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(fā)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(jīng)濟、科技的高速發(fā)展中也促進著水電廠水工建筑物的建設(shè)與發(fā)展。但與此同時，在水工建筑物的規(guī)模與技術(shù)不斷擴張的情況下，相應(yīng)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(zhì)量問題和安全問題，進而影響到相關(guān)人員的人身安全與社會的和諧穩(wěn)定。這也使得，加強水電廠水工建筑物的安全成為社會關(guān)注的熱點問題，也是當前相關(guān)行業(yè)最應(yīng)放在首位的任務(wù)。

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(zhì)，在高速水流流經(jīng)水工建筑物表面時，會對其產(chǎn)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(shù)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(xiàn)在泄水建筑物中，以前多會以為是空泡破碎時產(chǎn)生的沖擊波壓力，但經(jīng)過多方研究后確認是空泡與微射流共同作用的結(jié)果?？张萦谒行纬?，并隨著水流移動，在空泡遇到水工建筑物時，會產(chǎn)生潰滅，繼而產(chǎn)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(xù)對壁面產(chǎn)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(xù)性地損壞壁面，對其材料造成損害。兩種作用力結(jié)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(shè)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(xiàn)出凍融破壞。世界許多區(qū)域都會產(chǎn)生氣候的交替性變化，當溫度處于零度以下時，水凍結(jié)成冰，出現(xiàn)膨脹應(yīng)力，膨脹應(yīng)力較大時，水工建筑物的結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)裂縫，建筑物表面也會出現(xiàn)削落現(xiàn)象繼而遭到破壞。發(fā)生凍融破壞時，建筑物內(nèi)部的混凝土材料處于飽水狀態(tài)，加上外界溫度出現(xiàn)冷熱循環(huán)變化，結(jié)構(gòu)表面和內(nèi)部的水會出現(xiàn)凍結(jié)和融化，形成凍融循環(huán)。而當外部環(huán)境干濕交替時，會產(chǎn)生額外的滲透壓力，二者互相作用，會使混凝土從外到里產(chǎn)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(jiān)測過程管理

在進行安全監(jiān)測過程管理時，相關(guān)觀測人員一定要與水工建筑物的設(shè)計和施工部門共同檢查混凝土工程與基礎(chǔ)工程的實際質(zhì)量，也要準備好水工建筑物的監(jiān)測準備與建筑物的結(jié)構(gòu)和高程控制，及時發(fā)現(xiàn)處理觀測數(shù)據(jù)中的不足和缺陷，更全面的進行水工建筑物的安全監(jiān)理工作。監(jiān)理過程中，要整合好觀測數(shù)據(jù)與資料以確保觀測結(jié)果的準確性，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)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(guān)部門必須要安排專業(yè)的工作人員對水電廠內(nèi)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(tài)。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(xiàn)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(yè)的工作人員要根據(jù)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(jīng)歷過多次泄洪，使其在長期被水沖刷后出現(xiàn)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(guī)則的龜裂，此時可以使用環(huán)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(zhì)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(guān)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(shè)計時應(yīng)考慮日后的磨蝕，在水工建筑物的整體設(shè)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(huán)節(jié)質(zhì)量。在發(fā)現(xiàn)水工建筑物已經(jīng)被破壞時，要及時維修，并做好定期監(jiān)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(shù)，降低破壞強度；二是要在設(shè)計時改善水閘形狀，降低局部壓力，并使用合理的水流結(jié)構(gòu)，避免空泡和微射流破壞壁面；三是要應(yīng)用向水流內(nèi)加氣的方式，改變水流物理性質(zhì)。（3）凍融管理。凍融管理可從地基和結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)方面則是要利用深基礎(chǔ)法穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，保護水工建筑物。

4 結(jié)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(shè)施，引水建筑物、泄洪建筑物、廠房等均屬于此類，這些設(shè)施都有共同的特征，即結(jié)構(gòu)復雜、規(guī)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(fā)生幾率。因此，為進一步提高水電廠水工建筑物的整體質(zhì)量和其運行的安全性，必須要結(jié)合水電廠的實際情況增強安全管理工作，不僅能提高質(zhì)量和安全性，也能推動當?shù)厣鐣?jīng)濟市場的發(fā)展。