摘要：混凝土坝和砌石坝由于水的压力和自然的作用，很可能产生变形及渗流，如不及时发现处理，很可能造成巨大的灾难，对坝体进行观测十分必要，能及时发现问题，防患于未然。 

　　关键词：混凝土坝；土坝浸润线观测；水平位移观测 

　　中图分类号：TV223.4 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2013）-01-0167-1 

　　1 大坝观测的重要性 

　　混凝土坝和砌石坝建成蓄水运用后，在水压力、泥沙压力、浪压力、扬压力以及温度变化等作用下，坝体必然发生变形。坝体的变形与各种荷载作用和影响因素的变化具有相应的规律性变化，并在允许的范围之内，这是正常的现象。而坝体的异常变形，则往往是大坝破坏事故的先兆。如法国的马尔巴塞拱坝失事前，拱座发生了异常变形。如果该坝在运行期间进行了系统的变形观测，及时掌握拱座的变形情况，采取有效措施，是有可能避免垮坝失事的。因此，为保证混凝土坝和砌石坝的安全运行，必须对坝体进行变形观测，以随时掌握大坝在各种荷载作用和有关因素影响下变形是否正常。混凝土坝和砌石坝受水压力等水平方向的推力和坝底受向上的扬压力作用，有向下游滑动和倾覆的趋势，因此要进行水平位移观测。混凝土和砌石均属弹性体，在水平向荷载下，坝体将发生挠度，需要进行挠度观测。坝体受温度影响和自重等荷载作用，将发生体积变化，地基亦将发生沉陷，需要进行垂直位移观测。坝体体积变化，坝段间伸缩缝开合情况不同，就要进行伸缩缝观测。当发现坝体发生裂缝，必须进行观测。此外，为了掌握坝体在荷载作用和温度影响下的应力应变情况，还应在坝体预埋各种仪器，观测其内部温度、应力和应变。 

　　2 大坝水平位移观测 

　　水平位移观测通常是在坝顶表面或廊道内设置适当数量的测点，测定其平面位置变化来进行的。测定测点的平面位置的方法很多，目前常用的有以下几种。 

　　2.1 视准线法 

　　视准线法观测水平位移操作方便、计算简单、成果可靠，因此也广泛用于混凝土坝和砌石坝。其观测方法和仪器设备等与土坝基本相同，由于混凝土坝和砌石坝的结构与土坝不同，因此位移标点的布置也不一样。对于直线形坝，通常是在坝顶埋设一排位移标点，有观测廊道的可在廊道中布置一排标点，用倒垂线控制基准线，或通过竖井转测。有条件的拱坝也可用视准线法观测水平位移，布置测点。位移标点的间距一般按每个坝段埋设一个标点。对于不分坝段的砌石坝，可每隔40～50m埋设一个标点。 

　　视准线法观测水平位移虽有很多优点，但当坝体长度超过一定限度、坝轴线成折线形或拱形而又无法成排布置标点，以及坝顶有启闭门机等无法通视，用视准线就有困难，需要采用其他方法来观测水平位移。 

　　2.2 前方交汇法 

　　前方交汇法可适用于任何坝形，如果交汇图形良好，可保证较高的精度。尤其对于混凝土坝和砌石拱坝，更为适用，但前方交汇法计算比较复杂，观测也不如视准线或其他方法简便，特别是当缺乏精密经纬仪，需用级经纬仪采用复测法观测时，测读计算更为复杂。 

　　2.3 引张线法 

　　用引张线法观测混凝土坝和砌石坝水平位移设备简易，不需精密经纬仪，操作计算迅捷简便，尤其在廊道中设置引张线，不受气候条件的影响，具有很大优点。引张线法适用于直线形坝。 

　　2.4 激光准直法 

　　激光准直法是在精密经纬仪上加设激光管，利用激光光束代替望远镜的视准线观测坝体水平位移，目前也在几个混凝土坝试用，还未普遍推广。 

　　3 大坝渗流监测 

　　3.1 监测大坝渗流的意义 

　　大坝建成蓄水后，拦河坝上游水位高出下游水位，造成水头。在水头作用下，导致坝体、坝基和坝肩出现渗流现象，这对大坝运行是不利的，但又是不可避免的。渗流过大有可能引起大坝的失事和损坏。沿渗流方向由于不同大小的渗透力作，对坝体和坝基发生不同程度的影响。对于混凝土或砌石建筑物，由于材料本身的透水性很小，因此，除坝基也有一定的渗流量外，突出的问题是由于渗流作用在坝体与坝基接触面上所产生的向上的扬压力，对坝体稳定产生重要的影响。为了保证坝体安全和水库的蓄水效益，在坝工设计中把渗流问题作为设计的重要内容之一。但是由于人们对客观规律认识的局限性，以致渗流计算以及所考虑的防渗导渗措施往往不可能是十分完善的。大坝建成后，必须进行各种渗流观测，以分析判断渗流情况是否正常，保证水库大坝的安全运用。 

　　3.2 土坝浸润线观测 

　　土坝建成蓄水后，由于水头的作用，产生渗流现象是大大可能的。土坝的正常运行与土坝浸润面的高低和变化密切关联。土坝设计中先需根据土石坝断面尺寸、上下游水位以及土料的物理力学指标，计算确定浸润线的位置，然后进行坝坡稳定分析计算。观测掌握坝体浸润线的位置和变化，以判断土石坝的渗流是否正常和坝坡是否安全稳定，是监视土石坝安全运用的重要手段，进行浸润线观测十分必要。 

　　测点布置：应选择最要紧、最有普遍性、并且能控制主要渗流发生以及估测有要发生渗流的横断面，作为浸润线观测断面，布置测压管。在设计时进行浸润线计算的断面内，同时也要布置测压管进行观测，这样可以与设计进行有效比对。布置测压管的横断面间隔一般为100～200m，如坝体较长、断面情况大体相同，可以适当增大断面间隔，在有特殊需要的坝段应增设断面。对于一般大型和重要的中型水库，观测浸润线的断面应不少于3个。一般中型水库不少于2个。每个横断面内测点的位置和数量，以能使观测成果如实地反映出断面内浸润线的几何形状及其变化，并能充分描绘出坝体各组成部分（防渗体、排水体、反滤层等）在渗流下的工作状况为原则进行布置。