張科峰

摘要：目前我國經(jīng)濟飛速的發(fā)展，對于水利工程的建設(shè)也是越來越頻繁，但是水工建筑物往往存在一些安全隱患，需要通過一定的監(jiān)測手段進行處理，但如何能夠以最少的監(jiān)測點獲得最多、最有效的建筑物安全信息呢，本文就是針對這一問題進行研究的，并且以三峽水利工程為研究基礎(chǔ)進行研究，如何進行監(jiān)測設(shè)備的布置才能達到最有效獲取信息，根據(jù)三峽水利工程的分析提出了如何進行監(jiān)測點的布置的優(yōu)化方法。

關(guān)鍵字：水工建筑物，安全監(jiān)測，監(jiān)測點的布置，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)測是非常重要的，對于水工建筑物的監(jiān)測主要包含兩部分：其一是巡視檢查；其二是監(jiān)測儀器的觀測。就目前的對水工建筑物的監(jiān)測還只是停留在點監(jiān)測階段，在對水工建筑物進行監(jiān)測的時候根據(jù)不同的建筑物制定一系列的規(guī)定，就目前對水工建筑監(jiān)測點的布設(shè)還沒有明確的規(guī)定，只有一點點沒有系統(tǒng)性但比較有用的監(jiān)測規(guī)定。由于對于水工建筑物的監(jiān)測沒有系統(tǒng)的體制，所以在對其進行監(jiān)測點布設(shè)的時候主要是憑經(jīng)驗來進行布設(shè)，這對于整個水工建筑物的安全監(jiān)測是很不利的。主要的原因有以下幾點：其一是對水工建筑物本身的構(gòu)造不是很了解，所以對于監(jiān)測的布設(shè)也不是很到位，一些非常重要的點容易被忽略；其二就是在布設(shè)監(jiān)測點的時候為了能夠使監(jiān)測質(zhì)量達到最大，增加了監(jiān)測點，但有些測點未能很好的反映監(jiān)測成果，從而出現(xiàn)浪費。本文的研究就是對監(jiān)測的布設(shè)進行研究和討論，并給出一套比較有依據(jù)和可靠的監(jiān)測點布設(shè)體系，為水工建筑物安全監(jiān)測點的布設(shè)提供參考數(shù)據(jù)。

一、 水工建筑物安全監(jiān)測系統(tǒng)需滿足的要求

1）要掌握建筑物的整體變形過程

在對建筑物的研究過程中要了解建筑物的變形，對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)方面的因素來考慮。對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出狀況，所以需要對其進行監(jiān)測再沒有出現(xiàn)狀況之前就進行控制。

2）對建筑物安全狀況及時作出評價

在對水工建筑物進行監(jiān)控之前，要對水工建筑物的安全狀況及時作出評價，并根據(jù)評價得出的結(jié)論對水工建筑物進行實時監(jiān)控。對于及時反饋建筑物的安全信息是非常重要的，它能及時控制好其中的突發(fā)狀況，但事實往往不是如此，很多時候由于安全信息反饋的不是很及時，所以就不能及時進行安全監(jiān)控或采取一定的措施進行防范，就導(dǎo)致了很多問題的出現(xiàn)。

3）對于建筑物的安全評價要有一定的標準

對于采集的信息如何確定是否出現(xiàn)異常現(xiàn)象，是根據(jù)什么原則進行評價的，這也是安全監(jiān)測必須要考慮到的，通過監(jiān)測儀器對水工建筑物進行監(jiān)測采集到的數(shù)據(jù)量是非常龐大的，需要對這些信息進行整理分析，并根據(jù)一定安全標準，來判定水工建筑物是否出現(xiàn)異常狀況，及時預(yù)警并對異常狀況及時處理

二、 水工建筑物的安全監(jiān)測布置的優(yōu)化原則

1）水工建筑物安全監(jiān)測量（ 應(yīng)力、變形、滲流等） 在空間的分布構(gòu)成了相應(yīng)的監(jiān)測量曲面（ 以下簡稱監(jiān)測曲面，以原結(jié)構(gòu)面為基準面） ，并可利用有限元分析成果進行構(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)測曲面中，一些局部的點、線或面即曲面特征對曲面的形狀有關(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行布設(shè)監(jiān)測儀表，比如說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)測大壩的滲水情況，還有就是對孔口進行監(jiān)測，看是否有裂縫出現(xiàn)，如果有裂縫出現(xiàn)但對于整個大壩來說影響不大的話就沒有必要重視，所以對于水工建筑物的安全監(jiān)測要選擇重要部位進行監(jiān)測，使監(jiān)測的效率達到最大化

3）對于水工建筑物的監(jiān)測，在重要部位要采取一定的手段進行兩側(cè)，比如說可以在建筑物的主要部位安設(shè)多個監(jiān)測儀表，對建筑物的信息進行監(jiān)測，這樣做的目的就是為了防止一些儀表出現(xiàn)問題后有其他的儀器進行采集，以免丟失重要數(shù)據(jù)，而對安全監(jiān)測造成影響，還有就是通過不同的方法進行安全監(jiān)測，這樣做的目的就是為了防止一些監(jiān)測辦法失效，從而會丟失一些信息。通過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）對于建筑物安全監(jiān)測的一些自動化的儀器是非常昂貴的，所以對于安全監(jiān)測儀表的安置，要達到最有效化，這樣才能夠及時獲得重要部位的信息，并且及時反饋信息，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)置由人工的測讀儀器，這樣才能有效的獲取建筑物的安全信息

三、工程實例

本文的研究是以三峽水利工程為研究基礎(chǔ)，主要通過一下幾點進行研究的

1）儀器布置優(yōu)化的必要性

對于大壩的安全監(jiān)測儀表布置的優(yōu)化，設(shè)計部門是非常重視的，因為監(jiān)測系統(tǒng)對大壩是非常重要的，其一設(shè)立安全監(jiān)測系統(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)測水平不是很高，所以對于建筑物的安全監(jiān)測不能在時間上和空間上實現(xiàn)連續(xù)，所以對于建筑物的監(jiān)測就要選擇比較重要的部位進行監(jiān)測，這樣既可以減少儀器的使用也可在一定程度上減少監(jiān)測的經(jīng)費，并且還能獲取有效的安全監(jiān)測資料。如果在對儀器的布設(shè)中不按照要求進行布設(shè)，那么就會出現(xiàn)監(jiān)測點少，資料不齊全的狀況，還有就是重要的信息沒有收集到。其三要嚴格要求安全監(jiān)測儀器的質(zhì)量，如果選擇的儀器精度不夠和儀器的量程不夠就會對安全檢測的結(jié)果產(chǎn)生影響，當(dāng)信息不準時還會影響準確信息的及時反饋，影響對安全狀況及時采取防御措施

2）儀器布置的優(yōu)化目標

對安全監(jiān)測儀表的布設(shè)，國內(nèi)借鑒了一些國外的布設(shè)措施，以三峽工程為基礎(chǔ)進行研究主要從以下幾個方面來進行探討：其一、對于建筑物的監(jiān)測要嚴格的根據(jù)關(guān)鍵斷面進行布設(shè)儀器進行監(jiān)測，比如說在具有代表性的大壩面進行安置檢測儀器，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)測儀器，這樣能夠及時采集大壩變形的信息，從而及時采取一些防御措施；其二、在對安全監(jiān)測儀器進行布設(shè)的時候要盡量不在同一位置布設(shè)不同類型的監(jiān)測的儀器；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。其四、減少中間安全監(jiān)測站的數(shù)量，根據(jù)要求進行布設(shè)；其五、對于儀器的布置要合理，不能出現(xiàn)一些點多，一些點布設(shè)儀器又不夠的現(xiàn)象，對于這種情況要剔除出那些多余儀器的情況，縮小監(jiān)測范圍，以及采用先進的設(shè)備和可靠的監(jiān)測手段；其五、對于儀器的布設(shè)還要以最少經(jīng)費進行布設(shè)，且達到最大效率的重要信息的采集。

四、結(jié)語

對于水工建筑物的安全監(jiān)測是非常重要的，如果做好了安全的監(jiān)測，能夠及時采集重要的信息，根據(jù)這些信息可以及時的對一些突發(fā)狀況進行處理，這樣可以最大化的減少損失，同時還能帶來一定的經(jīng)濟效益，如果合理的布設(shè)安全監(jiān)測儀器能夠及時獲取重要的信息，并且能夠及時反饋，能夠最大程度上減少安全信息的遺漏，還有就是對于合理的布設(shè)安全監(jiān)測儀器還能夠節(jié)約一部分儀器的經(jīng)費。本文研究以三峽工程為基礎(chǔ)進行研究的，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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