杜德進 編譯

（國家電力監(jiān)管委員會大壩安全監(jiān)察中心，浙江杭州 310014）

對法國電力公司（EDF）而言，大壩安全是第一位的，也就是說，如果必要，電力生產(chǎn)要服從于大壩安全。為了滿足這一優(yōu)先權(quán)，2005年，公司應(yīng)用風險分析方法為每類設(shè)備（如大壩、壓力管道、閘門、渠道、隧洞等）的維修工作進行優(yōu)先排序。第二年，公司提出了水工監(jiān)察計劃（SuperHydro計劃），旨在為與水工設(shè)施持續(xù)安全運行關(guān)系重大的結(jié)構(gòu)和設(shè)備的維修、更新工作提供一個框架。

作為SuperHydro計劃的工作成果和排序結(jié)果，法國電力公司在2007～2011年間安排了300多項維修工作，總計耗資將超過5億歐元（7.16億美元）。這些工作大多涉及閘門、壓力管道，比如更換或維修閘門、更換或油漆壓力管道。

盡管有了這一計劃，法國電力公司的大壩安全并不是沒有挑戰(zhàn)。2007年10月，法國一項法律根據(jù)壩高、大壩體積將大壩和堤壩劃分為四類。作為法規(guī)和分類的一部分，在后續(xù)5年內(nèi)必須向管理單位提交新的包含危險源分析和階段性安全評估的文件，并且每10年進行一次更新。對于法國電力公司，這就要求在未來5年內(nèi)進行239項危險源辨識和149項階段性安全評估。

1 出臺水工安全監(jiān)察計劃（SuperHydro計劃）

法國電力公司（EDF）負責運行的水電站共有450座。這些電站的建設(shè)時期可以上溯到19世紀末到2009年，平均年齡大約為60年。2005年和2006年，這些電站發(fā)生的幾個事故表明，需要對設(shè)備的老化程度進行更好的檢測，并針對性地開展維修工作。

2005年，為了保證長期發(fā)電效益，EDF引入了風險分析方法。該方法確定了主要的失事模式、失事概率和潛在后果。為了進行風險分析，EDF將結(jié)構(gòu)和設(shè)備分成17組（或稱為族）。對每組（族），工作組辨識并描述了主要的失事機理，隨后用一個通用方法對所有的組（族）進行了后果評估。

2006～2008年，對每個結(jié)構(gòu)和設(shè)備的每個構(gòu)件進行了評估。評估結(jié)果——“風險圖”為制訂維護程序提供了參考。

就眼前而言，在尋求永久解決方案的同時，公司采取了快捷、臨時的措施來控制最重要的風險。

從更長期考慮，EDF發(fā)布了水工安全監(jiān)察計劃（SuperHydro計劃）。該計劃旨在指導(dǎo)對水電站持續(xù)安全運行起決定性作用的結(jié)構(gòu)或設(shè)備的維修或更新，重點是壓力管道和閘門。該計劃5年內(nèi)的預(yù)算總費用是5億歐元（7.16億美元）。

2 壓力管道維護

EDF的水電站共有約600條壓力管道，總長約260 km，這些管道包括了不同的施工技術(shù)，如：鉚接、焊接等。

2006年底，EDF開始對壓力管道進行診斷。第一步，根據(jù)運行人員提供的資料列出所有壓力管道清單。清單同時考慮了各個結(jié)構(gòu)特有的風險（必須包含安全和經(jīng)濟方面的因素）和老化模式（如腐蝕、裂縫、變形等）的總體估計。

一旦列表工作完成，就要對最關(guān)鍵的壓力管道進行深入分析。分析包括：歷史分析、外觀和/或外觀檢查、剩余壁厚檢查、異常情況的目視檢查、土建結(jié)構(gòu)的目視檢查、不同運行工況下的最大壓力檢測、現(xiàn)狀安全系數(shù)計算、某些特殊技術(shù)的病理分析（如因腐蝕、應(yīng)力松弛、焊縫缺陷等導(dǎo)致的局部缺陷）。

2008年底，EDF得出結(jié)論，需要更換30條壓力管道。另外，大約60條壓力管道需要進行運行維修，包括防腐保護層的更新、土建結(jié)構(gòu)（如錨錠和支撐柱）的修整等。

目前正在進行一些更換工作。例如，EDF正在更換裝機180 MW的Pragneres電站右岸管道的底部部分。該電站主要功能是調(diào)峰，因此在當?shù)鼐哂信e足輕重的作用。2005年發(fā)生事故后，EDF對整個管道進行了專家分析。為了保證電廠的安全，EDF決定讓該電站停止運行，重建700 m直徑1 m的壓力管道。這項工作的工作環(huán)境非常差。電站處于2 100 m以上的高海拔地區(qū)，必須在大于45°的陡坡上安裝約1 000 t鋼材，而唯一可能的運輸方式是直升機或一條整修后的索道。EDF預(yù)計，2009年底電站將恢復(fù)滿負荷運行。

圖1 Pragneres電站右岸管道的底部部分更換Fig.1 Replacement on the lower section of the right bank pen-stock at Pragneres facility

3 閘門維護

裝機容量32 MW的Tuilieres水電站是EDF正在執(zhí)行的閘門工作的一個例子。2006年1月，Tuilieres水電站8扇閘門中的1扇發(fā)生了無控制開啟的事故。該電站是閘壩，安裝了8扇平板門。廠房安裝了8臺卡普蘭機組，平均發(fā)電水頭12 m。幸運的是，此次閘門開啟事故沒有對大壩下游居民造成負面后果。

事故后，EDF立即決定對該大壩進行徹底翻修。翻修工作包括：更換閘門及其操作設(shè)備和更換提升設(shè)備的支撐排架。為了提高大壩溢洪道的泄洪能力，EDF抬高了上部門式起重機和扶梯的位置，這樣可以將閘門的最大泄洪能力從5 950 m3/s增加到6 725 m3/s（增加775 m3/s）。

2006年，EDF拆除了8扇閘門和上部門式起重機。后續(xù)的翻修工作分為兩個階段，以控制進入廠房的流量。2007年，EDF翻修了右岸的4個閘門段，安裝了一臺新的門式起重機，安裝了第一批泄洪閘門。2008年，EDF翻修了左岸的4個閘門段，安裝了剩余的泄洪閘門，在右岸建造了一條漁道設(shè)施，對廠房進行了現(xiàn)代化改造。2009年1月，EDF完成了該電站大壩和廠房的更新改造工作，總計大約花費3 700萬歐元（5 300萬美元）。

圖2 Tuilieres水電站閘門更換Fig.2 Replacement of the eight gates at the 32-MW Tuilieres project

4 大壩安全新法規(guī)的挑戰(zhàn)

2006年，一部關(guān)于水環(huán)境的新法律修改了法國水工建筑物安全監(jiān)管的法律框架。該法律自2007年12月11日起生效實施。該法律就大壩涉及的公共安全和沿河土地的利用對大壩和/或堤岸的業(yè)主提出了新的要求。根據(jù)壩高H和體積V，該法律將大壩、堤壩分為四類：

A高度H大于20 m；

B 高度H大于10 m且 H2×V0.5＞200；

C 高度H大于5 m且 H2×V0.5＞20；

D高度H大于2 m。

業(yè)主或運行單位必須對A類大壩進行風險評估，并定期進行安全審核，每10年進行一次更新。

風險評估的目的是確定和量化對大壩上游、周邊和下游公眾的風險（死亡、傷害、財產(chǎn)損失等）。對由大壩和堤岸引起的所有現(xiàn)有和潛在的風險都要進行評估，包括風險的大小和后果：因極端情況（如潰壩）導(dǎo)致的災(zāi)難或較輕微的危害（如傷害），也包括較少遇的風險狀況（如閘門破壞）。風險評估也表明了業(yè)主或運行單位如何辨識、監(jiān)測和處理危險狀況，如何采取適當?shù)拇胧﹣斫鉀Q問題并減輕后果。

安全評估的目的是“提出一份有關(guān)大壩及其組件安全的評估報告”。通過復(fù)查、整編以前的運行資料（監(jiān)測報告、10年一次的現(xiàn)場檢查、運行管理行為準則分析），將安全檢查的范圍擴展到與安全有關(guān)的大壩各個組成部分，尤其是閘門。

根據(jù)這一新的法規(guī)，EDF需要進行239項風險評估研究項目和149項定期安全審核工作。對A類壩，這些工作都應(yīng)在2012年底前完成，對B類壩，這些工作應(yīng)在2014年底前完成。為了達到這個目標，EDF已經(jīng)制訂了一個包括不同工程措施和水庫調(diào)度方式的大壩安全計劃。第一階段的研究工作還沒有發(fā)現(xiàn)此前沒有辨識的風險，但提供了一個更全面的安全評估，包括所有風險，考慮了這些風險后果的嚴重性。

[1]Alain Petitjean,Bernard Denis.Dam safety progress and challenges at Electricite de France.Hydro Review Worldwide,2009,10:20～25.