于海龍

（重慶大唐國際彭水水電開發(fā)有限公司，重慶，409612）

彭水水電站位于烏江干流下游、重慶市彭水縣縣城上游11 km處，是烏江干流水電開發(fā)規(guī)劃的第10個梯級電站，開發(fā)任務以發(fā)電為主，其次為航運、防洪及其他綜合利用。壩址以上流域面積69 000 km2，占烏江流域總面積的78.5%。水庫正常蓄水位293m，死水位278m，總庫容14.65億m3，調(diào)節(jié)庫容5.18億m3，具有年調(diào)節(jié)性能[1]。

電站樞紐由攔河大壩、引水系統(tǒng)、通航系統(tǒng)、地下廠房和開關站組成。攔河大壩為弧形碾壓混凝土重力壩，最大壩高113.5 m。通航建筑物布置在左岸，由一級船閘和一級垂直升船機組成，通航船只噸位最大為500 t駁船，年通航為510萬t。電站為地下式廠房，布置在壩址右岸[1]。

1 實施背景

1.1 水電站大壩安全管理的現(xiàn)狀及存在的問題

水電站大壩安全管理工作主要圍繞各水工建筑物開展，一般過程是通過對大壩的日常巡視檢查、年度詳查、定期檢查、特種檢查以及安全監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、整理計算、整編分析等技術工作，發(fā)現(xiàn)大壩有缺陷或異常時，對大壩進行維護和跟蹤。其中巡視檢查和安全監(jiān)測是大壩安全管理的基礎。

大壩傳統(tǒng)巡視檢查的工作流程一般是：由工作人員攜帶檢查工具及記錄本，按事先確定的檢查路線，對所有建筑物進行檢查，現(xiàn)場做好記錄，再對記錄做相應的整理工作。傳統(tǒng)安全監(jiān)測數(shù)據(jù)采集工作的一般流程是：工作人員攜帶監(jiān)測儀器，按項目或部位定期采集各監(jiān)測點的數(shù)據(jù)，再進行后期整理分析。兩個工作方法普遍存在以下問題：

（1）巡檢質量因人而異，容易漏檢、缺檢。在日常巡檢過程中，由于水工建筑物及相關監(jiān)測設備分布范圍廣，行走路線不方便，局部甚至難以到達，因此容易發(fā)生漏檢、缺檢現(xiàn)象。巡檢的項目及標準完全靠巡檢人員自己記憶并掌握，質量難以保障。在水電站運行過程中，如果不能及時發(fā)現(xiàn)大壩缺陷并及時處理，將對整個水電站的安全運行帶來很大的隱患。問題嚴重時，甚至會造成局部建筑物損壞、邊坡失穩(wěn)、水淹廠房等重大事故，對于土石壩，嚴重時可能造成潰壩事故。

（2）巡檢路線未進行優(yōu)化。巡檢路線制定不嚴謹，導致巡檢路線過長、巡檢路線重復，降低了巡檢人員的工作效率、增加了工作量。特別對于大型水電站的大壩巡視檢查，建筑物分布范圍廣、各種廊道結構復雜，若不對巡檢路線進行有效的優(yōu)化，不僅會造成人力資源的浪費，更會影響工作質量。

（3）設備臺賬信息化水平不高，查閱不方便。傳統(tǒng)的大壩安全管理僅將測量儀器或二次儀表等歸為設備，建立臺帳，少有單位將水工建筑物視作設備，并建立臺帳加以管理，由此帶來的問題是在某建筑物發(fā)生缺陷，需要分析缺陷形成的原因、制定消缺方案時難以查找相關的資料。已建立的臺賬也基本是紙質版，使用不方便，管理水平不高。

目前，水電站管理的基本發(fā)展方向是“無人值班、少人值守”，新建水電站普遍存在大壩安全管理范圍廣、管理人員少、流動性大及經(jīng)驗不足等問題，具體工作主要委托外圍單位開展。如何對外委單位進行有效的管理，如何確保水工建筑物安全運行和水工管理高效可靠地開展，是新建水電站大壩安全管理工作中必須面對和亟需解決的問題。

1.2 點檢定修理論在水電站管理中的發(fā)展及應用

1.2.1 點檢定修理論及其發(fā)展

設備點檢是指借助于人的感官和檢測工具，按照預先制定的技術標準，定人、定點、定周期地對設備進行檢查的一種設備管理方法。它通過對設備的全面檢查和分析來達到對設備進行量化評價的目的。設備點檢綜合利用運行人員的日常點檢、點檢員及其他專業(yè)人員的專業(yè)點檢、精密點檢、技術診斷和劣化傾向管理、綜合性能測試等幾個方面的力量和手段，形成保證設備健康運轉的多層防護體系，體現(xiàn)對設備全員管理的原則，將具有現(xiàn)代化管理知識和技能的人、現(xiàn)代化的儀器裝備和現(xiàn)代化的管理方法三者有機地結合在一起[2]。

傳統(tǒng)的設備點檢由點檢人員通過聽、看、測量等方式獲取點檢數(shù)據(jù)，然后手工記錄這些數(shù)據(jù)，產(chǎn)生點檢記錄，通過分析點檢記錄做出判斷，從而掌握設備的運行狀態(tài)。這種方式要求點檢人員不斷地進行手工記錄，不但浪費了大量的紙張，加重了點檢人員的勞動強度，而且最終效果也很不理想。為實現(xiàn)對重要設備的科學管理，優(yōu)化設備點檢流程，提高設備點檢水平，企業(yè)需要建立一套自動化程度較高的設備點檢管理系統(tǒng)[3]。計算機信息技術的發(fā)展為設備點檢的自動化提供了有力的技術支持，并成功應用于設備點檢管理系統(tǒng)。

1.2.2 設備點檢的工作流程

設備點檢管理系統(tǒng)一般由硬件部分、軟件平臺等組成[3]。

硬件組成主要有點檢儀、條碼標簽、服務器及客戶端。各硬件作用如下：

點檢儀可通過掃碼判斷當前點檢位置，顯示點檢任務中該處的點檢要點，供點檢人員參考。點檢儀集成讀寫器功能，可通過手寫或鍵盤輸入等方式把測得的點檢數(shù)據(jù)輸入點檢儀。點檢儀安裝有嵌入式操作系統(tǒng)，在點檢工作開始前需通過客戶端平臺下載點檢任務，點檢工作完成后，再通過客戶端將點檢數(shù)據(jù)上傳至服務器。

條碼標簽安裝在點檢線路的關鍵節(jié)點上，幫助點檢人員確定需要點檢的設備，點檢人員需嚴格按照點檢任務進行點檢，否則點檢任務無法正常完成，有效避免重復點檢、漏檢等問題。

點檢人員完成水工設備點檢后，通過客戶端把點檢數(shù)據(jù)上傳到服務器中。再通過應用軟件對點檢數(shù)據(jù)進行管理，編制各種圖表，進行劣化分析，從而指導設備定修。

2 內(nèi)涵和實施方法

2.1 水工點檢定修的內(nèi)涵

將發(fā)電設備點檢定修管理的理念和方法應用于大壩安全管理，開創(chuàng)了水電站大壩安全管理的新模式，拓展了基于機電設備發(fā)展起來的點檢定修理論。將水工建筑物依據(jù)一定的原則劃分為不同的部件，并確定其KKS編碼，由水工點檢員按照指定的路線和預先制定的技術標準，定人、定點、定周期進行點檢，樹立點檢標準科學化、點檢流程規(guī)范化、點檢手段多樣化、點檢數(shù)據(jù)信息化、點檢分析制度化和定修管理實用化的“六化”點檢定修理念，形成水工專業(yè)人員的日常點檢、專業(yè)點檢、精密點檢、設備的劣化傾向管理以及定期開展的監(jiān)測設備的精度檢測和性能指標檢驗的五層防護體系，并按照“PDCA”循環(huán)管理模式不斷持續(xù)改進。

在水工點檢的基礎上，科學開展水工建筑物及設備的劣化分析，依據(jù)發(fā)現(xiàn)的缺陷的性質，根據(jù)預防性維修的原則，按照水工建筑物及設備的狀態(tài)，合理確定其檢修周期和檢修項目。

2.2 彭水水電站水工點檢工作的實施過程

2.2.1 水工設備分類

將點檢定修理論應用在大壩安全管理上，首先要將水工建筑物等視同設備來對待，按各自不同的功能分別進行定義、編碼，以便在系統(tǒng)中確定其唯一的位置。

大壩安全管理中涉及的設備主要可以分成兩大類：一是水工建筑物，二是大壩安全監(jiān)測設備及建筑物維護設備。第二類設備和常規(guī)意義的設備差別不大，可以引用機電設備的定義規(guī)則。但水工建筑物卻不同于傳統(tǒng)意義上的設備，通常水工建筑物的規(guī)模都非常巨大、無法移動。將整個水工建筑物如船閘、大壩等統(tǒng)稱為一個設備，設備太大，無法管理，在點檢定修中難以歸類[2]。經(jīng)過反復討論研究，彭水水電站最終將水工建筑物的某個功能區(qū)或某一結構定義為基本設備，比如大壩基礎廊道、左岸193 m高程灌漿平洞、船閘上閘首等。

2.2.2 水工設備KKS編碼通則的制定

結合彭水水電站水工管理的實際情況，確定了水工建筑物編碼的思路：以具備獨立功能為基礎定義水工設備，方便進行臺賬管理，編碼總體原則是以設備名稱首字漢語拼音的第一個字母區(qū)分，水工建筑物安全監(jiān)測中的應力應變儀器則用通用的儀器代碼區(qū)分，但在同一節(jié)點下不能用同一字母表示兩種及以上儀器[2]。

結合以上思路對水工建筑物主節(jié)點進行了劃分：水工設備歸屬于“全廠公用（O）”，往下分構筑物（大壩建筑物、通航建筑物、引水發(fā)電建筑物、500 kV開關站、其他建筑物）和附屬系統(tǒng)（大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)、邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)、電站建筑物安全監(jiān)測系統(tǒng)、通航建筑物安全監(jiān)測系統(tǒng)、安全監(jiān)測網(wǎng)、庫區(qū)地災專業(yè)檢測系統(tǒng)、安全監(jiān)測儀器、自動化監(jiān)測系統(tǒng)）。

2.2.3 水工點檢標準的制定

為了規(guī)范地開展水工點檢工作，彭水水電站制定了《水工設備點檢標準》，標準主要分為點檢標準和點檢路線兩大部分，主要對點檢項目、內(nèi)容、周期、方法、標準、類型、狀態(tài)等進行了細化。

水工日常點檢（下稱“日檢”）指水工專業(yè)技術人員開展的常規(guī)巡視檢查工作，包括水工建筑物、安全監(jiān)測系統(tǒng)的巡視檢查，主要點檢方法是用肉眼或借助簡單工具檢查水工建筑物、各類監(jiān)測儀器儀表的外觀。水工專業(yè)點檢（下稱“專檢”）指水工專業(yè)技術人員按《水工建筑物安全監(jiān)測技術規(guī)程》要求進行數(shù)據(jù)采集、計算、整理。主要點檢方法是通過使用專業(yè)設備定期獲取各監(jiān)測點的數(shù)據(jù)，并對計算成果進行整理分析。水工精密點檢（下稱“精檢”）指各水電站開展的定期檢查、水工技術監(jiān)督檢查、監(jiān)測儀器（表）的校驗、特種檢查等。

2.2.4 點檢路線的制定

通常水電站建筑物規(guī)模巨大，為高效完成點檢，需要研究制定點檢線路，才能以最短的線路巡視到所有的設備。彭水水電站按部位制定了點檢路線，分地下廠房、大壩、通航系統(tǒng)、邊坡等點檢線路，但實際點檢時發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)路線都無法在一天完成，而且各建筑物內(nèi)部高差很大，道路錯綜復雜，按部位點檢要多走很多重復路，效率低下，人員勞動強度大。專檢線路基本以監(jiān)測項目為單位制定路線，一個觀測項目一條路線，如水平位移監(jiān)測（專檢線路5）、垂線監(jiān)測（專檢線路8）等。

經(jīng)現(xiàn)場反復勘察及圖上研究，彭水水電站最終以不走回頭路、盡量高效為原則，確定了日檢路線8條、專檢路線12條、精檢路線1條，總計21條路線。

2.2.5 編制標準操作作業(yè)卡

水工標準作業(yè)卡日檢、專檢均以線路為單位，一條線路一份作業(yè)卡。主要分作業(yè)風險分析、作業(yè)條件、作業(yè)程序及標準、考核檢查標準及措施等4大部分。規(guī)定了開展每項工作應采取的安全措施，完成該項工作所需的時間，作業(yè)中的注意事項，作業(yè)過程中可能使用到的工具儀器、圖紙，作業(yè)的程序方法等內(nèi)容。編制作業(yè)卡的目的是要達到任何一個具備一定專業(yè)素質的人，經(jīng)簡單培訓后，能持作業(yè)卡完成該項工作[2]。根據(jù)以上思路，彭水水電站共完成日檢作業(yè)卡8份、專檢作業(yè)卡12份。

2.2.6 水工點檢管理信息系統(tǒng)的開發(fā)與拓展

2.2.6.1 水工點檢管理系統(tǒng)的開發(fā)

由于設備點檢定修的工作需要，彭水水電站開發(fā)了“安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)”，在系統(tǒng)中整合了“點檢管理”模塊，實現(xiàn)了點檢管理信息系統(tǒng)的開發(fā)。

在點檢管理系統(tǒng)中，先將預先制定的點檢項目、路線、標準在系統(tǒng)中生成點檢任務，將點檢任務下載到點檢儀客戶端，點檢人員現(xiàn)場點檢結束后，再將點檢數(shù)據(jù)通過客戶端上傳至服務器，從而實現(xiàn)點檢管理的信息化。

此外，該系統(tǒng)還具有數(shù)據(jù)查詢、點檢日志、周報、月報等功能，并通過缺陷數(shù)據(jù)查詢生成缺陷信息，啟動消缺程序，實現(xiàn)設備點檢的閉環(huán)管理。

2.2.6.2 水工點檢管理系統(tǒng)的拓展

“安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)”中的“點檢管理”模塊是基于機電設備點檢定修所開發(fā)的，應用的重點是機電設備，應用到水工設備的點檢定修上存在一定的局限性。如其點檢數(shù)據(jù)存儲于每日的點檢任務中，不能對同一設備的歷史數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一分析。為此，彭水水電站在開發(fā)大壩安全監(jiān)測信息管理系統(tǒng)軟件的同時，針對水工設備點檢的特點，另行開發(fā)了水工點檢系統(tǒng)，包含點檢路線管理、點檢數(shù)據(jù)查詢、點檢數(shù)據(jù)管理、報警信息、點檢日志管理、點檢月報管理、劣化分析及設備臺帳管理等功能。

該系統(tǒng)能自動從安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)讀取水工點檢采集數(shù)據(jù)處理，可根據(jù)同一設備的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)進行劣化分析，統(tǒng)計如歷史最大位移出現(xiàn)值及出現(xiàn)時間、歷史最小位移出現(xiàn)值及出現(xiàn)時間、最大年變幅等相關數(shù)值，并可生成該監(jiān)測點的過程線，通過圖表的變形規(guī)律反映水工建筑物監(jiān)測部位發(fā)展規(guī)律，從而進行水工建筑物健康水平評價、運行趨勢判斷和劣化原因分析，為水工建筑物定修工作的開展提供依據(jù)。

3 彭水水電站水工點檢實施效果

彭水水電站將設備點檢定修理論引入大壩安全管理，開展水工點檢定修工作，拓展了點檢定修理論，提高了大壩安全管理水平，主要體現(xiàn)在：

（1）驗證了設備點檢定修理論在大壩安全管理中的可行性，在國內(nèi)首次將該理論應用于大壩安全管理，創(chuàng)新了系統(tǒng)的水工點檢體系。

（2）提高了大壩安全管理水平。通過探索水工點檢，將水工建筑物等同設備進行管理，完成了水工設備KKS編碼，使水工建筑物精細化管理成為可能。通過水工點檢定修體系的建立，規(guī)范了大壩安全管理的各項技術工作；將點檢標準下傳至點檢儀，攜至現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，使點檢人員隨時掌握點檢的部位、內(nèi)容及要求，有效杜絕了傳統(tǒng)水工建筑物巡視檢查時常發(fā)生的缺檢、漏檢現(xiàn)象，提高了巡檢質量；通過標準化作業(yè)卡的實施，使專業(yè)監(jiān)測程序化，提高了監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性、準確性。

（3）通過細化點檢路線，提高了大壩安全管理日常巡視檢查、專業(yè)監(jiān)測的效率，降低了大壩安全管理人員的勞動強度，減少了工作量。

（4）實現(xiàn)了設備管理臺賬信息化。按照水工KKS編碼的原則，將水工建筑物劃分成不同的設備，并建立了每個設備的信息管理臺賬，包括設備基本信息、設備消缺處理情況等，有利于后續(xù)大壩安全管理人員對現(xiàn)場的了解，為新員工培訓提供了詳實的資料，保證了人員培訓效果。

（5）為建設智能水電站提供了技術保障。建設智能水電站要求能遠程監(jiān)視、控制設備的運行狀態(tài)，大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)結合水工點檢及其他輔助系統(tǒng)，使大壩安全管理現(xiàn)場“無人值班、少人值守”成為可能。

4 結語

點檢定修理論已成功應用于彭水水電站水工管理工作中，但仍有許多問題需要深入研究。如何運用設備劣化傾向管理及綜合性能分析來判斷水工建筑物的健康水平，從而合理確定檢修時間、檢修方案等還有待進一步探索。

在實際工作中，突破傳統(tǒng)觀念的束縛，樹立水工設備這一新理念，將設備點檢定修的理念應用到大壩安全管理，提高了工作效率，保證了水工建筑物能夠安全、穩(wěn)定運行，為實現(xiàn)水電站“無人值班、少人值守”奠定了基礎。