大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的分析研究

謝曉勇 新疆額爾齊斯河流域開發(fā)工程建設(shè)管理局

1.引言

大壩項(xiàng)目安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)應(yīng)用，主要以安全監(jiān)控為主要環(huán)節(jié)，成為各大大壩項(xiàng)目施工的關(guān)鍵。在共同努力奮斗下，水庫大壩施工技術(shù)水平不斷提升，陸續(xù)研究和提出了相關(guān)新技術(shù)、新方法、新儀器，對(duì)提升我國大壩安全監(jiān)測(cè)工作起到關(guān)鍵性作用。尤其近幾年，在各項(xiàng)目創(chuàng)新應(yīng)用及實(shí)施的過程中，通過全國重點(diǎn)大壩項(xiàng)目的專業(yè)施工技術(shù)研討會(huì)議，對(duì)相關(guān)技術(shù)問題進(jìn)行研究和分析，并達(dá)成施工技術(shù)應(yīng)用共識(shí)，不斷應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目中。例如通過關(guān)鍵性的研討大會(huì)提出了“大壩施工設(shè)計(jì)應(yīng)不斷優(yōu)化、施工技術(shù)應(yīng)得到不斷保障、施工應(yīng)用儀器及機(jī)械設(shè)備應(yīng)完善”的施工技術(shù)應(yīng)用理論。相關(guān)理論的研究也已經(jīng)付諸實(shí)施，并建立了一定的施工監(jiān)理安全考核機(jī)制，近幾年，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，大壩項(xiàng)目安全監(jiān)測(cè)技術(shù)及施工技術(shù)的相互結(jié)合，為促進(jìn)和發(fā)展水庫大壩項(xiàng)目施工技術(shù)高效應(yīng)用具有重要意義。

2.影響水庫大壩安全的因素

2.1 設(shè)計(jì)因素

大壩項(xiàng)目設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)如果沒有設(shè)計(jì)好，就會(huì)導(dǎo)致水庫大壩項(xiàng)目施工質(zhì)量不能夠保證，這樣可能會(huì)對(duì)大壩施工安全性能造成直接影響。水庫大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用中，主要以大壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用為主，主要對(duì)大壩項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)、地質(zhì)勘察作業(yè)及水文資料的收集、計(jì)算作為主要工作內(nèi)容，做好前期大壩設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作。

2.2 施工因素

大壩項(xiàng)目施工過程中，應(yīng)對(duì)施工方案進(jìn)行反復(fù)論證，確保科學(xué)合理開工，施工進(jìn)程中出現(xiàn)的問題，應(yīng)及時(shí)提出，及時(shí)解決，以此確保施工質(zhì)量的不斷提高。施工質(zhì)量的好壞主要依據(jù)施工技術(shù)方案的制定模式，以此決定水庫大壩施工安全性能，對(duì)施工中出現(xiàn)的各類安全問題，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行分析，如混凝土壩體結(jié)構(gòu)的溫控措施實(shí)施可行性及泄洪建筑物的機(jī)電安裝等。

2.3 管理因素

大壩項(xiàng)目的管理運(yùn)行不僅關(guān)系到設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，還關(guān)系到施工技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，是大壩建成后投入順利使用的關(guān)鍵影響因素之一。水庫大壩的運(yùn)行管理主要是指機(jī)電設(shè)備的安全監(jiān)管、檢查維修及水庫的調(diào)度實(shí)施等，對(duì)監(jiān)測(cè)方法、監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行安全隱患的排查，做好影響大壩安全性能及穩(wěn)定性的技術(shù)監(jiān)測(cè)。

3.大壩施工的主要技術(shù)

3.1 施工導(dǎo)流技術(shù)

在施工導(dǎo)流技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)中，主要以控制河流流速為主，確保大壩項(xiàng)目施工過程中減小由于河流造成的影響，由于在大壩施工導(dǎo)流作業(yè)的過程中，水文地理環(huán)境因素影響較大，如水文中的水流量大小、回旋流量及含泥沙量等，因此，在水利工程施工的環(huán)節(jié)中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注施工導(dǎo)流技術(shù)應(yīng)用的基本方案，明確分期導(dǎo)流技術(shù)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，并對(duì)施工導(dǎo)流技術(shù)常見的影響因素進(jìn)行全面分析，如基坑是否被淹沒等。

3.2 混凝土的拌制

混凝土的拌制要嚴(yán)格的按照相關(guān)技術(shù)方案，對(duì)原材料的使用量進(jìn)行控制的前提下，要按照設(shè)計(jì)的基本要求和規(guī)范，可通過實(shí)際的稱量作業(yè)來實(shí)現(xiàn)各種原料的搭配使用，保證稱量的精確度，在混凝土拌制作業(yè)的實(shí)施過程中，尤其是原材料的采購作業(yè)開展環(huán)節(jié)，要首先對(duì)材料的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)分析，嚴(yán)格控制原料符合國家相關(guān)規(guī)范要求，尤其大壩混凝土的攪拌，可選擇使用強(qiáng)制攪拌機(jī)，確保運(yùn)送混凝土的車與出料口之間的高度差處于2m以內(nèi)，同時(shí)要避免落差過大導(dǎo)致混凝土離析現(xiàn)象發(fā)生。

3.3 混凝土壩的養(yǎng)護(hù)

混凝土壩體的養(yǎng)護(hù)主要以混凝土的養(yǎng)護(hù)為主，在混合料攤鋪?zhàn)鳂I(yè)實(shí)施后，要按照持續(xù)性碾壓作業(yè)，將具備一定質(zhì)量化的保濕材料平鋪在混凝土結(jié)構(gòu)的表面，并進(jìn)行水泥水化處理，對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)技術(shù)的高效實(shí)施具有重要促進(jìn)作用。

4.水庫大壩安全監(jiān)測(cè)的措施

在水庫大壩項(xiàng)目安全監(jiān)測(cè)的過程中，從整體結(jié)構(gòu)、近壩區(qū)岸坡及周邊區(qū)域環(huán)境中，可利用專業(yè)設(shè)備及現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員的不斷巡視，對(duì)安全監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制與統(tǒng)計(jì)，并通過篩選提出安全監(jiān)測(cè)狀態(tài)的科學(xué)評(píng)估，并針對(duì)水庫大壩的安全監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀況進(jìn)行合理化的預(yù)測(cè)分析，從而高效確保水庫大壩安全性能的有效實(shí)施。從安全監(jiān)測(cè)方法上看，主要對(duì)水庫大壩采取有效的監(jiān)測(cè)措施如下：

4.1 人工定期巡查

人工定期巡檢是保障大壩施工作業(yè)安全性，施工質(zhì)量提升的關(guān)鍵措施，因此應(yīng)定期、定量開展，對(duì)出現(xiàn)的施工漏洞問題應(yīng)如實(shí)匯報(bào)，集中解決，尤其在雨季，要做好輪值輪守，對(duì)大壩體整體結(jié)構(gòu)施工過程中的各項(xiàng)安全監(jiān)測(cè)指標(biāo)及性能等進(jìn)行評(píng)估，并及時(shí)的監(jiān)測(cè)、及時(shí)反饋和處理。

4.2 大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是建立在信息化、技術(shù)化基礎(chǔ)上，對(duì)于維護(hù)大壩施工安全，提升施工監(jiān)管質(zhì)量等方面具有促進(jìn)作用。當(dāng)前應(yīng)建立科學(xué)化、合理化的大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，以提升大壩安全監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化性能，并保證監(jiān)測(cè)方式、監(jiān)測(cè)結(jié)果的可行性、準(zhǔn)確性、準(zhǔn)時(shí)性。

4.3 科學(xué)的管理和分析

科學(xué)管理是大壩安全系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵，主要包含對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的管理、數(shù)據(jù)的采集管理、儀器設(shè)備的管理及數(shù)據(jù)分析管理等，對(duì)應(yīng)性提出診斷數(shù)據(jù)管理措施，并由相關(guān)設(shè)計(jì)人員整理安全監(jiān)測(cè)內(nèi)容，科學(xué)分析和管理正確的驗(yàn)證資料以后，以此確保大壩安全監(jiān)測(cè)工作的高效開展。

5.自動(dòng)化監(jiān)測(cè)

5.1 測(cè)點(diǎn)選擇

自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用逐步滲透到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中，在大壩項(xiàng)目施工中，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用為提升大壩安全監(jiān)測(cè)效率、精度和速度提供一定技術(shù)支撐，同時(shí)也為相關(guān)信息技術(shù)的高效應(yīng)用提供一定理論支撐。由于水利工程中大壩項(xiàng)目施工中的測(cè)點(diǎn)相對(duì)較多，因此如何有效的選擇相關(guān)自動(dòng)化系統(tǒng)，是提升自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。每座大壩都有其自身的結(jié)構(gòu)及施工特點(diǎn)，因此對(duì)于大壩安全運(yùn)行中的相關(guān)問題，應(yīng)及時(shí)的針對(duì)隱患提出相關(guān)解決措施，并進(jìn)行跟蹤動(dòng)態(tài)性監(jiān)測(cè)。

5.2 報(bào)警系統(tǒng)

當(dāng)前，對(duì)于已經(jīng)建立的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)來說，一般情況下僅有超限報(bào)警處置功能，同時(shí)還應(yīng)增加故障監(jiān)測(cè)報(bào)警，對(duì)于測(cè)定過程中的超限報(bào)警物理量進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)的控制報(bào)警分析。此外，針對(duì)水庫實(shí)際水位超出設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，應(yīng)對(duì)水庫的泄洪量進(jìn)行報(bào)警指標(biāo)的分析。建議將安全監(jiān)測(cè)與水情測(cè)報(bào)兩種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警分析，構(gòu)建整體化的報(bào)警處理系統(tǒng)。

5.3 人工比側(cè)

自動(dòng)化監(jiān)測(cè)不允許出現(xiàn)系統(tǒng)中斷監(jiān)測(cè)的現(xiàn)象，必須長(zhǎng)期可持續(xù)性監(jiān)測(cè)，以此實(shí)現(xiàn)大壩及地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的動(dòng)態(tài)性數(shù)據(jù)變化與監(jiān)測(cè)收集，對(duì)于發(fā)生故障的信息應(yīng)及時(shí)進(jìn)行判斷并迅速排除，同時(shí)可通過人工觀測(cè)的方式，對(duì)取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，尤其是汛期洪水狀況。

6.結(jié)束語

綜上所述，為實(shí)現(xiàn)大壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)有效開展，結(jié)合以往實(shí)踐作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)施工過程中發(fā)現(xiàn)的問題，提出相關(guān)解決措施，通過各類大壩設(shè)計(jì)作業(yè)流程，分別從設(shè)計(jì)施工、咨詢審查、資料的分析、安全監(jiān)測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)等各個(gè)方面進(jìn)行分析，對(duì)具有普遍性、代表性的安全監(jiān)測(cè)技術(shù)問題進(jìn)行分析，以此進(jìn)一步提高我國大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)及施工技術(shù)應(yīng)用水平。