第二讲：水电站大坝安全监测工作运行管理概述—邢林生

水电站大坝安全监测工作运行管理概述

1、前言

水电站大坝的安全，不仅直接关系到水电站自身发、供电效益的发挥，并与上、下游人民的生命财产、国民经济建设命脉乃至生态环境密切相关。与世界上所有建筑物一样，水电站大坝有一个建成使用、渐趋老化直至消亡的过程，人们奋斗的目标，就是要对这一过程实行有效的控制，延长大坝的正常使用年限，防止大坝溃决失事造成巨大灾难。对大坝实行有效控制的重要手段之一，是对大坝的运行性态及时进行监测和分析。几十年来，通过不断摸索和总结，已拟定出不同坝型的监测技术规范。实践表明，不严格执行这些规范，则有可能造成重大事故。本文依据近几年一些大坝监测运行典型事例，从监测工作运行管理角度，对这些典型事例进行分析，试图寻找出一些规律性的认识，为新形势下如何加强大坝安全监测工作提出相应的对策。另外，为适应我国水电建设的飞速发展，本文就大坝监测技术工作的开拓与创新，提出了几点设想和建议。

2、现状及对策

20世纪末21世纪初，我国电力管理体制实行了一系列改革。水电站的水工运行管理理念、机构设置、人员配备、制度建设等方面，都发生了重大变化。大坝安全监测工作，作为水工运行管理的主要内容之一，大多数水电站始终紧抓不放，为确保大坝安全运行，充分发挥出大坝监测的“耳”“目”作用。但也有少数水电站在电力体制改革的大潮中，逐渐暴露出轻视大坝监测工作的倾向，在大坝监测日常管理中有所松懈，有的因而产生了一些事故和故障。表1列出了国内六座水电站大坝监测运行典型事例，结合其它工程实例现归纳出4个方面的问题：

表1 七座水电站大坝监测运行典型事例

①忽视大坝巡视检查

洪门水电站溢洪道基础是否稳定，能否正常泄洪运行，是确保洪门土坝安全的关键，因而经常派人对溢洪道基础排水廊道的排水和析出物情况进行巡查，但在实现自动化抽排后，长期无人进入排水廊道巡查，只是在抽排设施发生故障后，检修时才“偶然”发现溢洪道基础遭受渗透破坏，已出现机械管涌迹象。美国密苏里州汤溯抽水蓄能电站上库面板坝，其远传水位计，是控制上库水位保证面板坝安全的重要监测设施，管理人员长期不到现场检查远传水位计的工作状况，没有及时发现2支水位计已并联失灵，盲目按偏低的水位进行调度，结果在无人知晓的情况下大坝突然漫顶溃决，造成巨大损失。

上述2座坝的事例表明，大坝巡视检查与大坝仪器监测一样，都是保证大坝安全运行的主要方法，必须坚持开展下去。应规范巡查工作，对检查频次、路线、内容、记录格式和描述语言，做出明确规定，并对检查结果实行闭环管理。应将大坝监测系统列为巡查内容之一，这一点尤为重要。应认真做好巡查记录，必要时应附有略图、素描或照片。

②没有及时维护监测设施

实行大坝监测自动化改造，以达到监测数据自动采集的目的，其基础条件是监测仪器必须可靠，否则，采集到的数据可能是一些无用的紊乱信息，甚至导致误读误判而造成大坝事故。四川某水电站大坝的坝顶引张线实行自动化改造后，在远隔约400km的成都进行监测数据自动采集，这样的技术思路和措施，应用新技术应予肯定，但该水电站对引张线测点没有及时维护，2010年9月现场检查发现，引张线测点水箱内的液体已变质沉淀，浮船倾斜搁底，无法自由移动，可想而知，其测值的精度很差，显然，该坝规定每年只对监测设施检查维护一次，远不能满足要求。广西某水电站大坝，对廊道内的引张线和垂线长期不进行维护，未固定的引张线保护管被保洁人员经常移动，垂线油桶内有小青蛙在不停地游动，使本应保持稳定的引张线和垂线线体不断受到扰动，严重影响坝体位移监测数据的精度，该坝这类混乱现象实属罕见，但应引起其它水电站的重视。

③缺少有效监控手段

对大坝的某些重要设施或关键部位，实行有效监控，是新形势下保证大坝安全运行的需要。下述2座大坝由于观念落后于形势发展，缺少有效监控手段，结果产生运行事故，有的还造成较大损失。安徽某水电站大坝为了减少温度变化对坝体裂缝的影响，采用塑料泡沫保温材料加装在坝体表面，由于对这种新技术新材料所带来的运行管理新问题认识不足，结果因现场电焊作业引起保温层着火，造成“火烧大坝”事故，损失较大，事故发生后该坝采取一系列手段，对大坝现场进行有效监控，这起事故带给我们一个重要启示，即必须按照客观形势发展的需要，在原有监测大坝安全项目的基础上，拓宽视野，更新观念，采取有效手段，对大坝进行监控。重庆某水电站大坝水淹廊道事故，不仅暴露出排水泵安装和设备检查方面的问题，同时也因没有远方监控手段，延误抢险时机，致使事故范围不断扩大，水淹深度达到坝高的2/5，这起事故虽未造成更严重的后果，其教训深刻，应认真吸取。

④对承包单位疏于监督管理

电力管理体制改革过程中，有一部分水电站将大坝监测工作，外委给承包单位负责。

实践表明，对承包单位如何进行监督管理，是业主面临的一个新问题，也是关系到能否正常开展大坝监测工作的一个重要问题。云南某水电站大坝量水堰内的大树桩无人清理，年报和月报中四个部位所有变形监测数据完全相同竟然未被发现；四川某水电站大坝监测承包单位每年只到现场一次维护监测设施，每半年才对监测数据进行整编；广西某水电站大坝廊道引张线和垂线设备管理存在严重缺陷，而业主却全然不知。上述问题产生的原因，一方面是承包单位未能尽责，但更重要的是业主单位没有对承包单位严格进行监督管理。将大坝监测工作外委给承包单位的水电站业主，必须防止以包代管倾向，认识到自己是大坝安全的责任主体，应按相关规范要求与承包单位签订内容全面的承包合同，设置对承包单位监督管理的内部机构和相应监管岗位，制定监管考核办法，提高监管人员的业务素质和管理能力，确保大坝监测工作的正常开展。

3、开拓与创新

为了适应我国水电建设的飞速发展，需要对监测内容和监测技术不断进行开拓和创新，现提出以下4个课题：

①大坝老化性态监测分析

大坝老化是所面临的一个国际性问题。据对我国约200座大、中型水电站大坝的不完全统计，至2010年已有约50座大坝的坝龄超过40年，最长的已超过70年。虽然尚难于准确划分每一座坝的老化期，但就整体而言，经过40多年的运行，大坝各种老化病害已逐渐显露，而有的坝的坝龄虽然较短，但因设计和施工中的某些失误，或所处运行环境特别恶劣，老化现象也很严重。为了保证大坝长期安全运行，对大坝老化性态及时监测和深入分析，无疑具有重要的理论和实用意义。以混凝土坝为例，可从下述诸方面进行监测分析：

● 坝基变异包括坝踵渗漏通道、坝基防渗帷幕失效、坝基淘空等内容

● 体积改变包括混凝土材料的碱骨料反应和盐类侵蚀

● 溶蚀加重包括混凝土中CaO的溶出量和发展趋势以及分布状况

● 碳化累进包括碳化速率和分布

● 冲磨空蚀加剧

● 裂缝增生扩展

● 冻融冻胀加深

● 水库淤积

● 泄洪金属结构腐蚀衰变