每天凌晨三点，九甸峡水利枢纽坝后坡万籁俱寂。数据采集系统管理软件准时启动，电磁阀打开，储水箱向各测点钵体自动补水。等待120分钟液面稳定后，6座观测房的垂直位移数据自动上传，汇入大坝安全监测平台。这是如今静力水准数据采集系统的例行动作。

然而两年前，获取这一组数据需要甘肃电投九甸峡公司水工部观测班4个人顶着寒风爬坡作业，耗时2至3小时。

这一变化源于一项现场“小改造”——面板堆石坝坝后坡垂直位移自动监测设计与应用。该成果于2026年3月获实用新型专利，并在第九届中国（上海）国际发明创新展览会上获银奖。从人工测量升级为自动监测，背后是一场围绕“毫米”精度展开的技术较量。

一个“算不准”的老问题

九甸峡大坝最大坝高133米，坝后坡比1:1.45，6座观测房顺“之”字路分布。坝体内部位移已通过36个引张线式位移计和水管式沉降仪实现自动化测量，每日采集一组数据。但观测房自身沉降仍依靠人工按三条三等水准路线测量。难题有三：视距差不满足规范要求，监测精度难以保障；斜坡设站、立尺作业存在安全风险；人工水准监测频次与内部沉降仪采集节奏“不合拍”，遭遇地震等特殊工况时人工补测难以及时跟进。“要算坝体真正的绝对沉降，就得把观测房自身的沉降量剔除。”项目主创人员梁鹏介绍说。原有设备精度不足、响应滞后，即便后续计算再细致，也无法保证监测结论可靠。破解这一痛点，必须完成观测房垂直位移自动化改造，实现坝体内部沉降和表面变形监测时间同步。

没有现成答案，就自己攻关

团队调研国内现有技术方案后，确定选用静力水准技术路线，却发现市面成熟设备无法适配现场复杂工况。连通管式静力水准虽精度较高，但量程普遍只有0-200毫米，且要求测点与基点之间安装高差不超过100毫米。九甸峡6个观测房分布在4个不同高程面，测点间高差达几十米。“200毫米的量程，连我们一个台阶都跨不过去。”原观测班班长高鑫金说。

外购设备无法满足现场条件，那便立足现场自主设计。团队摒弃繁琐复杂的管路设计思路，大胆简化系统架构，依托现场已有储水箱、测控单元箱和数据采集管理软件，重新优化静力水准测量逻辑，改造硬件设施，将静力水准系统“嫁接”进原有水管沉降监测系统。经过多轮打磨迭代、试验验证，最终形成一套能用、管用的敞口溢流式基点方案，同步改造静力水准管路，串联全部观测房测点，成功将坝后观测房沉降纳入自动化监测。

“双轨对账”，让数据说话

这项技术原理并不复杂：连通管连接各测点钵体，容器内水面保持同一水平面，测点水位变化即对应测点沉降变化。真正的难点在于，要在133米高的坝后坡上把“水面”稳定控制在0.1毫米级。为保障精度，系统每次测量前自动补水，待基点溢流结束、液面完全稳定后再启动测量。团队将测量时间设置在每天温度最稳定的凌晨3点至5点，有效削弱温度变化影响。测点配套使用陶瓷膜式压力传感器，介质加注防冻液，管路加镀锌钢管防护，多项措施协同落地，最终将测量精度“抠”进毫米级。系统投运后，团队仍保留人工水准测量，按规范开展半年同期观测，对两种方法的数据逐组验证对比。结果显示两种方法监测的数据变化趋势基本一致，静力水准具备0.1毫米级分辨能力，可捕获人工方法难以测量的微小波动。

从解决一个问题，到留下一条思路

一项源自生产一线的小改造能够走出厂区、登上更大展示平台，根基在于现场实践，也离不开公司全方位支撑。从发现设备量程不匹配痛点，到自主研发溢流式基点、改造原有水管沉降仪，团队每一次探索都紧扣现场真实需求。观测房工况、管路防冻、安装点位等一线实操经验，成为创新的起点。公司将职工“小改造、小革新”作为技术提升的重要载体，在项目立项、资料整理、专利申报、成果参展等环节提供全流程保障，团队成员各司其职、协同攻坚，让一线想法具备落地条件。这套系统化解了大坝监测的现实难题，更沉淀出可复制的创新思路——遇到无现成方案的技术瓶颈，不必直接采购标准化成套设备，可立足现有设施与现场工况，对成熟技术原理重新整合优化。连通管原理、溢流式基点、原有沉降监测设备，围绕大坝高差大、人工监测风险高、监测频次不足等痛点重新组合，在反复试验打磨中，把“不好用”转化为“能用、好用、实用”。

这场坝坡上的“毫米之争”，留下的不只是一套自动化监测装置，更是立足现场、务实破题的工作方法。这类不起眼的一线创新，积少成多、聚沙成塔，持续守护工程安全、提升运维质效，为企业高质量发展注入源源不断的基层创新动能。（师亮梁鹏）

主管部门｜党委宣传部

审核｜梁钢  杜浩民    责编｜杨沫然  齐彧

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