水工建筑物安全监测布置优化方法研究

水工建筑物安全监测布置优化方法研究

王华东 纪博文 易永杰

辽宁清原抽水蓄能有限公司 辽宁 抚顺 113300

广东省科源工程监理咨询有限公司 广东 广州 510450

中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司 北京市 100024

摘要：一个建筑物的用途决定了它本身的建筑特征，而水工建筑物为了符合他的用途而拥有自身不同于其他建筑物的特点，由于用于水利工程，他需要更多的是安全稳定施工和运行。为了保证他的稳定安全，水工建筑物的周围一般设置了很多网络监测点，多个不同地点的网络监测点，形成了一整套监测体系，对于监测点的安装布置，需要进行技术方面的研究，在保证效果的同时合理的控制成本。对于监测点的布置，对技术的要求水准是很高的，良好的监测效果能够体现出一个企业的水准，有关的方方面面都会通过监测点的效果，体现企业运营的监测能力，所以水工建筑物的监测网络系统备受企业的关注。

关键词：水工建筑物；安全监测；布置优化；方法研究

引言

从很久很久以前，水利工程建设就成为了很重要的公共基础建设之一，饱受人们的关注。因为水利工程建设大多是利国利民的基础设施，比如都江堰就是很有名的公益设施。水利建设大多用于抗洪分流等，但由于水力发电作为可再生资源，所以一些水利工程建设还用于防旱发电等。水利工程顾名思义用于控制水患，造福百姓。在他发挥同时，还要有对自身安全的保证，有一句话说的是“千里之堤，毁于蚁穴”，这句话可能有其他的寓意，但是对于水工建筑物来说，是一个惨痛的教训。所以为了水工建筑物的安全保证，有效的网络监测系统有着不可磨灭的重要作用。点成线，线成面，所以有效的监测网络系统是由监测点，监测线和监测面的共同组成，以达到相互协作的监测目的。为了更好的保证水工建筑物的安全性和稳定性，所谓的安全监测网络系统所发布的信息要具有实时性和准确性。为了水工基础设施建设找发展，要不断的优化和改进关于监测布置具体方案，达到对水工建筑物的全面保护作用。

1水工建筑物安全监测的重要性分析

1.1水工建筑物安全事故阐述

水工建筑物的网络监测系统针对的是建设施工的每一个环节，这其中包括设计环节，施工环节和监测维修环节。任何一个环节出现问题都会导致严重的后果，直接威胁的。相关人员以及周边生活的居民的人身安全以及财产安全。所以所谓的安全保护针对每一个步骤都要精致设计，然后在综合全方面的施工建设考虑，对每个环节的施工质量严格把关。施工的第一准则是把安全放在第一位，近年以来，关于水工建筑上所发生的安全事故还是有很多，虽然大家都知道安全的重要性，相关企业也会说安全第一，但是还是有很多企业不注重水工，建筑安全，对各类因素不屑一顾据。相关数据统计，超过15m的水坝建筑大约有一万四千多个，但是这一万四千多个中的损毁率达到了1%。由于技术的不断发展，关于水工建筑的安全稳定性也有所提高，已经将这种低坝的破坏率降低到了百分之零点二左右，推动了现代社会的发展和进步。

1.2水工建筑物安全监测意义分析

关于水工建筑的安全系数测量是有变化的，他的变化幅度只要维持在正常的安全指数范围内就可以，所以对于施工安全检测，要检测水工建筑物的各种参数。上面说到从微观角度来说，水工建筑物是动态变化的，因为这种变化是外界宏观不能发现的，参数变化是十分细小的，所以需要用到相关仪器，对各方面的参数进行采集，数据处理之后，对索取的监测点进行数据分析。任何细小的变化一旦超过正常安全数值范围就会导致水工建筑物成为危险的建筑，随时威胁到周围环境的安全，所以关于取舍的监测点参数测量是非常重要的。

2.水工建筑物安全监测布置优化方法探究

建筑物的功能决定了它的用途，水工建筑物有很多用途，在不同背景下他的安全检测系统结构是有所不同的。用于抗洪拦水大坝工程主要是要保证大坝所用的输入输出水渠防渗漏功能完备，还有确保大坝的坚固性和耐用性。用于水电站发电的水工建筑要保证蓄水发电时的设备使用安全。用于港湾码头的水工建筑需要对常用的基础设备进行安全检测以及安全生产。上述说的只是关于水工建筑物的一部分用途，但由此可看了水工建筑物用途不同时安全检测方面也有所不同。但是总地来说，安全检测主要优化的是对于安全检测点改进，以保证能达到监测效果的同时有效的控制成本，社保，水工，建筑的安全使用，所设计的安全检测系统能够全方位检测水工建筑。

2.1严格遵循突出曲面特征区域的优化原则

水工建筑物的环境也会影响到安全检测点的分布情况，对于水工建筑物的环境分析，会用到工程学的知识进行空间分布，对监测点的结构曲面进行分析，通过不同的曲面的计算数据构建一个函数模型，当模型构建完整规模较大时，曲面结构会可能会因为监测点密度加大而更加的弯曲，这是从工程学技术方面分析水工建筑物的地域。针对安全检测改进，就是按照区域曲率的大小进行分析考虑的，曲率大的区域可以增多监测点的布置，反之则减少对监测点的布置。

2.2应用主成分分析法实施布置监测点

对于上述水工建筑物总安全检测点的主体曲面分析，在按照有关原则的前提下，当建筑设施的曲面上方有较大空间时，表明在主体曲面竹上方可能会有两监测点之间间距不合适，超过了安全监测的范围，这个时候就要调整监测点的分布密度，根据监测点的变化方向将每一个部分平面设计进行规划分类，经过距离的计算进行空间划分。只有合理的监测距离，才能够传递有效的数据，对这些数据进行分析后，对于整个水工建筑物的安全评价才能够更加准确，所谓的优化就是指在能够达到建筑安全检测的情况下，还不增加工作量和成本支出，实现经济效益和社会效益的完美结合。

2.3依据水工建筑物的类别优化安全监测布置

针对不同的水工建筑安全检测的布置和设计，所用到的方法和技术也是有所不同的。首先会根据建筑的设计进行分类，在大致规划好安全监测点之后，在进行分布上的优化，通过不同的建筑情况进行改造，使所监测水工建筑物的体系。面对复杂的监测体系时，需要用到不同的原理和工艺，增加监测垂线，更加细致的描述水工建筑的安全变化情况。

3实例案例分析与研究

我们通过实例对安全检测点进行分析布置，比如在枢纽工程中，会经常看到一字型的安全监测点布置从左岸重力坝开始依次向右，直到右岸重力坝，轴线全长1094.55m，最高可至48m，根据这些具体的信息进行水利建设的安全监测点设置。

3.1渗流监测

所有的安全监测中也包括渗流监测，因为一般的水利工程建设中，主要还有防渗透功能，对于这些功能要进行一系列的项目检测，比如杨压力检测，绕坝渗流检测，以及对水利工程建筑物渗透压力和渗流量的检测。按实力情况分析，比如从左岸接头坝至左岸泄洪闸坝之间的渗透压力设置共有横纵见面22个，其中一个为纵向观测断面，其余均为横向观测断面，通过渗压计对渗透压力和渗透量进行监测，而左岸绕坝总共六个断面，可以用的仪器有测压管和渗压计，同时在左岸泄洪闸坝廊道内也会有安装水堰设备。

3.2应力应变及温度监测

对于水工建筑，还要测量其应力应变以及温度。一个观测断面故不只有一套完整的无应力计和三项应变计。同样的设置在厂房的断面，要布置三组，另外还要加上钢筋计和温度计。在泄洪闸坝中选择两个断面需要布置应变计和无应力计各四套用来监测混凝土的应力和统计温度的变化。

3.3变形监测

除了以上所述的监测以外，还需要对把机进行变形监测，通过安装变形计来监测各基岩是否变形，当大坝整体出现变形或沉降时，可能会出现安全隐患，及时的发现可以采取安全措施，避免造成不必要的损失。

结束语

关于水工建筑物的安全检测，我国是有硬性规定的，对很多监测点的布置方面有规定，但是并没有明确规定所部署的位置，也没有要求数量，所以关于安全检测的设计是有弹性和发展空间的，在安全监测技术发展的情况下，一定要进行创新优化，不需要最好的部署方案，而要确定最合适的，这就是在达到效果的同时，也控制了成本 不断的完善方法和改进技术，通过对检测方案的研究来推动水工建筑物安全检测的发展。

参考文献：

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