尹文雄
(中國水利水電第八工程局有限公司科研設計院 湖南省長沙市 410000)
大型水利樞紐建筑物規(guī)模巨大,建設期長,在工程建設不同時期,建筑物分別處于施工、擋水或初期運行等不同的階段。安全監(jiān)測工作是實時監(jiān)測工程安全的必要手段,根據上述工程建設特點,樞紐各建筑物先分別形成安全監(jiān)測子站或子系統(tǒng),隨著工程完建,各建筑物監(jiān)測子系統(tǒng)即成為整個樞紐安全監(jiān)測系統(tǒng)的有機組成部分。
大型水利樞紐安全監(jiān)測技術涉及到巖土力學、變形測量、建筑材料、水力學、結構動力學、地質地震等諸多專業(yè);監(jiān)測對象包括巖土高邊坡、大壩建筑物、大型地下洞室、機組蝸殼流道、閘(閥)門、船閘輸水系統(tǒng)等各種類型;監(jiān)測內容包括變形、滲流滲壓、應力應變、溫度、水位、水質、振動等。
為適應以上工程安全監(jiān)測的特點,自大型水利樞紐建設之初,建設單位因組建支具備專業(yè)背景的專業(yè)化管理與監(jiān)理隊伍——安全監(jiān)測中心,對水利安全監(jiān)測工程實施進行專業(yè)化管理與監(jiān)理,并聘請有豐富資料分析經驗的高級專業(yè)技術人員進行資料分析和評價工作。
安全監(jiān)測中心的主要職能是對樞紐工程的安全監(jiān)測工作進行統(tǒng)一規(guī)劃并負責組織實施,承擔安全監(jiān)測項目的專業(yè)監(jiān)理工作,對安全監(jiān)測工作的質量和進度實施全過程監(jiān)督和控制,并負責監(jiān)測數據的統(tǒng)一管理和對建筑物安全狀況進行分析評價。安全監(jiān)測工程的所有監(jiān)測儀器的埋設和觀測工作均進行獨立招標或者委托安全監(jiān)測專業(yè)隊伍實施。實施單位負責完成本合同儀器設備的采購、檢驗率定、安裝埋設、數據的采集、資料整編及綜合分析、現場監(jiān)測設施維護保養(yǎng)、觀測儀表的維護保養(yǎng)與檢驗、巡視檢查、資料歸檔和驗收等工作內容。
水利樞紐安全監(jiān)測成果是評價工程建設質量和運行狀態(tài)的重要資料,歷次質量檢查和工程投入運行前安全鑒定及驗收時,均提供了詳實可靠的監(jiān)測成果,對工程安全性態(tài)作出及時的專業(yè)評價,并就專家組提出的建議、問題和重點項目、關鍵斷面進行加密監(jiān)測和跟蹤,為專家組對工程進行安全評估提供持續(xù)有效的數據支持。監(jiān)測資料均提交設計單位進行反饋分析,與原設計計算成果進行對照驗證,不僅評價了工程運行安全性狀,而且為類似工程設計提供了參考。
堅決貫徹國家關于工程安全和運行安全管理的各項法律法規(guī),嚴格執(zhí)行國家及行業(yè)相關標準規(guī)范和設計文件。為了指導工程運行安全監(jiān)測工作,安全監(jiān)測中心應研究制訂各階段運行的主要監(jiān)測技術要求,安全監(jiān)測工作規(guī)程、試驗蓄水安全監(jiān)測實施手冊、監(jiān)測指標等文件依據及技術標準,這些技術文件將對指導現場安全監(jiān)測工作發(fā)揮重要作用。
為了保障安全監(jiān)測工作的有序開展,安全監(jiān)測中心應根據工作規(guī)程和監(jiān)測手冊制定全面的安全監(jiān)測監(jiān)控計劃,確定五個統(tǒng)一的工作原則,即“統(tǒng)一管理、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一基準、統(tǒng)一時間、統(tǒng)一分析”以確保工作標準、數據基準、對比分析的一致性。
為保證監(jiān)測點精度,避免系統(tǒng)誤差的影響,在觀測過程中做到“四無”(無缺測、無漏測、無不符精度、無違時)“四隨時”(隨時觀測、隨時記錄、隨時計算、隨時校核)和“四固定”(觀測人員固定、觀測儀器固定、觀測測次固定、觀測時間固定)。對測次沒有達到合同規(guī)定或殘缺、不合要求的數據,要求及時補測并重新整理后再次上報,直到合格為止。數據入庫前異常的測值數據,要求實施單位應加密觀測,在排除系統(tǒng)和人為誤差的情況下,并進行初步分析后,再重新報安全監(jiān)測中心確認。監(jiān)測中心監(jiān)理工程師對觀測單元工程質量進行評定和簽證。信息專業(yè)監(jiān)理工程師嚴格開展數據校核工作,每月對監(jiān)測實施單位報送的監(jiān)測數據進行復核后提出監(jiān)測數據審核意見單,由監(jiān)測實施單位反饋,溝通后按審核意見重新提交,作為觀測單元質量認證工作的依據。
為保證及時提供安全監(jiān)測成果,既要快速量化地了解敏感部位的工作性態(tài),又要宏觀、全面地掌握整個工程的運行性狀,安全監(jiān)測中心因以“全面監(jiān)控、重點突出、測巡結合”作為安全監(jiān)測工作的一般原則。從影響工程的安全度出發(fā),安全監(jiān)測設計單位和安全監(jiān)測中心可綜合考慮地質條件、結構設計、長期運行方式等方面,按照關鍵、重要、一般三個層次選擇監(jiān)測部位(斷面),既突出“關鍵”部位的重點,又兼顧“重要、一般”部位,形成監(jiān)控全部建筑物的監(jiān)測系統(tǒng)。
有條件的水利工程因更加重視現場巡視工作,制定了詳細的巡檢程序和手簿。巡視手簿(檢查程序)包括檢查人員、檢查內容、檢查方法、攜帶工具、檢查路線等,詳盡且便于操作。
為切實保障具有周期性特點的長期監(jiān)測和在特殊工況下的加密觀測,在水利工程現場因長期駐守一支專業(yè)高效的安全監(jiān)測隊伍,配備了充分資源,保證了應急能力。并能根據歷史數據資料分析,研究提出在運行異?;蛘咛厥夤r下應重點關注的斷面和監(jiān)控指標以及具體明確的預警值,使得在工程發(fā)生異常情況、遭遇洪水或地震蓄水等事件等重點工作中,都能高效、準確、全面地提供各種監(jiān)測成果,對工程安全性作出及時的專業(yè)評價。
3.5.1監(jiān)測資料分析
安全監(jiān)測資料的整理與分析是安全監(jiān)測的關鍵工作,在確保采集的數據準確、可靠的基礎上,由專業(yè)人員及專家組成資料分析團隊對監(jiān)測資料進行及時分析。
安全監(jiān)測中心是樞紐工程安全監(jiān)測數據的唯一歸口管理單位,監(jiān)測中心制定統(tǒng)一的信息標準格式,各監(jiān)測實施單位完整規(guī)范且無遺漏的向安全監(jiān)測中心提供全部監(jiān)測資料。與樞紐工程監(jiān)測有關的具有保存價值的所有埋設儀器的原始數據、觀測數據、設計監(jiān)理數據、試驗科研數據、地質、水文資料數據以及其它與相關數據及技術資料,經監(jiān)測中心專業(yè)人員檢查合格后進入監(jiān)測數據庫。
由安全監(jiān)測中心專業(yè)人員及專家組成的資料分析團隊對監(jiān)測資料進行分析,并編寫監(jiān)測簡報、月報、動態(tài)、年報以及專題分析報告和綜合分析報告。分析工作做到“分析及時、依據可靠、反映全面、取點突出、技術先進、講求實效”安全監(jiān)測資料分析成果為工程安全運行提供了重要依據和技術支持。
3.5.2監(jiān)測信息反饋
建設單位負責對來自安全監(jiān)測中心的重要安全監(jiān)測信息的對外發(fā)布。安全監(jiān)測中心負責管理數據采集、常規(guī)性資料整理整編和資料分析和評價,向上級主管部門報告重要安全監(jiān)測資訊。
監(jiān)測成果實行簡報和不定期專題報告的報送制度。當發(fā)現異常情況時進行專項分析并及時作專題報告,報送上級部門及設計和運行單位。蓄水期水位到達(或最接近)正常蓄水位后,進行全面資料分析,編發(fā)專題報告。年度工作結束后,一般于次年第一季度完成上一年度安全監(jiān)測資料分析報告。
大壩巡視檢查具有全面性、及時性和直觀性等特點,是大壩儀器監(jiān)測及其自動化所不能代替的。水利樞紐應貫徹大壩儀器監(jiān)測和巡視檢查相結合的原則,嚴格規(guī)范大壩巡檢工作,努力提高巡檢人員的素質,對巡檢中發(fā)現的問題結合觀測成果及時做出準確判斷。
3.6.1經常性巡視檢查(日常巡視檢查)
安全監(jiān)測巡檢人員應基本固定,并熟悉建筑物的施工和結構情況。巡檢內容、方法和頻次均以合同和安全監(jiān)測工作規(guī)程要求進行,并及時進行記錄,巡檢記錄由各實施單位每月報安全監(jiān)測中心,并經安全監(jiān)測中心審核存檔(含電子版),在月報和年報中反映巡檢情況,出現異常情況及時報送安全監(jiān)測中心。巡檢宜覆蓋整個大壩區(qū)域。規(guī)定巡查頻次一般情況下為2次/周,當庫水位上升或出現異常時,每1~2d巡視1次,并要求按規(guī)定作好相應的巡視記錄。
3.6.2年度詳查
按照水電站大壩安全運行管理規(guī)定,建設單位因根據年度運行管理工作的實際情況,對照大壩運行安全管理規(guī)定等法規(guī)文件,開展了各年度工作總結,并組織編制年度報告和年度總結,年度報告和年度總結包括水庫運行情況、水工建筑物運行情況、水工金結、機電設備運行情況、工程邊坡和近壩庫岸穩(wěn)定、閘門及啟閉機運行、監(jiān)測系統(tǒng)運行情況(儀器和設施維護、觀測質量、安全監(jiān)測信息管理)、年度監(jiān)測資料整編分析汛前汛后及特殊工況檢查情況,并由運行單位根據安全監(jiān)測成果填寫大壩水工建筑物評級表,按期向國家能源局大壩安全監(jiān)察中心每年呈報自查報告和年度詳查報告,接受大壩中心的監(jiān)督檢查。
3.6.3特殊情況下詳細檢查
每年汛期,開展防汛檢查和汛后總結工作。蓄水期安排加密監(jiān)測,并加強現場巡視檢查。
(1)汛前檢查
為做好每年度汛工作,汛前對監(jiān)測儀表進行檢查與維護,保證人員到位,通訊設備完好,對大洪水、高水位、庫水位驟漲驟落、大暴風雨、地震等特殊條件下的巡視檢查重點部位、監(jiān)測頻次和方法在度汛工作安排中落實。對存在的問題列出清單,督促整改。訊后及時開展度汛總結。
(2)特殊工況檢查
按照監(jiān)測工作規(guī)程,在樞紐遭遇洪水、地震等工況下,加強視檢查,必要日時開展加密監(jiān)測和全面巡視檢查,實時反饋監(jiān)測成果。
安全監(jiān)測系統(tǒng)可有效保證對工程運行的實時監(jiān)控,安全監(jiān)測系統(tǒng)運行正常,監(jiān)測數據實時反應工程工作性態(tài),監(jiān)測資料分析成果與工程運行規(guī)律相符合,并能相互驗證。樞紐安全監(jiān)測工作關乎樞紐工程長期運行安全,樞紐運行管理工作要堅決貫徹執(zhí)行國家各項安全生產法律法規(guī),規(guī)范細致地做好安全監(jiān)測工作。