點檢定修理論在彭水水電站水工管理中的應(yīng)用

于海龍

（重慶大唐國際彭水水電開發(fā)有限公司，重慶，409612）

彭水水電站位于烏江干流下游、重慶市彭水縣縣城上游11 km處，是烏江干流水電開發(fā)規(guī)劃的第10個梯級電站，開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，其次為航運、防洪及其他綜合利用。壩址以上流域面積69 000 km2，占烏江流域總面積的78.5%。水庫正常蓄水位293m，死水位278m，總庫容14.65億m3，調(diào)節(jié)庫容5.18億m3，具有年調(diào)節(jié)性能[1]。

電站樞紐由攔河大壩、引水系統(tǒng)、通航系統(tǒng)、地下廠房和開關(guān)站組成。攔河大壩為弧形碾壓混凝土重力壩，最大壩高113.5 m。通航建筑物布置在左岸，由一級船閘和一級垂直升船機(jī)組成，通航船只噸位最大為500 t駁船，年通航為510萬t。電站為地下式廠房，布置在壩址右岸[1]。

1 實施背景

1.1 水電站大壩安全管理的現(xiàn)狀及存在的問題

水電站大壩安全管理工作主要圍繞各水工建筑物開展，一般過程是通過對大壩的日常巡視檢查、年度詳查、定期檢查、特種檢查以及安全監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、整理計算、整編分析等技術(shù)工作，發(fā)現(xiàn)大壩有缺陷或異常時，對大壩進(jìn)行維護(hù)和跟蹤。其中巡視檢查和安全監(jiān)測是大壩安全管理的基礎(chǔ)。

大壩傳統(tǒng)巡視檢查的工作流程一般是：由工作人員攜帶檢查工具及記錄本，按事先確定的檢查路線，對所有建筑物進(jìn)行檢查，現(xiàn)場做好記錄，再對記錄做相應(yīng)的整理工作。傳統(tǒng)安全監(jiān)測數(shù)據(jù)采集工作的一般流程是：工作人員攜帶監(jiān)測儀器，按項目或部位定期采集各監(jiān)測點的數(shù)據(jù)，再進(jìn)行后期整理分析。兩個工作方法普遍存在以下問題：

（1）巡檢質(zhì)量因人而異，容易漏檢、缺檢。在日常巡檢過程中，由于水工建筑物及相關(guān)監(jiān)測設(shè)備分布范圍廣，行走路線不方便，局部甚至難以到達(dá)，因此容易發(fā)生漏檢、缺檢現(xiàn)象。巡檢的項目及標(biāo)準(zhǔn)完全靠巡檢人員自己記憶并掌握，質(zhì)量難以保障。在水電站運行過程中，如果不能及時發(fā)現(xiàn)大壩缺陷并及時處理，將對整個水電站的安全運行帶來很大的隱患。問題嚴(yán)重時，甚至?xí)斐删植拷ㄖ飺p壞、邊坡失穩(wěn)、水淹廠房等重大事故，對于土石壩，嚴(yán)重時可能造成潰壩事故。

（2）巡檢路線未進(jìn)行優(yōu)化。巡檢路線制定不嚴(yán)謹(jǐn)，導(dǎo)致巡檢路線過長、巡檢路線重復(fù)，降低了巡檢人員的工作效率、增加了工作量。特別對于大型水電站的大壩巡視檢查，建筑物分布范圍廣、各種廊道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，若不對巡檢路線進(jìn)行有效的優(yōu)化，不僅會造成人力資源的浪費，更會影響工作質(zhì)量。

（3）設(shè)備臺賬信息化水平不高，查閱不方便。傳統(tǒng)的大壩安全管理僅將測量儀器或二次儀表等歸為設(shè)備，建立臺帳，少有單位將水工建筑物視作設(shè)備，并建立臺帳加以管理，由此帶來的問題是在某建筑物發(fā)生缺陷，需要分析缺陷形成的原因、制定消缺方案時難以查找相關(guān)的資料。已建立的臺賬也基本是紙質(zhì)版，使用不方便，管理水平不高。

目前，水電站管理的基本發(fā)展方向是“無人值班、少人值守”，新建水電站普遍存在大壩安全管理范圍廣、管理人員少、流動性大及經(jīng)驗不足等問題，具體工作主要委托外圍單位開展。如何對外委單位進(jìn)行有效的管理，如何確保水工建筑物安全運行和水工管理高效可靠地開展，是新建水電站大壩安全管理工作中必須面對和亟需解決的問題。

1.2 點檢定修理論在水電站管理中的發(fā)展及應(yīng)用

1.2.1 點檢定修理論及其發(fā)展

設(shè)備點檢是指借助于人的感官和檢測工具，按照預(yù)先制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，定人、定點、定周期地對設(shè)備進(jìn)行檢查的一種設(shè)備管理方法。它通過對設(shè)備的全面檢查和分析來達(dá)到對設(shè)備進(jìn)行量化評價的目的。設(shè)備點檢綜合利用運行人員的日常點檢、點檢員及其他專業(yè)人員的專業(yè)點檢、精密點檢、技術(shù)診斷和劣化傾向管理、綜合性能測試等幾個方面的力量和手段，形成保證設(shè)備健康運轉(zhuǎn)的多層防護(hù)體系，體現(xiàn)對設(shè)備全員管理的原則，將具有現(xiàn)代化管理知識和技能的人、現(xiàn)代化的儀器裝備和現(xiàn)代化的管理方法三者有機(jī)地結(jié)合在一起[2]。

傳統(tǒng)的設(shè)備點檢由點檢人員通過聽、看、測量等方式獲取點檢數(shù)據(jù)，然后手工記錄這些數(shù)據(jù)，產(chǎn)生點檢記錄，通過分析點檢記錄做出判斷，從而掌握設(shè)備的運行狀態(tài)。這種方式要求點檢人員不斷地進(jìn)行手工記錄，不但浪費了大量的紙張，加重了點檢人員的勞動強(qiáng)度，而且最終效果也很不理想。為實現(xiàn)對重要設(shè)備的科學(xué)管理，優(yōu)化設(shè)備點檢流程，提高設(shè)備點檢水平，企業(yè)需要建立一套自動化程度較高的設(shè)備點檢管理系統(tǒng)[3]。計算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展為設(shè)備點檢的自動化提供了有力的技術(shù)支持，并成功應(yīng)用于設(shè)備點檢管理系統(tǒng)。

1.2.2 設(shè)備點檢的工作流程

設(shè)備點檢管理系統(tǒng)一般由硬件部分、軟件平臺等組成[3]。

硬件組成主要有點檢儀、條碼標(biāo)簽、服務(wù)器及客戶端。各硬件作用如下：

點檢儀可通過掃碼判斷當(dāng)前點檢位置，顯示點檢任務(wù)中該處的點檢要點，供點檢人員參考。點檢儀集成讀寫器功能，可通過手寫或鍵盤輸入等方式把測得的點檢數(shù)據(jù)輸入點檢儀。點檢儀安裝有嵌入式操作系統(tǒng)，在點檢工作開始前需通過客戶端平臺下載點檢任務(wù)，點檢工作完成后，再通過客戶端將點檢數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器。

條碼標(biāo)簽安裝在點檢線路的關(guān)鍵節(jié)點上，幫助點檢人員確定需要點檢的設(shè)備，點檢人員需嚴(yán)格按照點檢任務(wù)進(jìn)行點檢，否則點檢任務(wù)無法正常完成，有效避免重復(fù)點檢、漏檢等問題。

點檢人員完成水工設(shè)備點檢后，通過客戶端把點檢數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器中。再通過應(yīng)用軟件對點檢數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，編制各種圖表，進(jìn)行劣化分析，從而指導(dǎo)設(shè)備定修。

2 內(nèi)涵和實施方法

2.1 水工點檢定修的內(nèi)涵

將發(fā)電設(shè)備點檢定修管理的理念和方法應(yīng)用于大壩安全管理，開創(chuàng)了水電站大壩安全管理的新模式，拓展了基于機(jī)電設(shè)備發(fā)展起來的點檢定修理論。將水工建筑物依據(jù)一定的原則劃分為不同的部件，并確定其KKS編碼，由水工點檢員按照指定的路線和預(yù)先制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，定人、定點、定周期進(jìn)行點檢，樹立點檢標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)化、點檢流程規(guī)范化、點檢手段多樣化、點檢數(shù)據(jù)信息化、點檢分析制度化和定修管理實用化的“六化”點檢定修理念，形成水工專業(yè)人員的日常點檢、專業(yè)點檢、精密點檢、設(shè)備的劣化傾向管理以及定期開展的監(jiān)測設(shè)備的精度檢測和性能指標(biāo)檢驗的五層防護(hù)體系，并按照“PDCA”循環(huán)管理模式不斷持續(xù)改進(jìn)。

在水工點檢的基礎(chǔ)上，科學(xué)開展水工建筑物及設(shè)備的劣化分析，依據(jù)發(fā)現(xiàn)的缺陷的性質(zhì)，根據(jù)預(yù)防性維修的原則，按照水工建筑物及設(shè)備的狀態(tài)，合理確定其檢修周期和檢修項目。

2.2 彭水水電站水工點檢工作的實施過程

2.2.1 水工設(shè)備分類

將點檢定修理論應(yīng)用在大壩安全管理上，首先要將水工建筑物等視同設(shè)備來對待，按各自不同的功能分別進(jìn)行定義、編碼，以便在系統(tǒng)中確定其唯一的位置。

大壩安全管理中涉及的設(shè)備主要可以分成兩大類：一是水工建筑物，二是大壩安全監(jiān)測設(shè)備及建筑物維護(hù)設(shè)備。第二類設(shè)備和常規(guī)意義的設(shè)備差別不大，可以引用機(jī)電設(shè)備的定義規(guī)則。但水工建筑物卻不同于傳統(tǒng)意義上的設(shè)備，通常水工建筑物的規(guī)模都非常巨大、無法移動。將整個水工建筑物如船閘、大壩等統(tǒng)稱為一個設(shè)備，設(shè)備太大，無法管理，在點檢定修中難以歸類[2]。經(jīng)過反復(fù)討論研究，彭水水電站最終將水工建筑物的某個功能區(qū)或某一結(jié)構(gòu)定義為基本設(shè)備，比如大壩基礎(chǔ)廊道、左岸193 m高程灌漿平洞、船閘上閘首等。

2.2.2 水工設(shè)備KKS編碼通則的制定

結(jié)合彭水水電站水工管理的實際情況，確定了水工建筑物編碼的思路：以具備獨立功能為基礎(chǔ)定義水工設(shè)備，方便進(jìn)行臺賬管理，編碼總體原則是以設(shè)備名稱首字漢語拼音的第一個字母區(qū)分，水工建筑物安全監(jiān)測中的應(yīng)力應(yīng)變儀器則用通用的儀器代碼區(qū)分，但在同一節(jié)點下不能用同一字母表示兩種及以上儀器[2]。

結(jié)合以上思路對水工建筑物主節(jié)點進(jìn)行了劃分：水工設(shè)備歸屬于“全廠公用（O）”，往下分構(gòu)筑物（大壩建筑物、通航建筑物、引水發(fā)電建筑物、500 kV開關(guān)站、其他建筑物）和附屬系統(tǒng)（大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)、邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)、電站建筑物安全監(jiān)測系統(tǒng)、通航建筑物安全監(jiān)測系統(tǒng)、安全監(jiān)測網(wǎng)、庫區(qū)地災(zāi)專業(yè)檢測系統(tǒng)、安全監(jiān)測儀器、自動化監(jiān)測系統(tǒng)）。

2.2.3 水工點檢標(biāo)準(zhǔn)的制定

為了規(guī)范地開展水工點檢工作，彭水水電站制定了《水工設(shè)備點檢標(biāo)準(zhǔn)》，標(biāo)準(zhǔn)主要分為點檢標(biāo)準(zhǔn)和點檢路線兩大部分，主要對點檢項目、內(nèi)容、周期、方法、標(biāo)準(zhǔn)、類型、狀態(tài)等進(jìn)行了細(xì)化。

水工日常點檢（下稱“日檢”）指水工專業(yè)技術(shù)人員開展的常規(guī)巡視檢查工作，包括水工建筑物、安全監(jiān)測系統(tǒng)的巡視檢查，主要點檢方法是用肉眼或借助簡單工具檢查水工建筑物、各類監(jiān)測儀器儀表的外觀。水工專業(yè)點檢（下稱“專檢”）指水工專業(yè)技術(shù)人員按《水工建筑物安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》要求進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、計算、整理。主要點檢方法是通過使用專業(yè)設(shè)備定期獲取各監(jiān)測點的數(shù)據(jù)，并對計算成果進(jìn)行整理分析。水工精密點檢（下稱“精檢”）指各水電站開展的定期檢查、水工技術(shù)監(jiān)督檢查、監(jiān)測儀器（表）的校驗、特種檢查等。

2.2.4 點檢路線的制定

通常水電站建筑物規(guī)模巨大，為高效完成點檢，需要研究制定點檢線路，才能以最短的線路巡視到所有的設(shè)備。彭水水電站按部位制定了點檢路線，分地下廠房、大壩、通航系統(tǒng)、邊坡等點檢線路，但實際點檢時發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)路線都無法在一天完成，而且各建筑物內(nèi)部高差很大，道路錯綜復(fù)雜，按部位點檢要多走很多重復(fù)路，效率低下，人員勞動強(qiáng)度大。專檢線路基本以監(jiān)測項目為單位制定路線，一個觀測項目一條路線，如水平位移監(jiān)測（專檢線路5）、垂線監(jiān)測（專檢線路8）等。

經(jīng)現(xiàn)場反復(fù)勘察及圖上研究，彭水水電站最終以不走回頭路、盡量高效為原則，確定了日檢路線8條、專檢路線12條、精檢路線1條，總計21條路線。

2.2.5 編制標(biāo)準(zhǔn)操作作業(yè)卡

水工標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)卡日檢、專檢均以線路為單位，一條線路一份作業(yè)卡。主要分作業(yè)風(fēng)險分析、作業(yè)條件、作業(yè)程序及標(biāo)準(zhǔn)、考核檢查標(biāo)準(zhǔn)及措施等4大部分。規(guī)定了開展每項工作應(yīng)采取的安全措施，完成該項工作所需的時間，作業(yè)中的注意事項，作業(yè)過程中可能使用到的工具儀器、圖紙，作業(yè)的程序方法等內(nèi)容。編制作業(yè)卡的目的是要達(dá)到任何一個具備一定專業(yè)素質(zhì)的人，經(jīng)簡單培訓(xùn)后，能持作業(yè)卡完成該項工作[2]。根據(jù)以上思路，彭水水電站共完成日檢作業(yè)卡8份、專檢作業(yè)卡12份。

2.2.6 水工點檢管理信息系統(tǒng)的開發(fā)與拓展

2.2.6.1 水工點檢管理系統(tǒng)的開發(fā)

由于設(shè)備點檢定修的工作需要，彭水水電站開發(fā)了“安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)”，在系統(tǒng)中整合了“點檢管理”模塊，實現(xiàn)了點檢管理信息系統(tǒng)的開發(fā)。

在點檢管理系統(tǒng)中，先將預(yù)先制定的點檢項目、路線、標(biāo)準(zhǔn)在系統(tǒng)中生成點檢任務(wù)，將點檢任務(wù)下載到點檢儀客戶端，點檢人員現(xiàn)場點檢結(jié)束后，再將點檢數(shù)據(jù)通過客戶端上傳至服務(wù)器，從而實現(xiàn)點檢管理的信息化。

此外，該系統(tǒng)還具有數(shù)據(jù)查詢、點檢日志、周報、月報等功能，并通過缺陷數(shù)據(jù)查詢生成缺陷信息，啟動消缺程序，實現(xiàn)設(shè)備點檢的閉環(huán)管理。

2.2.6.2 水工點檢管理系統(tǒng)的拓展

“安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)”中的“點檢管理”模塊是基于機(jī)電設(shè)備點檢定修所開發(fā)的，應(yīng)用的重點是機(jī)電設(shè)備，應(yīng)用到水工設(shè)備的點檢定修上存在一定的局限性。如其點檢數(shù)據(jù)存儲于每日的點檢任務(wù)中，不能對同一設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一分析。為此，彭水水電站在開發(fā)大壩安全監(jiān)測信息管理系統(tǒng)軟件的同時，針對水工設(shè)備點檢的特點，另行開發(fā)了水工點檢系統(tǒng)，包含點檢路線管理、點檢數(shù)據(jù)查詢、點檢數(shù)據(jù)管理、報警信息、點檢日志管理、點檢月報管理、劣化分析及設(shè)備臺帳管理等功能。

該系統(tǒng)能自動從安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)讀取水工點檢采集數(shù)據(jù)處理，可根據(jù)同一設(shè)備的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行劣化分析，統(tǒng)計如歷史最大位移出現(xiàn)值及出現(xiàn)時間、歷史最小位移出現(xiàn)值及出現(xiàn)時間、最大年變幅等相關(guān)數(shù)值，并可生成該監(jiān)測點的過程線，通過圖表的變形規(guī)律反映水工建筑物監(jiān)測部位發(fā)展規(guī)律，從而進(jìn)行水工建筑物健康水平評價、運行趨勢判斷和劣化原因分析，為水工建筑物定修工作的開展提供依據(jù)。

3 彭水水電站水工點檢實施效果

彭水水電站將設(shè)備點檢定修理論引入大壩安全管理，開展水工點檢定修工作，拓展了點檢定修理論，提高了大壩安全管理水平，主要體現(xiàn)在：

（1）驗證了設(shè)備點檢定修理論在大壩安全管理中的可行性，在國內(nèi)首次將該理論應(yīng)用于大壩安全管理，創(chuàng)新了系統(tǒng)的水工點檢體系。

（2）提高了大壩安全管理水平。通過探索水工點檢，將水工建筑物等同設(shè)備進(jìn)行管理，完成了水工設(shè)備KKS編碼，使水工建筑物精細(xì)化管理成為可能。通過水工點檢定修體系的建立，規(guī)范了大壩安全管理的各項技術(shù)工作；將點檢標(biāo)準(zhǔn)下傳至點檢儀，攜至現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，使點檢人員隨時掌握點檢的部位、內(nèi)容及要求，有效杜絕了傳統(tǒng)水工建筑物巡視檢查時常發(fā)生的缺檢、漏檢現(xiàn)象，提高了巡檢質(zhì)量；通過標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)卡的實施，使專業(yè)監(jiān)測程序化，提高了監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性、準(zhǔn)確性。

（3）通過細(xì)化點檢路線，提高了大壩安全管理日常巡視檢查、專業(yè)監(jiān)測的效率，降低了大壩安全管理人員的勞動強(qiáng)度，減少了工作量。

（4）實現(xiàn)了設(shè)備管理臺賬信息化。按照水工KKS編碼的原則，將水工建筑物劃分成不同的設(shè)備，并建立了每個設(shè)備的信息管理臺賬，包括設(shè)備基本信息、設(shè)備消缺處理情況等，有利于后續(xù)大壩安全管理人員對現(xiàn)場的了解，為新員工培訓(xùn)提供了詳實的資料，保證了人員培訓(xùn)效果。

（5）為建設(shè)智能水電站提供了技術(shù)保障。建設(shè)智能水電站要求能遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制設(shè)備的運行狀態(tài)，大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)結(jié)合水工點檢及其他輔助系統(tǒng)，使大壩安全管理現(xiàn)場“無人值班、少人值守”成為可能。

4 結(jié)語

點檢定修理論已成功應(yīng)用于彭水水電站水工管理工作中，但仍有許多問題需要深入研究。如何運用設(shè)備劣化傾向管理及綜合性能分析來判斷水工建筑物的健康水平，從而合理確定檢修時間、檢修方案等還有待進(jìn)一步探索。

在實際工作中，突破傳統(tǒng)觀念的束縛，樹立水工設(shè)備這一新理念，將設(shè)備點檢定修的理念應(yīng)用到大壩安全管理，提高了工作效率，保證了水工建筑物能夠安全、穩(wěn)定運行，為實現(xiàn)水電站“無人值班、少人值守”奠定了基礎(chǔ)。