水库大坝安全管理关键时点及运维

2023-03-12吕亚楠

河南水利与南水北调 2023年10期

关键词：除险大坝水库

吕亚楠

（河南省水利信息中心，河南郑州 450003）

0 引言

水库大坝是兴利除弊的重要水利枢纽工程，担负着人畜饮水、工业生产、农业灌溉、水力发电等极为重要的任务，同时，作为防汛工作的重要组成部分，水库大坝在抵御洪涝灾害中也发挥着不可替代的作用。

据中国2013年水库工程普查，10万m3及以上的水库工程共98 002 座，其中大型水库有756 座。如此庞大的工程体量，要求水库管理者必须加强水库大坝的后期管理，全力保障水库大坝的安全运行，对国家和人民的生命财产安全负责。

1 大坝安全的重要性和关键时点

1.1 重要性

大坝是控制和支配水流的水工建筑物，和水库同属于水利枢纽，两者互相协作配合，在防洪保安、调配水量和水力发电方面发挥着重要作用。一旦水库失事，大坝决口，必将会给下游造成毁灭性打击。因此，水库大坝安全至关重要，在管理过程中，不得有丝毫疏漏。

1.2 关键时点

大坝安全管理的关键时点分别在于筑坝期建设管理、运行期安全监测、日常维护和除险加固。大坝安全管理工作是过程管理，贯穿大坝建设、投用、维修维护的全过程。

2 建设管理

在大坝立项及修筑阶段，建设单位、设计单位、施工单位和监理单位要通力合作，各司其职，齐抓共管，形成合力，切实保证水库大坝的建设质量，把好水库大坝安全的第一道关口。

2.1 建设单位

作为工程建设的主导，建设单位负有“组织、协调、监督、服务”的职责，要抓好建设中重大事项的组织决策，营造良好的建设环境，促成参建单位团结和谐的协作关系，推进大坝的建设安全。

2.2 设计单位

设计单位要根据现场条件，通盘考量，高瞻远瞩，着眼长远，针对可能发生的自然灾害等，全面考虑应用材料的选择，根据实际优化设计方案，确保工程的永久可用性。

2.3 施工单位

施工单位要深入了解设计意图，完善施工现场管理机制，健全安全检查制度，严格按照设计和规范施工。对进出现场的施工材料和施工机械进行安全检查，坚决清退残次废料，禁止存在安全隐患的材料和机械进入现场，在工程质量上予以保证。

2.4 监理单位

监理单位要增强责任意识，强化监督管理措施和隐患整改措施，主抓材料质量和施工质量管理、进度管理、投资控制和安全管理。尤其要重点抓好土方开挖、重点工程、隐蔽工程和混凝土工程的施工质量。

3 安全监测

水库大坝安全监测是保障水库工程健康、安全、稳定运行的重要手段，是水库安全管理工作的重要组成。

水库大坝一经建成投用，就面临着自然界中各种自然灾害的挑战，如泥石流、地震等。同时，大坝内部的结构强度、渗流等问题也可能导致大坝处于不稳定状态。因此，在日常管理工作中，要对大坝进行持续的安全监测，开展安全综合评价，掌握大坝的结构形态，保障大坝安全。

3.1 大坝安全监测的内容

大坝的安全监测主要分为外部监测和内部监测。外部监测主要是变形监测，包括水平位移监测、垂直位移监测、三维位移监测、挠度监测和倾斜监测等，此外还包括沉陷、渗流的观测项目以及温度、水位、雨量等水文勘测项目；内部监测主要包括内部位移、渗流压力、渗流量、土压力、混凝土应力、裂缝等的自动化监测。

水库管理单位要建立健全大坝安全监测的相关制度，按规范要求设置必要的监测项目，充分利用科技进步，配备先进的仪器设备，搭建智能化、自动化、信息化的大坝在线监测系统，及时捕捉大坝性状变化的特征信息，真正实现在线监测预警功能，确保大坝安全监测发挥其应有的“耳目”作用。

3.2 大坝安全监测的重点

大坝最薄弱的阶段在于施工期，初次蓄水期和老化期，运行时期的不同使得安全监测的重点也各不相同。初次蓄水期大坝安全监测的重点在于设计参数的复核及施工质量的检验，而老化期大坝安全监测的重点在于材料的老化。管理单位要根据监测时间点，合理安排具体的监测手段，提高针对性和监测效益。

4 日常维护

水库大坝的日常维护是水库管理工作的重要组成部分，水库管理单位必须做好大坝及附属设施的维护保养，以保障水库大坝的长期稳定运行。

由于设计、施工、管理以及自然损耗等多方面原因，水库大坝工程会发生各种各样的隐患和损坏，“千里之堤毁于蚁穴”。因此，水库管理单位必须定期不定期地对水库大坝进行日常巡查，维护保养。要加强安全检查工作，日常巡检、定期巡检和特别巡检相结合，每次检查都要做好现场记录。如发现问题，要详细描述时间、部位、险情，有条件时应摄影留证；针对问题要仔细分析成因，提出针对性的处理措施，切实贯彻“经常养护、随时维修、养重于修、修重于抢”的原则，以维持水库大坝正常功能，保证其安全运行。

大坝日常维护的重点包括检查库区范围内是否有山坡蠕变、滑坡，配套附属设施的局部损坏等；混凝土坝要检查混凝土老化、钢筋锈蚀、裂缝修补和渗漏处理，以及闸门管道更换修复、机电设备的维护保养等；土石坝在关注滑坡、裂缝和渗漏的同时，还要关注白蚁防治的问题。

5 除险加固

修建水库，在很大层面上讲，是为了兴利除弊。但是，由于各种原因，目前中国很多水库都是长期带病运行，或防洪标准偏低，达不到相关规定要求，或工程质量较差，自然侵蚀、老化失修等，不但不能充分发挥其兴利效应，还严重威胁下游人民的生命财产安全。

5.1 除险加固的意义

水库带病运行有以下三大隐患：一是由于水库自身安全运行不能保障，一旦失事，必将给下游人民带来不可预估的灾难；二是调蓄能力降低，汛期影响行洪安全；三是难以正常拦蓄水源，造成水资源浪费，不能最大限度地发挥效益。因此，水库除险加固是为了确保水库在设计标准下安全运行，充分发挥工程设计效益，保证大坝安全的工程性措施，是非常必要的。

5.2 除险加固的关键点

首先是要做好前期工作，组织大坝安全鉴定，查明大坝的病险情况，收集、分析、整理相关资料，具体问题具体分析，确定切合实际的加固方案，同时还要把汛期的因素考虑进去，统筹谋划；其次要对薄弱环节和排查出的隐患采用具体的工程措施，包括但不限于坝顶、坝坡、坝基和坝体的截渗加固、溢洪道、输水洞（管）的防渗加固等，广泛采用新技术、新方法、新材料、新工艺，提高病险水库加固的科技含量，提高工程效益；然后是要保证必要的资金投入，完善配套设施及监控监测系统，提高管理手段和技术水平；最后要完善竣工验收等相关责任制度，加强工程质量管理。

随着时间的推移，已进行除险加固的大坝仍不可避免出现老化，各种新问题新险情也会不断被发现。2019年汛前，仅河南省就有256座大中小型水库出现新的病险问题，给防汛工作带来了极大的挑战。所以，水库大坝除险加固是发展的，动态的，是长期艰巨的任务，除险加固后也不能高枕无忧，要时刻警醒，持续监测，及时消除安全隐患。