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论水工观测在水利工程管理中的重要性满扎尔•唐海

发表时间：2021/4/15 来源：《基层建设》2020年第32期作者：满扎尔•唐海

[导读] 摘要：我国目前的发展大环境下，水利工程是一项投资较大的国家利民基础设施工程项目，对于水利工程项目的施工管理来说，它掌握着整个施工项目团队的命脉并且能有效促进施工方案的制定、项目预算与工程造价计算、加强施工现场施工管理等，所以做好水工观测是水利工程至关重要的工作。

        新疆华电沙尔布拉克水电有限责任公司新疆 830000
        摘要：我国目前的发展大环境下，水利工程是一项投资较大的国家利民基础设施工程项目，对于水利工程项目的施工管理来说，它掌握着整个施工项目团队的命脉并且能有效促进施工方案的制定、项目预算与工程造价计算、加强施工现场施工管理等，所以做好水工观测是水利工程至关重要的工作。
        关键词：水工观测工作；水利工程；施工管理；重要性探究
        引言
        利工程的观测工作是及时掌握工程实际状态和当前运行情况，及时发现工程隐患，充分有效发挥工程效益的基础性工作。水利类船闸与常规水工建筑物不同，由于船闸全天２４小时运行，船舶过闸引起的水流对地基基础与航道的冲刷，会导致水工建筑物基础部分因河道冲刷，产生不均匀沉降、扬压力异常，甚至影响工程正常运行等情况。观测工作的目的就是及时发现并掌握变形规律，采取预防和改善措施，避免造成工程事故。
        1水工观测在水利工程管理中的重要性
        水利工程观测工作大概可以分为以下观测任务与项目，即水利工程变形观测；水利工程温度观测；水利工程渗流观测；水利工程应力观测；岸坡崩塌观测；水库淤积、波浪、河道情况观测；水利工程冰凌、异重流、抗震检测及水库浸没观测等等。观测工作的主要步骤为前期进行科学、合理并符合实际情况的观测设计，充分考虑并落实当前水利工程的特点以及使用需求，优化并完善专业观测设备与观测系统，随后及时伴随着水利工程建设的推进进行专业观测设备的运行情况检查检验；水利工程建设中的现场水工观测同样不可小觑，相关项目团队务必进行严格、严谨且规律的水工观测及研判分析工作，做出水利工程项目施工风险与稳定性的评判；最后，水利工程项目相关施工团队还要对每次水工观测工作资料进行整合与分析，合理地进行分类与储存，以便于后期水工观测工作对长期积累下的观测资料与特殊情况进行总结与分析，有利于水工观测这一工作的简单化与实效性的发展，促进行业发展并提高水利工程建设项目的安全性、稳定性与经济效益。
        2水工观测在水利工程管理中的应用分析
        2.1大坝位移观测
        考虑到大坝沉降监测的问题，在进行位移监测时，必须先设置两个沉降点，然后定期监测沉降点口和沉降点。此外，必须在大坝的顶部和底部之间建立垂直通道。在此过程中，需要通过在水坝顶部适当的位置设置接收目标。另外，必须在降低激光位置的情况下将下部位置设置为能够将激光降低准确地投射到上部接收目标上。最后，根据测量得到的两个位移“△”和“△”设置变形程度和变形的方位角。此外，有必要观察大坝中的裂缝，观察的方向主要是在裂缝的方向、长度、分布、宽度、变化等来监视裂缝。如果需要对裂缝进行编号，每个裂缝需设置两组观察值，一组在裂缝的最宽处，另一组在裂缝的最宽处。需要进行一系列观察，首先，对于该区域较大的裂缝，如果手动测量受到限制，则需要执行有效的测量方法，例如：使用短距离摄影测量；然后，对于较小的裂缝，可以使用小型钢直尺、游标卡尺或其他工具进行测量，或者定期使用栅格板（但较大）进行测量。无论是区域裂缝还是小面积裂缝，都需要绘制每个观察位置以及裂缝的形状和大小，绘制裂缝分布图，并按顺序编辑裂缝观察结果手册，密切监控并控制大坝的稳定性。
        2.2测压管水位观测
        高港船闸测压管管口高程每年校测１次，因仅埋设下游引航道西侧，故仅需从工作基点ＢＭ２到ＢＭ２，采用光学测微法单路线往返观测，按四等水准测量，观测数据与上年相差１ｃｍ以内可不作修正。高港船闸测压管灵敏度试验每５年进行１次，选择水位稳定期进行，采用注水法。即试验前用电测水位计测量管中水位，然后向管中注入清水，注水量约测压管容积５倍左右，即约３０Ｌ水。注入后不断观测水位，直至恢复到或接近注水前水位。对于黏壤土，注入水位在１２０ｈ内降至原水位则灵敏度合格；对于砂壤土，注入水位在２４ｈ内降至原水位灵敏度合格；对于砂粒土，１～２ｈ降至原水位或注水后水位升高不到３～５ｍ为合格。

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        2.3水利工程土坝设施水工观测项目
        水利工程项目中土坝设施使用运行的特殊性，必然会使其长期与外界环境、空气、天气接触，受到外部制约因素的影响较大，相较于其它水利工程设施拥有更高的安全风险，而且土坝一旦发生安全事故将是毁灭性的、不可挽回的。在现有的水利工程项目中，会有很大几率因为水利工程水工观测工作不到位、前期工程设计欠缺、施工环节与相应工序出现问题、后期运维管理工作不够完善等情况的出现加速水利工程项目土坝的老化与安全隐患的产生，影响水利工程运转性能与效率、效益的同时危害到周边社会群众的生命财产安全[2]。很多未能做好水工观测的水利工程项目往往不能及时预估、评判与发现并解决水利工程土坝中的安全隐患，等到汛期或是恶劣天气进行人工巡查时才发现为时已晚，此时水利工程相关负责团队进行的就只有补救工作，而且可能会造成不可挽救的后果。因此，在水利工程项目施工建成之前进行科学有效的水工观测工作十分重要，能帮助水利工程项目团队转被动局势为主动位置，降低水利工程项目出现安全隐患的可能性。而常见的水利工程项目水工观测有两种探测方式，一种是使用探头进行钻孔或是同位素探测等对水利工程进行有损探测，但是此方法可以大幅度加快水工观测工作进程以保证及时发现水利工程的安全隐患；另一种则是较为环保且无损的仪器水工观测法，通过采集的材料与信息进行综合集成与分析处理最终推断出水工观测结果，此种方法虽然保证了水利工程设施的完整性但相对于前面一种方法存在一定的误差与技术应用局限。
        2.4河床断面观测
        高港一线船闸与二线船闸共用上下游引航道，下游右岸为直立挡墙。引航道上游为内河侧，下游为长江侧。船闸工程设有３０个断面，其中上游１１个，下游１９个，共６０根断面桩，断面桩桩顶高程考证分左右岸进行，观测线路均从工作基点ＢＭ２到ＢＭ２，采用四等闭合水准测量。由于下游河床受长江影响明显，于汛前汛后各观测１次，上游河床只在汛前观测１次。汛前和汛后观测均采用中海达Ｖ９０ＧＮＳＳ　ＲＴＫ　ＧＰＳ系统协同中海达ＨＤ－３７０全数字变频测深仪对河道断面进行测量，测量同时记录风向、风力、观测时间，起点距精确至０．１ｍ，水深精确至０．０１ｍ。
        2.5大坝的沉降观测
        沉降观测基准应尽可能在大坝的变形影响范围之外进行填充，控制在钻井边线50m以内，并根据相应的标准进行石块填充。观察点应设置在变形的物体上方。埋石通常每20m完成一次。应仔细观察支护阳角和最接近基坑的原始大坝的位置，但大坝沿外壁的四个边距应在10~15m处。根据列设置点，对于原型大坝，设置基准轴对称尾部的位置、人造和天然基础的位置、裂缝和伸缩缝的位置，各种高度的水力建筑，新老水坝的交叉点的位置。还需要设置大坝的交接位置，在填充桩位之后和建造坝体之前，有必要使用超精密水准仪进行首次观测。在实际施工中，通常需要观察每1层或2层。如果停机时间太长，则必须观察何时完成施工以及何时开始施工。如果裂缝很严重，应立即或定期观察，大坝完工后，观察频率通常为每月一次。每次观察后，应仔细检查相应的数据，以确保数据计算的准确性，然后调整高度差闭合误差并仔细计算沉陷观测点的高程。为了更全面地将计算结果记录在下沉观测记录表中，这反映了每个沉降点随时间和负载的变化，观测点的沉降也发生了变化，因此必须设置沉降曲线。
        结束语
        总而言之，水利工程项目中的水工观测是最为关键的一道工序，做好水工观测相关工作不仅可以有效控制水利工程的施工质量与工程造价，还可以在降低水利工程出现安全隐患几率的同时提升项目团队的经济效益，推进我国水利工程行业的发展并实现广大社会群众安居乐业的美好的社会愿景。
        参考文献
        [1]张阳.水利枢纽水情信息监测系统的建设管理[J].内蒙古水利,2018(11):56-57.
        [2]胡东婕.基于BIM的输水工程安全监测可视化及预测评价研究[D].天津大学,2018.
        [3]朱冰.水利防汛信息技术在水利工程建设中的应用[J].河南科技,2018(29):101-102.
        [4]唐飞.水闸工程安全检测及评估标准分析[J].山西水利,2018,34(09):16-18.
        [5]谢军.水利工程大坝结构设计及运行监测的思考[J].黑龙江水利科技,2018,46(08):228-229+242.