大壩安全監(jiān)測中存在的問題及對策

孫憲斌

【摘要】大壩安全監(jiān)測是工作人員掌握大壩運行狀態(tài)、穩(wěn)定性的主要途徑，其過程為環(huán)境、水文、結(jié)構(gòu)、安全信息的數(shù)據(jù)搜集，根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)全面分析、計算，最后判斷大壩安全狀態(tài)。針對大壩安全監(jiān)測存在的問題，需要有關(guān)單位立足于多方面、全過程，制定解決方法、引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)從而協(xié)調(diào)監(jiān)測問題，保證大壩的安全、穩(wěn)定運行。

【關(guān)鍵詞】大壩安全監(jiān)測；問題；對策

一、大壩安全監(jiān)測類水利行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分類

（一）大壩安全監(jiān)測通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

大壩安全監(jiān)測通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要指《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（SL551—2012）和《混凝土壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（SL601—2013）。

SL551對《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（SL60—94）、《土石壩安全監(jiān)測資料整編規(guī)程》（SL169—96）以及《土壩觀測資料整編辦法》（SLJ701—80）進(jìn)行了合并修訂，內(nèi)容全面，使用方便。與原有版本相比，修改完善了土石壩防滲體監(jiān)測內(nèi)容，增加了地下洞室監(jiān)測內(nèi)容，新增了監(jiān)測自動化系統(tǒng)章節(jié)。主要適用于1級、2級、3級碾壓式土石壩的安全監(jiān)測，其他等級碾壓式土石壩和其他類型土石壩安全監(jiān)測可參照執(zhí)行。

SL601為《混凝土大壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（試行）》（SDJ336—89）修訂版本，與SDJ336相比增加了地震及水力學(xué)專項監(jiān)測、監(jiān)測自動化系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)運行管理等內(nèi)容。主要適用于1級、2級、3級、4級混凝土壩的安全監(jiān)測，5級混凝土壩可參照執(zhí)行。

（二）水利水電工程設(shè)計規(guī)范

在《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》（SL319—2005）、《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（SL274—2001）、《溢洪道設(shè)計規(guī)范》（SL253—2000）、《混凝土面板堆石壩設(shè)計規(guī)范》（SL228—2013）、《水工隧洞設(shè)計規(guī)范》（SL279—2002）、《水閘設(shè)計規(guī)范》（SL265—2001）等各類水利水電工程設(shè)計規(guī)范中，均單列安全監(jiān)測設(shè)計章節(jié)。這類規(guī)范有關(guān)安全監(jiān)測的內(nèi)容較少，僅就專項監(jiān)測設(shè)計從設(shè)計原則、項目設(shè)置、測點布置、設(shè)備選型等方面提出了原則性規(guī)定。

二、大壩安全監(jiān)測存在不足

（一）安全檢測效率低

水庫大壩監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息要求絕對的準(zhǔn)確、及時，特別是惡劣天氣或地質(zhì)災(zāi)害下仍然需要搜集數(shù)據(jù)。根據(jù)現(xiàn)階段水庫大壩監(jiān)測效果看，盡管擺脫了傳統(tǒng)人工監(jiān)測方法，但仍然存在諸多不足，難以確保惡劣條件下數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性、及時性。伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與自動化技術(shù)的提高，數(shù)據(jù)讀取與傳輸效率更高、并且縮減了人員投入、監(jiān)測環(huán)境有了一定提升。所以，大壩監(jiān)測中應(yīng)加大自動化安全監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，從而確保數(shù)據(jù)及時準(zhǔn)確的傳輸，不受環(huán)境影響。

（二）監(jiān)測設(shè)備管理不足

在實際大壩安全監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)很多自動化安全監(jiān)測設(shè)備發(fā)生故障問題，設(shè)備監(jiān)測效率低、準(zhǔn)確度不高、設(shè)備陳舊、穩(wěn)定性差，甚至部分范圍較小的大壩并未安裝監(jiān)測設(shè)備。究其原因，管理人員缺少對監(jiān)測設(shè)備的維修，設(shè)備發(fā)生損壞沒有及時維修導(dǎo)致無法正常運行、數(shù)據(jù)信息缺失，嚴(yán)重影響工作效率。

三、大壩安全監(jiān)測可行性方法

（一）應(yīng)用自動化安全監(jiān)測技術(shù)

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步帶給人們生活便利、工業(yè)生產(chǎn)的便捷，水利工程應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)對建設(shè)效率、工程質(zhì)量控制效果顯著。因為水庫發(fā)揮著重要作用，所以需要在確保安全性的條件下發(fā)揮綜合效能。水庫大壩自動化監(jiān)測技術(shù)的出現(xiàn)實現(xiàn)了現(xiàn)代化管理方法，因此，引進(jìn)大壩安全監(jiān)測設(shè)備對大壩安全檢測有著重要作用。目前，常見的安全監(jiān)測技術(shù)是大壩CT技術(shù)，該項技術(shù)利用某種波在大壩壩體內(nèi)傳播的射線束，在探測區(qū)組成切面，結(jié)合切面信號在計算機中展開數(shù)據(jù)處理，定量反應(yīng)壩體材料屬性、受損程度，找到缺陷位置。大壩CT技術(shù)監(jiān)測波為聲波、磁波，但由于電磁波強度、波形、路徑和通過的介質(zhì)的幾何形態(tài)的電性屬性有著直接聯(lián)系，電磁波型大壩CT使用2個天線發(fā)射并接收電磁波。隨后，結(jié)合波的幅度、雙程走時得到壩體材料屬性與老化缺陷。聲波監(jiān)測則是在大壩上設(shè)置多個鎮(zhèn)源、震波檢測設(shè)備，結(jié)合該設(shè)備記錄聲波由發(fā)射點至接受點行程的時間得出波速。最后，結(jié)合波速獲得壩體材料、老化程度。

（二）做好監(jiān)測設(shè)備防護(hù)

大壩數(shù)據(jù)資料更新迅速，做好監(jiān)測設(shè)備防護(hù)具有重要影響。對此，單位需加大設(shè)備防護(hù)維修宣傳，提高工作人員思想認(rèn)知，充分認(rèn)識到監(jiān)測設(shè)備的重要作用。同時，做好日常監(jiān)測防護(hù)，定期檢修。這樣做的主要目的是保證監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確、安全，延長設(shè)備使用年限。

（三）確保監(jiān)測設(shè)計方案合理性

合理的安全監(jiān)測方案是大壩安全監(jiān)測的根本，要求設(shè)計人員對自動化監(jiān)測系統(tǒng)有全面的掌握，了解設(shè)備屬性、應(yīng)用要求。因為設(shè)計方案涉及環(huán)節(jié)較多、過程復(fù)雜進(jìn)而需要做好各環(huán)節(jié)控制，才能保證滿足安全監(jiān)測需求。優(yōu)化設(shè)計的主要目標(biāo)是用最小的監(jiān)測工作解決安全監(jiān)測技術(shù)不足，更好的發(fā)揮監(jiān)測作用。以三峽工程為例，進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化使儀器設(shè)備數(shù)量比初期設(shè)計縮減了1/3、監(jiān)測總投資降低了1億元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。因此，在今后安全監(jiān)測完善中應(yīng)將設(shè)計優(yōu)化列入監(jiān)測規(guī)范，讓每一座大壩監(jiān)測都實現(xiàn)設(shè)計優(yōu)化。

四、結(jié)語

大壩安全是水利工程建設(shè)重要影響因素，做好大壩安全控制成為關(guān)鍵。眾所周知，大壩結(jié)構(gòu)繁瑣、復(fù)雜，長期在外部環(huán)境下容易受到惡劣天氣、環(huán)境影響。因此，在實際監(jiān)測中存在著諸多問題，加大大壩安全監(jiān)測研究并落實，制定可行性監(jiān)測方案，才能確保大壩長久穩(wěn)定運營。