前言

伴随着国内前所未有的大规模水利水电工程建设,大坝安全监测日益受到重视并获得了巨大进展。为了保证安全、指导施工、检验和反馈设计,各工程相继埋设了大量观测仪器。随着自动化监测技术的发展和逐步成熟,大坝监测资料的精度和频度也达到了一个新的水平,为水库蓄水前的大坝安全鉴定、工程竣工验收,以及大坝运行期的安全定期检查,评价工程质量和工程安全,提供了科学依据。

诚然,监测资料分析报告要达到常规的监测资料整理整编工作要求相对容易,但如果要从浩繁的海量监测资料中发现工程存在某些异常及其成因,其难度要大很多,但这恰恰是资料分析工作质量高低的主要考量因素。

对大坝而言,其所谓的异常现象说明该建筑物可能真的存在问题,甚至影响到大坝的安全,但也可能是假象,对大坝安全可能没有影响。只有在对监测资料进行充分的挖掘分析,才能得出最后结论。

通过分析大坝原型监测资料评估大坝的安全状况,需要掌握基本的坝工理论知识,了解大坝的设计理论和假定,以及预期的工作性态。如果监测成果显示实际性态和预期性态不一致,就需要从实际的边界条件,受力情况、材料特性等方面挖掘原因。此外,统计数学工具也是必需的。作者认为,一名水利水电工程专业毕业的大学生,已经基本具备从事上述工作的能力,只有在遇到十分复杂或不确定性很大的情形时,才有可能需要更高深的数学力学知识。

众所公认,经验性、实践性是坝工技术的显著特点,这不仅体现在工程勘测、设计和施工上,也同样体现在原型监测上,特别是监测资料分析及大坝工作性态评估上。因此,一名合格的资料分析人员需要丰富的工程经验和深厚的实践功底。

此外,对监测仪器设备的结构、工作原理及安装埋设方法的了解也至关重要,它有助于甄别监测数据的有效性、判断“异常”现象的真实性,避免因虚假信息的干扰给分析判断带来困难,甚至得出错误结论,误导决策。

本书所列众多的工程实例有力地诠释了上述观点。作者从事的水工建筑物安全监测工作,得益于所学专业是水工结构、工程力学,有系统掌握坝工理论知识的基础及扎实的力学功底。加上本书第一作者早年曾参与施工和设计的工作经历,积累了一定的实践经验,后来又调动至南京自动化研究所(现南瑞集团)的大坝观测资料分析中心,长期从事大坝原型观测资料分析工作,至今已达30余年。更得益于南瑞集团是一家从事监测仪器设备研制、生产及工程现场安装埋设的专业厂家,给作者提供了熟悉各种监测仪器设备的工作原理和特性得天独厚的场所。

随着自动化监测技术发展日新月异,仪器设备的观测精度和可靠性不断提高,大大深化了我们对水工建筑物工作性态规律的认识。本书尽可能多地收集了最新自动化观测研究成果,使书中的实例更加翔实丰富,精度和可靠性也进一步提高。为自动化监测的发展和创新提供了第一手资料。

本书旨在借助于这些实例阐述原型监测资料分析的方法思路,展示这些成果在分析评估、验证设计、指导施工和决策支持中发挥的不可替代的作用,希望其中独特的视角能为国内同行带来有益的启迪和帮助。

本书内容涉及到的具体工程,定稿前均尽可能对工程近况作了回访,并对相关内容做了进一步修改和验证,在此谨对各有关单位的大力支持表示由衷的谢意!

此书得以顺利完稿并出版,首先要感谢南京南瑞集团公司水利水电技术分公司刘观标总经理的大力支持,感谢工程监测技术事业部崔岗总监、邓检华教授级高级工程师和凌骐博士等同事的热情协助。对参与过有关课题研究的原国网南京自动化研究院大坝及工程监测研究所的同事们及所内外有关专家学者的支持和帮助致以诚挚的谢意!河海大学沈长松教授对本书内容提出了许多中肯的修改建议,在此一并表示深切感谢!

限于作者自身的水平和客观条件,缺点和错漏在所难免,欢迎读者指正。

作者　　

2014年9月