有效监测方法：墙体水平位移、垂直位移和渗漏量

（一）位移监测

位移监测包括水平及垂直位移，防渗墙属内部结构，还有与其周围介质的相对位移监测，如与岸坡岩壁的相对错动，与混凝土连接墩及混凝土底梁或基座的相对错动，与上下游过渡层（料）的相对错动等。

1.水平位移监测

防渗墙内的水平位移一般采用测斜仪或倾角计、土体位移计、引张线式水平位移计及垂线法监测。外部水平位移一般采用视准线法、交会法监测。

测斜仪法的测斜管可布置在防渗墙底部的底梁或基座处，当基础有垂直防渗时，可以沿防渗体深入到基岩，这样水平位移的基点可以认为是不动点。测斜仪法的优点是测点可以比较密，可达0．5m一个测点，可以测到防渗墙沿高程的位移分布。土体位移计一般成串布置，一端锚固在防渗墙上，另一端引到下游坝坡。在下游坝坡布置外观点进行校核，或者在下游坝壳建立一条或多条测斜仪，与土体位移计相交，进行水平位移修正。在高程上土体位移计一般布置三层，即在1/3坝高、2/3坝高及1/2坝高处。引张线式水平位移计的布置与土体位移计相同，只是在引张线同高程下游坝坡处，必须建观测房，以便安装引张线的砝码及砝码支架。垂线法是把正锤或倒锤布置在防渗墙的下游侧的过渡层中，需要预留垂线井。由于施工干扰的原因，垂线法只适合浇筑式沥青混凝土心墙的监测。

视准线法的工作基点布置在两岸的山体上，有条件的话可以用倒锤作为校核基准点。视准线的长度最好不超过500m，若超过500m，中间要加工作基点。视准线法所用仪器的测角精度应在1″以上。交会法包括测角交会、测边交会和测边测角交会三种。要根据工程实际地形情况，结合精度预估进行设计，位移量的中误差必须满足有关规程规范的规定。

沥青混凝土防渗墙底梁或基座、过渡料、岸坡及连接墩等结合部位的位错变形一般采用大量程测缝计、土体位移计等仪器进行改装后观测，设计布设时可以按高程来布设测点，薄弱及工程关心部位适当增加测点。

2.垂直位移监测

心墙垂直位移监测分心墙内部垂直位移及表面垂直位移监测。心墙的内部垂直位移监测比较难，一方面受监测方法及仪器的限制，另一方面受施工干扰大。心墙的内部垂直位移可采用水管式沉降仪法或弦式沉降仪监测。若是浇筑式沥青混凝土心墙，可用滑动测微计法。内部垂直位移也可间接进行监测，尼尔基水利枢纽导流明渠段位移监测仪器布置如图6-1所示。通过在过渡料埋设沉降磁环，同时在过渡料与防渗墙接触面安装位错计，可间接监测防渗墙的垂直位移。当然，过渡料的垂直位移及过渡料与防渗墙接触面的位错也是非常重要的监测项目。

表面垂直位移采用精密水准法，在两岸不动土或岩基上建造工作基点，工作基点成组布设，每组两点。测点可以按沥青混凝土心墙长度等间距布置，对地质复杂部位、合龙段或不同防渗体结合处适当增加测点。

图6-1　桩号1+679．52剖面观测仪器布置

（二）温度监测(www.xing528.com)

心墙温度监测可采用直接埋入高温温度计进行，温度监测的主要目的是监测施工期沥青混凝土防渗墙温度的消散过程和蓄水及运行期防渗墙温度场的变化。在寒冷地区，尤其是在冬季施工时，沥青混凝土防渗墙温度的消散是非常快的。在仪器布置时，一般防渗墙顶部较密，在正常高水位或水位频繁变动区域温度计可适当加密，随着防渗墙埋深逐渐增大，温度计间距可逐渐增大，直到防渗墙下部不受外界环境温度影响处。为了使温度监测更可靠起见，重要部位可布设两支温度计，一支监测，另一支作为校核备份。仪器的位置应在防渗墙截面中心线的下游，以免对防渗墙造成大的截面削弱，影响防渗效果。

（三）渗流监测

防渗墙的渗流监测包括防渗墙的渗透压力、渗漏量和在工程上更为关心的渗漏部位等。

对于渗透压力，可在防渗墙的下游面布置渗压计，或在防渗墙下游的过渡层中布设测压管来监测。渗压计布置原则可按铅垂线布设，依据水头压力大小密疏布置。防渗墙施工接合部与岸坡或连接墩接合部，都是重点监测部位，这些部位根据结构情况布置渗压计。

渗漏量的监测方法主要是量水堰法或坝后测压管法。量水堰法就是在坝后河道或坝后渗透水流出溢部位修建引水渠，安装量水堰。坝后测压管法是在坝后河床布设测压管，按地下流网顺水流方向布置两排或三排测压管，通过测压管的渗流坡降来间接换算渗漏量，此种方法适合于坝后没有地表出流时使用。防渗墙的渗漏量是工程关心的问题，但要准确地量测是非常困难的，要把通过防渗墙的渗流汇集起来流过量测装置（量水堰），工程的耗资是非常大的，也是难于承受的。可根据工程布置情况灵活掌握，如有的防渗墙在基座处布置有检查排水廊道，此种布置就非常便于监测防渗墙的渗漏量，可在排水廊道的排水沟布设量水堰或在集水井布置集水井流量仪来监测，此种方法可准确监测防渗墙的渗漏量。

防渗墙的渗漏部位是工程最为关心的问题，以往的量测没有直接手段，只有间接通过渗透压力来判断，或是在防渗墙出现问题时采用地质雷达或超声波仪进行探测，其判断结果不是很准确，也是很模糊的。现今工程上采用渗流热监测方法来监测防渗墙的渗漏，其基本原理为异常渗流部位的温度场因渗流水体而发生变化。当坝体内达到稳定渗流时，坝体与渗流水体共同构成一个相对稳定的温度场。该温度场与坝体温度、水体温度以及渗流速度有关，通过监测温度场的变化，可推断渗漏部位。温度计具体布置为按照一定间距成网格布置，薄弱部位和工程关心部位可布置密些。温度计有好多种形式，有钢弦式、差阻式、热敏电阻式可供选择。

利用温度计测量防渗墙后的温度场也有其缺点，即温度是点温度，是离散的和断续的。近年来发展的用分布式光纤监测温度场，解决了温度场在一维上的连续监测。利用分布式光纤温度测量系统监测大堤和土坝的异常渗流情况是德国慕尼黑大学近几年来的研究成果，已成功地应用于工程实践。但在工程应用中发现，某些工程只测温度也有其局限性。工程中可能遇到渗透水体的温度与大坝内土体的温度相差较小，渗流速度的变化不会引起坝体内部温度场的明显变化，分布式光纤温度测量系统则不能发现异常渗流的部位。通过加热光缆（光纤）能彻底解决工程异常渗流的实际问题，将光缆加热高于大坝温度场3～5℃，异常渗流部位由于渗流速度较其他部位要高，渗流水体将带走较多的热量，则大坝内的温度场与渗流速度相关，即渗流速度较大的部位，温度场变化也较大，从而可以显著提高光纤渗流监测精度。加热光缆在寒区沥青混凝土心墙渗漏监测的应用布置见图6-2。

（四）应力应变监测

压应力观测一般采用钢弦式压应力计，压力观测采用钢弦式土压力计。观测仪器一般布置在沥青混凝土心墙的基座处，特别需要时可按不同高程布置。在实际应用这些观测仪器时要慎重，因为土压力计或压应力计体积较大，对心墙防渗体损伤较大，并且这两种仪器必须特制，保证180℃高温下仪器能正常工作。

图6-2　尼尔基水利枢纽导流明渠段渗漏监测下游剖视

沥青混凝土应变一般采用埋入式测缝计改装后观测；若是碾压式沥青混凝土防渗墙，也可用表面测缝计改装后安装在防渗墙的表面来监测沥青混凝土应变。具体布置可按高程分层布设。对于埋入式测缝计，也需要耐高温180℃。