水利大坝施工期间变形监测与GNSS技术应用

大坝质量作为水利工程项目质量保证体系的基础环节，其质量水平存在安全隐患将会对水利工程质量的整体水平产生影响。为改善这一问题现状，本文以大坝变形监测的有效性为分析基础，对水利工程项目进程中针对大坝变形这一安全质量隐患现状予以分析，结合实际经验，对大坝变形的监测及日常维护提出建议。

结合水利工程项目大坝质量检查环节中的变形监测及维护经验，我们发现，当前大坝变形监测的技术水平有待 提升、人员素质有待加强、相关配套机制、制度的健全性有待提高。对于水利工程质量的保障力度，需要领域从业人员及研究者们认真考虑大坝变形监测的有效手段及维护措施。

水利工程项目作为国家民生项目建造主要工程之一，其质量问题一直是各方关注的焦点。而分析相关文献资料后笔者发现，大坝作为水利工程的关键质量保证环节，其质量问题的监测预防以及日常维护工作具有相当的必要性。查阅近五年时间内水利工程领域频发的质量问题甚至损失惨重的恶性事故可以发现，其症结多少都与大坝质量的优劣有直接关联。

对于水利工程而言，其资金投入大、质量期望值高、施工周期较长，对于人力物力的要求水平较高，其质量出现问题所引发的恶性影响无法预期，可能会对整个水利工程的某一环节造成负面影响，也极有可能对水利工程的整体质量埋下重大安全隐患，从而引发财产损失甚至人员伤亡，这些不良局面都不是我们希望看到的。

事故的频发性吸引了众多领域内相关人士对于大坝质量保障体系有效性的研究，在搜集了大量实际案例资料后，大坝变形是大坝质量问题中的常见问题，通过对大坝变形的有效监测可以起到对大坝质量问题的预防效用。就目前大坝变形监测与维护的现状而言，其在具体操作过程中存在一些具有固定特征的问题，大坝质量的保障工作也因此受到负面影响。

如何才能采取有效措施对大坝变形进行准确监测、对大坝日常维护水平予以提升，成为水利工程建设者们需要重点考虑的课题，领域内研究者们对于水利工程项目中的大坝变形监测与维护的研究力度亟待加强。

大坝变形监测及维护的操作现状

大坝变形监测及维护的工作人员的专业技术水平以及职业素养成为当前此类工作的现状提升瓶颈。对于大坝变形的监测及维护，在施工前、施工中、工程竣工后的三个阶段均存在不足之处。本文将从症结入手对现状改善提出意见，力求达到以最直接有效的方式以供行业内人员参考。

1、施工前检测

工程项目展开前对各环节所需资源稳定性及实用性的准确检查有助于工程进程的顺利展开。对于大坝变形监测与维护环节，这一步骤也尤为重要。首先，技术人员、设计人员需要根据整个水利工程项目的施工期周期计划对于施工环境的天气、地理等外在因素做正确考量，从而确定大坝建造的技术水平要求。

其次，对于观测仪器的常规项检查同样不能遗漏，仪器设备的正常运行对于操作人员的工作内容正确性有直接影响，倘若仪器设备在工程开始前存在的问题未能被及时发现，那么其后续不良影响及补救措施所花费的成本将有可能超出预算。

再次，对于多流程的工程开始前的观测资料，需要有专业人士依据较强理论储备进行认真核对、检查，运用科学算法进行整理分析。

2、施工期间监测与维护

对于工程展开后的日常维护与大坝变形监测，其重要性在此不做赘述。就现状情况而言，大坝变形的监测与维护普遍存在一类问题：

由于工作人员专业性不足造成的各类隐患、损失。常常出现因工程管理规范化不足、机制健全度不够、人员技术水平匮乏、专业团队力量缩减等人为因素造成的质量问题事故及严重经济损失。虽然建筑工程行业的现状如此，但水利工程项目的工程特殊性令其领域相关人员需要改变传统观念，提升工程质量，以认真、专业的从业态度做好大坝变形监测与维护工作。

在施工期间对于大坝变形监测及维护的常规注意位置及操作方法有包括：倒垂孔、钢管标、钢铝管双金属标造孔施工安装，变形监测设备仪器的埋设，正垂线管道的埋装以及相关设备的调试。

需要注意的是，调试步骤不仅仅局限于水利工程展开之前的环节，其存在对于整个水利工程的流程具有长期性、必要性。这一阶段的监测与操作相比于施工前而言，重要性进一步升级，此阶段需要依托更加专业化、规范化的技术水平及工程管理模式完成。

3、工程完工后监测与维护

大坝变形的多发阶段为工程完工后，所以，对于大坝变形的监测与维护工作在此阶段不能因工程进度的完成而掉以轻心，一项工程的质量重在工程完工后的后续观察，特别对于水利工程项目而言，相关人员对这一环节的关注就显得尤为必要。

这一阶段的侧重点在于以监测设备精准度为依托的成规范化的监测机制。水利工程项目中必要的监管职能机构的效用在此阶段应得到合理发挥、运用。技术人员需要依据专业技术标准、规范对大坝变形的各类问题点进行多层级、多周期、多方面的监测工作，维护人员需要按照工程目标对大坝变形予以认真维护。

此外，这一阶段区别于前两阶段的明显特征在于监测资料的有效、准确记录与整理。由于水利工程整体的复杂性因素限制，工程各环节的监测所得数据量较大，为确保监测人员与维护人员的工作，相关监测记录、维护资料的整合、处理十分必要。这部分工作不仅能为工程质量的评估提供依据，更能为及时排除险情隐患提供便利。

基于上述分析不难看出，水利工程项目中对于大坝变形的监测与维护现状并不乐观，出现问题的及时补救措施的有效性偏低，相关施工管理者需要加大企业专业度强化力度，可通过人才引进、业务水平培训、强化企业相关机制、建立有效激励体系等管理角度予以提升，在保障工程进度的同时，不能忽略工程质量的各个环节的把握力度及关注度，否则将会造成难以弥补、无法预期的后果。

大坝变形的精准监测及有效维护不仅起到确保整个水利工程项目的完工质量的作用，对于水利工程周边生活局面的生命财产安全也有积极意义。加大此领域的研究力度及操作规范化要求，可以通过延长水利工程的有效使用寿命及安全系数来提升民生建设水平。

延伸阅读：GNSS技术在变形监测相关应用

变形监测就是利用先进的仪器设备和测量方法对变形体发生的形态变化现象进行监测，同时对变形体的变形形态进行数据分析、统计和预测等工作。变形监测研究首先要得到及时精确的变形数据信息，并且尽可能地通过这些数据信息来分析研究变形的内在规律、变形机理和外界影响，从而达到对变形体变形的影响进行预测、预报的作用。但是要对变形监测进行及时准确的预测预报，就需要高精度、实时化的变形监测系统。而GNSS技术是一种可实现远程自动化测量的高精度的变形监测技术。

变形监测与其它测量项目的最大不同之处就在于重复观测，变形监测是可以根据重复观测成果的差别分析出被监测对象的变形信息进而预测预报的。目前工程项目上常用的变形监测技术有大地测量和GNSS技术两种。大地测量法使用的仪器设备主要有：经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪。GNSS技术使用的仪器设备GNSS接收机。

GNSS技术在变形监测上主要是应用于高层大楼、水库大坝、大桥等建筑物的安全监测及工程基坑沉降、位移和倾斜等状况。如我国的三峡工程是世界规模最大的水利工程，通过三峡库区建立的GNSS自动化变形监测系统，取得了三峡库区的沉降、滑坡等变形信息的监测资料，这对三峡大坝及库区的安全有重要的意义。由于GNSS技术具有亚mm级的高精度、全天候观测、测站间无需保持通视、可同时测定点的三维位移和易于实现全系统的自动化等优点。因此，GNSS技术在变形监测中得得到越来越多的应用，尤其是在大型工程使用上备受青眯。

例如：由北京天玑科技自主研发的TJ-Cloud在线监测预警系统包括通信模块、数据处理模块、采集模块和预警预报模块。主要利用北斗高精度定位技术和其它传感器技术，构建实时数据解算，处理，转换，存储的在线监测预警系统，可以及时了解人工建筑、滑坡、大坝、尾矿坝、桥梁、深基坑等的安全状态，进行安全评价，适时进行预警和警报，能够为建筑物的安全监测提供有力保障。

GNSS以其实时、高精度、全天候、不受通视条件限制和自动化观测程度高等优点，为实现工程和地壳形变及灾害变形监测中的应用提供了高质量的保证，实践证明，GNSS在变形监测中的应用是一种值得采用的有效手段，这对弥补传统的监测方法的不足有重要意义。随着我国北斗导航定位系统的投入使用与完善，GNSS技术在我国国民经济建设中必将有更广阔的发展前景。