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[摘 要]丹江口大坝二期加高工程是南水北调中线源头的控制性工程，也是南水北调中线工程的重点工程。现在二期加高工程已经基本完工，施工期间对大坝监测的影响是很大的。本文着重探讨施工对自动化监测系统的影响及补救对策和方法。
[关键词]丹江口；自动化监测；
中图分类号：TN875 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）19-0064-01
一、丹江口大坝自动化监测的现状
丹江口大坝，位于湖北省丹江口市城区，汉江中上游，是汉江流域最大的水利枢纽工程，丹江口大坝自动监测项目的实施已有二十多年的历史，加高之前丹江口大坝监测自动化项目共有三套系统处于运行阶段。
1.Telemac公司大坝自动化监测系统
⑴系统构成
该系统1989年投入运行，对27、31两个重点坝段实行在线监控。该系统中包含感应式和振弦式两种类型，共51套传感器，含69个测点。
在系统运行的前几年，传感器运行情况良好，但数据采集部分工作不稳定，影响了系统的正常运行。在95年10月引进了Roctest公司智能式数据采集系统，替换了原Telemac公司的数据采集装置。系统改造完成至大坝加高工程开工前，整个系统运行稳定可靠。
⑵系统布设
该自动监测系统由终端控制机、数据采集单元、传感器、信号电缆四大部分组成。其中终端控制机布设在办公楼控制机房内，通过调制解调器、架空通讯电缆和智能式数据采集单元相连接。智能式数据采集单元及1号集线箱布设在31坝段宽缝内，2号集线箱布设在27坝段宽缝内，架空电缆则通过43坝段进入廊道。
2.引张线自动监测系统
引张线自动监测系统是我处引进南京自动化研究院南端大坝公司的一套分布式自动监测系统，安装在大坝？101廊道内，分甲、乙两线，其中乙线在1998年投入运行，甲线在1999年投入运行，系统运行到现在情况良好，并于2002年实现了人工停测。由于引张线系统分布于底层廊道，除7坝段倒垂浮体装置受施工废水冲击短期淤堵外，施工对整条线影响并不大，截止目前，该系统运行一直稳定。
⑴系统布设
主控制机布设在后方办公楼控制机房，架空通讯电缆也通过43坝段进入廊道，MCU分别布设在31、27、24、21、17、12、7坝段处，从31坝段到8坝段每个坝段安装一台RZ-20引张线仪，在引张线的端点处各设置一台RZ-25二维垂线座标仪，分别布设在7、24、25坝段处，因24、31坝段引张线端点离倒垂有一定距离，故另加装了一台量距仪，使用量距仪测量倒垂同端点间变位。
3.DG型垂线自动监测系统
随着以前安装telmac 的系统寿命期的到期及传感器的老化，经多方案比较后决定引进了南京水文所研制的DG型自动监测系统，将原法国系统部分尚能工作的传感器引入该套系统，并对法国系统、静力水准系统不能工作的垂线坐标仪进行了更新，自2005年起，混凝土坝18坝段、21坝段、27坝段和31坝段安装了步进式电机垂线仪实现垂线自动化监测。DG型分布式大坝安全监测自动化系统设备包括监测仪器、测量控制装置（MCU）、中央控制装置（CCU）、电源通讯总线、检测仪表等组成，系统投入运行至丹江口大坝加高开工前，该系统运行稳定，取代了人工观测。
但由于丹江口大坝加高施工，许多施工水流顺竖井排入底层廊道，而垂线坐标仪器都安装在竖井侧壁，工作环境恶劣，不仅要防止凝结水对仪器的影响，还要承受施工水对仪器零部件的侵蚀。水中的杂质经常给仪器的机械部分带来工作障碍，也极易堵塞光电探头，造成观测中断，维护效果难以保持，这种现象直到2013年初坝体施工基本完成后放得到彻底解决。
二、加高期间对监测系统的影响及应对措施
大坝二期加高工程中，管理单位对暴露在表面的传感器采取了许多保护措施，但加高施工时必须对原混凝土表面老化部分进行凿毛拆除，拆除时基本采用是机械施工，同时对坝体下游面进行凿毛加宽，在施工期间将对系统产生的影响不可避免：
1.对通讯电缆产生的影响及对策
自动监测系统通讯电缆是从43坝段横向廊道引出至办公楼，在加高工程中，要对坝体下游面进行加宽，需进行打毛处理，然后立模、浇筑。在施工期间，因现场条件复杂，必将两套系统的通讯电缆损坏，因系统的通讯电缆不能有断点，故必要时需将两套系统的通讯电缆拆除至廊道内加以保护，施工期可使用便携机在廊道内采集数据，加高完工后可通过竖井将通讯电缆牵至相应观测廊道进入监测控制机房。
2.对垂线坐标仪的影响及对策
三套自动监测系统在七条垂线上装有垂线仪，施工时有影响的有三条垂线，分别是18、31、27三条，在大坝加高初期，因坝顶要掀去3米，31、27坝段两条正垂线的锚固点必须下移，才能保证该垂线的正常工作。在锚固点下移过程中，应保证新的锚固点在旧锚固点的正下方，不能有偏移。因垂线仪的耦合环固定在垂线上，在下移后还要保证每台传感器的耦合环处于传感器的中间位置。否则，垂线仪工件于非线性区，将降低仪器的灵敏度，或使传感器的量程变小。在施工期间，18、27、31三条垂线的垂线仪是暴露在竖井之中，我们在竖井上部加保护盖板，并在每台仪器上部加装挡水装置，以加强对传感器本身的保护，和防止因重物落下造成对仪器及工作人员伤害。
3.坝体表面传感器和信号电缆的影响及保护
混凝土坝顶在27、31坝段上游面各埋设3支温度传感器，加上1支水位计、1支气压计共8支传感器的电缆通过坝顶钢管集中引入25坝段观测房内。坝面加高施工中对电缆穿钢管加以保护，但从实际结果来看，损坏仍然较大，其主要损害来自于凿除混凝土时的风镐破坏，包括下游面传感器损害也是如此。由于传感器都是深埋于混凝土中，故这种破坏是不可逆的，只能在以后重新安装埋设。
信号电缆的保护一直是困扰维护人员的难题，由于大坝加高施工期间，左联坝段有一定的爆破施工，加之信号电缆有约30m暴露在爆破区域，爆破施工期间只能临时将电缆接长，然后穿钢管使其尽量远离爆破中心，从而有效的保证了施工期间通讯正常。
三、结束语
丹江口大坝加高工程工期长，条件复杂，加之运行与施工同步，相互影响和干扰不可避免，有许多因素不可能全部考虑周全，但由于我们的精心呵护，施工期间，自动监测系统系统虽然也有数据临时中断现象，但都在规范要求的时限内得到了恢复，取得了加高期间枢纽变化的宝贵资料，为国内其他类似工程提供有效的借鉴经验。
[关键词]丹江口；自动化监测；
中图分类号：TN875 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）19-0064-01
一、丹江口大坝自动化监测的现状
丹江口大坝，位于湖北省丹江口市城区，汉江中上游，是汉江流域最大的水利枢纽工程，丹江口大坝自动监测项目的实施已有二十多年的历史，加高之前丹江口大坝监测自动化项目共有三套系统处于运行阶段。
1.Telemac公司大坝自动化监测系统
⑴系统构成
该系统1989年投入运行，对27、31两个重点坝段实行在线监控。该系统中包含感应式和振弦式两种类型，共51套传感器，含69个测点。
在系统运行的前几年，传感器运行情况良好，但数据采集部分工作不稳定，影响了系统的正常运行。在95年10月引进了Roctest公司智能式数据采集系统，替换了原Telemac公司的数据采集装置。系统改造完成至大坝加高工程开工前，整个系统运行稳定可靠。
⑵系统布设
该自动监测系统由终端控制机、数据采集单元、传感器、信号电缆四大部分组成。其中终端控制机布设在办公楼控制机房内，通过调制解调器、架空通讯电缆和智能式数据采集单元相连接。智能式数据采集单元及1号集线箱布设在31坝段宽缝内，2号集线箱布设在27坝段宽缝内，架空电缆则通过43坝段进入廊道。
2.引张线自动监测系统
引张线自动监测系统是我处引进南京自动化研究院南端大坝公司的一套分布式自动监测系统，安装在大坝？101廊道内，分甲、乙两线，其中乙线在1998年投入运行，甲线在1999年投入运行，系统运行到现在情况良好，并于2002年实现了人工停测。由于引张线系统分布于底层廊道，除7坝段倒垂浮体装置受施工废水冲击短期淤堵外，施工对整条线影响并不大，截止目前，该系统运行一直稳定。
⑴系统布设
主控制机布设在后方办公楼控制机房，架空通讯电缆也通过43坝段进入廊道，MCU分别布设在31、27、24、21、17、12、7坝段处，从31坝段到8坝段每个坝段安装一台RZ-20引张线仪，在引张线的端点处各设置一台RZ-25二维垂线座标仪，分别布设在7、24、25坝段处，因24、31坝段引张线端点离倒垂有一定距离，故另加装了一台量距仪，使用量距仪测量倒垂同端点间变位。
3.DG型垂线自动监测系统
随着以前安装telmac 的系统寿命期的到期及传感器的老化，经多方案比较后决定引进了南京水文所研制的DG型自动监测系统，将原法国系统部分尚能工作的传感器引入该套系统，并对法国系统、静力水准系统不能工作的垂线坐标仪进行了更新，自2005年起，混凝土坝18坝段、21坝段、27坝段和31坝段安装了步进式电机垂线仪实现垂线自动化监测。DG型分布式大坝安全监测自动化系统设备包括监测仪器、测量控制装置（MCU）、中央控制装置（CCU）、电源通讯总线、检测仪表等组成，系统投入运行至丹江口大坝加高开工前，该系统运行稳定，取代了人工观测。
但由于丹江口大坝加高施工，许多施工水流顺竖井排入底层廊道，而垂线坐标仪器都安装在竖井侧壁，工作环境恶劣，不仅要防止凝结水对仪器的影响，还要承受施工水对仪器零部件的侵蚀。水中的杂质经常给仪器的机械部分带来工作障碍，也极易堵塞光电探头，造成观测中断，维护效果难以保持，这种现象直到2013年初坝体施工基本完成后放得到彻底解决。
二、加高期间对监测系统的影响及应对措施
大坝二期加高工程中，管理单位对暴露在表面的传感器采取了许多保护措施，但加高施工时必须对原混凝土表面老化部分进行凿毛拆除，拆除时基本采用是机械施工，同时对坝体下游面进行凿毛加宽，在施工期间将对系统产生的影响不可避免：
1.对通讯电缆产生的影响及对策
自动监测系统通讯电缆是从43坝段横向廊道引出至办公楼，在加高工程中，要对坝体下游面进行加宽，需进行打毛处理，然后立模、浇筑。在施工期间，因现场条件复杂，必将两套系统的通讯电缆损坏，因系统的通讯电缆不能有断点，故必要时需将两套系统的通讯电缆拆除至廊道内加以保护，施工期可使用便携机在廊道内采集数据，加高完工后可通过竖井将通讯电缆牵至相应观测廊道进入监测控制机房。
2.对垂线坐标仪的影响及对策
三套自动监测系统在七条垂线上装有垂线仪，施工时有影响的有三条垂线，分别是18、31、27三条，在大坝加高初期，因坝顶要掀去3米，31、27坝段两条正垂线的锚固点必须下移，才能保证该垂线的正常工作。在锚固点下移过程中，应保证新的锚固点在旧锚固点的正下方，不能有偏移。因垂线仪的耦合环固定在垂线上，在下移后还要保证每台传感器的耦合环处于传感器的中间位置。否则，垂线仪工件于非线性区，将降低仪器的灵敏度，或使传感器的量程变小。在施工期间，18、27、31三条垂线的垂线仪是暴露在竖井之中，我们在竖井上部加保护盖板，并在每台仪器上部加装挡水装置，以加强对传感器本身的保护，和防止因重物落下造成对仪器及工作人员伤害。
3.坝体表面传感器和信号电缆的影响及保护
混凝土坝顶在27、31坝段上游面各埋设3支温度传感器，加上1支水位计、1支气压计共8支传感器的电缆通过坝顶钢管集中引入25坝段观测房内。坝面加高施工中对电缆穿钢管加以保护，但从实际结果来看，损坏仍然较大，其主要损害来自于凿除混凝土时的风镐破坏，包括下游面传感器损害也是如此。由于传感器都是深埋于混凝土中，故这种破坏是不可逆的，只能在以后重新安装埋设。
信号电缆的保护一直是困扰维护人员的难题，由于大坝加高施工期间，左联坝段有一定的爆破施工，加之信号电缆有约30m暴露在爆破区域，爆破施工期间只能临时将电缆接长，然后穿钢管使其尽量远离爆破中心，从而有效的保证了施工期间通讯正常。
三、结束语
丹江口大坝加高工程工期长，条件复杂，加之运行与施工同步，相互影响和干扰不可避免，有许多因素不可能全部考虑周全，但由于我们的精心呵护，施工期间，自动监测系统系统虽然也有数据临时中断现象，但都在规范要求的时限内得到了恢复，取得了加高期间枢纽变化的宝贵资料，为国内其他类似工程提供有效的借鉴经验。