李坤軍 馬業(yè)鑫

【摘 要】水電站大壩的受力情況比較復雜，受各種因素的影響，工作狀況隨時都在變化，而大壩的缺陷又具有隱蔽性、漸變性等特點，隨著時間的推移，將逐漸暴露，不時地會出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。而水工安全監(jiān)測工作是確保大壩長期安全運行的重要手段。本文歸納了水電站大壩安全監(jiān)測存在的問題，對加強水電站大壩安全監(jiān)測提出了對策。

【關鍵詞】水電站大壩；安全監(jiān)測；自動化；觀測資料；監(jiān)測設備

一、水電站大壩監(jiān)測狀況

水電站大壩的安全監(jiān)測，是指運用特定的儀器設備，對大壩主體、大壩地基部位、大壩附近的岸坡以及大壩周邊自然狀況所做的觀測和巡查。對于水電站大壩進行及時的監(jiān)測，有利于在第一時間發(fā)現(xiàn)大壩的安全隱患，采取適當?shù)拇胧┫@些隱患，確保水電站大壩質(zhì)量安全，保護大壩附近居民的健康和財產(chǎn)安全。

截至目前，我國各地共有約8.5萬座大中型水庫，這些水庫運行狀況基本平穩(wěn)，尤其是某些性能穩(wěn)定的大型水庫。但是，由于受到社會歷史因素的影響，各種類型的水電站大壩在具體運行過程中也暴露出了一些安全隱患，其中部分大壩成為隱患較為集中的區(qū)域，大壩的主體存在風險，隨時有決堤、潰塌的可能性。這些危險性較高的水電站大壩很有可能在外界氣候條件和水文條件發(fā)生改變時，給當?shù)鼐用裨斐蓢乐貫暮?。因此，在發(fā)現(xiàn)大壩安全隱患的初期，我們就要果斷采取加固措施，確保水庫功能的正常發(fā)揮。

二、水電站大壩安全監(jiān)測中存在的問題

（一）安全監(jiān)測措施存在的問題

大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)中，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范要求以及現(xiàn)代化管理工作的需要，大多數(shù)大壩的安全監(jiān)測設施存在不同程度的問題，如觀測設施陳舊、精度低、可靠性差；監(jiān)測系統(tǒng)布置不合理，缺少某些必要的監(jiān)測項目，有些比較小的壩則基本沒有監(jiān)測設施；施工期間及移交前期管理混亂，易造成觀測設施遭受人為的破壞；觀測工作中斷，資料丟失等。

（二）大壩監(jiān)測自動化問題

大壩原型觀測數(shù)據(jù)的采集傳輸應做到準確、可靠、及時，尤其要保證在暴雨、大風、地震等惡劣條件下測讀數(shù)據(jù)的可靠性、適時性。而目前絕大多數(shù)水電廠大壩還是采用人工施測，很難保證在惡劣條件下采集數(shù)據(jù)的可靠、及時。由于自動化監(jiān)測系統(tǒng)測讀快、準確性高、傳輸和處理迅速，可改善觀測條件和降低勞動強度，因而近幾年有一部分大壩相繼實施監(jiān)測自動化改造工程，但因規(guī)劃不周、儀器穩(wěn)定性差等原因，大壩自動化監(jiān)測工作遭到挫折和反復。

（三）水工觀測資料分析問題

目前水電廠水工觀測人員對觀測資料整理分析工作內(nèi)容包括月報表、日常資料整編以及年度觀測成果初步分析等，分析評價深度只停留在短期的定性分析， 缺乏系統(tǒng)性與綜合性，使觀測成果不能完整、客觀地反映大壩安全狀況。

三、水電站大壩安全監(jiān)測的內(nèi)容

（一）監(jiān)測事項

1、對大壩周邊環(huán)境的監(jiān)測

包括對水庫上游和下游水位高低、水庫水溫、空氣環(huán)境溫度、大壩底部泥土淤積程度和大壩下游的淤泥沖擊程度的監(jiān)測。

2、對水流滲出和大壩形狀變化的監(jiān)測

對水流滲出的監(jiān)測，包括對水流滲出量、環(huán)繞大壩的水流量、滲出水流的透明程度以及化學性質(zhì)、混凝土材料的揚壓作用力、土石材料的浸潤程度、大壩地基的水分滲透能力以及導入水流滲入能力的監(jiān)測；對大壩形狀變化的監(jiān)測，包括對大壩主體水平方向和垂直方向位置移動的監(jiān)測、對大壩接縫部位和裂隙的監(jiān)測、對混凝土材料傾斜程度的監(jiān)測，以及對土石材料固結程度的監(jiān)測等。

（二）監(jiān)測對象

1、大壩的主體部分

技術人員要檢查相鄰大壩段落之間的錯位狀況、伸縮面與止水狀況、大壩表面情況、大壩道壁情況以及較寬縫隙內(nèi)部有無漏水現(xiàn)象發(fā)生。還要注意觀察混凝土材料有無缺損、溶解和腐蝕現(xiàn)象發(fā)生，檢查排水孔是否處于正常工作狀態(tài)中，觀察水分滲漏量和水質(zhì)有沒有發(fā)生明顯的改變。

2、大壩的地基和大壩肩部

要檢查基礎性的巖石主體是否受到了擠壓，是否發(fā)生了松動、錯位、凸起現(xiàn)象，大壩主體與巖石基礎性部位的結合接縫處是否發(fā)生了松動或者滲水，大壩肩部有無明顯的裂縫、滑落、侵蝕等現(xiàn)象。另外，大壩基礎部位的排水功能也是一個重要的監(jiān)測對象，它關系到排水設施的工作狀態(tài)、水分滲出量、水體渾濁程度等因素。

四、加強水電站大壩安全監(jiān)測的對策

（一）加強監(jiān)測設施、儀器設備的管理工作

1、戶外設施中，水準工作基點盡量設在山體平洞中，區(qū)段沉陷點應設立永久性保護牌，測點安設應規(guī)范化，混凝土澆筑紅色瓷片飾面，這樣既美觀，又提醒人們對它的重視，投資不大，效果明顯；平面控制網(wǎng)點應建立永久性觀測亭，既可以保護設施，又可以美化裝點環(huán)境。

2、戶內(nèi)設施中，對于照明線路，采用雙路電源，一路為36V 電源作為儀器烘烤及工作用電，夏、秋季節(jié)全天投入；對于大壩廊道內(nèi)的工作環(huán)境，為了消除結露或潮濕對設施的影響，對觀測房墻抹上防結露材料、室內(nèi)設置吸濕機以及封堵所有與大氣對流的門洞，以隔絕外界濕熱空氣的竄入，觀測時，把門打開交換空氣。

（二）強化日常觀測管理工作

在大壩日常觀測工作中，保持觀測人員的穩(wěn)定，重點觀測項目實行專人負責，以保證觀測項目不誤時、不缺項、不漏測；為保證觀測精度滿足規(guī)范要求，每次觀測完畢后即刻進行整理計算，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常立刻查找原因，以便返工或加以修正，并做好記錄，對觀測成果資料進行認真校核。

（三）加強觀測資料分析工作

1、深化觀測資料分析工作

為了使觀測資料成果客觀、真實地反映大壩實際變化，更好地服務于大壩安全，分析工作不能只停留在短期的定性分析和單項定量分析上，要以聯(lián)系的、全面的、系統(tǒng)的觀點去綜合分析，加強與大專院校、科研單位的合作，采取多種分析方法，如統(tǒng)計模型、確定性模型，對原始觀測數(shù)據(jù)進行定量分析，建立預報模型且提出分階段大壩監(jiān)控指標，要找出影響壩體最不利的運行工況，以對大壩運行提出指導性意見。

2、對水工觀測資料實行微機管理

建立、完善水工觀測資料管理系統(tǒng)，將歷史的、現(xiàn)在的各種觀測資料全部輸進計算機且能進行水工觀測資料的數(shù)據(jù)處理工作，不僅能進行測點位移計算、觀測資料整理整編工作，還能進行過程線、相關曲線的點繪和觀測成果綜合分析及觀測信息資料（ 如歷史考證數(shù)據(jù)、異常記錄、設備設施檔案等） 的處理工作，從而達到當需要各類成果資料時，只要打開管理庫便一目了然，既方便、快速又準確、可靠。

（四）加強對水電站大壩安全監(jiān)測自動化技術的推廣和應用

1、水平移動設施

隨著電子科技和通訊科技的快速發(fā)展，各國都致力于發(fā)展遙感測量設備，并開始推廣自動監(jiān)測技術。水電站大壩變形檢測的遙感測量裝置包括：電機設備、光電設備、感應設備和激光設備。目前，我國應用較廣的大壩安全監(jiān)測水平移動技術設備有垂線和引張用線兩種。

常見的坐標儀器有感應式儀器和電機式儀器，其中電機式坐標裝置利用紅外線的探頭來跟蹤設定的垂線，通過對電機電壓和脈沖的計量，來獲得垂線位置的具體移動情況。感應式裝置采用電感和電容相關原理制作而成，其中的電容裝置測量和閱讀速度較快，但是對周邊環(huán)境的要求也相對高一些。同時，這種裝置內(nèi)部的線路過長，很容易偏離中心。電機裝置測量和閱讀的速度偏慢，但是對周邊環(huán)境的要求不是很高，裝置運轉的穩(wěn)定性和耐久性較好。

2、垂直移動設施

水電站大壩的垂直移動設施多運用靜力系統(tǒng)來實現(xiàn)自動化檢測，系統(tǒng)在檢測水平移動的同時，還能檢測垂直移動的距離。光電坐標系統(tǒng)是采用物鏡設備將特定的圖形投影在集成裝置上面，通過特定的線路來轉換成垂直移動。激光式設備是用激光來進行檢測的裝置。在現(xiàn)實的監(jiān)測活動中，運用范圍較廣的是變壓器儀器和電容儀器。

五、結語

綜上，大壩安全是公共安全問題，關系到社會的穩(wěn)定。我國屬于壩工大國，強化大壩安全管理是刻不容緩的事情。大壩安全監(jiān)測作為一個跨學科跨專業(yè)的綜合性工程領域，其工作涉及面廣，技術難度大，專業(yè)性強。水電站監(jiān)測技術人員要結合水電站安全監(jiān)管的現(xiàn)狀，不斷提高安全監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性程度，同時運用最新的技術研發(fā)成果，將大壩的安全監(jiān)測工作做好。

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