【正文】 這就要求我們的工程在施工中為以后可能用到的安全監(jiān)測(cè)設(shè)備和儀器預(yù)留下安裝和調(diào)試空間。隨著對(duì)安全監(jiān)測(cè)知識(shí)的 不斷深入，我也有了自己的一些拙劣的見解。但這不影響系統(tǒng)作用的發(fā)揮，自動(dòng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)連續(xù)的得到觀測(cè)數(shù)據(jù)，克服了人工觀測(cè)周期長(zhǎng)、費(fèi)用大的缺陷。經(jīng)過 計(jì)算分析可以及河南城建學(xué)院本科畢業(yè)論文 第 五 章 安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用 20 時(shí)得到觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)變化曲線和報(bào)表，提高了工程觀測(cè)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性和科學(xué)性。同時(shí)利用中間結(jié)果進(jìn)行一些計(jì)算，如中間結(jié)果為揚(yáng)壓力的水位變化值，計(jì)算成果時(shí)既可算出水位高程，又可算出滲壓系數(shù)。進(jìn)行 NDA 和測(cè)點(diǎn)的狀態(tài)及信息查詢，查詢 NDA 的測(cè)點(diǎn)群、采集周期和測(cè)次，測(cè)點(diǎn)的分時(shí)段測(cè)值查詢。 圖 DSIMS 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 白龜山 閘站為中型水利工程，沒有使用大壩安全監(jiān)測(cè)的所有功能子系統(tǒng)，而是有針對(duì)性的選取了 4 個(gè)子系統(tǒng)，利用圖形制作的功能進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，同時(shí)適應(yīng)本工程的需要，數(shù)據(jù)整編模塊掛接在 “ 數(shù)據(jù)庫(kù)管理 ” 子系統(tǒng)中運(yùn)行。 節(jié)制閘 DAU20xx 數(shù)據(jù)采集單元包括 1 只 NDA1104 數(shù)據(jù)采集模塊，接入節(jié)制閘側(cè)土壓力計(jì)和滲壓計(jì)。 ⑤ 上下游水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置 在上下游翼墻的迎水面各設(shè)置 1 只壓力式水位計(jì)，以監(jiān)測(cè)上下游水位變化情況。 ① 地基反力監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置 在泵站和節(jié)制閘底板下均有地基反力測(cè)點(diǎn)： 在泵站順?biāo)鞣较蛑休S線位置底板下布置 6 只土壓力計(jì)，其中 3 只設(shè)在土基上， 3 只設(shè)在土基測(cè)點(diǎn)旁的灌注樁頂上。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)論文 第 五 章 安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用 16 第五章 安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用 工程概況 白龜山水庫(kù)泄洪閘站工程 是 平頂山泄洪工程 的重要組成部分，是為改善 平頂山水庫(kù)管理 的專項(xiàng)引水工程。肉眼巡視主要是對(duì)樁頂圈梁、鄰近建筑物、鄰近地面的裂縫、塌陷以及支護(hù)結(jié)構(gòu)工作失常、流土、滲漏或局部管涌等不良現(xiàn)象的發(fā)生和發(fā)展進(jìn)行記錄、檢查和分析。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)論文 第 四 章 工程安全 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)置 15 方便實(shí)用原則 為了減少監(jiān)測(cè)與施工之間的相互于擾，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝和測(cè)讀應(yīng)盡量做到方便實(shí)用。一般而言，機(jī)械式測(cè)試儀器的可靠性高于電子測(cè)試式儀器，所以如果使用電測(cè)儀器，則通常要求具有目標(biāo)系統(tǒng)或與其它機(jī)測(cè)式儀器互相校核 ； 第二，應(yīng)在監(jiān)測(cè)期間內(nèi)保護(hù)好測(cè)點(diǎn)。再就是，這些儀器基本都用信號(hào)線傳輸信號(hào)，而施工場(chǎng)地都比較復(fù)雜，信號(hào)線易遭受破壞，所以應(yīng)妥善保護(hù)，經(jīng)常檢查設(shè)備是否正常工作，總結(jié)各種儀器在復(fù)雜環(huán)境工作下的注意事項(xiàng)，才能保證儀器的量測(cè)精度和采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確[9]。 靜力水準(zhǔn)儀 靜力水準(zhǔn)儀是一種高精密液位測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)適用于測(cè)量多點(diǎn)的相對(duì)沉降。 土壓力計(jì)適用于長(zhǎng)期測(cè)量土石壩、土堤、邊坡、路基等結(jié)構(gòu)物內(nèi)部土體的壓應(yīng)力 [8]。當(dāng)設(shè)定后視點(diǎn)的坐標(biāo)時(shí)，全站儀會(huì)自動(dòng)計(jì)算后視方向的方位角，并設(shè)定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。 ② 距離測(cè)量 1）設(shè)置棱鏡常數(shù)。 目前，世界上許多著名的測(cè)繪儀器生產(chǎn)廠商均生產(chǎn)有各種型號(hào)的全站儀。由本文介紹的四種方法可以看出，大地測(cè)量方法是較為傳統(tǒng)且應(yīng)用較為廣泛的方法，在今天的安全監(jiān)測(cè)中仍然發(fā)揮著主導(dǎo)作用；攝影測(cè)量方法有自 己獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)，但也存在著費(fèi)用昂貴，部分地區(qū)條件不具備的缺點(diǎn)，因此應(yīng)用范圍受限；物理學(xué)傳感器方法對(duì)工程內(nèi)部變形的監(jiān)測(cè)至關(guān)重要；這些年發(fā)展起來(lái)的 GPS 技術(shù)作為一種新的監(jiān)測(cè)方法，對(duì)傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法是一種改革也是一種有效的補(bǔ)充。 在目前的 GPS 安全監(jiān)側(cè)系統(tǒng)中，一股都是利用雙頻 GPS 接收 機(jī)，采用 IGS 的精密星歷和高質(zhì)量的數(shù)據(jù)處理軟件，根據(jù)電離層組合來(lái)進(jìn)行差分計(jì)算，得出高精度的變形監(jiān)測(cè)成果。其用于變形監(jiān)測(cè)的作業(yè)方式可劃分為周期性和連續(xù)性兩種模式。 ① 設(shè)備過于專業(yè)化、價(jià)格昂貴； ② 所需工作環(huán)境在工 程中往往難以滿足，如地下空區(qū)測(cè) 量難于設(shè)置攝站； ③ 數(shù)據(jù)處理技術(shù)復(fù)雜； ④ 數(shù)據(jù)處理周期長(zhǎng)、信息反饋慢等原因，因而該法難于推廣。 大地測(cè)量方法 在這類方法中，視被觀測(cè)對(duì)象的形狀、范圍以及測(cè)量精度等要求的不同，測(cè)定平面位置的變形有等各種測(cè)量方法；測(cè)定沉降變形有精密水準(zhǔn)測(cè)量、連通管測(cè)量等；由于高精度全站儀的出現(xiàn)，使這種變形測(cè)量方法成為一種最有效、直觀的方法，并主要用于對(duì)地表的變形測(cè)量。 安全監(jiān)測(cè)的方法 觀測(cè)對(duì)象的變形過程一般都是動(dòng)態(tài)過程，只不過有的變形速度很快，有的則很很慢。而工程建（構(gòu)）筑物有各種不同類型，如：水利水電樞紐工程、橋梁、高層建筑、冶煉設(shè)施、精密輸送帶、尾砂壩、井塔和井架、架空索道、擋土墻、地下井巷、隧洞等等 。 隨著科學(xué)技術(shù)與工業(yè)化大生產(chǎn)的發(fā)展，以及人口的急劇增長(zhǎng)，必然要求加速物質(zhì)和能源的生 產(chǎn)，導(dǎo)致各種工程規(guī)模越來(lái)越大，工程費(fèi)用越來(lái)越高，工程要求也越來(lái)越精密，而一旦由于某種原因引起工程災(zāi)害，其所造成的損失程度也將越來(lái)越嚴(yán)重。 ② 研究了 大型構(gòu)筑物 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)置和監(jiān)測(cè)方法；監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集、處理、分析評(píng)價(jià)的內(nèi)容和方法 。 隨看科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和對(duì)大型構(gòu)筑物變形監(jiān)側(cè)要求的不斷提高，變形監(jiān)側(cè)儀器、技術(shù)和方法的研發(fā)也在不斷地發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)在利用 GPS進(jìn)行滑坡變形、大壩變形、礦區(qū)地面沉陷和地殼形變監(jiān)測(cè)等方面，做了大量的研究工作。常規(guī)地面測(cè)量，是采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、全站儀等常規(guī)測(cè)量?jī)x器測(cè)定點(diǎn)的變形值。也有部分已建成的橋梁因施工監(jiān)測(cè)和控制不力，成橋運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后，主梁線形呈波浪形或梁體出現(xiàn)裂紋，不但影響行車舒適，也留下外觀缺陷，有些橋梁需要投入巨資加固維修，有些橋梁提早報(bào)廢。第一，大量觀測(cè)資料是構(gòu)筑物工作性態(tài)的真實(shí)反映，可以驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)與改進(jìn)設(shè)計(jì)，對(duì)新技術(shù)、新工藝、新材料的應(yīng)用情況進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)；第二，可以判斷構(gòu)筑物運(yùn)行是否處于持續(xù)正常狀態(tài)，對(duì)不安全跡象和險(xiǎn)情進(jìn)行診斷并采取措施予以 加固；第三，利用長(zhǎng)期積累的觀測(cè)資料掌握變形的變化規(guī)律，對(duì)構(gòu)筑物的未來(lái)性態(tài)做出及時(shí)有效的預(yù)報(bào)，如果對(duì) 工程的環(huán)境監(jiān)測(cè)與險(xiǎn)情預(yù)報(bào)到位、準(zhǔn)確且及時(shí)，往往可以防止重大事故的發(fā)生 。 本文的研究工作，為深入開展大型構(gòu)筑物變形監(jiān)測(cè)技術(shù)研究提供參考。不斷出現(xiàn)的新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)、新工藝，對(duì)大型構(gòu)筑物變形監(jiān)測(cè)的精度、數(shù)據(jù)采集的時(shí)間間隔等都提出了更高的要求，不僅需要監(jiān)測(cè)其外部變形還要監(jiān)測(cè)其內(nèi)部變形和受力狀況 [1]。首先，研究了靜力水準(zhǔn)儀等先進(jìn)測(cè)量?jī)x器在大型構(gòu)筑物變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用情況，針對(duì)一些具體技術(shù)問題，得出一些有益結(jié)論，為使用高精度、智能化的先進(jìn)儀器設(shè)備進(jìn)行大型構(gòu)筑物變形監(jiān)測(cè)積累了一定經(jīng)驗(yàn) [2]。但是，目前人們對(duì)各類工程所需的地質(zhì)條件、水文情況、自然環(huán)境因素影響的客觀規(guī)律在認(rèn)識(shí)上還有一定的局限性，尤其 是在某些不利地質(zhì)條件下進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工，這些都使工程建設(shè)的各環(huán)節(jié)包含著一定的風(fēng)險(xiǎn)因素，其工作性態(tài)和安全狀況隨時(shí)都在變化。在大型橋梁的建設(shè)工程中，也不乏橋毀人亡的重大事故。即便如此，國(guó)外對(duì)大型構(gòu)筑物變形監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)的研究還在繼續(xù)，這是由于影響大型構(gòu)筑物變形的因素多而復(fù)雜，不斷出現(xiàn)的新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)、新工藝的大型構(gòu)筑物也對(duì)變形監(jiān)測(cè)和控制提出了更高的要求 [5]。近幾年發(fā)展起來(lái)的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)，也在建筑物及滑坡等變形監(jiān)測(cè)中得到了成功的應(yīng)用并顯示出 良好的應(yīng)用前景。一般是埋入式混凝土應(yīng)變計(jì)和鋼筋計(jì)，配備綜合測(cè)試儀可顯示應(yīng)變值、溫度值。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)論文 第一章 緒論 4 課 題的來(lái)源及主要研究?jī)?nèi)容 本論文依托平頂山水庫(kù)工程一 安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在 白龜山水庫(kù)泄洪 閘站工程的應(yīng)用 ，側(cè)重實(shí)踐，結(jié)合理論分析，就運(yùn)用高精度、智能化的先進(jìn)儀器設(shè)備進(jìn)行大型構(gòu)筑物變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集，解決實(shí)踐中出現(xiàn)的一些的技術(shù)問題進(jìn)行探討研究，力爭(zhēng)得出一些有益的結(jié)論。通常，變形監(jiān)測(cè)的對(duì)象分為全球性或區(qū)域性的變形研究，以及工程和局部性變形研究。根據(jù)變形監(jiān)測(cè)資料，還可檢驗(yàn)設(shè)計(jì)理論是否正確，提供設(shè)計(jì)并修改所需的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如巖體地下工程監(jiān)測(cè)，是實(shí)現(xiàn)信息化施工的重要手段。從歷次測(cè)量結(jié)果的比較中了解變形隨時(shí)間發(fā)展的情況。近 10 年發(fā)展起來(lái)的空間對(duì)地觀測(cè)遙感新技術(shù)一合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量，在監(jiān)測(cè)地震變形、火山地表移動(dòng)、冰川漂移、地面沉降、山體滑坡等方面，其試驗(yàn)成果的精度可達(dá)厘米或毫米級(jí)，表現(xiàn)出了很強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但精密水準(zhǔn)測(cè)量依然是高精度高程信息獲取的主要方法。航空攝影測(cè)量一般只適于大面積的地表變形測(cè)量。自從 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，尤其是進(jìn)入 90 年代后， GPS 衛(wèi)星定位和導(dǎo)航技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)相結(jié)合，在空間定位技術(shù)方面引起了革命性的變化。在虎門大橋建成通車后，為了掌握懸索橋在實(shí)際運(yùn)行中的變形和應(yīng)力變化規(guī)律并積累相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步對(duì)大橋的安全特性進(jìn)行評(píng)價(jià)， 采用 GPS 測(cè)量懸索橋的動(dòng)態(tài)三維位移，實(shí)時(shí)得到橋梁的線型狀況和變形規(guī)律。比如采 GPS和高精度全站儀進(jìn)行平面控制網(wǎng)測(cè)量，進(jìn)行聯(lián)合平差。利用測(cè)量機(jī)器人進(jìn)行工程建 筑物的自動(dòng)化變形監(jiān)測(cè)，在工程建（構(gòu)）筑物的變形自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方面，測(cè)量機(jī)器人正漸漸成為首選的自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)設(shè)備。 2）設(shè)置 A 方向的水平度盤讀數(shù)為 0176。 4）距離測(cè)量 照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡中心，按測(cè)距鍵，距離測(cè)量開始，測(cè)距完成時(shí)顯示斜距、平距、高差。 土壓力 計(jì) 圖 土壓力計(jì) 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)論文 第三章 安全監(jiān)測(cè)儀器 12 土壓力計(jì)圖示見圖 。 孔隙水壓力計(jì)圖示見圖 。 本章小 結(jié) 以上簡(jiǎn)要介紹了一些常用儀器的用途、使用方法和注意事項(xiàng)，從中可以看出，除了經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀外，其余的儀器都需要設(shè)置在混凝土或土體中，總與水有接觸，防水處理的好壞，會(huì)直接影響到測(cè)量結(jié)果，所以儀器本身和傳輸線的防水是個(gè)關(guān)鍵；由于工程現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜，測(cè)試點(diǎn)極易受到破壞。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則可歸納為 5 條 — 可靠性原則、多層次監(jiān)測(cè)原則、重點(diǎn)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵區(qū)的原則、方便實(shí)用原則、經(jīng)濟(jì)合理原則 [11]。 重點(diǎn)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵區(qū)的原則 據(jù)研究，在 工程 不同部位，其穩(wěn)定性是各不相同的。 地下水位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè) 當(dāng)?shù)叵滤坏纳祵?duì) 工程 有鉸大影響時(shí)，應(yīng)進(jìn)行地下水位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。當(dāng)變形超過有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或監(jiān)測(cè)結(jié)果變化速率較大時(shí)，應(yīng)加密觀測(cè)次數(shù)。 監(jiān)測(cè)內(nèi)容及測(cè)點(diǎn)布置 監(jiān)測(cè)內(nèi)容 根據(jù)《水工建筑物觀測(cè)工作手冊(cè)》和《水閘工程管理設(shè)計(jì)規(guī)范》，結(jié)合自動(dòng)監(jiān)測(cè)和閘站工程的特點(diǎn)， 白龜山泄洪閘站 的常規(guī)監(jiān)測(cè)內(nèi)容為垂直位移、底板的壓力和上、下游水位監(jiān)測(cè)；選測(cè)內(nèi)容為底板的地基反力監(jiān)測(cè)和翼墻后地下水位監(jiān)測(cè)，主要是供科研使用。由于泵站與節(jié)制閘的靜力水準(zhǔn)安 裝位置高程不同，因此在節(jié)制閘側(cè)增設(shè) 1 臺(tái)工作轉(zhuǎn)點(diǎn)。電容式靜力水準(zhǔn)儀為電容感應(yīng)方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，儀器安裝方便，防潮性能好，非接觸測(cè)量，沒有摩擦、阻力而造成的誤差。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)論文 第 五 章 安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用 18 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖見圖 1。 ② 顯示打印功能。 數(shù)據(jù)管理功能 數(shù)據(jù)管理的主要功能是進(jìn)行實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換最終成果的計(jì)算，是不同數(shù)據(jù)庫(kù)之間的文件轉(zhuǎn)換。 系統(tǒng)管理功能 系統(tǒng)管理子系統(tǒng)可對(duì)儀器布置圖及測(cè)點(diǎn)進(jìn)行創(chuàng)建或修改，并進(jìn)行初始化，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可視化系統(tǒng)配置，對(duì)系統(tǒng)日志、數(shù)據(jù)庫(kù)安全和系統(tǒng)用戶進(jìn)行管理。這篇論文介紹了安全監(jiān)測(cè)的技術(shù)及相 關(guān)儀器。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)選擇運(yùn)用較廣、技術(shù)成熟、價(jià)格較低的電式傳感器，能達(dá)到監(jiān)測(cè)要求。把安全監(jiān)測(cè)與安全經(jīng)濟(jì)學(xué)、安全管理學(xué)、安全系統(tǒng)工程等相關(guān)理論結(jié)合起來(lái)，由點(diǎn)連線，形成一個(gè)立體的、全面的安全監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)；另外，對(duì)于工程的安全監(jiān)測(cè)，主要是由儀器和管理人員組成。最終減少事故發(fā)生率，提高工程安全水平，使安全監(jiān)測(cè)工作體現(xiàn)出良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。積極引進(jìn)和學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)和理論。 目前大壩安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集有傳感器、 GPS、全站儀、電子、激光等技術(shù)；數(shù)據(jù)傳輸采用雙絞線、光纖和無(wú)線等方式；數(shù)據(jù)存貯采用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)；安全評(píng)判由計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行分析處理。同時(shí)，在設(shè)計(jì)階段將其納入工程的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)一起考慮，會(huì)更有利于工程的實(shí)施，也是安全監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。報(bào)表輸出具有數(shù)據(jù)抽取和過濾功能，可制作具有 簡(jiǎn)便數(shù)據(jù)分析功能的綜合月報(bào)表；制作自動(dòng)化監(jiān)測(cè)儀器的日?qǐng)?bào)表；提供自制報(bào)表的向?qū)?。系統(tǒng)性能檢查包括測(cè)量穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性及實(shí)時(shí)性檢查。 ① 測(cè)量控制功能。信號(hào)線、通信線采用屏蔽線，進(jìn)行可靠接地。數(shù)據(jù)采集單元包括電源模塊、通信模塊和智能數(shù)據(jù)采集模塊。 在節(jié)制閘順?biāo)鞣较蛟O(shè) 2 個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，一個(gè)斷面在中軸線位置，另一斷面選河南城建學(xué)院本科畢業(yè)論文 第 五 章 安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用 17 在邊墩位置，每個(gè)斷面分別均勻布置 3 只滲壓計(jì)，共 6 只滲壓計(jì)。雙向泵站 5 臺(tái)機(jī)組，正反向設(shè)計(jì)流量均為 40 m3/s，節(jié)制閘總凈寬 30 m，分 3 孔。 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目在 工程開始前 前應(yīng)測(cè)得初始值，且不應(yīng)少于兩次。按照監(jiān)測(cè)的物理力學(xué)量不同，監(jiān)測(cè)內(nèi)容可劃分為支護(hù)結(jié)構(gòu)、建構(gòu)物的位移或傾斜、應(yīng)力應(yīng)變 （ 土壓力 ）