论水工建筑物的运行安全与维护-016

论水工建筑物的运行安全与维护

摘要：众所周知，水是世界万物需依靠的主要生长条件，也是人类发展的命脉；水利建设关系到国计民生，水工建设是最我国基础建设。水工建筑物运行时可能受到变形、应力、裂缝以及扬压力等多种因素的影响，因此对水工建筑物运行状态需要进行综合评估，对多种因素的影响部位和破坏程度做出科学合理的分析，采取正确的维护方法，及时消除各种安全隐患，保证水工建筑物的安全可靠运行。

关键词：水工建筑物；运行；评估；维护

1 导言

水工建筑物是为了综合利用水利资源,达到防洪、灌溉、发电、给水、航运等目的而修建,起到挡水、泄水、输水等作用,以控制和支配水流。水电站水工建筑物维护项目具有一定的特殊性，其施工范围相对比较小，其影响面积也相对比较小，其通常是由水电站管理者来监理项目过程。目前我国水工建筑物的项目维护存在着一定的问题，对其进行标准化管理，可以有效地减少大量的重复作用，有利于促使水电站水工建筑物的安全运行。

2 水工建筑物运行的评估

2.1 水工建筑物运行监测的内容

2.1.1 变形监测

变形监测包括水平位移、垂直位移、裂缝等的监测，混凝土和砌石建筑物还有挠度、伸缩缝监测等内容。

2.1.2 应力、温度监测

水工建筑物包括土压力及孔隙水压力监测；混凝土和砌石建筑物则包括应力、应变、温度、钢筋应力监测等。

2.1.3 水流形态监测

它包括水流平面形态、水跃、水面线、挑射水流的观测以及高速水流的振动、脉动压力、负压、空蚀等监测内容。

2.1.4 水文气象监测

它包括降水量、水位、流量、波浪、冰凌、地震、台风、涌潮、水温监测及水质监测等。

2.2 水工建筑物工作状态的分类

2.2.1 正常工作状态

建筑物达到设计防洪标准，工程质量良好，各主要监测参数的变化量均在正常范围内。

2.2.2 异常工作状态

建筑物的某项功能已不能完全满足设计的要求或者主要的检测量出现某些异常，影响正常的使用。

2.2.3 险情状态

水工建筑物出现危机安全运行的重大缺陷或者主要监测量出现较大异常，如果按照设计要求继续运行将会出现较大安全事故的状态。

2.3 水工建筑物运行评估的程序

要控制水工建筑物的运行，首先要考虑荷载及影响因素，主要有水压力、温度、地震以及其他荷载，同时还需要考虑施工质量、地形条件、地质条件和周围环境等产生的影响。在荷载及影响因素的条件下，水工建筑物还必须具备巡视检查资料和监测效应量，同时必须进行定量分析和综合评判，最后决定决策。

巡视检查资料，主要有裂缝资料、渗水资料和其他资料；对监测效应量应包括：变形、应力、裂缝开度、测压管水位、水质吸出物、孔隙水压力、渗流量等；当我们进行定量分析

时需要利用比较分析、作图分析、特征值统计分析以及利用数学模型进行分析。数学模型一般指统计模型、确定性模型和混合模型。控制水工建筑物的运行必须确定控制标准，失事模式主要是稳定、强度、抗裂三方面，进行监控指标。把定量分析的上述路径和监控指标相结合，然后进行综合评估。评估时需进行单项分析和综合分析、推理分析，此时就可以确定相应的方法决策、处理方案和效应分析。

3 混凝土坝的维护

混凝土坝的维护可分为日常检查、裂缝、渗漏、护坡、化学侵蚀和补强加固等维护。其维护方法如下：

3.1 日常检查

检查是养护修理的基础，是发现工程异常和损坏的重要手段，因此应按照有关规程和规范对混凝土坝等水工混凝土建筑物进行检查。

3.2 裂缝维护

裂缝按深度可分为表层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝；按裂缝开度变化可分为死缝、活缝和增长缝；按裂缝成因可分为温度裂缝、干缩裂缝、钢筋锈蚀裂缝、荷载裂缝、沉陷裂缝、冻胀裂缝、碱骨料反应裂缝等。

坝面发生裂缝后，应通过表面观测和监测查明裂缝的宽度、长度、深度、走向以及发展情况；根据观测资料；结合混凝土坝设计施工情况，分析裂缝的成因，针对不同性质的裂缝，采取不同的处理措施，裂缝修补可采用喷涂法、粘贴法、充填法和灌浆法。

3.3 混凝土坝渗漏维护

混凝土坝的渗漏途径有坝身、坝基、坝肩和岸坡等处；在运用中对于已发生渗漏的混凝土坝，必须加强观测研究查明原因，及时处理。渗漏处理的基本原则是“上截下排”，以截为主、以排为辅。渗漏宜在迎水面封堵，不能降低上游水位时宜采用水下修补，不影响结构安全时也可在背水面封堵。在制定处理措施时，要根据渗漏的部位、危害程度以及处理条件等实际情况而定。

3.4 护坡的维护

护坡遭受破坏，一般是由于护坡块石尺寸不合要求，垫层级配不符合标准，施工质量不好及风浪冲击，水面漂浮物撞击以及冰压力作用等原因所致。当护坡遭受风浪或冰凌破坏时，可采用砂袋压盖、抛块石或块石竹笼盖等临时措施。险情过后一定要重新翻修或整体修建。

3.5 化学侵蚀防护，一般应采取下列措施

已形成渗透通道或出现裂缝的溶出性侵蚀，采用灌浆封堵或加涂料涂层防护。

酸类和盐类侵蚀防护措施：加强环境污染监测，减少污染排放；轻微侵蚀的采用涂料涂层防护，严重侵蚀的采用浇筑或衬砌形成保护层防护。补强加固，一般可采用灌浆法、预应力法、粘贴玻璃钢法、增加断面法等。

4 结论

水工建筑物的运行会受到很多因素的影响，需要综合评估这些影响因素，及时做好维护工作，这样才能充分发挥水工建筑物的作用，延长其使用寿命，保持良好的运行状态。标准化管理应从项目管理的实际需要出发,根据维护项目实施的环境和技术特点,以企业的管理制度为保障,以激励和制度考核为手段,严格项目管理程序,规范项目管理行为,提升项目管理人员的积极性,提高项目管理的整体水平,促使水工建筑物维护项目低成本、高效率、高质量实施。

参考文献：

[1]林继镛，王光纶.水工建筑物（第5版）[M].北京:中国水利水电出版社，2009.

[2]陈建常.论水工建筑物的破坏原因与防治对策[J]科技创新导报，2013（3）.

[3]王尊先.水工建筑物混凝土结构破坏原因和预防措施[J].中国高新技术企业，2008