[发明专利]一种闸站水工建筑物变形监测及状态预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑物变形监测方法，尤其是一种应用于水闸、泵站或者闸站结合布置的水利工程建筑物变形监测、变化趋势预警方法。

背景技术

水利工程是我国国民经济和社会发展的重要基础，在防洪、排涝、防灾、减灾等方面对国民经济的发展发挥了巨大的作用。由于地质、上下游河道水位变化、气温等外部因素对水利工程建筑物变形产生一定影响，从而对工程和设备的安全运行带来影响，甚至造成损坏。根据水利工程相关规程规范要求，在通常情况下，对泵站和水闸工程使用测量仪器开展人工的垂直位移、渗压、伸缩缝等观测，周期较长且由于仪器和人工操作的原因容易带来偶然误差，不能及时可靠掌握水工建筑物的变形情况，一旦发生地质灾害以及上下游特殊水位组合或极端天气极有可能对设备和工程的安全运行带来隐患。实施闸站水工建筑物变形自动监测可动态掌握水工建筑物变形情况，符合闸站工程安全运行的实际需要和实现水利现代化、信息化的需求。

目前的水工建筑物变形监测方法主要存在以下几个方面问题：

一、水工建筑物变形监测自动化程度不高。一般的人工观测测次过少，存在偶然误差的概率较大，不能及时准确掌握建筑物变形量。

二、在水利工程管理中未能及时将建筑物变形监测成果用于判断工程状态，对工程管理、工程检查和工程维修养护提出建议。

三、通常的水工建筑物自动监测方法不能对建筑物变形趋势进行智能预警,从而可能导致事故或故障扩大。如泵站建筑物的底板不均匀沉降可能会引发泵站机组故障；水闸建筑物的底板不均匀沉降会导致闸室倾斜；变形严重时可能会导致建筑物的底板断裂从而发生事故；闸基及两岸土体的渗透变形会对水闸、泵站的稳定性和强度带来不利影响，且两种破坏都不易直观发现。

四、通常的水工建筑物自动监测不能根据实际需要自动提高测量频次。

通过对现有专利技术文献的检索，公布号为“CN104501773A”、名称为“一种水工建筑物竖向变形监测装置及方法”的发明专利申请为最相关的专利文献，其提供了一种水工建筑物的变形监测装置和方法，变形监测装置所有组件便于拆卸，利用传感钻头的灵活升降及通过控制器控制钻头的收缩，增加了装置可重复性使用的功效。该专利文献依然采用人工测量的方式对水工建筑物进行检测，没有涉及到水工建筑物的智能监测及状态趋势预警问题。

发明内容

本发明目的是基于闸站水工建筑物变形自动监测成果，提供一种闸站水工建筑物变形监测及状态预警方法，以判断水工建筑物的运行状态，并对不安全状态进行实时预警，确保工程安全运行。

本发明方法具体包括如下步骤。

选定工程监测点的步骤。

采集监测信息的步骤；在选定的工程监测点布置监测仪器，将监测仪器采集到的建筑物变形信息及对建筑物变形信息有影响的相关信息传送到监测服务器；监测仪器包括静力水准仪、渗压计、测缝计、水位计等感应设备；建筑物变形信息包括垂直位移、测压管中水位及水温(渗压测量)、伸缩缝宽度、裂缝宽度等；对建筑物变形信息有影响的相关信息包括上下游河道水位、天气气温、泵站开机台数、泵站流量、水闸开闸孔数、闸门开启度、过闸流量等。

分析比对监测信息的步骤；监测服务器将采集到的水工建筑物变形信息进行存储和智能分析处理，将变形数据与同期历史数据进行比较，并结合外部因素采用趋势分析法分析得到建筑物变形趋势值，将该建筑物变形趋势值与预设的警戒值进行对比，判断工程状态并发送信息至工程运行监控和管理平台。

处理分析结果的步骤；若工程状态被判断为不安全或居于临界值，将结合工程运用情况如水泵开启台数、电动机振动情况、水闸过水流量及闸门开启度等分析建筑物变形超限的原因，同时自动增加监测信息采集的频次，并按照预设的时间间隔向指定人员发布工程状态信息和警示信息。

状态预警的步骤：工程运行监控和管理平台通过短信系统或无线网络对工程状态信息进行自动发布预警、报警信息至终端设备，直至管理人员解除报警；工程运行监控和管理平台能够实现在线监测、报警、报表制作、数据管理、远程服务，通过终端设备实现查询和智能预警功能。

进一步，在状态预警的步骤中，在发布预警、报警信息时，在终端设备上显示建筑物及监测系统的总貌和/或各监测断面结构轮廓和/或仪器分布，和/或进行图示化选测和过程曲线显示，和/或报警位置和工程状态信息显示。

进一步，在分析比对监测信息的步骤中，警戒值预设为：

垂直位移变化限值：间隔位移量限值为±5mm，累计位移量限值为±150mm，同一块底板不均匀沉降量限值为50mm；