关键词：水工建筑物；安全监测；监测布置；优化方式
前言：我国水电建设行业发展迅速，但在水工建筑物安全监测优化设计仍存在较大的发展空间。水工建筑物安全监测主要包括巡视检查与仪器监测两方面内容。基于此，文章主要从两个方面分析了水工建筑物安全监测布置优化方法，第一方面阐述了水工建筑物安全监测的重要性，第二方面分析了水工建筑物安全监测布置优化方法，以期能为相关同行业者提供有利的参考依据。
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
水工程建筑的各个环节的安全性都至关重要，如设计环节、施工环节、竣工后的维护与监测环节等等。假设出现安全事故，则造成的后果将不堪设想。一些水工建筑物中，特别是堤坝这种主要的水工建筑物，在设计阶段需要综合考虑各方面的因素，设计要精心、细致。施工阶段需要重视把关各个环节的质量，施工也要精心、细致。但需要特别注意的是，坚持“安全第一”的准则。但是最近几年，水工建筑物事故仍然屡见不鲜，其根本原因在于：相关企业不注重各种影响水工建筑物安全的因素。根据相关报道，历年来已建成的堤坝中，＞15m的堤坝约14000个，破坏率约1%，因为堤坝安全性与稳固性逐年增高，所以推动了社会的进步，促进了科技的发展，现阶段堤坝破坏率已降至约0.2%。
1.2水工建筑物安全监测意义分析
监测水工建筑物整体变化情况，同时在正常安全数值范围内维持水工建筑物的各方面参数，是对水工建筑物实施安全监测的目的。事实上，水工建筑物是处于动态变化的过程，从宏观方面讲，水工建筑物的外部是不能看出变化状态的，这种动态变化非常微小，若想监测水工建筑物体必须借助仪器。在建筑物体上取舍不同的监测点，对监测数据进行采集。分析及处理数据。所以，不管是对建筑物本身而言还是对人们而言，水工建筑安全监测的意义都是不容小觑的。
3水工建筑物安全监测布置优化方法研究
3.1安全监测系统设计优化原则
水工建筑物安全监测的目的就是监控建筑物的安全，其安全监测系统设计优化原则主要有以下几方面：
1)对水工建筑物总体演化工艺进行监测。运用系统监测建筑物整体性态，监测建筑物的各监测效应量的变化过程，建筑物的整体性态涵盖多层次的状态，主要涵盖建筑物力学、物理学、建材的化学状态等等，需要注意的适宜是，在水工建筑物施工及运行期间，水工建筑物状态并不是静止的，而是持续运动变化的，所以需要妥善区分变化与非常规变化，进而保障合理高效的监测区间。
2)在监测建筑物的过程中，应注意原因量要与效应量互相匹配。简而言之，假设在建筑物上对重要效应量进行取舍时，需要对波及效应量变化的原因量进行考量，与此同时，还要将原因量与效应量有效融合在一起。
3)对数据的备份实施监测。要备份水工建筑物的关键部位的监测数据，以此来保障搜集数据的整体性。假设不能备份监测数据，则可以运用不同的技术手段获取同一监测点的数据；在采集建筑安全的监测数据时，可以采用两台相同的观测仪器来进行。总而言之，必须要对监测数据进行合理有效的保障。
4)水工建筑物安全监测系统高效运行的关键构成部分是监测数据的采集、检验、存储等，监测数据的采集、检验、存储等环节自动化程度的优劣，在一定程度上会波及到整个监测系统的安全。所以，在对安全监测系统进行设计时，对系统的自动化问题一定要全面考虑，而不能在完成设计后去考虑。
3.2科学合理的布置监测点
综上所述，可将安全监测系统设计优化原则作为主要依据，来布置安全监测点，进而将各监测点的作用充分发挥出来，保障总体监测工作能够顺利完结，为水工建筑物的使用安全提供坚实可靠的技术基础。
1)布置监测点的方式
假设在主方向上的水工建筑物主体曲面面积过大，则极有可能导致某些监测点间距过大，这时，通过主成分分析法进行详细地分析建筑物曲面变化主要方向，其中的目的在于将局部所有的监测点（接近在一个平面）总结和归纳成一个类别，此外，向量空间聚类布置划分，通过减少插值拟合期间的计算误差来实现。可以考虑运用欧氏距离聚类法来完成相近的一类监测点聚类中的相关分析。欧氏距离聚类法能够在进一步划分各监测点集，同时会继续拆分一些不符合在同一平面限定条件的安全监测点，最后全部监测点集均能与平面标准相符。在水工建筑中，可能会更加复杂化安全监测点的取舍，所以必须依据实际工程概况以及实际需要作出必要的整合。
2)评估安全监测点的布置
运用最少的检测点来表征作为水工建筑典型部位（一个连续体的）安全检测量在空间形态分布上的具体变化，即水工建筑物安全监测点布置有效性的评估标准，这样的评估标准类似于曲面建模（最小化监测点数量），因此，可以运用曲面误差检测的一些方式，来评估整体建筑物的检测布置。
对于安全监测点的计算，我国相关规范要的检测精度有明确的误差容许值要求，同时详细地指出了具体用于水工建筑物安全监测改进布置的各种评估标准。水工建筑物安全监测布置取舍方法基本上等同于水工建筑结构设计方式，实际的改进布置均是在安全监测点设计分析的基础上完成的，符合了水工建筑物建设与运用过程中对安全监测点布局的设计，基于不额外增加工作量计算以及结构预算，促使整体安全监测点改进布局的方式得以实现，进而总体评估水工建筑物安全监测的布置，保障监测任务的顺利完成。
3.3实例案例分析与研究
基于以上内容，我们可以通过实际案例，加强水利建设安全监测点的设置，进一步了解水利建设安全监测点的设置。
岷江犍为航电枢纽工程是岷江下游河段（乐山-宜宾段）的第三个梯级，是以航运为主，结合发电，兼顾供水、灌溉的水资源综合利用工程。坝址位于四川省乐山市犍为县城上游3km处，其下游1.45km处为犍为大桥，距乐山市57km，距成都市144km。
岷江犍为航电枢纽工程正常蓄水位▽335.00m，水库总库容为2.27亿m3，总装机容量为9×55.6=500MW，工程规模属大（2）型，其永久性水工建筑物的主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。主要建筑物设计洪水标准均采用100年一遇设计、1000年一遇校核，消能防冲建筑物按50年一遇设计。
枢纽工程主要水工建筑物采用一字型布置，从左至右依次为：左岸重力坝、鱼道、发电厂房、右储门槽坝段、泄水闸、船闸、右岸重力坝等。坝顶高程为342m，最大坝高48m，枢纽坝轴线总长1094.55m，如图1。
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图1首部枢纽监测平面布置图
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1）、渗流监测
渗流监测项目主要有扬压力监测、渗透压力监测、渗流量监测、绕坝渗流监测，左岸接头坝至左岸泄洪闸坝10#坝段基础的扬压力及渗透压力共布置了一个纵向观测断面和21个横向观测断面，采用渗压计进行监测。左岸泄洪闸坝廊道内布置2套量水堰设备，以监测坝体渗漏情况。左岸绕坝布置6个断面，采用测压管和渗压计进行监测绕坝渗流。
2）、应力应变及温度监测
左岸接头坝选择1个观测断面，布置1组三向应变计、1套无应力计。厂房选择5#机和9#机2个断面，每个断面布置3组应变计、3套无应力计、15套温度计、8套钢筋计。左岸泄洪闸坝选择1#坝段、6#坝段2个断面，每个断面布置4组应变计、4套无应力计.以监测混凝土应力应变及温度的状态。
3）、变形监测
左岸接头坝及鱼道挡洪闸各选择1个观测断面，各布置1套基岩变形计。厂房选择3#机、5#机、7#机、9#机4个断面，主要断面布置2套基岩变形计。左岸泄洪闸坝1~10#坝段各选择1个断面，每个断面布置1套基岩变形计。以了解坝基变形监测。坝顶布置激光准直系统、正倒垂装置及变形控制网以监测大坝整体的变形和沉降。
结束语：
总而言之，目前水工建筑物相关单位及企业面临的技术难题是建筑物的安全监测，所以对于这一技术难题必须要进行有效解决，进而保障建筑物的安全平稳运行。因此，文章主要从两个方面分析了水工建筑物安全监测布置优化方法，第一方面阐述了水工建筑物安全监测的重要性，第二方面分析了水工建筑物安全监测布置优化方法，以期能为提高水工建筑物安全监测水平提供有利的参考依据。
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论文作者:邸向荣
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第4期
论文发表时间:2020/4/22
标签：水工论文; 建筑物论文; 断面论文; 数据论文; 左岸论文; 闸坝论文; 方法论文; 《工程管理前沿》2020年第4期论文;