浅论沉降位移观测在水利工程运行管理维护中的地位与作用.docx

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浅论沉降位移观测在水利工程运行管理维护中的地位与作用

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摘要：水工建筑物的沉降位移观测在水利工程运行管理维护中起到重要。通过对沉降位移观测数据的分析与建模总结建筑物的变形规律，分析建筑物变形原因，为建筑物的安全运行提供可靠的数据支撑，是预防事故发生和缩小事故的重要技术手段。沉降位移观测在水利工程运行管理维护中具有十分重要的作用。

关键词：水工建筑物；沉降位移观测；工程运行管理维护；

前言

我国是一个总体上水资源极度匮乏且水量分布不均、干旱与洪涝灾害频繁发生的国家。为此我国兴建了以南水北调为代表的各种大型水利工程，包括引调水工程、泵站、平原水库、大型渡槽和隧洞、大型节制闸等。在各种水利工程的运行、管理与维护中沉降位移观测具有十分重要的作用，能够为建筑物的安全运行提供可靠的数据支撑，是预防事故发生和缩小事故的重要技术手段。

1建筑物沉降位移的原因与观测

水工建筑物变形是普遍存在的现象，建筑物在各种荷载的综合作用下，其形状、位置发生时间和空间上的变化。水工建筑物发生沉降位移等变形主要是由两方面造成的。一种是自然条件的变化，建筑物地基的稳定性及水文地质情况的变化等。水工建筑物通水运营后，局部蓄水量的变化使得荷载发生变化，地下水情况的变化也势必影响建筑物的稳定。另外一种就是建筑物勘测设计施工及运行管理中做的不到位或者不合理引发建筑物形变。建筑物变形可分为静态变形和动态变形两种，静态变形是指在某一时间段内的变形值，变形量与时间形成函数关系；动态变形则是指变形量与某种外力的关系，变形量随外力的变化而变化，只能观测建筑物瞬时的变形量。

水工建筑物沉降位移观测是针对水工建筑物存在的变形现象利用先进的高精度的测量仪器、按照科学的观测方法确定建筑物变形与时间和空间上的关系，利用精密的数据处理模型与严密误差处理方法确定水工建筑物的变形量。高精度的水准仪、全站仪、GNSS接收机等使得变形观测的精度越来越高，时效性也越来越好。SAR技术、近景摄影测量和三维激光扫描等技术也逐渐应用于水工建筑的变形观测并取得了良好的效果，对于重要的建筑物如水库大坝等还设有实时监测系统。

2沉降位移观测重要性

在水利设施运行管理维护阶段存在着非常多影响水工建筑物安全运行的因素，如地震、洪水、台风、地下水超采、采矿等，水工建筑物受其影响时就会出现位移、沉降等变形现象。当建筑物变形超过一定限度之后就会出现功能受损、无法运行的情况，甚至出现重大事故，造成巨大的损失。基于水利工程设施的特殊性，水库大坝、大型节制闸等水工建筑物一旦出现事故对人民的生命财产安全就是灾难性的，而长距离输水线路上任何一点的故障都可能造成整个输水线路的瘫痪。掌握水工建筑的健康情况是保证水利工程安全运行的前提，沉降位移观测则是分析确定水工建筑物的重要手段和方法之一。在水利工程施工、运行管理、维护中都具有十分重要的作用。

我国政府和相关部门单位也十分重视水工建筑物的沉降位移监测，在各种规范和文件中均对沉降位移观测作了详细的规定。水工建筑物的沉降位移观测是设计、施工及竣工验收中的重要组成部分，也是运行管理维护中的一项重要工作。

3沉降位移观测在工程运行维护中的作用

沉降位移观测的主要目的是发现事故和缩小事故，对于突发性的自然灾害如洪水、地震、台风等，通过灾后与灾前沉降位移观测数据的对比，可以分析灾害对建筑物影响的大小，为灾后建筑物的安全运行提供依据。地下水开采、采矿等会造成地表大范围的缓慢沉陷，从而影响建筑物的稳定。随着时间的推移，水工建筑的老化也会对建筑物的安全产生严重影响。对于此类缓慢发生变化的影响因素，通过长期的观测能够确定其对水工建筑物的影响。长期的观测数据能够总结建筑物变形的规律，预测在今后某个时间段内建筑物的变化情况，判断建筑物的安全性。

长期大量的观测数据可以总结建筑物变形规律并寻找变形原因，为以后的设计、施工积累经验。对于可控的变形，可以采取适当的措施防止事故的发生，对于不可控的变形则可以提前预案以将事故所造成的损失降到最低。

此外，除了预防事故发生和缩小事故所带来的损失之外还有以下几点作用

(1)沉降位移观测数据还可为建筑物的安全鉴定提供依据；

(2)沉降位移观测数据可以验证设计方案，发现设计方案中存在的瑕疵，公正的评价设计质量；通过分析沉降位移数据，科学准确的预报建筑物的变形，为建筑物安全运行提供必要的信息；

(3)通过沉降位移监测成果的整编和分析，总结变形规律，寻找变形原因，为以后的勘测、设计、施工提供必要的资料，从而确定或者调整设计施工方案。

目前，大型水工建筑物的沉降位移观测工作已经比较到位，而在中小型水工建筑物中运行维护中沉降位移观测往往被忽视。

结束语：

随着时间的推移，水工建筑的老化不可避免