劉子明
摘要:在海上油氣的工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)之上,建筑工程中的對灘海人工島的運(yùn)行期的安全監(jiān)測的方法以及技術(shù)要求關(guān)注度比較高,在監(jiān)測方面是以采用全自動化的系統(tǒng)進(jìn)行操作,并且結(jié)合實(shí)際油田的人工島的運(yùn)行期的安全監(jiān)測的系統(tǒng)進(jìn)行研究。真正實(shí)現(xiàn)了灘海人工島的自動監(jiān)測,數(shù)據(jù)處理以及最后的信息發(fā)布和預(yù)警工作。本文根據(jù)灘海人工島的工程監(jiān)測運(yùn)行階段的維護(hù)和管理技術(shù)進(jìn)行簡單的闡述。
關(guān)鍵詞:灘海人工島;建筑工程;安全監(jiān)測;自動化系統(tǒng)
一.灘海人工島工程安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)的發(fā)展
我國的近海區(qū)域的石油的工業(yè)技術(shù)正處于發(fā)展中,但是相對于過去,石油工業(yè)的開采工作和經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)得到了相應(yīng)的改善,特別是在渤海附近的地區(qū)以及其他的近海區(qū)域,近幾十年來建筑了多個大型的灘海人工島的結(jié)構(gòu)。雖然灘海人工島的建設(shè)工程,在我國仍然處于起步階段,施工工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也很有限。在施工期的灘海人工島的建設(shè)安全中的控制管理,最先制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的是中國石油天然氣集團(tuán)公司,并且在2010年頒布實(shí)施,對灘海人工島的工程施工期階段中的監(jiān)測安全的施工建設(shè),以及管理打好了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。但是,對于人工島在運(yùn)行期的工程安全管理以及相應(yīng)地維護(hù)標(biāo)準(zhǔn),我國還沒有正式的出臺。
灘海人工島的工程建筑于相對大陸比較復(fù)雜的海洋環(huán)境中,灘海人工島的防護(hù)結(jié)構(gòu)是圍堤,其主要功能和工程結(jié)構(gòu)型式等同于港口工程的防波堤,當(dāng)受到外來的風(fēng)浪,海冰,潮流,風(fēng)暴潮,地震等自然性的海洋災(zāi)害環(huán)境共同影響時,其損壞程度會比陸地上的工程嚴(yán)重。多年來的人工島建設(shè)及防波堤因自然災(zāi)害而損毀的工程事件很多,破壞程度和形式也有很多種,例如:強(qiáng)風(fēng),大浪,風(fēng)暴潮增水,海冰等,這樣的惡劣海況會造成人工島的圍堤形式的防護(hù)層遭到破壞,還有整個島面被淹;有時由于海底的動力環(huán)境的嚴(yán)重變化,地震,海底地質(zhì),填土物質(zhì)等因素引起的人工島體的滑移,沉降,斷裂現(xiàn)象。
各種人工島,防波堤的事故發(fā)生時間,組織,破壞形式均有自己的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)波浪時,標(biāo)準(zhǔn)偏要偏低,對波浪水動力的基本特性認(rèn)識不足是建筑結(jié)構(gòu)對于外界損壞的主要原因,但是防護(hù)結(jié)構(gòu)以及建筑工程施工的工作條對于損壞的結(jié)構(gòu)形態(tài)和發(fā)展,以及地基的承載能力但不到正常標(biāo)準(zhǔn),施工期的損壞等應(yīng)該高度重視。人工島的圍護(hù)結(jié)構(gòu)遭到破壞時都會伴隨著其自身的結(jié)構(gòu)異常,嚴(yán)重時肯能會出現(xiàn)大面積的變形,但是關(guān)于這點(diǎn),可以通過安全監(jiān)測系統(tǒng)及時的獲取信息,對于災(zāi)害體的判斷發(fā)展情況和預(yù)警系統(tǒng)的監(jiān)測有著重要的技術(shù)支持。
人工島的運(yùn)行期的工程安全監(jiān)測理論,對于我國來說還是個空白,建筑系統(tǒng)的各項(xiàng)應(yīng)用研究和設(shè)計(jì)就會無章可循。目前,國內(nèi)的各種大型人工島均采用施工期的監(jiān)測延續(xù)手段,但是即使這樣也不能滿足現(xiàn)階段的現(xiàn)代化的人工島運(yùn)行期安全監(jiān)測管理的要求。灘海人工島在運(yùn)行期的安全監(jiān)測中,應(yīng)該采取自動化的監(jiān)測系統(tǒng),其自動化的安全監(jiān)測系統(tǒng)對于人工監(jiān)測來說,有著特殊的作用,不但能實(shí)時系統(tǒng)的連續(xù)地監(jiān)測,并且不容易受到外界的環(huán)境影響,最重要的是能在惡劣的環(huán)境下特殊作業(yè),這是人工采集所不能相比的。這對于跟蹤災(zāi)害體發(fā)展過程,進(jìn)行預(yù)警和反應(yīng)分析具有十分重要的意義。
二. 人工島的安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)
人工島的運(yùn)行期間的安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)是由四部分構(gòu)成,包括:監(jiān)測儀器,數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng),數(shù)據(jù)傳輸自動化的系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)發(fā)布系統(tǒng)。各個子系統(tǒng)都可以獨(dú)立運(yùn)行,但是卻以“單鏈”的方式一起協(xié)同工作。
2.1運(yùn)行期安全監(jiān)測內(nèi)容
人工島安全監(jiān)測分為:施工期,運(yùn)行期這兩個階段。人工島的運(yùn)行期,其安全監(jiān)測和施工期相比較來說,監(jiān)測內(nèi)容和監(jiān)測運(yùn)轉(zhuǎn)期間的功能及判斷指標(biāo)有著本質(zhì)性不同點(diǎn),兩者不可互相替代,或以相似工作性質(zhì)的都不可以予以替代使用。
人工島的安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)是采用了自動實(shí)時監(jiān)測的技術(shù)手段。實(shí)時監(jiān)測是指通過各種監(jiān)測,采集,傳輸,以及發(fā)布技術(shù),從而使管理人員能夠在第一時間對人工島的情況進(jìn)行了解,跟蹤和掌握有關(guān)圍堤的變形動態(tài),以便做出及時的決策和應(yīng)對技術(shù)。自動監(jiān)測系統(tǒng)中最主要的實(shí)時性,也就是遠(yuǎn)程操作管理人員能夠及時的獲取災(zāi)害體現(xiàn)時主體的變形信息,過程無需技術(shù)人員的干預(yù),特別是惡劣的海況條件下,人工是難以對人工島進(jìn)行現(xiàn)場采集工作的。這就表明,實(shí)時特性最大程度的解放勞動力,降低了監(jiān)測人員的生命危險和運(yùn)營成本。
2.2安全監(jiān)測的自動化系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)
人工島的安全監(jiān)測自動化系統(tǒng),其中包含四個系統(tǒng)子系統(tǒng): 圍堤沉降監(jiān)測系統(tǒng),圍堤水平位移監(jiān)測系統(tǒng),圍堤地基土孔隙水壓力監(jiān)測系統(tǒng),潮位監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)的本身特點(diǎn)是具備數(shù)據(jù)采集,繪制過程線、監(jiān)測報表、數(shù)據(jù)管理、傳感器設(shè)置、用戶管理、系統(tǒng)設(shè)置、系統(tǒng)幫助等。
2.3 安全監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行期的預(yù)警探究
施工期的預(yù)警指標(biāo)為人工島的施工安全的監(jiān)測和維護(hù)提供了保障和技術(shù),并且把水平位移,沉降的變化速率以及超靜的空隙水壓力的增加量定量為預(yù)警的指標(biāo)數(shù)據(jù)觀測點(diǎn)。預(yù)警指標(biāo)在原則意義上是根據(jù)工程需要而設(shè)計(jì)的,當(dāng)空隙水的壓力因潮漲潮落而變化時,就會連帶性的滯后,這就可以在安全監(jiān)測預(yù)警方面提供了重要的參考指標(biāo)。
對于運(yùn)行期間的預(yù)警觀測模式包括以下兩個方面:環(huán)境因素導(dǎo)致的預(yù)警和人工島的安全監(jiān)測的預(yù)警模式。在設(shè)計(jì)環(huán)境因素方面,主要是指建筑工程的施工設(shè)計(jì)是能夠在惡劣的環(huán)境條件下進(jìn)行的,比如:地震,海嘯,暴風(fēng)暴雨,冰害等天氣干擾,這些天氣數(shù)據(jù)的掌握可以通過當(dāng)?shù)氐臍庀蟛块T進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控和掌握,人工島的施工單位進(jìn)行獲取預(yù)報,預(yù)警信息。以上自然災(zāi)害對人工島破壞能力和破壞作用不是絕對的,但是在施工安全上有很大的影響,我們把其歸結(jié)為人工島的安全預(yù)警環(huán)境中。其次,灘海人工島的運(yùn)行期的監(jiān)測預(yù)警是指當(dāng)監(jiān)測值超過允許值時,灘海人工島就會出現(xiàn)相應(yīng)的安全風(fēng)險,這里一般指的是:圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,人工島的穩(wěn)定性等。只有在特殊情況下安全風(fēng)險指的是后者。安全風(fēng)險圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性一般表現(xiàn)在圍護(hù)的沉降,水平位移以及地基的超靜空隙的水壓力的持續(xù)異常。所以在對灘海人工島的運(yùn)行期的安全監(jiān)測方面的主要工作內(nèi)容就是對圍護(hù)的水平位移以及圍護(hù)的沉降這兩個預(yù)警。
結(jié)束語:
我國第一套人工島系統(tǒng)就是灘海人工島的安全監(jiān)測自動化系統(tǒng),在建筑設(shè)計(jì)上準(zhǔn)確定位了離岸深水的人工島,其運(yùn)行期間的監(jiān)測指標(biāo):圍堤沉降,圍堤的深層下的水平位移,圍堤的地基土的超靜孔隙水間的壓力,圍堤地下水位以及潮位等。當(dāng)技術(shù)達(dá)到成熟時期,還可以增加波浪,結(jié)構(gòu)化自振等相似的圍堤邊坡的相對穩(wěn)定因素。安全監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)在是無人值守,動態(tài)監(jiān)測性的,廣泛應(yīng)用于灘海人工島的運(yùn)行期安全監(jiān)測。為了人工島能夠安全運(yùn)行,管理和維護(hù)提供了科學(xué)有效的保障。
伴隨著全球的氣候?yàn)?zāi)害的日趨劇烈,海洋也有其自身的復(fù)雜性,人工島和相關(guān)的結(jié)構(gòu)物損毀經(jīng)常發(fā)生,管理部門應(yīng)該對人工島的安全監(jiān)測系統(tǒng)做好及時的調(diào)整和維護(hù),并進(jìn)行相應(yīng)的安全編制規(guī)范流程,提供科學(xué)的數(shù)據(jù)。對于灘海人工島的安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)應(yīng)該結(jié)合具體的建筑工程,從而再進(jìn)行完善以及改進(jìn),目的是針對不同的海洋狀況的安全監(jiān)測需要,而使監(jiān)測系統(tǒng)趨于標(biāo)準(zhǔn)化。
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