Главная › Новости

Профессиональный мониторинг деформаций – инвестиции в безопасность и стабильность эксплуатации объекта

Опубликовано: 12.10.2018

Строительный бум уже привычен для современной мировой экономики – с возведением мостов, зданий, дамб, тоннелей и других объектов инфраструктуры, которые постепенно становятся всё сложнее, длиннее, выше и функциональнее. Прогрессу этого направления способствует спрос общественности на более высокие стандарты удобства, качества своей жизни, с развитием сопутствующих отраслей благодаря новым технологиям.

Окружающий нас мир динамичен и продолжает стремительно развиваться. Ничего не статично – даже наша планета находится в относительном движении, поэтому и смещение грунта возле объекта не вызывает удивления. Ведь высокая сейсмичность в регионе, большой вес и сложная конструкция объекта дополняют природные процессы старения, повышая вероятность деформаций  возведенных объектов, которые могут быть допустимыми и критическими.

Критические деформации – серьезная угроза для объекта

Критические деформации опасны для объекта, поскольку могут приводить к частичным либо даже полным разрушениям, из-за чего возможны значительные финансовые потери, порой с угрозой человеческих жертв. Благодаря грамотному и своевременному выявлению деформаций возможно предотвращение серьезных последствий, устраняя проблему с минимальными издержками, поддерживая целостность и безопасность конкретного объекта.

Современными инструкциями и регламентами эксплуатации объектов установлен порядок, объем и периодичность работ по эффективному геодезическому мониторингу. Однако данные документы предполагают важный недостаток – не устанавливают информацию по состоянию объекта между разными периодами выполняемого мониторинга. Следовательно, из-за этого пробела в действующей документации невозможен полноценный контроль различных быстроразвивающихся деформаций. Примером подобной ситуации можно считать контроль склона карьера. Ведь  на практике его обрушение может быть спровоцировано деформациями в течение считанных часов.

Подобная проблема эффективно решается современными автоматизированными системами мониторинга, с комплексным сбором, обработкой и использованием данных по деформациям на контролируемом объекте с любой периодичностью, с экстренным оповещением о происходящих внештатных ситуациях в соответствующие службы.

Возможны геотехнические, геодезические либо комбинированные автоматизированные системы. Датчиками в геодезических системах выступают геодезические приборы для  измерения координат либо смещений контролируемых точек объекта. В частности, может требоваться использование спутниковых навигационных приемников, тахеометров, инклинометров.

Геотехническими системами выступают датчики разных физических величин для получения дополнительных данных по состоянию объектов – с помощью акселерометров, тензометров, датчиков температуры, экстензометров, датчиков влажности и давления, и пр.

Добиться наиболее полной информации по текущему состоянию объекта можно благодаря работе с комбинированными системами мониторинга. Поэтому и рекомендуется установка данных систем для контроля значимых объектов инфраструктуры.

Особенного внимания заслуживает геодезический деформационный мониторинг . Процедура основана на контроле и систематических измерениях положения, геометрических размеров объекта. Результаты данного контроля применяются для вычисления отклонений в дальнейшем, при анализе процессов деформации, проверке на вхождение в допуск и генерировании оповещений о возможных тревожных событиях.

Благодаря правильно настроенной, рассчитанной системе мониторинга обеспечиваются эффективные и комплексные возможности для своевременного выявления и предотвращения процессов деформации на объекте, минимизировав возможные убытки, гарантировав безопасность для людей и имущества – важный элемент грамотного и комплексного риск-менеджмента, внимательно контролируя функционирование сложных инженерных объектов. Возможна установка системы мониторинга в ходе строительства либо при дальнейшей эксплуатации самого объекта.

Система мониторинга – ключевые особенности и принципы работы

Современная система мониторинга является довольно сложным, многогранным аппаратно-программным комплексом, в который входят датчики (высокоточное измерительное оборудование), оборудование каналов связи и центра мониторинга, с программным обеспечением сбора, управления и обработки данных. Рассмотрим каждый компонент системы более детально. 

Мы уже отмечали, что датчики в системе могут быть и геотехническими, и геодезическим. В работе геодезических датчиков предусмотрено использование спутниковых (навигационный приемник) и оптических (за счет инклинометра, роботизированного тахеометра) технологий.

При этом удается обеспечить высокую точность датчиков, учитывая работу с последними достижениями и разработками отрасли. В частности, при работе роботизированного тахеометра Leica TM30 обеспечивается точность 1 мм. на расстоянии до 400 м. В работе спутникового навигационного приемника Leica GMX902 предполагается точность определения координат до 3 мм + 0,5ppm. С помощью инклинометра Leica NIVEL220 угол наклона измеряется с точностью до 0.005 мрад, благодаря чему горизонтальное смещение определяется в 1 мм. на 200 метров высоты.

Установка роботизированного тахеометра, как правило, производится в месте, которое защищена от деформаций, с хорошим обзором объекта. Если невозможно добиться стабильности места монтажа тахеометра, в стабильных зонах могут быть расположены опорные отражатели, с периодическим определением тахеометром своего положения посредством обратной засечки по данным отражателям.

Для мест контрольных точек предусмотрена установка высокоточных отражателей, для которых необходимо надежное и внимательное крепление на объекте. При смещении контрольной точки  смещается также и отражатель.

С помощью тахеометра производится последовательное определение местоположения отражателей в локальной системе координат, используя управляющее программное обеспечение. Типовым использованием роботизированных тахеометров стал контроль фасадов зданий, мостов, различных склонов (включая выработки, гор), сооружений, туннелей.

Установка спутникового навигационного приемника возможна для любой точки объекта, в которой достигается допустимая видимость небосвода. Типовым применением спутниковых навигационных приемников является контроль мостов (в частности, пролет, высокие пилоны), плотин, дамб, нефтяных платформ и высотных зданий.

Особенность работы со спутниковыми технологиями заключается в обязательном присутствии опорной базовой станции для достижения соответствующих поправок, с высокой точностью проводимых измерений. Возможна локальная базовая станция (с близким нахождением от самого объекта) либо сетевая (предусмотрено применение одной базовой станции, ближайшей к отчетному объекту, из всей сети базовых станций, находящейся на территории этого региона).

Установка инклинометров, как правило, производится на опорах мостов – вдоль оси высотных зданий, в фундаментах разных объектов на нестабильных грунтах.

Выбор места и состава геотехнических датчиков

При выборе мест расположения и состава конкретных геотехнических датчиков учитываются состояние и тип объекта. Для выбора подходящего оборудования каналов связи важно руководствоваться нахождением сервера центра мониторинга, принципами технической доступности объекта, не стоит забывать также об индивидуальных требованиях и предпочтениях заказчика.

При выполнении работ важно продумать вопросы бесперебойного питания для всего используемого оборудования. При этом для каждого объекта необходимое оборудование каналов связи и электропитания определяется индивидуально.

Основной компонент мониторинга – правильно выбранное программное обеспечение

Специализированное программное обеспечение на сервере центра мониторинга представляет собой ключевой компонент эффективной и точной работы системы мониторинга. Необходима поддержка в данном программном обеспечении широкого функционала – управляя измерительными датчиками, с выполнением сбора, хранения и обработки полученных параметров, с проверкой, визуализацией каждого параметра, формированием оповещений в случае внештатных ситуаций – посредством включения локальной сирены, электронных писем и отправки SMS.

Специализированное ПО Leica GeoMoS Monitor обеспечивает набор всех указанных функций. Благодаря работе с дополнительной программой Leica GeoMoS Analyzer возможна настройка удобного просмотра необходимых данных в течение конкретного временного интервала, с формированием отчетов и др.

Подробнее о дополнительных возможностях современной системы

Заказчик благодаря работе с системой получает и возможность ознакомиться с данными, собираемыми через Интернет. В частности, данную функцию поддерживает ПО Leica GeoMoS Web для просмотра собранных данных даже в случае, если отсутствует связь между сервером и Интернетом.

Выгоды современной системы мониторинга дополняются и быстрой окупаемостью затрат. Результаты исследований с соответствующими экономическими расчетами позволили определить – окупаемость составляет 2-3 года работы. С полным обслуживанием всей системы под силу справиться 1-2 специалистам, минимизировав вероятность ошибок, добившись снижения затрат на страхование объекта.

Для проектирования системы необходимо предоставление объема требуемой информации по объекту, чтобы полностью установить его текущее состояние и пространственное положение. С учетом полученных данных специалисты определяют подходящее программное обеспечение и состав используемых датчиков.

Современная автоматизированная система мониторинга обеспечивает возможность масштабируемости, с гибкостью выбора подходящего объекта, индивидуально для каждого объекта. Стандартные комплекты могут дополняться либо изменяться без необходимости остановки всего процесса мониторинга объекта.