大壩安全性監(jiān)測及手段分析

摘 要：影響大壩安全的因素有很多，要保證大壩的安全性，就要有著嚴(yán)格嚴(yán)密的安全監(jiān)測系統(tǒng)，本文通過分析大壩的安全隱患，著重在時空兩個概念上下手，以此提出了幾點(diǎn)針對性建議。本文就影響大壩安全性的幾個方面進(jìn)行分析，進(jìn)一步探討了大壩安全監(jiān)測的問題。

關(guān)鍵詞：大壩；安全監(jiān)測；研究；分析

前言：

大壩在建筑物中屬于一種特殊建筑物，它的特殊之地在于：①巨額投資巨額效益，但如果出事，所造成的災(zāi)難和損失也是巨大的；②構(gòu)架、選擇地點(diǎn)和整體運(yùn)行的環(huán)境很復(fù)雜；③在設(shè)計(jì)上、具體施工過程和后期運(yùn)行維護(hù)等方面有很多的不確定性，受到諸多因素的制約。在我國，已經(jīng)頒布過了很多關(guān)于大壩安全檢測的條例，國際上也進(jìn)行過多次關(guān)于大壩安全的會議。大壩的安全監(jiān)測已經(jīng)成為了解讀大壩工作狀態(tài)和安全狀態(tài)的有效手段，在社會發(fā)展的同時，科學(xué)技術(shù)的引進(jìn)和管理水平的提高使得人們對于大壩安全的監(jiān)測也日益重視。

1 影響大壩安全的因素

通過對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以看出導(dǎo)致大壩事故的因素有很多，其牽涉的范圍也很廣，但主要有三類因素：（1）大壩的設(shè)計(jì)、施工和自然環(huán)境的影響而引起的，這是在大壩建成就存在的問題，不存在一個質(zhì)變的過程；（2）在大壩運(yùn)行過程中管理不當(dāng)或是維護(hù)不當(dāng)造成，這是一個逐步變化的過程，問題積累從而引起變化，如大壩混凝土老化、金屬結(jié)構(gòu)腐蝕、沖刷影響等；（3）是以上兩個原因共同作用的結(jié)果，即是在設(shè)計(jì)和施工中沒有充分考慮到各個因素，造成建成大壩存在安全隱患，這些安全隱患在日常運(yùn)行中又沒有得到有效的解決，使得安全隱患日益突出。

1.1 設(shè)計(jì)階段

在大壩的設(shè)計(jì)階段，選址問題從根本上決定了大壩以后的發(fā)展前景，選址的地形、地質(zhì)、地震發(fā)生頻率及水文條件等會對大壩的安全造成嚴(yán)重的影響。另外樞紐的總體布置、壩型及結(jié)構(gòu)、材料選擇和分區(qū)、水文資料的收集及洪水演算、地質(zhì)勘探等都將影響大壩的安全。有的大壩位于高地震烈度區(qū)，粘土斜墻壩的抗震性能差，而設(shè)計(jì)又將防滲膜放在斜墻下游側(cè)，形成潛在的最薄弱滑裂面，因此在發(fā)生地震時，迎水面滑落庫中，引起這種情況發(fā)生的原因是在設(shè)計(jì)大壩時，壩體的結(jié)構(gòu)不合理造成的。總而言之，大壩有很多威脅到其安全性的因素都是在設(shè)計(jì)階段留下的，著重要注意的是水文計(jì)算和地址的勘探及處理。

1.2 施工階段

在施工過程中能否始終堅(jiān)持設(shè)計(jì)的意圖、保證施工質(zhì)量，以能否有效的解決在施工中發(fā)現(xiàn)的問題是保證大壩安全的重要因素。比如，混凝土壩的溫控措施、土石壩的碾壓及防滲排水結(jié)構(gòu)的施工、有關(guān)泄洪建筑物的機(jī)電安裝等都將直接影響大壩的安全。在建造大壩歷史上，就有因?yàn)閴误w及防滲墻都未進(jìn)行碾壓，致使密實(shí)度降低，在強(qiáng)震時容易液化和沉陷，而當(dāng)?shù)卣饋砼R是，引起了大壩的整體破壞，造成了巨大的損失。

1.3 運(yùn)行管理

運(yùn)行管理包括了水庫調(diào)度、大壩及附屬機(jī)電設(shè)施檢查、監(jiān)測手段及資料分析方法、大壩安全狀況評價等，這之中的每一項(xiàng)都關(guān)系到大壩的安全。1969年曾發(fā)生過一次大壩漫頂事故，發(fā)生這一事故的主要原因就是由于盲目追求灌溉效益，在汛期時運(yùn)行水位抬高的不適合造成；而有的大壩會出現(xiàn)105 m高程水平裂縫，這與大壩長期遭遇高溫低水位運(yùn)行工況有關(guān)；有的水庫在泄洪閘門開啟的關(guān)鍵時刻都出現(xiàn)了電源中斷這一嚴(yán)重問題，說明了備用電源及汛前檢查有關(guān)泄洪設(shè)備（施）的重要性，這要是造成了巨大事故，損失就是不可估量的。這就要求在大壩日常運(yùn)行時要對大壩進(jìn)行全面的巡視檢查，要及時的反映儀器監(jiān)測的數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行分析，把事故扼殺在搖籃里。還有聯(lián)合調(diào)度問題，在一個梯級水庫調(diào)度中，做好聯(lián)合調(diào)度是保證上下通暢，避免造成水庫潰堤的關(guān)鍵。

2 大壩安全監(jiān)測的目的和意義

如大家所知，大壩安全監(jiān)測能夠及時的監(jiān)測大壩安全數(shù)據(jù)，能夠監(jiān)測大壩在建造時殘留的問題，以便及時解決，還能夠評價大壩的安全狀況，做到對大壩的整體安全級別有較為清晰的認(rèn)識。筆者以為，大壩的安全性監(jiān)測在近的方面是為大壩提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，以供人們評估大壩的安全性，在遠(yuǎn)的方面，則能夠充分的發(fā)揮工程效益、能夠節(jié)約工程成本、節(jié)約工程投資。

3 大壩安全監(jiān)測的新內(nèi)涵

以上的分析，我們可以看到能夠影響到大壩安全的因素還有很多，大壩的安全監(jiān)測就是為了大壩在安全的環(huán)境下，能夠很好的運(yùn)行，能夠產(chǎn)生巨大的社會效益。我們的世界在科技發(fā)展的帶動下已經(jīng)走入了一個全新的紀(jì)元，我們要實(shí)現(xiàn)大壩安全監(jiān)測的方式和目的都會有了很大的變化，筆者做出了以下幾點(diǎn)分析：

3.1 監(jiān)測范圍和內(nèi)容

大壩安全監(jiān)測的范圍應(yīng)包括壩體、壩基、壩肩，以及對大壩安全有重大影響的近壩區(qū)岸坡和其它與大壩安全有直接關(guān)系的“建筑物和設(shè)備”。影響大壩安全的因素有很多，包含的內(nèi)容很多，其涉及的范圍很廣。

3.2 大壩安全監(jiān)測的針對性

壩的安全監(jiān)測主要是應(yīng)對大壩運(yùn)行具體階段作出的監(jiān)測，具有很明確的針對性。

3.2.1 時間上的針對性

在大壩施工過程中，初次蓄水期和大壩老化期都是大壩最容易出現(xiàn)問題的階段，在初次蓄水期，著重是要復(fù)核實(shí)際的設(shè)計(jì)參數(shù)、檢驗(yàn)施工質(zhì)量，而在大壩老化期測試要對老化材料和設(shè)計(jì)復(fù)核進(jìn)行檢查。研究大壩的破壞機(jī)理始終是一項(xiàng)艱巨而又薄弱的一環(huán)，因?yàn)槲覀冏霾涣?：1的原型實(shí)現(xiàn)，就不能夠?qū)嶋H的檢驗(yàn)出大壩到底存在怎樣的問題。因此，對潰壩的數(shù)據(jù)分析是十分必要的，這也要求大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)在這一關(guān)鍵時刻能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用，能夠記錄下這些數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行分析總結(jié)。

3.2.2 空間結(jié)構(gòu)上的針對性

大壩的建造對選址、壩型和結(jié)構(gòu)都有十分硬性的要求，如針對面板堆石壩面板與趾板之間的防滲、碾壓混凝土壩的層間結(jié)構(gòu)、高強(qiáng)震地區(qū)均質(zhì)土壩的液化、薄拱壩壩肩的穩(wěn)定、破碎地基及深覆蓋層上筑壩的基礎(chǔ)處理及防滲、多泥沙河流的泥沙淤積、庫岸高邊坡的穩(wěn)定、泄洪水霧有可能引起跳閘等問題。

3.3 監(jiān)測手段和方法

大壩安全監(jiān)測包括巡視檢查和儀器監(jiān)測，這兩種監(jiān)測手段是相輔相成、不可分開的。儀器監(jiān)測的作用范圍很小，只能監(jiān)測到測點(diǎn)的變化，而很難發(fā)現(xiàn)測點(diǎn)以外的變化，所以這就要求人員進(jìn)行巡視檢查。也正是這些原因，要求大壩的安全監(jiān)測不能僅僅依靠一種手段，需要采取一切可以采取的辦法，使大壩安全多方面，多樣化的監(jiān)測，確保大壩能夠安全的運(yùn)行。

3.4 大壩安全監(jiān)測的網(wǎng)絡(luò)化、智能化、效益化

在曾經(jīng)的很多年里，人們對于大壩安全監(jiān)測的手段主要是由觀察員記錄觀察數(shù)據(jù)，再由專門部門去分析總結(jié)，得出大壩的安全系數(shù)，這樣的方法既費(fèi)時費(fèi)力，又存在著很多的不確定性。在現(xiàn)在，已經(jīng)有些自動化、智能化的儀器可以對大壩進(jìn)行直接的監(jiān)測，可是目前的大多數(shù)大壩的安全監(jiān)測自動化主要還停留在數(shù)據(jù)的收集上，很難快速準(zhǔn)確的得出大壩的安全系數(shù)。信息化發(fā)展的今天，大壩更應(yīng)該順應(yīng)時代的步伐，加快安全監(jiān)測的自動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，建立一個全國性質(zhì)的大壩監(jiān)測信息網(wǎng)是順應(yīng)時代的要求。

4 結(jié)語

綜上所述，大壩安全監(jiān)測在實(shí)際意義上更像是一種管理模式，其目的就是為了更好的實(shí)現(xiàn)工程效益。大壩安全監(jiān)測就是要利用一切可以利用的手段，保證大壩在較少的投入后能有長期、穩(wěn)定、安全的運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)效益最大化。