监测周期简单上理解就是两个监测时间的
间隔。

这个间隔时间就是变形监测的周期。

要求水利工程变形监测在此周期中要
进行一次变形监测。

变形监测周期与水利工程的大小及观测点的重要性有关。

现
行的变形监测周期都是根据测算出来建筑变形的速度来设定，要求变形监测的过
程要快，以免外界因素造成变形观测点的不稳定。

二、水利工程变形监测中的监测点分析
水利工程变形监测中的监测点主要表现为：（1）基准点变形监测分析。

水利工程中基本的控制点的监测就是基准点的变形监测，基准点的变形监测为工作点
和变形处观测点的变形监测提供了基础数据支持。

变形监测的基准点的选取，一
般是选择在其他两种变形监测点以外，且能长期保证测量数据的稳定性的岩石上。

为了变形监测数据的准确性和科学性，水利施工过程中，基准点的选取一般在三
个或三个以上。

在沉降位移的变形监测中，技术人员一般会以几个变形监测基准
点为一组的形式放置监测点，这样就可以保证监测数据的稳定性和科学性，监测
方法会采用精密的水准测量方法进行基准点的变形监测；在水平位移的变形监测中，技术人员一般会采用几何图形中结构比较坚固的三角形监测法进行水平位移
的变形监测。

（2）工作点变形监测分析。

水利工程中的工作点又会被叫做工作
基点，它的作用是联系水利工程中的基准点和水利工程变形处观测点。

工作点的
选择就会比较随意一些，它会被安放在需要被监测变形的地方，由基准点的变形
监测数据来评估工作点变形监测的数据，然后对两组数据加以分析，确定此工作
点是否为变形点。

对于监测项目较少且工程规模较小的水利工程，可以不设置工
作点变形监测。

（3）变形处观测点的变形监测。

对于水利工程变形处观测点的
设置则较为直接，直接设定在需要监测的水工建筑上，最好是设定在最能反映变
形建筑的特性的位置，这样得到的变形监测数据，较为准确。

三、水利工程变形监测技术的分析
1、水平位移的变形监测技术分析。

水平位移的变形监测技术就是对建筑物进行水平方向上的变形监测。

其监测的主要数据支持是建筑物基础受到的水平方向
的应力，这种水平方向上受到的应力，可能是建筑物主体就处在一个相对不稳定
的地质构造上，或者受到了其他因素的影响而产生水平位移。

水平位移的变形监
测有四种普遍方法，第一种方法为大地测量的方法；第二种是基准线测量的方法；
第三种是专用测量的方法；最后一种为GPS自动化测量的方法。

这四种测量方法
的原理也不相同。

第一种测量方法的测量原理为利用传统测量工具及方法进行建
筑物的水平位移变形监测；第二种测量方法原理为利用水利工程施工中的各种不
同的基准线，进行建筑物的水平位移变形监测；第三种测量方法的测量原理为利
用传感设备进行建筑物的水平位移变形监测；第四种测量方法的测量原理为利用GPS设备，全天无间断的进行建筑物的水平位移变形监测。

2、垂直位移的变形监测技术分析。

垂直位移的变形监测技术就是对建筑物进行垂直方向上的变形监测。

一般由于不是很均匀的垂直方向上的位移，会让建筑
物产生裂缝。

这种监测异常，很可能就是建筑物基础或局部破坏的前奏，因此，
垂直位移的变形监测是非常必要的。

在进行垂直位移变形监测时，第一步要监测
工作基点的稳定程度，在此基础上再进行垂直位移的变形监测。

现有的水利工程
用的垂直位移变形监测方法有三种，第一种是几何水准测量的方法，第二种是三
角高程测量的方法，最后一种为液体静力水准的测量方法。

这三种测量方法原理
不一样，第一种测量方法的原理为水准仪器在水准基点处就开始进行变形监测，
利用高程原理，通过测量到各个变形监测点的高程变化量，来确定建筑的垂直位
移变形情况；第二种测量方法是利用三角高程的理论来进行变形监测点的测量，
此方法，普遍用于有较大高度差异的建筑工程施工中；第三种测量方法是利用物
理学中连通的原理来测量各个变形观察点在容器内的高度差异，这种测量方法普
遍适用于混凝土结构的垂直位移的变量监测。

三种方法测量出来的数据可以进行
相互比照。

3、挠度监测的变形监测技术分析。

挠度监测的变形监测技术是对建筑物受到外力后的物理挠度曲线进行变形监测。

挠度监测一般采用垂直放线的原理进行变
形监测，还可使用先进的电子传感装置进行监测，这样的监测结果更为科学，准确。

4、转动角监测的变形监测技术分析。

转动角监测的变形观测技术是通过计算建筑物的倾斜角度的变化值，来确定其转动角，进而确定建筑物的水平位移变形
监测。

如果建筑物存在转动角度的变化，说明此建筑物正在不同程度的进行不均
匀的沉降运动。

这种转动角监测的变形监测技术，可通过高精设备进行监测。

5、裂缝监测的变形监测技术分析。

对建（构）筑物产生的裂缝进行位置、长度、宽度、深度和错距等的定期观测。

对于水利工程中的土工建筑物表面裂缝，
可对全部裂缝或若干主要裂缝区的裂缝进行观测。

在观测范围内，以土石坝、土
堤等建筑物的轴线为基准线，可按堤坝桩号和距轴线的距离，画出坐标方格，然
后采取逐格量测缝的分布位置和沿走向的长度，裂缝宽度可在两侧设带钉头的小
木桩作标点进行量测。

裂缝错距可作刻度尺直接量测。

裂缝深度可选定若干适当
位置，进行坑探、槽探或井探，探测前，最好从缝口灌入石灰水，以便观察缝迹。

对于水利工程中的混凝土建筑物表面裂缝，裂缝分布位置和长度可仿照土工建筑
物的量测办法进行量测。

裂缝深度除可用细铁丝等简易办法探测外，常采用超声
波探伤仪进行探测，也可采取逐步钻孔进行压气或压水试验办法探测。

裂缝宽度
除可用读数放大镜直接观测外，常在缝两侧设金属标点，用游标卡尺量测或将差
动式电阻测缝计的两端分别固定在缝的两侧，用电阻比电桥或其他检测仪器观测
或自动遥测。

贯穿性裂缝的错距可在缝的两侧设三向测缝标点进行三个方向的量测。

对于大体积混凝土内部或表面预计可能发生裂缝的部位，可在施工时埋设裂
缝计定期进行观测。

结束语
综上所述，水利工程变形监测工作是水利工程建设的重要内容，其几乎贯穿
整个水利工程建设。

并且其监测结果直接影响到整个水利工程质量、成本与进度，因此必须加强对水利工程变形监测技术进行分析。

参考文献：
[1]彭金华.水利工程变形监测技术探析[J].科技与生活，2012
[2]刘耀泉.数字化测绘技术在水利工程测量中的应用分析[J].黑龙江水利科技，2015
[3]胡冲等.浅析水利工程变形监测技术[J].中国新技术新产品，2015。