2018关于水电站大坝安全监测探析

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　　【摘要】：随着经济和社会的发展进步，我国的水电取得了长足的发展。大坝的安全监测和管理作为水电站的一项重要工作，其专业性强，工作系统比较复杂,搞好水电站大坝的安全监测管理是保证大坝安全运行的措施。本文结合近年的大坝安全监测工作经验以及对相关资料的查阅，对水电站大坝安全监测工作进行探讨。从大坝安全监测、管理运用计算机以来提高了其工作效率；积极稳妥地推进大坝安全监测系统自动化建设, 使水电站大坝安全监测水平跃上一个新台阶，为相关工作者提供理论参考。
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　　【关键词】：水电站 大坝 安全 监测
　　大坝安全监测的内容、目的和要求
　　1. 大坝安全监测内容
　　（1）设计阶段
　　在工程的设计阶段，地质条件、结构稳定性和材料参数是安全监测的主要对象。由于坝址的确定对地质条件要求较高，地质条件的监测需要借助于勘探仪器和资料分析等方法，结构的稳定性监测主要通过模型试验进行，以直观了解结构各部分工作和安全隐患的部位和位置。利用配套仪器设备进一步了解材料的各种参数、性能，做到最优配置。
　　（2）施工阶段
　　在施工方法和措施满足规范要求的前提下，对施工材料组成以及各项性能参数进行满足设计要求的校验。在大体积混凝土施工中，温度控制是施工中的关键，必须对温度控制措施的效果进行严格监测。在土石坝及防渗排水结构的施工中，碾压程序必须严格控制并对密实度作监测。
　　（3）运行阶段
　　利用运行期监测得到的监测资料建立监控模型，初步了解大坝的安全状况和发展趋势。由于目测和监测数据反映的是大坝形态的外部特征，对于具体的隐患部位和危险程度，还需要借助内部隐患探测仪器。监测物理量主要有变形、渗流、应力应变、温度等。
　　（4）老化阶段
　　随着材料的逐渐老化，材料的性能有所下降，大坝整体性能也会降低。这时的常规监控模型难以准确描述大坝实际运行形态，此时大坝安全监测的重点内容转为监测混凝土材料和混凝土内部所配钢筋的老化程度等。老化程度监测通常采用声波、取样分析和水质分析等方法来了解混凝土强度、孔隙率和水对混凝土的侵蚀程度。
　　2.大坝安全监测的目的
　　大坝安全监测的目的主要是通过了解大坝安全状况及其发展方向，来控制大坝的安全运行；通过校核计算参数的准确性和计算方法的实用性来反映施工方法的正确性，从而改进施工控制指标，进一步改进施工方法；利用监测提供的现场资料，由有经验的工程技术人员将实际状况与设计预测进行对比，检验各种理论、假设和参数，找出实测规律和辅助成因。大坝安全监测不仅是为了被监测坝的安全评估。
　　3.大坝安全监测的要求
　　安全监测是为及时消除大坝安全隐患和水库安全运行服务的，及时准确地了解大坝安全整体状况和各部分的安全水平是大坝安全监测的主要目的。达到上述目的须满足的条件如下：
　　（1）准确性
　　为了客观地反映大坝安全性状，从监测系统采集的测值必须准确，这是采取相应措施的依据。
　　（2）及时性及经济性
　　安全监测是在及时准确发现大坝安全隐患的前提下进行的，在监测资料数据及大坝形态分析结果的基础上预测大坝安全状况的发展及其速度，确保人们有足够的时间采取有效措施安全转移。
　　经济性要求不能矫枉过正，也不能因噎废食。监测系统在满足有利于水库最优运行、最大限度发挥工程效益的基础上，本身不能投资过大。但系统必须能反映大坝安全隐患的部位、性质、发展方向和速度等重要信息，以便人们采取有针对性的、合理的除险加固措施，使除险加固工程效益费用比最大，以较少的人力、物力、财力取得最大的经济效益和社会效益。
　　二、目前水电站大坝安全监测工作中的问题分析
　　1.监测设施老化、布置不合理
　　电站大坝安全监测系统中, 据运行需要, 大多数电站大坝的安全监测设施不同程度的存在问题, 这些问题主要有:观测设施陈旧、精度低、可靠性差;监测系统布置不合理, 缺少某些必要的监测项目, 有些大坝甚至没有监测设施。
　　2.运行管理问题
　　(1)自然条件的影响。用视准线观测大坝变形时，在寒冷地区，冬季仪器转动困难,强行转动后给观测带来误差。一些大坝修建了观测房, 但因房内与房外温差，增大折光影响。正、倒垂线往往布置在竖井中, 由于空气对流, 竖井如同烟囱, 使钢丝绳难以处于自由状态。
　　(2)人为因素。观测设施为了防止生锈, 多为铜质材料, 有的被砸毁卖掉, 恢复后, 资料失去连续性。有的竖井中掉入异物, 使垂线偏向一方, 测值失真, 出现大坝变形假象。
　　3.大坝监测自动化程度低
　　目前大多数水库大坝还是采用人工观测, 很难保证在恶劣条件下采集数据的准确、可靠、及时。监测自动化系统具有速度快、准确性高、传输和处理迅速、改善观测条件和降低劳动强度的优点。近年来部分大坝在除险加固过程中进行了监测自动化改造。但个别大坝自动化监测工作因规划不周, 仪器稳定性差等原因遇到挫折和反复；有些大坝在自动化设施刚投入运行时已将原有人工观测设施拆除，这样无法作对比观测, 自动化设备时常出现故障, 致使观测数据不连续。
　　4.观测资料分析深度不够
　　目前观测资料整理分析工作主要包括日常资料整编、月度报表以及年度观测成果整编分析。分析评价深度只停留在短期的定性分析, 缺乏系统性和综合性, 使观测成果不能完整、客观地反映大坝变形状况; 虽然, 大坝安全监测资料分析的理论、方法和大坝安全管理信息系统等技术虽发展较快, 但大多数大坝还没有达到能对安全运行进行实时监控的程度, 也没有得出令人信服的安全监控指标。
　　三、搞好电站大坝安全监测工作的措施探讨
　　1.积极稳妥地推进大坝安全监测系统自动化建设
　　随着科学技术的发展和管理水平的提高, 自动化已成为大坝安全监测的发展趋势和现代化管理的标志。而做到系统设计是做好自动化工作的前提和基础。具体实施时, 要做到以下几点:先试点,不宜盲目铺开;在实现自动化监测的同时, 需保留原有人工观测手段, 以防止自动化设备出现故障时保持观测工作的连续性;对部分目前自动化监测手段难以实现的项目, 总体设计时也应有必要的考虑与说明, 为今后实现该项目的自动化留有余地。
　　2.加强大坝安全监测项目管理
　　(1) 对监测项目做一次全面清理。大坝安全监测系统中作为长期性的监测点, 随着时间的推移, 由于周围环境和观测设施自身因素, 一些监测值趋于稳定, 一些监测值会失去作用。因此, 需要在科学而严谨的资料分析、研究的基础上，并经过主管技术部门的审批后, 对大坝监测设施进行一次全面系统的清理、检查和评估。
　　(2) 加强监测设施、仪器设备的管理工作。做好宣传发动工作, 使有关部门和附近的居民了解设施的重要性和保护设施的严肃性。主要采取以下方式: 联合当地县、乡政府公安部门、村民委员会, 发布保护大坝安全监测设施的通告, 并下发至附近村民每家每户。利用每次测量机会, 深入居民家中, 做细致的宣传教育工作。在主要交通道口, 建立宣传墙, 书写宣传告示。户外测点布置规范、合理。区段沉陷点应设立永久性保护牌, 测点应规范化。平面控制网点, 应建立永久性观测亭, 既可以保护设施又可以美化环境。
　　(3) 强化日常观测管理工作。在大坝日常观测工作中, 保持观测人员的稳定, 重点观测项目实行专人负责,以保证观测项目不误时、不缺项、不漏测；为保证观测精度满足规范要求,每次观测完毕后立即进行整理计算, 发现数据异常立即查找原因做好记录, 对观测成果资料进行100% 的校核。
　　3.加强观测资料分析工作
　　(1) 深化观测资料分析工作。为了使观测资料成果客观、真实地反映大坝实际变化, 更好地服务大坝安全管理, 分析工作不能只停留在短期的定性分析和单项定量分析上, 要运用全面的和系统的观点去综合分析, 应加强与院校、科研单位联合研究, 采取多种分析方法, 对原始观测数据进行定量分析,建立预报模型且提出分阶段大坝监控指标, 要找出影响坝体最不利的运行工况, 并提出指导性意见。
　　(2) 把计算机运用于观测资料分析处理。要开发、完善水工观测资料管理软件, 将历史的、现在的各种观测资料全部输入计算机进行数据处理, 管理软件不仅能进行测点位移计算、观测资料整理整编工作, 还能进行过程线、相关曲线的点绘和观测成果综合分析及观测信息资料的处理, 从而达到当需要各类成果资料时, 只要打开管理库便一目了然, 既方便、快捷, 又准确、可靠。
　　四、结束语
　　水电站大坝安全事关重大，涉及因素多。大坝安全监测是大坝安全管理的重要部分，是降低风险、减少事故的重要手段，因此必须对此特别重视。随着新情况的不断出现，需要不断地对大坝安全监测进行研究，以确保大坝安全，减少损失，充分发挥水利设施的社会效益和经济效益。
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