大坝安全检测与监测技术标准化及应用
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

第1章 绪论

1.1 大坝安全监测与检测技术标准现状

大坝的质量与安全是涉及国计民生的大事,2000年,国家颁发了《建设工程质量管理条例》,对工程建设各方责任主体和工程质量提出了明确的要求。水利部相继出台了《水利工程质量管理规定》、《水利工程建设项目验收管理规定》等法规,对大坝设计、施工、建设等方面进行监督管理;对于存在病险的水工建筑物,国家大力开展病险水库和病险水闸除险加固处理工作,确保了水利工程的安全运行。但随着外界荷载作用的突变和工程的老化,大坝安全事故也时有发生,如2013年2月15日山西省曲亭水库(中型)大坝发生垮塌事件,导致多列火车停运,社会影响巨大。事实上,水库大坝的失事都有一定的预兆,即发生异常变化导致灾情发生前出现的先兆。在大坝工程运行管理中,巡视检查、现场检测和安全监测都是最有效和最直接的识别病兆的方法,可从检测监测到的结构物变形、渗流、应力应变等物理量中辨识出结构随时间变化的异常特征,实现对工程安全的预判。因此,作为工程安全的“耳目”,稳定可靠的安全监测和必要的安全检测对于大坝工程的安全评价、风险预警和应对突发事件具有重要意义。

为了保证大坝安全管理工作规范、有序地开展,我国自20世纪80年代就开始重视相关方面的技术标准化工作,先后颁布了相应的法律法规、规程规范、技术标准及产品标准等,有基础性标准、通用性标准、产品标准等,每一类标准中有国家标准、行业标准和企业标准。其中涉及大坝安全监测、检测与评价方面的标准(国家标准、行业标准)和相关法规及部分技术文件见表1.1~表1.3。

表1.1 大坝安全监测、检测与评价方面的国家标准

img

续表

img

表1.2 大坝安全安全监测、检测与评价方面的行业标准

img

续表

img

续表

img

表1.3 大坝安全安全监测、检测与评价方面的相关法规及部分技术文件

img

可以看出,现有的大坝安全监测技术标准多针对监测仪器本身;检测与评价技术标准较为缺乏,仅有的《水库大坝安全评价导则》(SL 258—2017)中对安全检测与鉴定的程序作了规定,但对于质量检测的方法、数量和评价指标,以及鉴定取值参数等方面没有明确规定,缺乏可操作性。众所周知,大坝安全监测仪器安装埋设成活率受仪器质量、安装工艺、监理监督、验收标准等多因素影响,若出现监测仪器失效、系统不稳定、测值不能反映工程实际等情况,直接影响到工程管理人员的准确判断和主管部门的科学决策。此外,安全监测系统运行后受仪器使用寿命和周围恶劣环境的影响,同样会出现上述情况,严重影响到大坝安全监测系统的完备性、测值的可靠性和合理性,不能起到安全监测的作用。而大坝安全检测项目由于缺乏统一的标准,往往工程评价阶段只进行一些常规的项目检测,如混凝土结构的抗压强度、碳化深度、钢筋保护层厚度等检测,金属结构的防腐涂层厚度、蚀余厚度、锈蚀检测等难以满足工程缺陷检测的全面性需要,结构计算中所需的材料参数等往往只能根据历史资料选取,不能满足工程现状评价分析的需要。大坝质量检测、安全鉴定与安全监测是水利工程建设与管理不可缺少的一项重要工作,同时也是江河防洪保安、水资源管理和合理利用、应急突发公共事件的需要。因此,大坝安全检测与监测技术的标准化建设具有很强的公益性、基础性和重要的实际意义,具体表现在以下三个方面。

1.完善水利行业技术标准

为规范大坝建设管理质量,近年来,在工程勘察、设计、施工、验收和运行管理等阶段制定了多部规程规范,这些技术标准对确保大坝建设质量和安全运行具有重要意义。但随着水利工程建设新技术、新材料、新工艺和工程安全管理信息化的广泛应用,需要进一步完善水利行业技术标准体系,以适应水利科技事业发展的需求。2011年中央“一号文件”第15条明确提出“建立健全水利行业技术标准,加快应急机动监测能力建设,实现资料共享,全面提高服务水平”。水利科技发展“十二五”规划也提出了重要技术标准制修订中的关键技术问题和前期研究。

2.提高大坝建设管理水平

近年来,作为我国防洪保安工程体系与水利基础设施的重要组成部分的水库大坝安全越来越引起党和政府的高度重视。自1998年长江大洪水以来,国家加大了大中型病险水库除险加固投入,目前已基本完成大中型水库及重点小(1)型水库建设任务;2014年,国务院又提出了利用3~5年时间完成全部小型水库除险加固任务。我国水库尤其是小型水库数量众多、坝区交通不便、除险加固任务重,要确保工程建设质量和既有水工建筑物的安全运行,就需要在大坝安全检测与监测方法、技术指标、评价体系等方面研究的基础上,编制或修订大坝安全检测与监测技术标准,为大坝安全运行与标准化管理提供技术保障。

3.提高水利工程风险决策的科学性和准确性

现行的SL 258—2017对检测技术方法、抽样方法和评价指标、参数取值等方面并没有明确的规定,容易导致检测结果和评价结论存在重大差异,误导政府决策的科学性和准确性。在水库大坝安全运行管理中,通过仪器设备跟踪监视大坝运行状态,并建立相应的安全监测系统,获得了众多的信息和资料,但安全监测仪器和监测系统的可靠性能否正确反映大坝实际是其安全运行的关键。由于缺少相应的安全监测仪器进行现场检测,缺乏系统可靠性评价、监测资料合理性方法和相关技术标准,造成已建成的大坝安全监测系统运行状况无法掌握,给大坝的安全运行带来许多盲区和隐患,甚至误导水库运行调度和决策。同时,不可靠的监测系统和不合理的测值极大地制约着水库现代化、科学化管理水平的提高,影响到水库的社会效益和经济效益的发挥,甚至会造成水库大坝失事的严重后果,给当地经济和社会造成重大损失。要改变这种无章可循的现状,势必要构建大坝安全监测仪器检测、系统可靠性评价和测值合理性分析的技术标准体系。