摘 要:影響大壩安全的因素有很多,要保證大壩的安全性,就要有著嚴(yán)格嚴(yán)密的安全監(jiān)測系統(tǒng),本文通過分析大壩的安全隱患,著重在時空兩個概念上下手,以此提出了幾點針對性建議。本文就影響大壩安全性的幾個方面進(jìn)行分析,進(jìn)一步探討了大壩安全監(jiān)測的問題。
關(guān)鍵詞:大壩;安全監(jiān)測;研究;分析
前言:
大壩在建筑物中屬于一種特殊建筑物,它的特殊之地在于:①巨額投資巨額效益,但如果出事,所造成的災(zāi)難和損失也是巨大的;②構(gòu)架、選擇地點和整體運行的環(huán)境很復(fù)雜;③在設(shè)計上、具體施工過程和后期運行維護(hù)等方面有很多的不確定性,受到諸多因素的制約。在我國,已經(jīng)頒布過了很多關(guān)于大壩安全檢測的條例,國際上也進(jìn)行過多次關(guān)于大壩安全的會議。大壩的安全監(jiān)測已經(jīng)成為了解讀大壩工作狀態(tài)和安全狀態(tài)的有效手段,在社會發(fā)展的同時,科學(xué)技術(shù)的引進(jìn)和管理水平的提高使得人們對于大壩安全的監(jiān)測也日益重視。
1 影響大壩安全的因素
通過對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可以看出導(dǎo)致大壩事故的因素有很多,其牽涉的范圍也很廣,但主要有三類因素:(1)大壩的設(shè)計、施工和自然環(huán)境的影響而引起的,這是在大壩建成就存在的問題,不存在一個質(zhì)變的過程;(2)在大壩運行過程中管理不當(dāng)或是維護(hù)不當(dāng)造成,這是一個逐步變化的過程,問題積累從而引起變化,如大壩混凝土老化、金屬結(jié)構(gòu)腐蝕、沖刷影響等;(3)是以上兩個原因共同作用的結(jié)果,即是在設(shè)計和施工中沒有充分考慮到各個因素,造成建成大壩存在安全隱患,這些安全隱患在日常運行中又沒有得到有效的解決,使得安全隱患日益突出。
1.1 設(shè)計階段
在大壩的設(shè)計階段,選址問題從根本上決定了大壩以后的發(fā)展前景,選址的地形、地質(zhì)、地震發(fā)生頻率及水文條件等會對大壩的安全造成嚴(yán)重的影響。另外樞紐的總體布置、壩型及結(jié)構(gòu)、材料選擇和分區(qū)、水文資料的收集及洪水演算、地質(zhì)勘探等都將影響大壩的安全。有的大壩位于高地震烈度區(qū),粘土斜墻壩的抗震性能差,而設(shè)計又將防滲膜放在斜墻下游側(cè),形成潛在的最薄弱滑裂面,因此在發(fā)生地震時,迎水面滑落庫中,引起這種情況發(fā)生的原因是在設(shè)計大壩時,壩體的結(jié)構(gòu)不合理造成的??偠灾髩斡泻芏嗤{到其安全性的因素都是在設(shè)計階段留下的,著重要注意的是水文計算和地址的勘探及處理。
1.2 施工階段
在施工過程中能否始終堅持設(shè)計的意圖、保證施工質(zhì)量,以能否有效的解決在施工中發(fā)現(xiàn)的問題是保證大壩安全的重要因素。比如,混凝土壩的溫控措施、土石壩的碾壓及防滲排水結(jié)構(gòu)的施工、有關(guān)泄洪建筑物的機(jī)電安裝等都將直接影響大壩的安全。在建造大壩歷史上,就有因為壩體及防滲墻都未進(jìn)行碾壓,致使密實度降低,在強(qiáng)震時容易液化和沉陷,而當(dāng)?shù)卣饋砼R是,引起了大壩的整體破壞,造成了巨大的損失。
1.3 運行管理
運行管理包括了水庫調(diào)度、大壩及附屬機(jī)電設(shè)施檢查、監(jiān)測手段及資料分析方法、大壩安全狀況評價等,這之中的每一項都關(guān)系到大壩的安全。1969年曾發(fā)生過一次大壩漫頂事故,發(fā)生這一事故的主要原因就是由于盲目追求灌溉效益,在汛期時運行水位抬高的不適合造成;而有的大壩會出現(xiàn)105 m高程水平裂縫,這與大壩長期遭遇高溫低水位運行工況有關(guān);有的水庫在泄洪閘門開啟的關(guān)鍵時刻都出現(xiàn)了電源中斷這一嚴(yán)重問題,說明了備用電源及汛前檢查有關(guān)泄洪設(shè)備(施)的重要性,這要是造成了巨大事故,損失就是不可估量的。這就要求在大壩日常運行時要對大壩進(jìn)行全面的巡視檢查,要及時的反映儀器監(jiān)測的數(shù)據(jù),以便進(jìn)行分析,把事故扼殺在搖籃里。還有聯(lián)合調(diào)度問題,在一個梯級水庫調(diào)度中,做好聯(lián)合調(diào)度是保證上下通暢,避免造成水庫潰堤的關(guān)鍵。
2 大壩安全監(jiān)測的目的和意義
如大家所知,大壩安全監(jiān)測能夠及時的監(jiān)測大壩安全數(shù)據(jù),能夠監(jiān)測大壩在建造時殘留的問題,以便及時解決,還能夠評價大壩的安全狀況,做到對大壩的整體安全級別有較為清晰的認(rèn)識。筆者以為,大壩的安全性監(jiān)測在近的方面是為大壩提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),以供人們評估大壩的安全性,在遠(yuǎn)的方面,則能夠充分的發(fā)揮工程效益、能夠節(jié)約工程成本、節(jié)約工程投資。
3 大壩安全監(jiān)測的新內(nèi)涵
以上的分析,我們可以看到能夠影響到大壩安全的因素還有很多,大壩的安全監(jiān)測就是為了大壩在安全的環(huán)境下,能夠很好的運行,能夠產(chǎn)生巨大的社會效益。我們的世界在科技發(fā)展的帶動下已經(jīng)走入了一個全新的紀(jì)元,我們要實現(xiàn)大壩安全監(jiān)測的方式和目的都會有了很大的變化,筆者做出了以下幾點分析:
3.1 監(jiān)測范圍和內(nèi)容
大壩安全監(jiān)測的范圍應(yīng)包括壩體、壩基、壩肩,以及對大壩安全有重大影響的近壩區(qū)岸坡和其它與大壩安全有直接關(guān)系的“建筑物和設(shè)備”。影響大壩安全的因素有很多,包含的內(nèi)容很多,其涉及的范圍很廣。
3.2 大壩安全監(jiān)測的針對性
壩的安全監(jiān)測主要是應(yīng)對大壩運行具體階段作出的監(jiān)測,具有很明確的針對性。
3.2.1 時間上的針對性
在大壩施工過程中,初次蓄水期和大壩老化期都是大壩最容易出現(xiàn)問題的階段,在初次蓄水期,著重是要復(fù)核實際的設(shè)計參數(shù)、檢驗施工質(zhì)量,而在大壩老化期測試要對老化材料和設(shè)計復(fù)核進(jìn)行檢查。研究大壩的破壞機(jī)理始終是一項艱巨而又薄弱的一環(huán),因為我們做不了1:1的原型實現(xiàn),就不能夠?qū)嶋H的檢驗出大壩到底存在怎樣的問題。因此,對潰壩的數(shù)據(jù)分析是十分必要的,這也要求大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)在這一關(guān)鍵時刻能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用,能夠記錄下這些數(shù)據(jù),以便進(jìn)行分析總結(jié)。
3.2.2 空間結(jié)構(gòu)上的針對性
大壩的建造對選址、壩型和結(jié)構(gòu)都有十分硬性的要求,如針對面板堆石壩面板與趾板之間的防滲、碾壓混凝土壩的層間結(jié)構(gòu)、高強(qiáng)震地區(qū)均質(zhì)土壩的液化、薄拱壩壩肩的穩(wěn)定、破碎地基及深覆蓋層上筑壩的基礎(chǔ)處理及防滲、多泥沙河流的泥沙淤積、庫岸高邊坡的穩(wěn)定、泄洪水霧有可能引起跳閘等問題。
3.3 監(jiān)測手段和方法
大壩安全監(jiān)測包括巡視檢查和儀器監(jiān)測,這兩種監(jiān)測手段是相輔相成、不可分開的。儀器監(jiān)測的作用范圍很小,只能監(jiān)測到測點的變化,而很難發(fā)現(xiàn)測點以外的變化,所以這就要求人員進(jìn)行巡視檢查。也正是這些原因,要求大壩的安全監(jiān)測不能僅僅依靠一種手段,需要采取一切可以采取的辦法,使大壩安全多方面,多樣化的監(jiān)測,確保大壩能夠安全的運行。
3.4 大壩安全監(jiān)測的網(wǎng)絡(luò)化、智能化、效益化
在曾經(jīng)的很多年里,人們對于大壩安全監(jiān)測的手段主要是由觀察員記錄觀察數(shù)據(jù),再由專門部門去分析總結(jié),得出大壩的安全系數(shù),這樣的方法既費時費力,又存在著很多的不確定性。在現(xiàn)在,已經(jīng)有些自動化、智能化的儀器可以對大壩進(jìn)行直接的監(jiān)測,可是目前的大多數(shù)大壩的安全監(jiān)測自動化主要還停留在數(shù)據(jù)的收集上,很難快速準(zhǔn)確的得出大壩的安全系數(shù)。信息化發(fā)展的今天,大壩更應(yīng)該順應(yīng)時代的步伐,加快安全監(jiān)測的自動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化,建立一個全國性質(zhì)的大壩監(jiān)測信息網(wǎng)是順應(yīng)時代的要求。
4 結(jié)語
綜上所述,大壩安全監(jiān)測在實際意義上更像是一種管理模式,其目的就是為了更好的實現(xiàn)工程效益。大壩安全監(jiān)測就是要利用一切可以利用的手段,保證大壩在較少的投入后能有長期、穩(wěn)定、安全的運行環(huán)境,實現(xiàn)效益最大化。