水力发电厂水工技术监督中的常见问题及其应对措施

汪俊波，蒋金磊

（1.西安热工研究院有限公司，陕西西安，710032；2.华能澜沧江水电股份有限公司景洪水电厂，云南景洪，666100）

水力发电厂水工技术监督中的常见问题及其应对措施

汪俊波1，蒋金磊2

（1.西安热工研究院有限公司，陕西西安，710032；2.华能澜沧江水电股份有限公司景洪水电厂，云南景洪，666100）

为进一步提高水电厂水工技术监督水平，及时消除和规避运行过程中的隐患和风险，分析总结了21家水电厂水工技术监督中发现的常见问题，包括监督管理方面的不完善、大坝监测过程中的不规范、渗漏、淤积、引水管破裂风险、泄流建筑物磨损、地质灾害、水库调度及水情测报等方面问题。对此，提出了完善监督体系和制度、强化管理和巡查、规范大坝安全监测工作、调整运行状态和积极消缺、开展专题研究等方面的措施，为水工技术监督工作提供参考。

水电厂；水工监督；常见问题；应对措施

0 前言

水工技术监督是保障水力发电厂大坝和附属水工建筑物安全运行的重要措施，它贯穿于勘察、设计、施工、安装、蓄水、运行以及检修的各个阶段[1]。在全过程管理中对水工建筑物的安全性、可靠性、稳定性等方面重要指标和参数进行监督、检查和分析，以确保水工设施能够在良好状态下或可控范围内运行。

1 水工技术监督发现的常见问题

1.1 监督管理问题

（1）在对全国的21家水电厂进行技术监督检查时发现，各电厂基本按照相关要求，建立了监督体系和监督网络，但部分电厂由于人员紧张，只设置了两级网络，并存在人员设置不齐全的问题。在实际操作中，部分电厂存在监督者、被监督者由一人承担的不合理现象。

（2）水工技术监督实施细则和制度是水工监督的指导方针，由于水工监督涉及运行维护、安全监测、水文测报、防洪度汛、补强加固、库岸和水工金属构件的监督等多方面内容[1-2]，一些电厂未能根据国家、行业最新标准及时修订和完善相关制度和规程。

（3）电厂未能建立完善的技术档案资料，缺少消缺记录以及大坝安全监测仪器台账。少数电厂由于缺失部分埋设仪器的计算参数，导致完好设备失效。

（4）电厂的水工监督专责呈现出年轻化的态势，缺少必要的现场工程经验。

1.2 监测方面的问题

大坝安全监测在运行阶段是水工运行管理的一项重要工作，它是评价大坝和水工建筑安全的重要依据[3]。但对于一些混凝土闸坝或规模较小的坝，电厂重视程度不够，监测工作和报告编写存在不少问题，具体表现在以下几方面：

（1）存在部分监测项目缺失或不规范的现象。如某土坝由于设计问题，土坝排水体底部高程低于尾水高程，导致无法进行渗流观测；某电厂混凝土坝测量频次不合规范要求，目前渗流观测的频次是1次/月，不满足规范[4-5]中“渗流量观测频次1次/旬～2次/月”的要求；有些电厂因坝体沉陷、坝面后期加高致使变形观测墩的高度不满足规范要求，影响观测精度。

（2）大坝安全监测数值存在明显增大以及异常的情况。如某大坝的水平位移存在明显的时效变化，如图1所示，监测数据随时间变化没有收敛，但电站对异常数据的跟踪分析重视程度不够。某些电厂的大坝自动化监测数据跳动较大，并且没有按照标准要求开展相应的人工比测工作，数据的可信度较低。

图1 某电厂大坝测点水平位移过程线Fig.1Horizontaldisplacementcurveofmeasuringpointina dam

（3）有的电厂大坝安全监测工作大部分外委给其他监测单位，对第三方的管理有待加强。部分电厂监测数据整编不及时、不规范，如监测月报中过程线未及时更新、对于测值异常的情况未进行分析等；甚至有部分电厂的内观、外观观测工作委托给两家不同的监测单位，监测报告单独出具，不利于大坝的安全综合分析和评判。另外，有些外委单位工作人员不固定，无法保证监测工作的连续性和有效性。

（4）部分监测仪器失效，未能及时恢复，影响监测工作的有效开展；无法恢复的或没必要恢复的仪器未能及时进行报废和封存，致使监测设施和仪器完好率不达标。

1.3 渗漏问题

（1）施工过程质量把关不严以及运行过程中缺陷处理不及时，导致部分电站坝体渗漏或绕坝渗漏严重。某厂的均质土坝坝后坡面渗水明显（如图2所示），分析原因主要是施工期间层间处理不当，再加上排水体失效，导致的坝体渗漏。监测的坝体浸润线坡脚逸出点高程明显高于排水体顶部高程，见图3。

图3 某土坝断面浸润线Fig.3 Saturation line of an earth dam

某厂的右岸下游坡脚有多处渗漏水现象，主要是由于右侧岩体风化破碎、节理较为发育，加上建设期间对问题处理不当，形成渗漏通道，如图4所示。

图4 某土坝坝后坡脚渗水情况Fig.4 Seepage at the toe of an earth dam

（2）厂房、配电室的漏水现象。由于屋顶防水材料老化或施工质量不佳，部分电厂的厂房存在不同程度的漏雨、漏水现象，对厂房内的设备安全造成隐患。

（3）闸门漏水问题。多发生在推移质较多的河流，闸门底部水封经常损坏。

1.4 泄流建筑物的空蚀、磨损以及底板变形等问题

泄流面磨损是各电站普遍存在的一个问题[6]，主要是由于空蚀以及石块翻滚、碰撞造成的，不少电站护坦和海漫都出现不同程度的磨损和钢筋裸露的现象。由于电站未能选择合适的修补时机，或未能优化相应的修补方案，导致问题未能得到有效解决。

1.5 引水管破裂风险

少数电厂由于设计阶段考虑不周全，引水或供水管路中间未设置调压井或伸缩结构，在甩负荷或调整阀门开度时，存在水锤压力过大管道破裂的风险。

1.6 地质灾害危险

（1）受地震影响的部分电厂，库区、上坝公路、厂房附近山体破碎严重，雨季泥石流频发，并有碎石滚下的可能，威胁电厂人员的安全。

如图5所示，某电厂发生的泥石流导致下游河床抬高近30 m，库区内靠近右岸侧被泥石流冲填至泄洪闸门顶部高程位置，严重影响电站的正常运行。

图5 某电厂泥石流冲积情况Fig.5 Mudslides alluvium of a power plant

（2）部分电厂库区内存在有滑裂面的岩体，夏季到秋冬季库水位变化较大，岩体的受力情况和内部孔隙水压力都要发生变化，易发生滑坡和塌方，有涌浪的风险。

1.7 护岸水毁问题

部分电厂的下游河道水流不畅，泄洪时下游河道极易被冲毁。如图6所示。由于原护岸浆砌石基础做得较浅，加之下游河道形态不好，导致下泄水流形成折冲，使下游岸坡淘刷严重，护岸砌体形成垮塌。

1.8 淤积问题

（1）个别电厂的淤积较为严重，多发生在泥沙较多的河流。

（2）汛期河道漂浮物比较多，主要是灌木、生活垃圾，电厂对漂浮物清理不及时，一方面增加了拦污栅的前后压差，影响机组出力；另一方面影响库区环境。

1.9 水库调度及水情测报方面的问题

（1）部分流域梯级电厂的水库调度有待进一步优化。未开展中长期多目标下的最大化调度方案的研究和优化[7]。

（2）水情测报系统维护不到位。部分电厂的水文站、雨量站设备损坏，未及时进行修复，导致水情测报系统的数据通畅率不满足规范要求。

图6 某电厂下游河岸护坡水毁情况Fig.6 Riparian revetment damaged by flood downstream a power plant

2 应对措施

2.1 完善监督体系及制度，强化管理

电厂应按照相关规定，结合自身实际完善监督网络，保证监督机构和人员的健全，并明确各级网络人员的职责。结合本厂水工设施特点，依据国家、行业最新标准，对本厂的水工技术监督管理制度进行修订，并组织相关专业人员进行学习。建立和完善监督的各类台账，以便日后运行、检修、改造以及消缺时使用，做到心中有数。

要将各种制度落到实处，依据本厂实际情况，制订各级网络成员的考核管理办法，并定期考核，使技术监督工作得以有效开展。

2.2 强化日常巡查工作

日常巡查是检查大坝及其附属设施安全的最为直接和有效的方法。电厂运行人员应加强日常的巡视检查工作，按照规定的频次和检查程序，对水工各方面设施进行仔细检查，并以文字、图表等形式记录。针对发现的各类问题，及时上报，并采取相应的措施。针对土坝的渗漏问题，应密切跟踪和巡视，并结合监测结果分析注意发展趋势，如有异常，及时进行处理。

2.3 加强大坝安全监测

大坝安全监测工作是评判大坝安全性态的重要手段和方法。电厂从建坝起就应严密地对大坝及配套的水工建筑物进行监测，掌握其运行状态，及时发现不安全迹象及隐患，从而采取措施防患于未然。

各电厂应根据大坝的规模和等级并按照标准规范要求的监测项目、监测频次进行监测，及时进行资料整编，对于测值异常和有明显时效变化的情况，应认真分析原因，必要时采取相应的措施。

对于大坝安全监测工作外委的水电单位，电厂水工监督人员应定期参加监测单位组织的大坝监测工作，以便掌握大坝的安全运行状态。同时应对监测单位的监测工作加强监管，如发现监测过程中有不规范之处，要及时敦促监测单位改正，确保大坝安全监测工作能规范、有效地开展。

针对大坝监测仪器损坏问题，对于外观、可恢复的测点应及时恢复。内观仪器大多无法恢复，建议电厂按照《水电站大坝安全监测工作管理办法》中的要求和程序，及时对无法恢复或不需要恢复的仪器进行报废、封存，使大坝安全监测工作能够高效开展。

2.4 调整运行状态，积极进行消缺

大坝常修建在各种各样的地形、地质、水文环境中，承受着静水、动水、渗水的各种作用，工作条件十分复杂。由于客观条件的复杂性和技术水平的限制，即使是精心设计、精心施工的坝，也不能做到尽善尽美，万无一失。随着时间的推移，坝还会老化、衰弱，所处的环境也在不断变化。因此，大坝及所属的水工建筑物一般都会存在或多或少的缺陷。

对于存在的缺陷，应该根据其严重程度、处理条件等适时进行处理。针对泄流面磨损问题，如修补过早，表面混凝土修补层太薄容易受温度变化等因素影响而与底层混凝土结合不牢；冲坑过大，又不利于下游护坦的安全。因此建议电厂研究修补方案，选择一些抗冲刷、抗磨蚀性能好的材料，适时维修。

对于库区淤积应采用“蓄清排浑”的运行方式[8]，利用汛期冲沙。同时积极组织对库区及拦污栅漂浮物的清理。

对于一些设计、基建遗留问题及地质灾害问题，一般整改难度较大，应加强监视，调整运行方式，并制定相应的应急预案。

2.5 开展专题研究

针对流域梯级调度的问题，可以设专题进行研究。通过长系列水文资料，研究流域短中长期来水丰平枯情况下，水库调度的一般策略，制作短中长期水文气象滚动预报，结合丰平枯情况下水库调度的策略和梯级水库运用计划，提出多种水库水位控制、当期发电量计划优化方案及相应的梯级水电站汛期弃水概率风险分析，以追求最高的水能利用率和发电量的最大化。

3 结语

大坝及附属的水工建筑物的安全是水力发电厂运行和发电的基本保障，也是关系到国计民生的大事，因而运行阶段水工技术监督工作就显得尤为重要。通过完善监督体系和制度、强化管理和巡查、规范大坝安全监测工作、调整运行状态和积极消缺、开展专题研究等方面的措施，及时解决大坝运行过程中存在的各类问题，从而保证大坝能够安全、可靠、经济运行。

水工技术监督工作和电厂的日常运行管理工作密不可分。监督工作的开展不仅需要电厂主管单位和监督服务单位的支持，更需要电厂自身的重视。电厂应对每一项工作的落实、成效都进行监督，通过自我监督，发现问题及时整改，使电厂的水工监督和管理工作得到持续改进。 ■

[1]Q/HN-1-0000.08.043-2014，中国华能集团公司水力发电厂水工监督标准[S].

[2]DL/T 1051-2007，电力技术监督导则[S].

[3]赵朝云.水工建筑物的运行及维护[M].北京：中国水利水电出版社，2009.

[4]DL/T 5178-2003，混凝土坝安全监测技术规范[S].

[5]DL/T 5259-2010，土石坝安全监测技术规范[S].

[6]汪俊波，郭俊文，马剑民，等.华能集团公司水工技术监督工作探析[J].水利技术监督,2013(2):22-24.

[7]郭壮志，吴杰康，孔繁镍，等.梯级水电站水库蓄能利用最大化的长期优化调度[J].中国电机工程学报，2010，30 (1):20-26.

[8]童思陈，周建军.“蓄清排浑”水库运用方式与淤积过程关系探讨[J].水力发电学报，2006，25(2):27-30.

作者邮箱：wangjunbo@tpri.com.cn

Common problems of hydraulic technical supervision and their countermeasures in hydropower

plant

WANG Jun-bo and JIANG Jin-lei

Xi'an Thermal Power Research Institute Co.,Ltd.

To further enhance the level of hydraulic technical supervision in hydropower plant,eliminate hazards and avoid risks timely during operation,common problems of hydraulic technical supervision in 21 hydropower plants were analyzed and summarized,including imperfection of supervision and manage⁃ment,non-standard in the process of dam monitoring,the risks of seepage and sedimentation,rupture risk of water diversion pipe,wear of discharge structures,geological disasters,reservoir operation and hydro⁃logical forecasting,etc.This paper put forward the ideas to improve the supervision system and institution, strengthen management and inspection,standardize dam safety monitoring work,adjust the operation state and eliminating defects positively and carry out the research on special topic,for reference.

hydropower plant;hydraulic supervision;common problems;countermeasures

TV697

A

1671-1092（2015）04-0031-04

2015-03-05；

2015-03-31

汪俊波（1983-），男，河南信阳人，工程师，从事电力水工技术监督工作。