大壩安全性監測及手段分析

摘 要：影響大壩安全的因素有很多，要保證大壩的安全性，就要有著嚴格嚴密的安全監測系統，本文通過分析大壩的安全隱患，著重在時空兩個概念上下手，以此提出了幾點針對性建議。本文就影響大壩安全性的幾個方面進行分析，進一步探討了大壩安全監測的問題。

關鍵詞：大壩；安全監測；研究；分析

前言：

大壩在建筑物中屬于一種特殊建筑物，它的特殊之地在于：①巨額投資巨額效益，但如果出事，所造成的災難和損失也是巨大的；②構架、選擇地點和整體運行的環境很復雜；③在設計上、具體施工過程和后期運行維護等方面有很多的不確定性，受到諸多因素的制約。在我國，已經頒布過了很多關于大壩安全檢測的條例，國際上也進行過多次關于大壩安全的會議。大壩的安全監測已經成為了解讀大壩工作狀態和安全狀態的有效手段，在社會發展的同時，科學技術的引進和管理水平的提高使得人們對于大壩安全的監測也日益重視。

1 影響大壩安全的因素

通過對各種數據進行分析，可以看出導致大壩事故的因素有很多，其牽涉的范圍也很廣，但主要有三類因素：（1）大壩的設計、施工和自然環境的影響而引起的，這是在大壩建成就存在的問題，不存在一個質變的過程；（2）在大壩運行過程中管理不當或是維護不當造成，這是一個逐步變化的過程，問題積累從而引起變化，如大壩混凝土老化、金屬結構腐蝕、沖刷影響等；（3）是以上兩個原因共同作用的結果，即是在設計和施工中沒有充分考慮到各個因素，造成建成大壩存在安全隱患，這些安全隱患在日常運行中又沒有得到有效的解決，使得安全隱患日益突出。

1.1 設計階段

在大壩的設計階段，選址問題從根本上決定了大壩以后的發展前景，選址的地形、地質、地震發生頻率及水文條件等會對大壩的安全造成嚴重的影響。另外樞紐的總體布置、壩型及結構、材料選擇和分區、水文資料的收集及洪水演算、地質勘探等都將影響大壩的安全。有的大壩位于高地震烈度區，粘土斜墻壩的抗震性能差，而設計又將防滲膜放在斜墻下游側，形成潛在的最薄弱滑裂面，因此在發生地震時，迎水面滑落庫中，引起這種情況發生的原因是在設計大壩時，壩體的結構不合理造成的。總而言之，大壩有很多威脅到其安全性的因素都是在設計階段留下的，著重要注意的是水文計算和地址的勘探及處理。

1.2 施工階段

在施工過程中能否始終堅持設計的意圖、保證施工質量，以能否有效的解決在施工中發現的問題是保證大壩安全的重要因素。比如，混凝土壩的溫控措施、土石壩的碾壓及防滲排水結構的施工、有關泄洪建筑物的機電安裝等都將直接影響大壩的安全。在建造大壩歷史上，就有因為壩體及防滲墻都未進行碾壓，致使密實度降低，在強震時容易液化和沉陷，而當地震來臨是，引起了大壩的整體破壞，造成了巨大的損失。

1.3 運行管理

運行管理包括了水庫調度、大壩及附屬機電設施檢查、監測手段及資料分析方法、大壩安全狀況評價等，這之中的每一項都關系到大壩的安全。1969年曾發生過一次大壩漫頂事故，發生這一事故的主要原因就是由于盲目追求灌溉效益，在汛期時運行水位抬高的不適合造成；而有的大壩會出現105 m高程水平裂縫，這與大壩長期遭遇高溫低水位運行工況有關；有的水庫在泄洪閘門開啟的關鍵時刻都出現了電源中斷這一嚴重問題，說明了備用電源及汛前檢查有關泄洪設備（施）的重要性，這要是造成了巨大事故，損失就是不可估量的。這就要求在大壩日常運行時要對大壩進行全面的巡視檢查，要及時的反映儀器監測的數據，以便進行分析，把事故扼殺在搖籃里。還有聯合調度問題，在一個梯級水庫調度中，做好聯合調度是保證上下通暢，避免造成水庫潰堤的關鍵。

2 大壩安全監測的目的和意義

如大家所知，大壩安全監測能夠及時的監測大壩安全數據，能夠監測大壩在建造時殘留的問題，以便及時解決，還能夠評價大壩的安全狀況，做到對大壩的整體安全級別有較為清晰的認識。筆者以為，大壩的安全性監測在近的方面是為大壩提供準確的數據，以供人們評估大壩的安全性，在遠的方面，則能夠充分的發揮工程效益、能夠節約工程成本、節約工程投資。

3 大壩安全監測的新內涵

以上的分析，我們可以看到能夠影響到大壩安全的因素還有很多，大壩的安全監測就是為了大壩在安全的環境下，能夠很好的運行，能夠產生巨大的社會效益。我們的世界在科技發展的帶動下已經走入了一個全新的紀元，我們要實現大壩安全監測的方式和目的都會有了很大的變化，筆者做出了以下幾點分析：

3.1 監測范圍和內容

大壩安全監測的范圍應包括壩體、壩基、壩肩，以及對大壩安全有重大影響的近壩區岸坡和其它與大壩安全有直接關系的“建筑物和設備”。影響大壩安全的因素有很多，包含的內容很多，其涉及的范圍很廣。

3.2 大壩安全監測的針對性

壩的安全監測主要是應對大壩運行具體階段作出的監測，具有很明確的針對性。

3.2.1 時間上的針對性

在大壩施工過程中，初次蓄水期和大壩老化期都是大壩最容易出現問題的階段，在初次蓄水期，著重是要復核實際的設計參數、檢驗施工質量，而在大壩老化期測試要對老化材料和設計復核進行檢查。研究大壩的破壞機理始終是一項艱巨而又薄弱的一環，因為我們做不了1：1的原型實現，就不能夠實際的檢驗出大壩到底存在怎樣的問題。因此，對潰壩的數據分析是十分必要的，這也要求大壩安全監測系統在這一關鍵時刻能夠發揮出應有的作用，能夠記錄下這些數據，以便進行分析總結。

3.2.2 空間結構上的針對性

大壩的建造對選址、壩型和結構都有十分硬性的要求，如針對面板堆石壩面板與趾板之間的防滲、碾壓混凝土壩的層間結構、高強震地區均質土壩的液化、薄拱壩壩肩的穩定、破碎地基及深覆蓋層上筑壩的基礎處理及防滲、多泥沙河流的泥沙淤積、庫岸高邊坡的穩定、泄洪水霧有可能引起跳閘等問題。

3.3 監測手段和方法

大壩安全監測包括巡視檢查和儀器監測，這兩種監測手段是相輔相成、不可分開的。儀器監測的作用范圍很小，只能監測到測點的變化，而很難發現測點以外的變化，所以這就要求人員進行巡視檢查。也正是這些原因，要求大壩的安全監測不能僅僅依靠一種手段，需要采取一切可以采取的辦法，使大壩安全多方面，多樣化的監測，確保大壩能夠安全的運行。

3.4 大壩安全監測的網絡化、智能化、效益化

在曾經的很多年里，人們對于大壩安全監測的手段主要是由觀察員記錄觀察數據，再由專門部門去分析總結，得出大壩的安全系數，這樣的方法既費時費力，又存在著很多的不確定性。在現在，已經有些自動化、智能化的儀器可以對大壩進行直接的監測，可是目前的大多數大壩的安全監測自動化主要還停留在數據的收集上，很難快速準確的得出大壩的安全系數。信息化發展的今天，大壩更應該順應時代的步伐，加快安全監測的自動化、網絡化、智能化，建立一個全國性質的大壩監測信息網是順應時代的要求。

4 結語

綜上所述，大壩安全監測在實際意義上更像是一種管理模式，其目的就是為了更好的實現工程效益。大壩安全監測就是要利用一切可以利用的手段，保證大壩在較少的投入后能有長期、穩定、安全的運行環境，實現效益最大化。