水電廠水工建筑物的安全管理措施分析

梁 挺 韓瑋琦

吉林松江河水力發電有限責任公司

1 引言

水電廠的水工建筑物對于人們的日常生活而言有著較大的方便性，尤其是在當今社會經濟、科技的高速發展中也促進著水電廠水工建筑物的建設與發展。但與此同時，在水工建筑物的規模與技術不斷擴張的情況下，相應的一些安全管理風險也在不斷增加，也很容易因為管理不當引起很多的質量問題和安全問題，進而影響到相關人員的人身安全與社會的和諧穩定。這也使得，加強水電廠水工建筑物的安全成為社會關注的熱點問題，也是當前相關行業最應放在首位的任務。

2 水電廠水工建筑物安全管理原因

2.1 磨蝕破壞

大部分的水工建筑物都處在高速流動的水流中，水中若含有大量泥沙或其他顆粒類物質，在高速水流流經水工建筑物表面時，會對其產生一定的沖擊，若泥沙含量大，沖刷面積也會增大，長此以往，磨蝕破壞程度也在不斷提升，且被破壞部位一般都位于水下，檢查與維修難度也較大。維修時，需要投入大量的資金與高超的技術和裝備，維修時間長，水工建筑物此時也不能使用，會對周邊人們的日常生活造成很大的影響。

2.2 空蝕破壞

空蝕破壞的原因比較復雜，常常出現在泄水建筑物中，以前多會以為是空泡破碎時產生的沖擊波壓力，但經過多方研究后確認是空泡與微射流共同作用的結果。空泡于水中形成，并隨著水流移動，在空泡遇到水工建筑物時，會產生潰滅，繼而產生一定的沖擊壓，并會對水工建筑物的表面起作用，損壞壁面。同時，微射流的沖擊力會持續對壁面產生作用，較強的沖擊力會直接破壞水工建筑物，較弱的沖擊力也會持續性地損壞壁面，對其材料造成損害。兩種作用力結合，會讓水工建筑物的面壁遭到較嚴重的空蝕破壞。

2.3 凍融破壞

水工建筑物在建設時多使用混凝土作為建筑材料，但混凝土本身性能存在一定的缺陷，會呈現出凍融破壞。世界許多區域都會產生氣候的交替性變化，當溫度處于零度以下時，水凍結成冰，出現膨脹應力，膨脹應力較大時，水工建筑物的結構會出現裂縫，建筑物表面也會出現削落現象繼而遭到破壞。發生凍融破壞時，建筑物內部的混凝土材料處于飽水狀態，加上外界溫度出現冷熱循環變化，結構表面和內部的水會出現凍結和融化，形成凍融循環。而當外部環境干濕交替時，會產生額外的滲透壓力，二者互相作用，會使混凝土從外到里產生層狀破壞。

3 水電廠水工建筑物的安全管理措施

3.1 安全監測過程管理

在進行安全監測過程管理時，相關觀測人員一定要與水工建筑物的設計和施工部門共同檢查混凝土工程與基礎工程的實際質量，也要準備好水工建筑物的監測準備與建筑物的結構和高程控制，及時發現處理觀測數據中的不足和缺陷，更全面的進行水工建筑物的安全監理工作。監理過程中，要整合好觀測數據與資料以確保觀測結果的準確性，并根據監測結果及時處理水工建筑物中存在的問題。

3.2 水工建筑物消缺管理

消缺管理是水電廠水工建筑物安全管理中較重要的一部分，其能使水電廠的水工建筑物更安全地運行，因此，相關部門必須要安排專業的工作人員對水電廠內各種類型的水工建筑物實施缺陷處理，處理時要檢查詳細，便于及時修復或加固損壞的水工建筑物，使其可以恢復成正常的運行狀態。而消缺處理主要包括這幾個方面：（1）滲漏處理。水工建筑物的滲漏問題主要出現在主廠房、河床壩段等地，分縫漏水情況最為嚴重，處理時，專業的工作人員要根據不同的滲漏情況針對性的分析處理，將滲漏問題從源頭控制。（2）泄洪底板破壞處理。以實際情況來看，我國的水電廠水工建筑物中的泄洪建筑物基本都經歷過多次泄洪，使其在長期被水沖刷后出現破損問題。例如，底板部位的澆筑混凝土被沖刷，中孔與表孔溢流面存在著些不規則的龜裂，此時可以使用環氧砂漿或聚合物砂漿對其進行修補修理，繼而提升泄洪建筑物的質量。（3）岸邊邊坡滑坡處理。岸邊的邊坡因為遭受水流多次沖刷，很容易存在滑坡風險，相關修理人員要定期檢查岸邊邊坡，做好一定的預防措施。

3.3 水工建筑物破壞管理措施

（1）磨蝕管理。設計時應考慮日后的磨蝕，在水工建筑物的整體設計中添加抗磨蝕部分，將過流部分的建筑物降低，加入泄洪元素。同時，也要增加消力池厚度，增加抗磨蝕能力，并加強水工建筑物的施工管理，確保施工環節質量。在發現水工建筑物已經被破壞時，要及時維修，并做好定期監測。（2）空蝕管理。預防空蝕磨壞主要可從三個方面處理，一是要提高水流空化數，降低破壞強度；二是要在設計時改善水閘形狀，降低局部壓力，并使用合理的水流結構，避免空泡和微射流破壞壁面；三是要應用向水流內加氣的方式，改變水流物理性質。（3）凍融管理。凍融管理可從地基和結構方面共同改善，防護地基時，可使用保溫法和排水隔離法，增加熱阻，并避免水工建筑物與水直接接觸，而結構方面則是要利用深基礎法穩定結構，保護水工建筑物。

4 結語

水電廠水工建筑物的種類較多，不僅包括各個大壩主體，也包括各種附屬設施，引水建筑物、泄洪建筑物、廠房等均屬于此類，這些設施都有共同的特征，即結構復雜、規模較大，基于此情況，水工建筑物的維護、管理難度都比較高，也加大著安全問題的發生幾率。因此，為進一步提高水電廠水工建筑物的整體質量和其運行的安全性，必須要結合水電廠的實際情況增強安全管理工作，不僅能提高質量和安全性，也能推動當地社會經濟市場的發展。