基于設(shè)計(jì)和風(fēng)險(xiǎn)層面的大壩安全問(wèn)題分析

張麗霞 延安市地下水工作隊(duì)

基于設(shè)計(jì)和風(fēng)險(xiǎn)層面的大壩安全問(wèn)題分析

張麗霞 延安市地下水工作隊(duì)

大壩作為我國(guó)水利工程建設(shè)中重要的建筑物，對(duì)于控制水流、防止洪澇災(zāi)害以及水利發(fā)電中發(fā)揮著不可替代的作用。加之我國(guó)近幾年來(lái)自然災(zāi)害的頻繁發(fā)生，為了能夠有效的提高我國(guó)大壩建筑的安全性，需要加強(qiáng)做好大壩的設(shè)計(jì)與風(fēng)險(xiǎn)的分析。本文先對(duì)影響大壩安全的因素進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并從大壩的設(shè)計(jì)與風(fēng)險(xiǎn)層面所存在的問(wèn)題進(jìn)行探討，從而提出其相應(yīng)的解決策略，最終促進(jìn)我國(guó)大壩工程建設(shè)的安全性。

設(shè)計(jì) 風(fēng)險(xiǎn)層面 大壩 安全問(wèn)題

一、前言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在一定程度上促進(jìn)了我國(guó)其他各個(gè)行業(yè)的進(jìn)步，其中與居民生產(chǎn)、生活息息相關(guān)的大壩建設(shè)，也得到了快速的發(fā)展。盡管我國(guó)目前已經(jīng)建立了很多的大壩，但很多大壩都存在著或多或少的問(wèn)題，特別是受到一些工程質(zhì)量、外因氣候或者地質(zhì)條件等因素的影響，從而導(dǎo)致多座大壩事故的發(fā)生。由于大壩關(guān)系著民生，因而對(duì)于大壩的安全問(wèn)題還有待提高與解決。

二、大壩安全現(xiàn)狀的影響因素分析

大壩設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性主要由水利工程設(shè)計(jì)本身的特點(diǎn)所決定，例如大壩設(shè)計(jì)理念的不成熟，或者方法的不合理性，加之我國(guó)大壩的風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì)發(fā)展起步比較晚，由于缺乏一定的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，同時(shí)大壩的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)客觀的存在于整個(gè)大壩的建筑與使用期間，由此可見(jiàn)，加強(qiáng)對(duì)大壩設(shè)計(jì)與風(fēng)險(xiǎn)的分析，對(duì)于提高大壩的安全具有非常重要的意義。

由于我國(guó)大壩的建設(shè)發(fā)展速度非?？?，目前已經(jīng)修建了規(guī)模大小不同的大壩，并在少數(shù)修建的大壩中存在著很多嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，例如老舊的大壩往往由于使用的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行定期的維護(hù)與保養(yǎng)，從而使得大壩呈現(xiàn)出嚴(yán)重的老化問(wèn)題。由于大壩的安全問(wèn)題，不僅會(huì)影響到下游居民的生活，而且還會(huì)遭到防洪發(fā)電功能的破壞。

（一）設(shè)計(jì)因素

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，大壩的設(shè)計(jì)技術(shù)也漸漸的發(fā)展成熟，與此同時(shí)，大壩的安全性在一定程度上得到了提高與改善。但在一部分的大壩中還存在有潰壩的現(xiàn)象，因此，我們?cè)诖髩蔚脑O(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)盡量的降低這種現(xiàn)象的出現(xiàn)。針對(duì)這種情況，國(guó)家已經(jīng)出臺(tái)了相關(guān)設(shè)計(jì)的規(guī)則與標(biāo)準(zhǔn)，在一定程度上為大壩的設(shè)計(jì)提供了必要的輔助與理論基礎(chǔ)，目前我國(guó)大壩的設(shè)計(jì)技術(shù)還不是很完善，有待向著可靠性的方面發(fā)展。

（二）風(fēng)險(xiǎn)因素

1.風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)

首先具有客觀存在性，無(wú)論哪一個(gè)大壩工程在建設(shè)與使用過(guò)程中都會(huì)存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，既包括有人為的因素，也包括有外界自然影響的因素，其中人為的影響因素是可控制的，而外界自然影響因素，卻只能夠通過(guò)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)防與防范，提高風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，來(lái)有效的降低風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，但卻不能夠?qū)︼L(fēng)險(xiǎn)達(dá)到完全的控制。其次風(fēng)險(xiǎn)具有特殊性，大壩在建設(shè)與使用過(guò)程中，風(fēng)險(xiǎn)并不是持續(xù)不斷的出現(xiàn)，而是會(huì)因因素的影響而隨機(jī)的出現(xiàn)在任何一個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，即會(huì)隨著工程的發(fā)展階段而呈現(xiàn)出不同的風(fēng)險(xiǎn)。

2.風(fēng)險(xiǎn)弊端

在不同規(guī)模大小的大壩中，對(duì)于中小型的壩體比較容易發(fā)生事故，其影響的因素有很多方面，例如質(zhì)量方面的問(wèn)題或者管理的失誤等，因此在進(jìn)行大壩的設(shè)計(jì)時(shí)需要做好風(fēng)險(xiǎn)的分析工作，并對(duì)其具體的情況采取相應(yīng)的解決措施。目前大壩設(shè)計(jì)中主要存在的弊端包括以下幾個(gè)方面：

一是由于大壩工程的水文或者洪水是某些工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵核心部分，往往會(huì)由于其水文或者洪水的復(fù)雜性，而需要在設(shè)計(jì)中對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充與闡述，必要的情況下，還需要進(jìn)行PMF，或者通過(guò)其他有效的分析方法采取其相應(yīng)的工程措施；

二是要針對(duì)某項(xiàng)自然災(zāi)害確定出其準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析，例如地震作為大壩主要的自然災(zāi)害時(shí)，需要對(duì)因地震而導(dǎo)致大壩產(chǎn)生的安全、危險(xiǎn)等情況進(jìn)行全面、詳細(xì)的分析，并根據(jù)分析確定出與之相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)所產(chǎn)生的破壞進(jìn)行分析，有助于了解大壩在使用過(guò)程中所存在的潛在危險(xiǎn)；

三是如果大壩的安全問(wèn)題來(lái)源于閘門(mén)，例如在使用過(guò)程中出現(xiàn)閘門(mén)開(kāi)啟與關(guān)閉的不及時(shí)，這些應(yīng)當(dāng)考慮到電源可靠性的問(wèn)題，除此之外，如果是大壩的地基有問(wèn)題或者地質(zhì)的特殊性，應(yīng)當(dāng)根據(jù)其具體的情況采取相應(yīng)的措施解決?？傊?，要采用科學(xué)、合理的管理方法來(lái)有效的抑制風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。

3.風(fēng)險(xiǎn)分析

首先是從大壩設(shè)計(jì)中存在的風(fēng)險(xiǎn)因素分析，即使是簡(jiǎn)單的壩體，在通過(guò)嚴(yán)密的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，往往也能夠避免大壩遭受危險(xiǎn)，或者是通過(guò)優(yōu)化與調(diào)整樞紐布置的格局，以及對(duì)梯度的調(diào)整等設(shè)計(jì)方法，都能夠有效的避免大壩發(fā)生潰壩現(xiàn)象；其次是大壩風(fēng)險(xiǎn)分析的理論與方法?？茖W(xué)的理論基礎(chǔ)與合理的方法為大壩的設(shè)計(jì)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，因此在大壩工程的規(guī)劃與設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)大壩建筑與使用過(guò)程中常見(jiàn)的風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型，提出其具體的應(yīng)對(duì)策略與解決方法，從而有效的降低大壩風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，提高大壩的安全性。風(fēng)險(xiǎn)分析作為大壩設(shè)計(jì)中的核心地位，因此，要在設(shè)計(jì)中采取一系列的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防措施，從而有效的把風(fēng)險(xiǎn)控制在最低。

三、大壩安全問(wèn)題的分析及解決策略

（一）大壩存在的問(wèn)題

1.一部分的大壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)比較低

就目前大壩的防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，明顯的低于現(xiàn)行規(guī)范的要求，特別是對(duì)于一些大壩在設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于壩址河流、洪水資料的短缺、實(shí)測(cè)水文系統(tǒng)時(shí)間比較短的原因，往往在大壩設(shè)計(jì)時(shí)導(dǎo)致洪水流量數(shù)值偏小，大壩在后期使用的過(guò)程中發(fā)生洪水漫頂?shù)氖鹿尸F(xiàn)象；另外，在大壩的設(shè)計(jì)過(guò)程中所采有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法滿(mǎn)足于現(xiàn)行的規(guī)范要求，對(duì)于壩基與壩體在荷載的設(shè)計(jì)時(shí)，其組合的壓應(yīng)力如果超過(guò)了允許值 ，從而使得大壩在設(shè)計(jì)過(guò)程中安全標(biāo)準(zhǔn)偏低?？v觀目前已經(jīng)修建起的水庫(kù)大壩，由于設(shè)計(jì)過(guò)程中的標(biāo)準(zhǔn)偏低，而且在具體的施工過(guò)程中存在著勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工同步進(jìn)行的情況，在一定程度上為大壩工程留下了很多的安全隱患，特別是對(duì)于中小型水庫(kù)大壩的建設(shè)，安全問(wèn)題表現(xiàn)的非常突出。

2.大壩施工質(zhì)量中存在一定的安全隱患

在大壩的施工期間，壩體的建設(shè)所采用的是混凝土與面板的堆石壩，往往會(huì)在大壩的運(yùn)行后期出現(xiàn)危害性的裂縫，有的甚至在施工期間就會(huì)出現(xiàn)裂縫，這在一定程度上影響著大壩的整體性與安全。其主要原因是由于壩體中的混凝土裂縫因滲水現(xiàn)象而析出了鈣質(zhì)，從而使得混凝土的壩體受到了一定程度的侵蝕，導(dǎo)致在大壩的表面發(fā)生掉砂或者是落石的現(xiàn)象，同時(shí)也降低了混凝土的強(qiáng)度，除此之外，大壩還存在著其他方面的質(zhì)量問(wèn)題，如壩體遭受到凍融剝蝕的破壞、泄洪建筑物的磨損以及氣蝕損壞等，由于防滲灌漿質(zhì)量的缺陷而導(dǎo)致了大壩壩基出現(xiàn)較偏大的滲漏量，從而使得在混凝土壩體的排水孔中析出了大量的鈣質(zhì)。

（二）導(dǎo)致大壩安全問(wèn)題發(fā)生的原因分析

1.勘測(cè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

在進(jìn)行大型水利水電大壩工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程中，很多的勘察設(shè)計(jì)單位都會(huì)按照國(guó)家提出的勘測(cè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行大量的勘測(cè)與設(shè)計(jì)工作，通過(guò)科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)，從而有效的保障大型水庫(kù)大壩勘察設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度，但對(duì)于一些中小型的水庫(kù)與低壩的勘測(cè)設(shè)計(jì)時(shí)，由于有限的力量，往往會(huì)在具體的勘測(cè)、設(shè)計(jì)過(guò)程中不夠深入與專(zhuān)業(yè)，同時(shí)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)大壩的水文、地質(zhì)等這些基礎(chǔ)性資料、參數(shù)的運(yùn)用呈現(xiàn)出不恰當(dāng)、不合理的情況，導(dǎo)致了大壩的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)過(guò)低，并且在大壩工程項(xiàng)目的施工過(guò)程中，由于工期的問(wèn)題，設(shè)計(jì)出圖的時(shí)間比較緊張，再加上對(duì)大壩的設(shè)計(jì)校審制度不是很?chē)?yán)格，從而導(dǎo)致大壩設(shè)計(jì)成果經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)誤，因此，在我國(guó)小型水庫(kù)與大壩的勘測(cè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，出現(xiàn)的設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題比較多，在一定程度上為大壩的后期使用埋下了隱患，很容易導(dǎo)致大壩發(fā)生事故安全。

2.施工環(huán)節(jié)

大多數(shù)的大壩工程建設(shè)，施工企業(yè)會(huì)嚴(yán)格的按照施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行，按照設(shè)計(jì)院所提供的設(shè)計(jì)圖紙與設(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)進(jìn)行具體的施工，但也有一少部分的施工企業(yè)，由于質(zhì)量管理體系不完善，在具體的工程施工過(guò)程中出現(xiàn)層層分包現(xiàn)象，從而使得在大壩工程的建設(shè)過(guò)程中不能夠有效的控制好工程質(zhì)量，特別是對(duì)于中小型水庫(kù)低壩的施工質(zhì)量，往往處于失控狀態(tài)，從而導(dǎo)致在大壩施工過(guò)程中頻繁的發(fā)生安全事故，造成很多的安全隱患。

3.運(yùn)行管理方面

對(duì)于一些大型的水庫(kù)大壩的運(yùn)行管理，具有專(zhuān)門(mén)的管理機(jī)構(gòu)，而且對(duì)于水庫(kù)的調(diào)度，以及對(duì)大壩使用過(guò)程中定期的維修、檢查的規(guī)章制度比較完善，但在我國(guó)一些中小型的水庫(kù)大壩中，不僅沒(méi)有設(shè)立專(zhuān)門(mén)的管理機(jī)構(gòu)，而且運(yùn)行管理機(jī)制都不夠完善，對(duì)于一些在水庫(kù)大壩建設(shè)過(guò)程中埋設(shè)的監(jiān)測(cè)設(shè)施，隨著大壩修建時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而這些監(jiān)測(cè)設(shè)施已經(jīng)損壞，因而無(wú)法滿(mǎn)足于大壩使用過(guò)程中安全監(jiān)測(cè)的要求，另外，還有的水庫(kù)大壩中沒(méi)有建立起完善的調(diào)度規(guī)章，使得水庫(kù)出現(xiàn)溢洪道閘門(mén)或者啟閉機(jī)已然被銹蝕無(wú)法再使用，大壩壩體所構(gòu)成的材料也隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)呈現(xiàn)出老化與劣化的問(wèn)題，而金屬的結(jié)構(gòu)或者機(jī)械設(shè)備也已經(jīng)損壞，水庫(kù)中的庫(kù)容面積也日漸被泥沙與淤泥所堆積占用，與此同時(shí)，還會(huì)受到地質(zhì)災(zāi)害等的影響，這些因素都將影響著大壩的安全。

（三）提高大壩安全性的具體對(duì)策

1.提高大壩施工設(shè)計(jì)水平

大壩設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，是保證大壩的安全建設(shè)與使用的前提，大壩施工質(zhì)量的優(yōu)良是安全建設(shè)與使用的基礎(chǔ)，因此，大壩建設(shè)的重要核心部分在設(shè)計(jì)，工程的設(shè)計(jì)往往需要根據(jù)準(zhǔn)確的水文、地質(zhì)等這些基礎(chǔ)信息資料，對(duì)實(shí)際場(chǎng)地的勘測(cè)深度、范圍等都應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足于大壩的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)，對(duì)于庫(kù)區(qū)地質(zhì)的環(huán)境與壩基的地質(zhì)問(wèn)題都要進(jìn)行全面的勘測(cè)與分析，對(duì)于大壩的設(shè)計(jì)方案與技術(shù)問(wèn)題都應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)相關(guān)的計(jì)算分析與科學(xué)化的試驗(yàn)研究，通過(guò)深入的對(duì)比與分析，并運(yùn)用先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)與安全的可靠性，為水庫(kù)大壩的安全性提供技術(shù)支持，從而有效的保障水庫(kù)大壩的安全性。除此之外，還要不斷的完善水利水電工程的質(zhì)量保證體系，通過(guò)嚴(yán)格、全面的管理，并運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)與工藝，有效的提高大壩的建設(shè)質(zhì)量，最終建設(shè)優(yōu)質(zhì)的水利水電工程，并為水庫(kù)大壩的安全運(yùn)行提供強(qiáng)有力的保障。

2.加強(qiáng)對(duì)大壩的管理

通過(guò)對(duì)大壩工程項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)與維護(hù)，是實(shí)現(xiàn)大壩安全運(yùn)行的有效途徑。特別是在大壩投入使用之后，要加強(qiáng)對(duì)大壩的日常管理。一是要實(shí)現(xiàn)全面、科學(xué)的維護(hù)，由于大壩與溢洪道或者水工建筑物自身與基礎(chǔ)的使用過(guò)程中會(huì)受到運(yùn)行條件、自然環(huán)境等因素的影響，例如大壩會(huì)隨著運(yùn)行時(shí)間的增加而漸漸的呈現(xiàn)出老化、劣化等的問(wèn)題，因此，要加強(qiáng)對(duì)大壩的日常維護(hù)工作；二是要建立起完善的大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，從而有助于及時(shí)、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)大壩運(yùn)行過(guò)程中所存在的問(wèn)題，與此同時(shí)，也有助于制定水庫(kù)大壩調(diào)度的運(yùn)行方式，以及對(duì)大壩中建筑物的檢修加固處理，以防在發(fā)生險(xiǎn)情或者自然災(zāi)害時(shí)，發(fā)生水庫(kù)大壩安全事故，在大中型的水庫(kù)大壩的管理過(guò)程中，要對(duì)于監(jiān)測(cè)設(shè)施進(jìn)行更新與改造，從而有效的完善大壩工程的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，與此同時(shí)，可以借助于互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的自動(dòng)化與科學(xué)化。三是要對(duì)大壩是進(jìn)行日常的檢修工作，并建立起定期檢查與維護(hù)制度，例如對(duì)大壩進(jìn)行定期的安全監(jiān)測(cè)與巡視檢查工作，從而能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)大壩運(yùn)行過(guò)程中的異常問(wèn)題，并對(duì)其進(jìn)行檢修與維護(hù)。四是定期的對(duì)大壩開(kāi)展檢查工作，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)、客觀的評(píng)價(jià)與檢查，有助于及時(shí)的發(fā)現(xiàn)大壩的安全隱患，并對(duì)其進(jìn)行加固處理，在一定程度上在大壩的安全運(yùn)行中發(fā)揮出了重要的作用?？傊?，通過(guò)對(duì)大壩的精心化管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)大壩的維護(hù)與檢測(cè)、管理等，有助于及時(shí)的消除大壩運(yùn)行過(guò)程中的安全隱患，并把安全事故降到最低。

四、結(jié)論

大壩的安全問(wèn)題與工程建設(shè)有著密切相關(guān)的聯(lián)系，其中大壩設(shè)計(jì)中的風(fēng)險(xiǎn)是客觀存在的，具有特殊性與普遍性，因此，風(fēng)險(xiǎn)一直貫穿于大壩的設(shè)計(jì)與使用當(dāng)中。由此可見(jiàn)，為了有效的提高大壩的安全問(wèn)題，需要不斷的提高大壩設(shè)計(jì)水平與施工質(zhì)量，根據(jù)具體的實(shí)際情況制定出科學(xué)、合理的解決策略，從而有效的提高我國(guó)大壩工程的安全性，盡量的避免大壩工程風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。

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