楊倩嵐

摘 要:大壩安全監(jiān)測工作雖然存在一定的問題,但是其發(fā)展現(xiàn)狀是向著自動化的先進模式拓展的,在這樣的發(fā)展過程中要重視對大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)硬件研發(fā),并實現(xiàn)自動化項目系統(tǒng)的開發(fā)和有效利用。本文探索了當前大壩安全監(jiān)測中存在的問題,并提出了相應的解決對策和自動化發(fā)展建議。

關鍵詞:大壩安全監(jiān)測無損檢測

中圖分類號:TV698.1 文獻標識碼:A 文章編號1672-3791(2012)05(b)-0126-01

1 大壩安全監(jiān)測中存在的問題

1.1 監(jiān)測技術落后

大壩安全監(jiān)測是通過儀器監(jiān)測和巡視檢查對水利水電工程主體結構、地基基礎、兩岸邊坡、相關設施以及周圍環(huán)境所作的測量及巡查;“監(jiān)測”既包括對建筑物固定測點按一定頻次進行的儀器觀測,也包括對建筑物外表及內(nèi)部大范圍對象的定期或不定期的直觀檢查和儀器探查。但是對目前的大壩安全監(jiān)測工作來講,仍然是采用傳統(tǒng)的監(jiān)測方式,多數(shù)是以人工控制、實地巡查為主,缺乏自動化的先進技術控制,這樣的監(jiān)測技術會對水資源的科學合理利用產(chǎn)生影響,不能全面地保證大壩的安全防洪作用。

1.2 監(jiān)測資料利用率低

目前,大壩水工觀測人員對觀測資料整理分析工作內(nèi)容包括月報表、日常資料整編以及年度觀測成果初步分析等,分析評價深度只停留在短期的定性分析。這些監(jiān)測工作缺乏系統(tǒng)性與綜合性,使監(jiān)測成果不能完整、客觀地反映大壩安全狀況。這些問題的產(chǎn)生除了與監(jiān)測技術有關外,也體現(xiàn)了監(jiān)測技術人員對監(jiān)測資料的利用不合理,沒有將監(jiān)測到的資料做出明確的、準確的、細致化及規(guī)范化的分析,使得監(jiān)測成果過于簡單,無法掌握大壩的運行性態(tài),嚴重阻礙了安全控制的能力。因此,有必要進行現(xiàn)代化的計算機分析軟件和硬件設施建設,提升監(jiān)測資料的利用率。

1.3 監(jiān)測資料整理不及時

對于一座大型的水電站大壩,監(jiān)測數(shù)據(jù)量較大,若沒有專業(yè)人員及時整理,長期積壓,未能及時捕捉到異常的監(jiān)測數(shù)據(jù),使得監(jiān)測項目形同虛設,發(fā)揮不了安全監(jiān)控的耳目作用。采用傳統(tǒng)的人力收集整理方法難以保證監(jiān)測資料的及時性,監(jiān)測資料的整理不及時往往會使得大壩的安全控制處于失控狀態(tài)。因此,對監(jiān)測資料進行及時的整理,有利于及時發(fā)現(xiàn)問題,及時處理,消除大壩潛在的安全隱患。

2 大壩安全監(jiān)測與無損檢測現(xiàn)狀

2.1 大壩安全監(jiān)測現(xiàn)狀

目前大壩安全監(jiān)測工作存在著監(jiān)測設施陳舊,自動化程度不高,監(jiān)測資料分析的深度、廣度缺乏全面性和系統(tǒng)性等現(xiàn)象。為此,必須重視監(jiān)測設施和儀器設備的保養(yǎng)和維護,重視計算機在大壩安全管理工作中的應用,全面系統(tǒng)地開展水工監(jiān)測資料的綜合分析,積極穩(wěn)妥地推進大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)自動化建設,努力實現(xiàn)專業(yè)化管理,使安全監(jiān)測工作真正起到耳目作用?；镜谋O(jiān)測儀器包括應變計、測縫計、滲壓計、鋼筋計、位移計、溫度計等屬于內(nèi)埋式儀器,一旦埋入就不可更換,所以對這些儀器的質量要求更高。

2.2 無損檢測現(xiàn)狀

大壩的無損檢測工作現(xiàn)狀包括:(1)檢測結構復雜,大多情況下自動設備不一定能發(fā)揮太多作用。(2)材料范圍廣,包括大壩建造的多種材料,然而適合不同材料的檢測方法也會有所不同。(3)對象復雜。大壩及其基礎受荷載的影響,很多設備都會出現(xiàn)不同的情況變化,給檢測工作帶來很大困難。(4)需要對大壩底部的特殊區(qū)域和可能的缺陷檢測方法進行預先研究,這種檢測方式對運行中的大壩來講存在一定難度,因而風險往往較大。(5)無損檢測工作與安全監(jiān)測的自動化鏈接存在問題,受技術的影響,二者往往是兩條線的工作,缺乏正確的對接,使得安全管理工作出現(xiàn)重復浪費。

2.3 大壩安全監(jiān)測與無損檢測對接

大壩安全監(jiān)測與無損檢測對接要依靠監(jiān)測技術的先進處理,例如:無損檢測采用的超聲波檢測,通過超聲波與試件相互作用,就反射、透射和散射的波進行研究,對試件進行宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、組織結構和力學性能變化的檢測和表征,形成了特定應用的評價技術。而這種技術完全可以形成超聲波的安全控制,由于計算機技術的介入,超聲成象技術異軍突起,使超聲檢測技術向數(shù)字成象自動化方向發(fā)展,在水利水電工程中將發(fā)揮越來越大的作用。

3 大壩安全監(jiān)測自動化項目

3.1 自動化項目設計原則

大壩安全監(jiān)測能夠起到監(jiān)視及預警工程運行性態(tài)、保障水庫大壩安全運行的作用,故現(xiàn)代大壩安全監(jiān)測的首要目的應是保障水庫大壩的安全、穩(wěn)定運行,這也是為何對一定規(guī)模的工程普遍要求設置相應的監(jiān)測項目的原因所在。一般大壩安全監(jiān)測自動化的實施應包括如下步驟:大壩安全(結構、施工、材料)分析→安全監(jiān)測設施的檢驗、運行及監(jiān)測資料分析→自動化監(jiān)測系統(tǒng)的安裝調(diào)試→初步驗收→系統(tǒng)試運行→系統(tǒng)最終驗收→系統(tǒng)投入運行。

3.2 自動化項目設計結構

自動化項目設計結構包括:大壩安全監(jiān)測設計及監(jiān)測項目,監(jiān)測儀器設備的工作原理、安裝埋設使用維護,測值計算方法自動化技術(系統(tǒng)),大壩安全實時分析與評價系統(tǒng)等。設計結構往往采用分布式的體系結構,測量控制單元可以安裝靠近傳感器的地方,傳感器的信號可以不需要傳輸較遠的距離,信號的衰減和外界的干擾可以大大減輕;同時設計的結構系統(tǒng)由以前的專用型變成了通用型。根據(jù)功能的不同,開發(fā)不同的功能模塊,將系統(tǒng)內(nèi)部功能模塊化,已開發(fā)了弦式功能模塊、模擬量功能模塊、通信功能模塊等。

3.3 自動化項目系統(tǒng)開發(fā)

目前自動監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集軟件均有巡測和選測功能,設置自動進行巡測、在線診斷、自動報警是對系統(tǒng)的基本要求。與此同時自動化項目系統(tǒng)的開發(fā)也取得了優(yōu)勢化的發(fā)展。如:光纖傳感器近幾年得到快速發(fā)展,測量參數(shù)從單一的溫度測量發(fā)展到滲漏檢測到變形、位移、應力等多參數(shù)。目前光纖溫度測量技術比較成熟并在大壩領域應用。還有,計算機層析成像技術,通過計算機處理,重建物體特定層面上的二維圖像及三維圖像的技術。由于其能夠定量反映大壩內(nèi)部材料性質的分布情況和缺陷部位,所以減少了儀器設備的復雜性并提高了大壩的安全度,而且與無損檢測技術來講有著更為實效的對接發(fā)展前景。

3.4 自動化系統(tǒng)硬件研發(fā)

大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)硬件研發(fā)實現(xiàn)了與監(jiān)測儀器數(shù)據(jù)采集的接口,實現(xiàn)對監(jiān)測資料的實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫管理與整編、資料的圖形處理、綜合分析與評價,并運用多種數(shù)學模型、分析理論預測大壩未來的發(fā)展性狀。集GPS衛(wèi)星定位、計算機通信、網(wǎng)絡傳輸、數(shù)據(jù)處理與管理、分析計算及新型傳感器等高新技術于一體,從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)自動、實時、連續(xù)的數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析、顯示、報警等功能,為安全生產(chǎn)決策提供可靠資料及依據(jù)。

綜上所述,大壩安全監(jiān)測工作雖然存在一定的問題,但是其發(fā)展現(xiàn)狀是向著自動化的先進模式拓展的,在這樣的發(fā)展過程中要重視對大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)硬件研發(fā),并實現(xiàn)自動化項目系統(tǒng)的開發(fā)和有效利用。

參考文獻

[1] 闞乃立,陳新建.城西水庫大壩安全監(jiān)測分析與評價系統(tǒng)研究[J].治淮,2011(7).