基于全寿命周期的大坝安全监测思考论文_杨忠兴,刘长东

基于全寿命周期的大坝安全监测思考论文_杨忠兴,刘长东

国电电力和禹水电开发公司 辽宁省丹东市 118200

摘要:水电站大坝是否稳固安全,关系到电站效益和下游人民的生命和财产安全。所以,对大坝进行安全监测是为了能够确保及时发现大坝的安全隐患及时处理。本文就基于全寿命周期的大坝安全监测思考展开探讨。

关键词:全寿命周期;大坝;安全监测

引言

水电站大坝安全监测过程中因为设备陈旧、人为操作、地理环境、天气等因素影响。所以我们在做安全监测的工作时,要考虑非常多的因素,才能保证水电站大坝能够正常、安全的运行。

1大坝运行安全管理的目的

大坝是人类控制江河、兴利除害、综合利用水利资源的建筑工程,对国民经济的建设及社会发展和稳定起着举足轻重的作用。人类筑坝历史悠久,世界各国已建造了数以万计、高度不一的大坝,形成了大小不同的水库群。随着现代坝工技术的发展,一大批高坝大库不断涌现。由于大坝的运行条件十分复杂,不确定性因素很多,大坝在发挥效益的同时,也存在着危险(即大坝失事)。大坝通常被定义为高危险性、低风险的建筑,就是说大坝失事的可能性很小,但大坝失事的后果却非常严重。因此,保证大坝运行安全是坝工建设和运行管理中的头等大事。根据国际大坝委员会统计,1950年以前大坝的失事率为 2.2%,1951~1986 年间大坝的失事率为0.5%,1986年以前大坝的总失事率为1.2%。此外,大坝出现损坏、故障、重大缺陷等危害安全生产的事故数量更多,发生更频繁。随着现代坝工技术的发展和筑坝水平的提高,大坝失事率已大大降低。但由于坝工设计所采用的假定及分析计算成果不可能与实际情况完全吻合,施工过程中有可能留下隐患或缺陷,大坝的环境因素及坝体、坝基自身条件在运行过程中也可能发生不利变化,以及运行过程中的人为失误等,都有可能造成大坝事故。大坝运行安全管理的目的就是通过安全监测、巡视检查、资料分析、维护加固等手段,及时掌握大坝运行性态,发现存在的问题,采取适当处理措施,消除存在的缺陷和隐患,保障大坝安全运行。

2全寿命周期的概念

全寿命周期的概念始于国外,是指工程产品从立项、设计、建造、使用直到报废淘汰即项目完全失去效益所经历的全部时间。该理论的提出,主要用于工程经济成本分析,对于工程成本,不仅考虑经济意义上的成本,还包括环境成本和社会成本。通过对工程寿命周期成本的分析,可以了解一个工程在整个寿命周期内不同阶段的寿命周期成本发生情况。全寿命周期成本分析方法得到越来越广泛的应用,是工程经济评价的重要组成部分。

3基于全寿命周期的大坝安全监测

3.1稳步推进大坝安全监测系统自动化建设

科技的飞速发展使得监测系统自动化也成为了现在主流的监测方式,单纯依靠人工会产生太多的误差。具体落实方案,应注意下面这些:①自动化的成本不低,不适合大面积的开展,应先选择几个地方,慢慢进行试验;②虽然自动化监测和人工监测相比较有很多的优点,但是我们也不能一味的相信自动化设备,自动化设备也有出现故障的时候,对于自动化监测应按照规定每年不少于2次进行人工比测;③监测系统自动化看起来简单,面对不同的地区也会产生难以实现的问题,比如小角度视准线观测实现全站仪自动化监测就难度很大,在研究的过程中要充分的结合地域因素和不可抗力因素。

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3.2基于全寿命周期的大坝安全监测对工程参建各方均有更高的要求

(1)可行性研究阶段。可研阶段是大坝安全监测全寿命周期的开始,设计单位起着重要作用。设计人员除了严格按照规范选定监测项目、布设监测仪器外,还应考虑工程实际情况,对特殊建筑物的监测做针对性的设计,同时考虑到施工及运行期仪器可能存在一定数量的损耗,不宜选择规范规定的最小数量和最少项目,可对重点部位的重点项目适当增加仪器。另外,对于中型以上水电站,其可研阶段应将监测自动化系统设计包含在内。在可研审查阶段,对审查单位提出的增加断面和仪器的要求应予以接受,对审查单位提出的减少项目或仪器的意见应适时给予解释,说明设计意图及目的,避免在招标和施工阶段出现考虑不全面的现象。(2)招标阶段。一般情况下,工程进入招标阶段后基本由建设单位负责组织,通常有以下几种形式:监测工程包含在土建施工标中;监测工程单独招标;设备采购、仪器埋设及施工期观测分开招标;将监测项目划分为几个标;或者上述4种形式的组合。需要说明的是,大坝安全监测工程不同于一般的施工标,它是设备采购标、设备安装标、施工标以及技术咨询服务的综合体。由于监测工程总体造价在整个建安费用中比例很小,故不论采用哪种方式,建设单位应当清楚地认识到,在监测标段中不是简单的仪器埋设,更不是纯粹的设备采购,以最低价中标的单位往往技术服务能力及资源投入不足,而由此造成的损失只能由工程本身来承担。作为监测工程的承包人,要在维护行业整体技术水平的基础上公平竞争,实践表明,以不合理的低价赢得标的的承包商,最终都自食苦果。无论是设计院,还是施工局、科研院所,都要秉承“与自己竞争,与同行合作”的理念,专心提高技术能力和服务水平,营造良好氛围,为监测行业树立良好的口碑。(3)施工阶段。在施工阶段,监测工程基本上没有独立的工作面,大部分都随主体工程的进度而逐步开展,而监测设施的实施质量直接决定了仪器设备的完好率,因此,监测施工单位应当对仪器设备的采购、检验、率定、安装、保护及观测等各个环节的质量进行严格控制。同时,监理单位应当配备有经验的监理工程师,按照《大坝安全监测系统施工监理规范》的要求,对监测工程质量进行全程有效的监控;建设单位重视程度对监测工程的完好性也有很大影响;设计单位根据现场施工情况,对监测布置做出及时的调整或补充,能够弥补可研或招标阶段的不足。

3.3加深大坝安全监测实施强度

(1)大坝安全监测系统价值很高,一般会长时间放置于相同的地方,但是在一定时间段内监测的数据可能是非常稳定的,时间久了,这些稳定的数据也就失去了存在的价值。所以要在严肃的分析和探讨之后,要经过上级部门的批准,并对监测项目进行系统评价。有必要的监测项目就留下,没有使用价值的监测项目就申请停测,对于我们在后期的整体、分析监测数据中会减少很大一部分的压力和工作强度,而且这样经过改善后得到的数据也更加的具有代表性。(2)对于监测人员不仅要学会如何正确使用相关仪器,还要知道如何进行保管,监测设备的如果出现故障会对我们采集数据产生很多阻碍,对于监测设备要建立严苛的保护制度。首先应该创建适合设备本身工作的一个外部环境,定期对所管辖的设备进行巡视检查、维护,出现问题应该及时的解决,使得监测设备一直保持正常运行。(3)加大汛期和特殊工况下监测的强度,建立加密观测制度规范。在平时的大坝监测工作中,要由专人来负责,相关负责人员不要产生太大的调动,对于数据记录以及整理都会产生不利的影响。要保证监测数据可靠完整,在每一次的监测结束之后马上进行校核,这样出现错误也可以及时的改正。(4)电站企业要保证大坝监测人员的数量和质量,定期参加专业的大坝安全监测培训,确保及时了解前沿的监测技术和最新的监测规范。

结语

从大坝全寿命周期的角度考虑,大坝安全监测应该以满足大坝运行期的需求为最终目标,没有必要赋予大坝安全监测过多的责任。基于全寿命周期的大坝安全监测对工程参建各方均有更高的要求。

参考文献

[1]何金平.大坝安全监测中的几个基本概念问题[J].水电自动化与大坝监测,2017(3).

[2]张进平.大坝安全监测研究的回顾与展望[J].中国水利水电科学研究院学报18(4).

论文作者:杨忠兴,刘长东

论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期

论文发表时间:2019/9/5

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