宁夏沙坡头水利枢纽有限责任公司 宁夏银川 750000
摘要：大坝安全监测是掌握坝体实时变形、变化的主要手段，是及时发现影响大坝安全问题的主要途径，是验证设计、施工、运行效果的主要依据。本文以新华水力发电有限公司所属47座不同等别水利水电工程为例，从设计、施工、移交、运行四个阶段对大坝安全监测现状进行分析，以求反映大坝安全监测管理中普遍存在的问题，并通过现状调查、现状成因、现状改善，探索优化大坝安全监测管理的途径。
关键词：大坝安全监测；现状分析；优化管理
0.前言
新华水力发电有限公司是一家以水电为主，以光伏、风电、供水等清洁能源开发利用为辅的综合性电力投资、建设、运营企业，目前业务主要辐射新疆、河南、湖南、云南、宁夏、陕西等地。截止2017年7月，已投运水库、电站共计55座（水电站46座、风电站4座、光伏电站3座、生物质电站1座、供水水库1座），其中：水利水电工程共计47项，不同等别、不同类型大坝共计28座。
1.2 自动化监测项目覆盖率不全
Ⅰ等大坝，大坝安全监测自动化程度较高，监测项目齐全、监测手段完善，监测仪器的布置、监测项目的内容能够满足对大坝运行性态的实时监测。
Ⅱ等大坝，安全监测系统建设完成率相对较高，6座电站中虽然有5座已完成监测系统建设，但这部分电站监测项目自动化程度覆盖率仍有待提高。其中：吉勒布拉克电站坝面位移、变形尚未实现自动化监测；浯溪电站坝体表面变形尚未实现自动化监测；西夏水库渗流监测尚未实现自动化。
Ⅲ等大坝，安全监测系统有多项亟待完善的内容，13座电站中尚有4座未完成监测系统建设。已建成大坝安全监测系统的9座电站中，也存在监测项目自动化程度覆盖率不高的情况。
Ⅳ、Ⅴ等大坝，均未进行大坝安全监测系统建设。按规范Ⅳ、Ⅴ等大坝必须实现的坝体表面变形监测、渗流量、扬压力等项目，目前主要依靠人工观测进行数据采集，监测数据的准确性、完整性、连续性均不能满足对大坝的监测要求。
1.3 专业技术力量有待补充
目前已投运电站，不仅存在大坝监测专业人员短缺，而且还存在：部分监测岗位的人员非本专业出身，只具备操作能力，不具备技术分析能力；水工专业人员的培训机制不完善，造成现阶段大坝安全监测工作深度不足以满足电站运行的专业化需求。
1.4 数据分析能力有待提高
部分水库、水电站虽然“大坝安全监测系统”已建成，但因人员技术力量薄弱的现状，或者是不具备对监测数据、资料的分析能力，或者是能够对监测数据进行初步分析，但分析工作只停留在短期的定性分析和单项的定量分析上，还不能综合判断各种外界条件及内部因素对所测物理量的作用程度、主次关系。
1.5 监测目的针对性不强
大坝安全监测工作基本停留于“满足规范、按时监测、发现问题，及时上报”的任务性阶段，忽视了具体时期、具体结构、具体工况的针对性监测。
（1）忽视时间上的针对性。不能在大坝施工期、初次蓄水期、老化期等大坝安全问题相对集中的时期，通过针对性的监测复核设计参数、检验施工质量。
（2）忽视空间结构上的针对性。不能结合具体的坝址、坝型和结构有针对性地加强监测。比如：薄拱坝要加强坝肩稳定监测，碾压混凝土坝要加强层间结构监测，面板堆石坝要加强面板与趾板间渗透监测，软基岩、破碎基岩要加强基础的渗漏监测。
（3）忽视运行工况上的针对性。不能在大坝运行遭遇地震、水位骤升骤降、特大洪水等不利工况时，针对性的进行监测、分析，掌握各种因素对坝体结构的影响。
2.大坝安全监测问题形成的原因
2.1 设计阶段
设计单位选择不当，不能保证大坝安全监测系统的质量与有效性；设计方案审查不当（尤其是中小型水利工程），导致后期监测断面布置不合理，缺少某些必要的监测项目；监测仪器选型不当，导致后期仪器损坏率高、使用周期短；部分收购自私人业主的小型电站，在设计阶段忽视大坝安全监测系统的建设，导致投运后大坝安全监测工作开展困难。
2.2 施工阶段
仪器安装工艺、施工作业环境等多种因素，导致仪器停测率、损坏率升高，使用年限缩短；对施工期、首次蓄水期的监测工作不重视，未能准确掌握各监测项目的初始基值，对今后的监测分析工作造成极大影响。
2.3 移交阶段
资料移交阶段，建设管理单位、运行管理单位对施工单位移交的“大坝安全监测资料”的完整性、连续性审查不重视，导致工程在后续的运行过程中存在：大坝安全监测项目基础信息不全、各阶段大坝监测数据不能有效衔接、部分仪器初始值缺失等现象，对大坝安全监测分析工作造成了影响。
2.4 运行阶段
（1）对大坝安全监测系统的建设不重视：部分已投入运行多年的Ⅳ、Ⅴ等大坝，甚至包括Ⅲ等大坝，一直未完善大坝安全监测系统建设，导致工程自蓄水至今，变形规律、位移性态都无从了解、无从掌握、无从判断。
（2）对大坝安全监测系统运维不重视：观测设施出现故障后不能及时恢复，影响了监测数据的连续性，影响了监测数据分析工作。
（3）对监测数据人工比测工作不重视；大坝安全监测系统建成的工程，在监测系统投运后，人工观测工作逐渐淡出，自动化监测数据无对比判断手段，因仪器、系统故障出现的错误数据不能有效判断；
3.大坝安全监测工作远期管理规划
3.1 设计阶段
在项目初步设计阶段，运行管理单位（或生产准备小组）应组织专家积极参与建设管理单位的设计审查工作，尤其是对《设计报告》内的安全监测部分进行专项审查。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆审查主要包括以下内容：大坝安全监测系统自动化程度是否满足各时期监测工作要求；监测设施、仪器的选型是否满足长期监测的工作要求；安全监测项目是否满足规范；监测断面布置是否满足规范；监测仪器布设是否满足规范；数据采集装置的设置是否便于检修、维护；主要监测项目是否有预计的测值变化范围、变化极值。
3.2 施工阶段
施工期间对大坝安全监测所采集的数据、所形成的分析，是后续开展大坝安全监测工作的基础，是工程投运后继续进行大坝安全监测分析的依据。工程各参建单位尤其要加强对该阶段大坝安全监测工作的管理，保证大坝安全监测原始资料的完整，为运行期大坝安全监测工作的顺利开展创造条件。
建设管理要对监测工程从埋设、安装、取值、分析等各阶段加强施工管控，要为监测设施埋设提供良好的施工环境，要保证大坝安全监测系统的建设按照设计文件落实；
施工单位要保证仪器埋设初期、施工期、首次蓄水期等特殊时段，各监测项目测次按规范要求进行观测；保证各类观测仪器初始值确定的准确、全面；保证施工期各类观测资料、观测数据能够按时分析，并最终形成分析成果（分析报告）；工程首次蓄水时、蓄水到规定高程时、竣工验收时、施工期大坝出现异常工况或险情时，应对大坝进行专项监测分析，并形成分析成果；保证施工阶段大坝安全监测原始资料妥善保存。
同时施工过程监测要有针对性，比如混凝土拱坝封拱时要加强温度和缝开合度监测，灌浆时要加强纵、横缝开合度监测，首次蓄水期要进行加密监测。
3.3 移交阶段
建设管理单位在组织进行“技术档案专项验收”时，要有运行管理单位人员参与，一并对大坝安全监测技术资料进行审查，保证以下资料内容的齐全：大坝安全监测设计资料、设计图纸、设计文件；大坝安全监测仪器出厂资料、安装（埋设）记录；施工期所有观测仪器和设备完成检验、校正资料；各类观测仪器初始基准值；从仪器埋设至资料移交阶段，期间连续、完整的监测数据、测量记录；仪器埋设初期、施工期、首次蓄水期等特殊时段的安全监测数据、监测分析成果。
档案专项验收完成后，建设管理单位宜及时将档案移交运行管理单位，并完善移交手续。
运行管理单位应按初步设计等有关批准文件对档案进行逐项清点，其中大坝安全监测资料应组织专业人员进行清点，并办理移交手续。各阶段工程技术档案移交应有完整的文字记录和双方主要负责人签字。
3.4 运行阶段
3.4.1 已建成大坝安全监测系统的电站
（1）要加强大坝安全监测数据的收集、整理。
按照1月/次的频率及时对监测数据进行整编；按照1年/次的频率对安全监测数据进行初步分析，并形成监测分析报告；按照5年/次的频率对大坝安全监测数据进行系统分析，并形成监测分析报告；在工程进行“大坝安全鉴定”时或运行期大坝出现异常运行工况、险情时，进行专项大坝安全监测分析，并形成监测分析报告。各类分析报告作为技术档案妥善保存。
（2）要加强大坝安全监测资料的收集、整理。
施工期间的监测资料包括：监测工程设计资料、监测仪器安装（埋设）记录、监测仪器安装竣工图、仪器率定资料、仪器出厂说明书、各监测仪器初始基准值、施工期观测数据记录、前期监测工作提出的成果报告、技术警戒值（范围）及其他技术资料。
运行期间的监测资料包括：历史监测数据、各时段安全监测分析报告、安全监测系统维护记录、安全监测系统升级改造资料等。
3.4.2未建设大坝安全监测系统的电站
（1）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等别土石坝，至少保证以下监测项目实现自动化数据采集（参照相关规范，可根据实际运行情况增设相应监测项目）：
坝面垂直位移、水平位移（纵向、横向）和接缝位移；
坝体和坝基孔隙压力及坝体浸润线；
渗透流量、渗透水水质；
绕坝渗流、岸坡地下水位。
（2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等别混凝土坝，至少保证以下监测项目实现自动化数据采集（参照相关规范，可根据实际运行情况增设相应监测项目）：
坝体水平、垂直位移，坝肩位移；
渗流量、扬压力、绕坝渗流；
上下游水位、气温、库水温、降雨量。
（3）Ⅳ、Ⅴ等坝，坝体表面位移变形等必须具备的观测项目，可以采取人工或自动观测方法实现监测。但鉴于人工监测手段从人力、技术、频次、精度上都不能保证数据采集的及时、可靠。建议该类工程逐步实现以下自动化监测项目的升级改造：
坝体表面垂直、水平位移；
渗流量、扬压力；
上下游水位、气温。
4.结论
新华水力发电有限公司28座不同等别、不同类型大坝在大坝安全监测方面所存在的问题，在一定程度上也反映出我国大坝安全监测的普遍现状，即：Ⅰ等、Ⅱ等大坝的监测工作内容基本符合相关规范要求；Ⅲ等大坝的系统建设完成率、监测项目覆盖率存在部分缺失；Ⅳ等、Ⅴ等大坝安全监测自动化程度低，数据采集完整性、数据分析及时性均不能得到保证。通过本文对新华发电有限公司所属大坝现状分析来看，造成目前大坝安全监测现状的成因是多方面、多因素的，因此要加强大坝安全监测管理，就必然要从多方面入手：（1）实现对大坝安全监测项目建设的全过程管理，即执行设计规范、保证建设质量、完善施工监测、规范档案移交、保证监测频次、及时分析数据、妥善保存资料；（2）加强在具体时期、具体结构、具体工况上的大坝安全监测分析工作；（3）从工程生产准备工作开始，即要着手进行大坝安全监测人才培养，保证每座大坝都有一批“能观测、懂维护、会分析”的专业技术人才。
作者简介：
白玉龙（1980），男，宁夏银川市人，工程师，主要从事水利工程管理、大坝安全监测工作。
论文作者:白玉龙
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/4
标签：大坝论文; 数据论文; 监测系统论文; 项目论文; 电站论文; 工作论文; 阶段论文; 《基层建设》2017年第25期论文;