水电站大坝安全管理工作的分析

摘要：本文对大勐统水电站的大坝安全管理现状进行了详细分析，探讨了其在管理体制、安全监测与评估、维护与维修以及应急响应能力等方面存在的问题，并提出了针对性的改进措施。大勐统水电站运行12年来，设备老化、设计缺陷、技术落后，安全隐患突出，急需技术改造。通过设备缺陷、完善管理体制、加强安全监测与评估、强化维护与维修以及提高应急响应能力等措施，可以有效提升水电站大坝的安全管理水平，确保其安全稳定运行。同时，本文介绍了该水电站大坝安全首次定期检查和安全注册专家组提出问题整改实施情况，以及问题整改质量保证体系和安全保证体系，为类似水电站的安全管理提供了有益的参考。

关键词：大勐统水电站；安全管理；技术改造；质量保证；安全保证

大勐统水电站自建成运行以来，至今已运行12年时间，其设备老化、技术落后等问题日益凸显，安全隐患突出，严重影响了水电站的安全运行。随着水电站运行时间的延长，其大坝安全管理的重要性愈发凸显。大坝安全管理不仅关系到水电站的正常运行，更关系到周边地区人民的生命财产安全。然而，当前大勐统水电站在管理体制、安全监测与评估、维护与维修以及应急响应能力等方面仍存在诸多问题，亟需通过技术改造和管理优化加以解决。

一、工程概述

大勐统水电站坝址以上流域面积1269.5km2，坝址处多年平均流量26.41m3/s。水库正常蓄水位875.00m，总库容1760万m3，正常蓄水位以下库容1540万m3，死水位864.00m，调节库容665万m3，具有周调节性能。

大坝安全首次定期检查专家组提出泄洪兼冲沙放空底孔、发电进水口事故闸门结构强度及启闭机启闭力不足，应对泄洪兼冲沙放空底孔事故闸门及启闭机进行技改，保证其挡水安全和动水启闭安全功能。对发电进水口事故闸门进行技改，保证其挡水安全。技改中若变更启闭机容量时应注意对启闭机排架的结构承载能力复核。

托中国电建昆明勘测设计研究院有限公司对泄洪底孔、发电进水口金属结构进行复核及技术改进设计，2018年12月完成《云南永德大勐统水电站相关金属结构设备设计复核报告》，复核发现冲沙孔事故闸门存在闸门利用水柱动水关闭下门，上游倾角及底止水布置导致闸门顶部利用水柱下压力过大，闸门关闭时持住力过大，计算启门力过大，闸门主要构件主轮支承板局部紧接承压应力不满足规范的规定，闸门主梁的抗弯应力、抗剪应力，顶主梁腹板折算应力、闸门吊耳结构吊耳板局部紧接承压应力超出规范许用应力值等问题，整个闸门结构应进行整改；发现进水口事故闸门存在顶主梁腹板承受水柱作用折算应力、底主梁抗弯应力超过规范规定的许用值，闸门主轮支承板局部紧接承压应力超过规范规定的许用值，门槽中胸墙和门楣相关尺寸的设计选择不满足规范中下游止水利用水柱下门的门槽结构布置尺寸要求，该闸门操作工况应由动水启闭修改为动闭静启，小开度启门充水平压等问题。2019年4月完成《云南永德大勐统水电站金属结构闸门改建设计报告》，冲沙底孔事故闸门改建重新设计1孔1扇潜孔式平面定轮闸门门叶结构，沿用配合原门槽预埋件部分，闸门动水关闭，闸门门叶采用实腹式多主梁结构，采用滚动轴承简支式定轮支承，止水为下游面板、下游止水。操作条件为动闭静启，利用门重和配重块可在校核水头下动水下门关闭；进水口事故闸门改建重新设计1孔1扇潜孔式平面定轮闸门门叶结构，沿用配合原门槽预埋件部分，闸门叶采用实腹式多主梁结构，采用滚动轴承简支式定轮支承，止水为下游面板、下游止水。操作条件为动闭静启，利用门重和配重块可在校核水头下动水下门关闭。工南（北京）建筑工程有限公司保山分公司于2022年6月完成泄洪底孔事故闸门改建施工，拆除了原冲沙底孔事故闸门门叶，重新制造并安装了冲沙底孔事故闸门门叶和加重块，开展了冲沙底孔事故闸门启闭机维护调试等。2024年5月完成发电进水口事故闸门改建施工，拆除了原进水口事故闸门门叶，重新制造并安装了进水口事故闸门门叶和加重块，开展了进水口事故闸门启闭机维护调试等。泄洪底孔事故闸门和发电进水口事故闸门改建后具备了在各自闸门设定工况下完成各自功能要求的能力，消除了结构安全隐患，闸门结构改建设计后完全满足了《水电工程钢闸门设计规范》（NB35055-2015）有关规定。

二、水电站大坝安全管理存在的问题

（一）管理体制不完善

水电厂水坝安全管理工作中，由于职能划分不明确，多头管理造成了协调困难，没有一个统一的管理标准与规范。比如，水坝的安全工作，由于牵涉的单位多，职能重叠，相互推诿，造成了工作的混乱，从而降低了工作的效率。但是，我国目前还没有一个规范，各区域、各单位采取的安全管理行动也不尽相同，造成了系统、一致性不够的问题。另外，由于管理机制的不健全，也会造成资料传递滞后，决策过程冗长，从而降低了工程建设的时效性与实效性。上述问题既加大了水库运营的安全性，又对水库的安全管理提出了新的要求。

（二）安全监测与评估不足

目前，我国水电厂大坝的安全监控与评价工作还面临着许多问题：一是检测方法比较简单，主要依靠手工巡查及常规的检测仪器，仅能获得固定的测量结果，检测面积小，容易受到人为干扰，出现“盲区”。其次，由于监控资料的采集与回馈不够迅速，造成了一些隐患得不到有效的检测与治理，从而加大了事故的危险性。另外，有些仪器由于使用年限较长，出现数据漂移，故障频发，从而使测量数据的精度与稳定度下降。目前，我国大气污染物浓度监测的研究还处于起步阶段，缺少先进的检测手段，难以适应复杂条件下大气污染物的检测要求，且检测结果的准确性和敏感性不高。三是由于资料的深度不够，且多为短时的定性研究，缺少系统、全面的研究，难以对其发展趋势进行准确的预测。本项目拟采用先进监测技术，加强数据分析与反馈，更新监测设施，提高水库大坝的正常运营与应急处置能力。

（三）维护与维修不到位

目前，我国水电工程建设中普遍出现了一些问题，这些问题直接关系到工程的正常运营和服役年限。首先，有些电站由于长期得不到检修和维护，造成了机组运行周期较短、运行周期较短、运行周期较短等问题。其次，检修方式不当也是一个比较严重的问题，有些检修人员对检修方式认识不足，采取了一些不恰当的检修方式，造成了更大的损失。另外，由于缺少一套完整的备品储备制度，造成了备品备件的遗失和损毁，造成了维修工作的难度。上述问题既加大了水库运营的安全性，又对水库的安全管理提出了新的要求。所以，制定严格的检修和保养体系，标准化作业程序，强化员工的训练，健全备品配件的管理体系，是提高水电站水坝安全性的关键。

（四）应急响应能力不足

目前，我国水电工程高坝应急处置能力不足，缺乏科学的应急预案，缺乏应急设施和物资，缺乏应急救援设施，缺乏应急训练和训练。因此，当面临紧急情况时，管理者与工作人员很难快速有效地展开应对措施，进而加大了水坝的安全性。为此，迫切需要通过健全预警机制，优化应急预案，加强应急设施和物资储备，提高应急避险的水平，加强应急训练和训练，使水库的应急反应水平得到充分提高，保证水库在极端条件下的安全和稳定。

三、水电站大坝安全管理改进措施

（一）完善管理体制

要提高水库大坝的安全性，必须建立健全相应的管理制度。首先要确定各个职能部门的责任范围，防止由于职能不明而造成的工作混乱、互相推卸责任。建立一份具体的岗位职责表，以保证各工作阶段有清晰的责任人。其次，要构建有效的协调体系，强化各个部门的交流和合作，打通信息屏障，保证在水坝安全治理工作中，各个环节都可以相互配合，从而产生一种治理的合力。同时，要制定完善的、统一的安全管理制度，保证各项工作的系统、一致。在此基础上，提出了一种基于人工神经网络的水库除险加固方法。

要提高水库大坝的安全性，必须进行制度创新。首先要确定各个职能部门的责任范围，防止由于职能不明而造成的工作混乱、互相推卸责任。建立一份具体的岗位职责表，以保证各工作阶段有清晰的责任人。其次，要构建有效的协调体系，强化各个部门的交流和合作，打通信息屏障，保证在水坝安全治理工作中，各个环节都可以相互配合，从而产生一种治理的合力。同时，要制定完善的、统一的安全管理制度，保证各项工作的系统、一致。在组织结构方面，要按照电厂的大小，设立水利主管人员或主管人员，保证其专业化、高效。为满足现代化水坝安全工作的需要，必须加强对其业务素质的培养，提高其工作能力。在此基础上，提出了一种基于人工神经网络的水库除险加固方法。

（二）加强安全监测与评估

为了提高电站坝体的安全性，必须从各个方面着手。首先，对水库工程中的监控设施进行升级改造，配置高精度的传感器与信息获取装置，保证其工作状态并提高其工作效能，比如在水库枢纽处设置多个观测装置，对其进行24小时、24小时的监控。其次，对监测资料进行收集和处理，使之能够自动化收集，构建一个统一的数据处理和分析体系，对这些数据进行整理、标准化和挖掘，抽取有价值的信息，辅助企业进行风险预警和决策。在此基础上，通过对气象资料的深入研究，为未来的环境趋势预测、生产优化建议及早期预警等工作奠定基础。另外，要建立健全的资料处理与分析体系，制订资料储存标准，并对资料进行定期的整理与统计，并撰写出安全性评价报告。同时，将人脸识别，车牌识别，行为分析等智能技术相结合，能够实时识别并报警异常行为，提高对风险的判定与预防。建立了一套智能化的巡视机器人，对大坝的关键部位进行了实时巡视。在此基础上，构建事故驱动及联动反应机制，实现对各装置、各系统的联动反应。采取上述技术手段，提高了大坝的安全性，保证了水库的安全性。

（三）强化维护与维修

为了加强对大坝的检修，保证大坝的安全性和可靠性，需要进行一系列的改进。首先，要建立一套科学、合理的维修方案，依据维修次数、使用环境及以往的失效情况，确定维修时间及维修的具体内容，保证维修工作的系统化与一致性。其次，加大维护经费的投资力度，充分的经费保障是购置高级测试设备、购置维修材料、聘用专门的维护人才，提高维护工作的效率与品质。另外，还要有健全的备品配件管理制度，保证备品的按时供货，防止由于配件不足而造成的维修延迟。在此基础上，要强化维修队伍的业务素质，提高维修队伍的业务素质，保证维修工作的专业化、高效性。在此基础上，提出了一种基于人工神经网络和人工神经网络相结合的新方法，对水库的正常运营具有重要意义。

（四）提高应急响应能力

为了进一步提升水库的运行安全性，必须加强水库突发事件的应对能力。首先，要构建完善的应急预案系统，既要有综合的应急预案，又要有专项的应急预案和就地处理预案，以保证对各种突发情况的快速反应。在此基础上，加强突发事件处理能力的训练，使其能够更好地运用于实际事件中。在此基础上，采用“数字孪生”等先进信息技术，搭建“智慧运行管理”矩阵平台，对坝体的运行状况进行在线监控与智能分析。在应对突发事件时，要与专门的搜救团队进行协作，组建常备联合搜救团队，以保证在突发事件中快速有效地开展搜救工作。在此基础上，要对极端天气、地震等非常规安全风险进行全面的分析，并做好相应的防范措施。从而使水库坝体的应变性能得到充分提高，保证了坝体在不同条件下的安全性和稳定性。

四、质量保证体系及措施

本工程采用项目管理法，实行全面质量管理。成立以项目经理为组长，项目总工程师为副组长，包括质量检验部全体人员及各部门领导为质量领导小组。按照企业的项目管理模式，建立以质量目标岗位责任制为基础，以GB/T19001-ISO9001为标准的有效的质量保证体系，并制定项目质量计划，推行ISO9001 国际质量管理体系标准，以合同为制约，强化质量的过程和程序管理和控制。严格执行《水电站大坝运行安全应急管理办法》（国家发改委令第23号）。对标国际标准（如ICOLD《大坝安全管理指南》）。项目经理部推行专业责任工程师负责制，在施工过程中对工程质量进行全面的管理与控制；使质量保证体系延伸到每个操作人员，通过明确分工，密切协调与配合，使工程质量得到有效地控制。

根据质量保证体系，建立岗位责任制和质量监督制度，明确分工职责，落实施工质量控制责任，各岗位各负其职。根据现场质量体系结构要素构成和项目施工管理的需要，成立由项目经理领导、总工组织实施的质量保证体系，生产经理进行中间控制，专业责任工程师进行现场检查和监督，形成横向、纵向从项目经理到施工班组的质量管理网络，从而形成项目经理部管理层、分包管理层到作业班组的三个层次的现场质量管理职能体系，从而从组织上保证质量目标的实现。质量保证体系见下图“质量保证体系框图”。

五、安全保证体系及措施

水电站大坝是水电站的核心设施，其安全管理直接关系到电站运行效率、下游人民生命财产安全及生态环境稳定。

安全生产方针：安全第一，预防为主，综合治理。

安全生产目标：不发生人身死亡责任事故；不发生重大机械设备责任事故；不发生重大火灾责任事故；不发生负主要责任的重大交通事故；创建安全文明施工典范工程。

日常维护：清理泄洪道杂物，检查排水孔堵塞。定期润滑闸门启闭机，测试备用电源。

专项维修：混凝土坝采用环氧树脂灌浆修补裂缝，喷涂防腐涂层。土石坝采用高压喷射灌浆修复防渗墙，加固滑坡体。

结语：

未来，随着技术的不断进步和管理理念的更新，大勐统水电站应持续优化安全管理措施，引入智能化、信息化技术，进一步提升大坝的安全保障水平，为水电站的可持续发展奠定坚实基础。

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作者简介：

范常山（1969.11）；男；汉族；大学本科；工程师；云南龙陵人；主要从事水电厂运行、检修、经营管理相关工作。