水利大壩混凝土安全監(jiān)測控制措施研究

【摘要】水利大壩的安全問題是實(shí)現(xiàn)水電站穩(wěn)定、安全發(fā)展的首要條件，因此在對水電站的建設(shè)與管理中，大壩的安全檢測控制非常重要。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，檢測技術(shù)在水利大壩工程中得到廣泛運(yùn)用，尤其是將人工智能技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，將現(xiàn)代先進(jìn)儀器引入到大壩的安全監(jiān)測中，取得了很好的效果。本文將闡述我國水利大壩混凝土安全監(jiān)測現(xiàn)狀，進(jìn)一步對水利大壩安全監(jiān)測途徑、遇到的問題及解決措施進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】水利大壩；混凝土工程；安全檢測；控制措施；現(xiàn)狀；發(fā)展

1、我國水利大壩混凝土安全監(jiān)測現(xiàn)狀分析

隨著當(dāng)今社會的快速發(fā)展，水利工程在我國得到全方位重視，對社會、人民、國家都有著重要影響，許多安全問題也隨之而來。如果這些問題得不到有效解決，會對大壩建設(shè)產(chǎn)生不良影響。水利大壩的建設(shè)是非常復(fù)雜的工程，其施工過程會受到很多因素影響，比如地質(zhì)條件、降水量情況和氣溫條件這些自然因素外，大壩建設(shè)材料的選擇和工程施工人員的選擇也會對大壩產(chǎn)生一定的影響，如果第一時(shí)間并沒有考慮和發(fā)現(xiàn)這些問題，則會出現(xiàn)大壩裂縫、滲漏等一系列安全問題，造成人身安全和嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，所以在大壩的建設(shè)過程中，對安全的監(jiān)測必不可少。加強(qiáng)水利工程大壩安全的監(jiān)測，可以有效的發(fā)現(xiàn)并解決問題，避免大壩建設(shè)出現(xiàn)安全隱患，解決大壩建設(shè)過程中遇到的安全性問題，減少大壩的事故率。更好的保障人員的生命安全，造福于百姓。

隨著現(xiàn)代化建設(shè)的快速發(fā)展，混凝土被廣泛運(yùn)用到現(xiàn)代水利工程的建設(shè)中，其規(guī)格多為基礎(chǔ)厚度大于一米，長度大于二十米，體積大于四百立方米的大體積混凝土，施工中最關(guān)鍵的就是溫度控制問題，要確保對混凝土大壩安全監(jiān)測設(shè)施進(jìn)行系統(tǒng)測試與評估，第一時(shí)間獲取準(zhǔn)確、可靠的檢測數(shù)據(jù)。

目前，國內(nèi)外很多專家學(xué)者對于水利大壩混凝土安全的監(jiān)控進(jìn)行討論與研究，制定了一系列安全監(jiān)測指標(biāo)的方法，并且對其概念進(jìn)行劃分，逐步將其他數(shù)據(jù)樣本的數(shù)字特性進(jìn)行推理，不但結(jié)合原型，對其進(jìn)行觀測，而且還充分考慮基本變量的特性，建立相對應(yīng)的安全檢測指標(biāo)，研究出一種新型的安全監(jiān)測方法，以評價(jià)大壩的安全性。擬定任務(wù)和建載能力，對可能發(fā)生的荷載能力進(jìn)行評估和預(yù)測，這種檢測指標(biāo)的擬定研究了不同階段的抗力，在水利大壩建成后，抗力不會有太多的變化，確保大壩的安全性。一般情況下，點(diǎn)數(shù)會很多，產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，來保證安全監(jiān)測項(xiàng)目和目測點(diǎn)指標(biāo)的建立。例如：北疆某水利樞紐工程位于新疆阿勒泰地區(qū)福海縣與富蘊(yùn)縣境內(nèi)，壩址距下游已建的635水利樞紐35KM，河道距離41.5KM距離阿勒泰市147KM，與烏魯木齊市有206/217兩條公路相通。工程級別為Ⅰ等工程，工程規(guī)模為大（Ⅰ）型工程。大壩、副壩、泄水建筑物為Ⅰ幾建筑物，發(fā)電引水系統(tǒng)、廠房為3級建筑物，發(fā)電洞引水口與壩體結(jié)合不知按Ⅰ級建筑物設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇（P=0.1%、洪峰流量Q=8768m3/s）校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為5000年一遇（P=0.02%、洪峰流量Q=12010m3/s）。

主壩最大壩高121.50m，樞紐由碾壓混凝土重力壩、溢流表孔、泄洪中孔、放水底孔、發(fā)電引水系統(tǒng)、電站廠房和副壩組成，主壩全長1570.0m。溢流壩段、中孔壩段級底孔壩段布置在主河床左側(cè)，共布置四個(gè)表孔，每個(gè)凈寬12m；泄洪中孔布置一孔，壩段寬15m；放空底孔布置一孔，壩段寬15m；閘井后直接接高壓管道，采用一洞四機(jī)的布置方案，發(fā)電引水洞為有壓圓洞，洞線總長457.0m。

2、水利大壩混凝土安全監(jiān)測途徑與存在問題

2.1 安全監(jiān)測途徑

變形監(jiān)測：大壩表面的位移監(jiān)測分為水平和豎向，用一個(gè)標(biāo)點(diǎn)監(jiān)測防浪墻和下游坡布置，同時(shí)，在左右岸壩肩各管標(biāo)倒垂點(diǎn)，用作開始測量的基點(diǎn)，在大壩下游的次監(jiān)測段垂直位移采用水管式沉降儀。

應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測：水利大壩的壩體內(nèi)存在監(jiān)測面板，壩體各層之間的接觸點(diǎn)在作用力夏，都會發(fā)生應(yīng)力改變，水利大壩各項(xiàng)承受力都是根據(jù)三維監(jiān)測得出的計(jì)算結(jié)果，所以，最好的方法就是在大壩的主要監(jiān)測點(diǎn)上放置一個(gè)壓力計(jì)，同時(shí)，在此監(jiān)測點(diǎn)斷面的對應(yīng)位置，連接板和平趾板交界處放置界面式的壓力計(jì)。

防水滲透監(jiān)測：在水利大壩的結(jié)構(gòu)中，混凝土的承載力起著一定作用，另外，還有很多周邊材料，對水利大壩有著很重要的作用，所以，還要對周圍的其他材料進(jìn)行安全監(jiān)測，在監(jiān)測防水效果的時(shí)候，要在邊料連接的一側(cè)埋設(shè)滲壓力計(jì)，防治滲水。

嚴(yán)寒地區(qū)檢測存在的困難和問題，地質(zhì)、氣候、溫度等問題，檢測難度大，可作業(yè)時(shí)間短等等.

2.2 存在問題歸納

在對水利大壩混凝土進(jìn)行安全監(jiān)測的過程中，很多專家在一起擬定了多種類的典型測量點(diǎn)，通過各點(diǎn)所得到的檢測數(shù)據(jù)來確定整個(gè)水利大壩混凝土是否有變形。目前一般采用單點(diǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)，多點(diǎn)檢測指標(biāo)還需要在現(xiàn)有的條件下進(jìn)行不斷發(fā)展。在水利大壩工程施工中，會受到環(huán)境變化的影響，使得水利大壩混凝土的結(jié)構(gòu)形態(tài)隨之變化，所以我們在對其進(jìn)行檢測的時(shí)候，要綜合考慮各方面因素，并且充分考慮環(huán)境對水利大壩混凝土數(shù)據(jù)變化帶來的影響。數(shù)理統(tǒng)計(jì)法與典型監(jiān)測效應(yīng)量的方法比較容易掌握，但是對于實(shí)際工作狀態(tài)中遇到的問題還需要進(jìn)一步分析。

同時(shí)，還有很多因素可以對混凝土大壩場地安全產(chǎn)生影響，具體可以分為三類，第一類，在初期對工程的設(shè)計(jì)和建設(shè)階段，就要將安全因素考慮到其中，比如，設(shè)計(jì)的大壩洪水位置高低、所選用施工的混凝土標(biāo)號高低、地震等自然災(zāi)害的影響等等，這些因素都是后期施工和使用的安全隱患。第二類，在水利大壩工程的實(shí)施過程中，會形成一系列影響安全的因素，比如長期使用的部分金屬會產(chǎn)生鐵銹、混凝土的老化和變形等等。第三類，是結(jié)合第一類和第二類，即由于設(shè)計(jì)規(guī)劃的不合理，又有長期使用磨損的原因，造成水利大壩工程的安全存在問題，造成無法預(yù)估的損失。

3、水利大壩混凝土安全監(jiān)測控制的有效措施

3.1 加強(qiáng)監(jiān)測工作協(xié)調(diào)

在水利大壩混凝土安全監(jiān)測過程中，由于混凝土大壩級別不同，與之相對應(yīng)的監(jiān)測規(guī)定也不同，在水利大壩監(jiān)測工作的開展時(shí)，要嚴(yán)格根據(jù)水利大壩的級別，選擇相對應(yīng)的監(jiān)測指導(dǎo)要求，同時(shí)，監(jiān)測規(guī)范根據(jù)不同的監(jiān)測項(xiàng)目制定了不同的檢測周期，在檢測時(shí)，要根據(jù)不同周期開展工作，讓不同的監(jiān)測項(xiàng)目之間相互協(xié)調(diào)、同步發(fā)展，特別是將混凝土大壩的變型監(jiān)測、應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測、滲流滲壓監(jiān)測三者監(jiān)測點(diǎn)設(shè)在同樣重要的位置，有利于數(shù)據(jù)校準(zhǔn)和工程協(xié)調(diào)開展。

3.2 擴(kuò)大安全監(jiān)測范圍

大壩安全監(jiān)測范圍包括對大壩圍體、大壩地基、大壩肩體，以及大壩周圍接近大壩的岸坡和其他與大壩有著直接聯(lián)系的建筑設(shè)備，在混凝土大壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范中也同樣指出這個(gè)觀點(diǎn)，但是，根據(jù)影響壩體的安全性因素可知，項(xiàng)目建設(shè)的任何階段都存在著安全問題，具有危險(xiǎn)因素。

水利大壩項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段，在大壩建設(shè)的位置確定后，要根據(jù)相關(guān)資料、相關(guān)地質(zhì)工程建設(shè)進(jìn)行全面設(shè)計(jì)，確保所得到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。在工程施工過程中，安全監(jiān)測工作的任務(wù)是對前期規(guī)劃進(jìn)行布局驗(yàn)證，從中發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行及時(shí)的反饋，找出設(shè)計(jì)布局在施工中的缺陷部分，重新修改計(jì)劃，從而達(dá)到優(yōu)化計(jì)劃的目的，同時(shí)，可以確保水利大壩項(xiàng)目的總體進(jìn)程順利進(jìn)行。在項(xiàng)目運(yùn)行管理階段，要密切關(guān)注大壩的相關(guān)動(dòng)態(tài)，獲取大壩各項(xiàng)監(jiān)測資料，同時(shí)，還要將水庫和其他相關(guān)運(yùn)行設(shè)備的檢查記錄歸納到安全監(jiān)測范圍中，進(jìn)一步確保水利大壩的安全性。

4、總結(jié)語

通過以上分析，我們可以看出在水利大壩混凝土安全監(jiān)測控制中，存在著很大的問題，及時(shí)處理這些問題能夠有效的降低大壩建設(shè)過程中的安全事故發(fā)生幾率。本文從我國水利大壩混凝土安全監(jiān)測的現(xiàn)狀進(jìn)行綜合分析與研究，發(fā)現(xiàn)了在水利大壩混凝土安全檢測中環(huán)境的變化、工程的設(shè)計(jì)、建設(shè)用料以及總體設(shè)計(jì)，都會對其產(chǎn)生影響。通過實(shí)踐研究及相關(guān)學(xué)者的學(xué)術(shù)分析，本文對實(shí)現(xiàn)水利大壩混凝土安全有效監(jiān)測監(jiān)控提出了具體有效的措施，主要從加強(qiáng)監(jiān)測工作協(xié)調(diào)、擴(kuò)大安全監(jiān)測范圍兩大方面入手，確保水利大壩施工過程中的安全性。

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