水工建筑物安全監(jiān)測(cè)布置優(yōu)化方法探討

張科峰

摘要：目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速的發(fā)展，對(duì)于水利工程的建設(shè)也是越來(lái)越頻繁，但是水工建筑物往往存在一些安全隱患，需要通過(guò)一定的監(jiān)測(cè)手段進(jìn)行處理，但如何能夠以最少的監(jiān)測(cè)點(diǎn)獲得最多、最有效的建筑物安全信息呢，本文就是針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行研究的，并且以三峽水利工程為研究基礎(chǔ)進(jìn)行研究，如何進(jìn)行監(jiān)測(cè)設(shè)備的布置才能達(dá)到最有效獲取信息，根據(jù)三峽水利工程的分析提出了如何進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置的優(yōu)化方法。

關(guān)鍵字：水工建筑物，安全監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置，優(yōu)化方法。

引言：

在水工建筑安全管理中，水工建筑物的安全監(jiān)測(cè)是非常重要的，對(duì)于水工建筑物的監(jiān)測(cè)主要包含兩部分：其一是巡視檢查；其二是監(jiān)測(cè)儀器的觀測(cè)。就目前的對(duì)水工建筑物的監(jiān)測(cè)還只是停留在點(diǎn)監(jiān)測(cè)階段，在對(duì)水工建筑物進(jìn)行監(jiān)測(cè)的時(shí)候根據(jù)不同的建筑物制定一系列的規(guī)定，就目前對(duì)水工建筑監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)還沒(méi)有明確的規(guī)定，只有一點(diǎn)點(diǎn)沒(méi)有系統(tǒng)性但比較有用的監(jiān)測(cè)規(guī)定。由于對(duì)于水工建筑物的監(jiān)測(cè)沒(méi)有系統(tǒng)的體制，所以在對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)的時(shí)候主要是憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行布設(shè)，這對(duì)于整個(gè)水工建筑物的安全監(jiān)測(cè)是很不利的。主要的原因有以下幾點(diǎn)：其一是對(duì)水工建筑物本身的構(gòu)造不是很了解，所以對(duì)于監(jiān)測(cè)的布設(shè)也不是很到位，一些非常重要的點(diǎn)容易被忽略；其二就是在布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)候?yàn)榱四軌蚴贡O(jiān)測(cè)質(zhì)量達(dá)到最大，增加了監(jiān)測(cè)點(diǎn)，但有些測(cè)點(diǎn)未能很好的反映監(jiān)測(cè)成果，從而出現(xiàn)浪費(fèi)。本文的研究就是對(duì)監(jiān)測(cè)的布設(shè)進(jìn)行研究和討論，并給出一套比較有依據(jù)和可靠的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)體系，為水工建筑物安全監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)提供參考數(shù)據(jù)。

一、 水工建筑物安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需滿足的要求

1）要掌握建筑物的整體變形過(guò)程

在對(duì)建筑物的研究過(guò)程中要了解建筑物的變形，對(duì)于建筑物的變形主要從建筑物的結(jié)構(gòu)狀態(tài)和原材料的物理性能以及化學(xué)方面的因素來(lái)考慮。對(duì)于建筑物的形狀在受到一些內(nèi)在和外在的因素的影響容易發(fā)生變形。對(duì)于這種變形如果在一定范圍內(nèi)就是正常的，如果超出了一定的限值就會(huì)出狀況，所以需要對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)再?zèng)]有出現(xiàn)狀況之前就進(jìn)行控制。

2）對(duì)建筑物安全狀況及時(shí)作出評(píng)價(jià)

在對(duì)水工建筑物進(jìn)行監(jiān)控之前，要對(duì)水工建筑物的安全狀況及時(shí)作出評(píng)價(jià)，并根據(jù)評(píng)價(jià)得出的結(jié)論對(duì)水工建筑物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。對(duì)于及時(shí)反饋建筑物的安全信息是非常重要的，它能及時(shí)控制好其中的突發(fā)狀況，但事實(shí)往往不是如此，很多時(shí)候由于安全信息反饋的不是很及時(shí)，所以就不能及時(shí)進(jìn)行安全監(jiān)控或采取一定的措施進(jìn)行防范，就導(dǎo)致了很多問(wèn)題的出現(xiàn)。

3）對(duì)于建筑物的安全評(píng)價(jià)要有一定的標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于采集的信息如何確定是否出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，是根據(jù)什么原則進(jìn)行評(píng)價(jià)的，這也是安全監(jiān)測(cè)必須要考慮到的，通過(guò)監(jiān)測(cè)儀器對(duì)水工建筑物進(jìn)行監(jiān)測(cè)采集到的數(shù)據(jù)量是非常龐大的，需要對(duì)這些信息進(jìn)行整理分析，并根據(jù)一定安全標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)判定水工建筑物是否出現(xiàn)異常狀況，及時(shí)預(yù)警并對(duì)異常狀況及時(shí)處理

二、 水工建筑物的安全監(jiān)測(cè)布置的優(yōu)化原則

1）水工建筑物安全監(jiān)測(cè)量（ 應(yīng)力、變形、滲流等） 在空間的分布構(gòu)成了相應(yīng)的監(jiān)測(cè)量曲面（ 以下簡(jiǎn)稱監(jiān)測(cè)曲面，以原結(jié)構(gòu)面為基準(zhǔn)面） ，并可利用有限元分析成果進(jìn)行構(gòu)建。通?？扇⊙貕屋S線方向或沿上下游方向的剖面，如壩體水平位移取沿壩軸線方向剖面可以較好地反映出壩體整體變形。監(jiān)測(cè)曲面中，一些局部的點(diǎn)、線或面即曲面特征對(duì)曲面的形狀有關(guān)鍵性的影響。如果曲面的特征區(qū)域能夠確定，那么用少量的點(diǎn)就能較好地描述出曲面變化。

2）在最能反映建筑物整體性的地方進(jìn)行布設(shè)監(jiān)測(cè)儀表，比如說(shuō)可以在拱壩和拱冠以及拱座的頂部和底部安設(shè)儀表監(jiān)測(cè)其位移情況，還有就是在壩基處安設(shè)儀表，這樣可以監(jiān)測(cè)大壩的滲水情況，還有就是對(duì)孔口進(jìn)行監(jiān)測(cè)，看是否有裂縫出現(xiàn)，如果有裂縫出現(xiàn)但對(duì)于整個(gè)大壩來(lái)說(shuō)影響不大的話就沒(méi)有必要重視，所以對(duì)于水工建筑物的安全監(jiān)測(cè)要選擇重要部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，使監(jiān)測(cè)的效率達(dá)到最大化

3）對(duì)于水工建筑物的監(jiān)測(cè)，在重要部位要采取一定的手段進(jìn)行兩側(cè)，比如說(shuō)可以在建筑物的主要部位安設(shè)多個(gè)監(jiān)測(cè)儀表，對(duì)建筑物的信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這樣做的目的就是為了防止一些儀表出現(xiàn)問(wèn)題后有其他的儀器進(jìn)行采集，以免丟失重要數(shù)據(jù)，而對(duì)安全監(jiān)測(cè)造成影響，還有就是通過(guò)不同的方法進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)，這樣做的目的就是為了防止一些監(jiān)測(cè)辦法失效，從而會(huì)丟失一些信息。通過(guò)采取這些措施可以大大降低建筑物重要部位的信息的遺漏。

4）對(duì)于建筑物安全監(jiān)測(cè)的一些自動(dòng)化的儀器是非常昂貴的，所以對(duì)于安全監(jiān)測(cè)儀表的安置，要達(dá)到最有效化，這樣才能夠及時(shí)獲得重要部位的信息，并且及時(shí)反饋信息，這樣才能有效的控制建筑物的安全狀況，除此之外為了建筑物的安全還需設(shè)置由人工的測(cè)讀儀器，這樣才能有效的獲取建筑物的安全信息

三、工程實(shí)例

本文的研究是以三峽水利工程為研究基礎(chǔ)，主要通過(guò)一下幾點(diǎn)進(jìn)行研究的

1）儀器布置優(yōu)化的必要性

對(duì)于大壩的安全監(jiān)測(cè)儀表布置的優(yōu)化，設(shè)計(jì)部門(mén)是非常重視的，因?yàn)楸O(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)大壩是非常重要的，其一設(shè)立安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠在很大程度上保證大壩的安全，其二目前的安全監(jiān)測(cè)水平不是很高，所以對(duì)于建筑物的安全監(jiān)測(cè)不能在時(shí)間上和空間上實(shí)現(xiàn)連續(xù)，所以對(duì)于建筑物的監(jiān)測(cè)就要選擇比較重要的部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這樣既可以減少儀器的使用也可在一定程度上減少監(jiān)測(cè)的經(jīng)費(fèi)，并且還能獲取有效的安全監(jiān)測(cè)資料。如果在對(duì)儀器的布設(shè)中不按照要求進(jìn)行布設(shè)，那么就會(huì)出現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)少，資料不齊全的狀況，還有就是重要的信息沒(méi)有收集到。其三要嚴(yán)格要求安全監(jiān)測(cè)儀器的質(zhì)量，如果選擇的儀器精度不夠和儀器的量程不夠就會(huì)對(duì)安全檢測(cè)的結(jié)果產(chǎn)生影響，當(dāng)信息不準(zhǔn)時(shí)還會(huì)影響準(zhǔn)確信息的及時(shí)反饋，影響對(duì)安全狀況及時(shí)采取防御措施

2）儀器布置的優(yōu)化目標(biāo)

對(duì)安全監(jiān)測(cè)儀表的布設(shè)，國(guó)內(nèi)借鑒了一些國(guó)外的布設(shè)措施，以三峽工程為基礎(chǔ)進(jìn)行研究主要從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行探討：其一、對(duì)于建筑物的監(jiān)測(cè)要嚴(yán)格的根據(jù)關(guān)鍵斷面進(jìn)行布設(shè)儀器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，比如說(shuō)在具有代表性的大壩面進(jìn)行安置檢測(cè)儀器，還有就是在壩頂安置儀器，以及在地質(zhì)敏感地帶安置安全監(jiān)測(cè)儀器，這樣能夠及時(shí)采集大壩變形的信息，從而及時(shí)采取一些防御措施；其二、在對(duì)安全監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行布設(shè)的時(shí)候要盡量不在同一位置布設(shè)不同類型的監(jiān)測(cè)的儀器；其三、在三峽大壩施工階段施工量是非常大的，并且施工的各個(gè)階段比較復(fù)雜，如果能夠?qū)⑹┕ず蛢x器的安設(shè)將省去很多的儀器的布設(shè)，減少工作量和儀器經(jīng)費(fèi)。其四、減少中間安全監(jiān)測(cè)站的數(shù)量，根據(jù)要求進(jìn)行布設(shè)；其五、對(duì)于儀器的布置要合理，不能出現(xiàn)一些點(diǎn)多，一些點(diǎn)布設(shè)儀器又不夠的現(xiàn)象，對(duì)于這種情況要剔除出那些多余儀器的情況，縮小監(jiān)測(cè)范圍，以及采用先進(jìn)的設(shè)備和可靠的監(jiān)測(cè)手段；其五、對(duì)于儀器的布設(shè)還要以最少經(jīng)費(fèi)進(jìn)行布設(shè)，且達(dá)到最大效率的重要信息的采集。

四、結(jié)語(yǔ)

對(duì)于水工建筑物的安全監(jiān)測(cè)是非常重要的，如果做好了安全的監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)采集重要的信息，根據(jù)這些信息可以及時(shí)的對(duì)一些突發(fā)狀況進(jìn)行處理，這樣可以最大化的減少損失，同時(shí)還能帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益，如果合理的布設(shè)安全監(jiān)測(cè)儀器能夠及時(shí)獲取重要的信息，并且能夠及時(shí)反饋，能夠最大程度上減少安全信息的遺漏，還有就是對(duì)于合理的布設(shè)安全監(jiān)測(cè)儀器還能夠節(jié)約一部分儀器的經(jīng)費(fèi)。本文研究以三峽工程為基礎(chǔ)進(jìn)行研究的，但在一些方面研究的不是很充分，但還是有一定的參考作用的。

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