水电站大坝观测与维修

水电站大坝观测与维修

李峥嵘

陕西汉江投资开发有限公司喜河水力发电厂   陕西省安康市   715271

摘要： 随着国民经济的不断发展，国家加大了水利工程的建设力度，水电站大坝作为水利工程的核心，为企业的生产和居民的生活起着重要的供给作用，同时水利大坝也能够调节当地的气候，维系了生态平衡。水电站大坝的安全运行管理，对水电站监管部门来说是工作的重点，本文就水电站大坝安全运行管理中的大坝观测与维修进行了研究，为水电站大坝的安全运行提供基础保障，为提高水电厂企业的经济效益，保证下游人民的财产安全提供有力支撑。

关键词：水电站大坝 观测 大坝维修

0  引言

水利工程的基础架构是水电站大坝，是防洪的重要措施，是水力发电的重要依托，水电站大坝的安全运行，对经济的健康平稳发展有重要的推动作用。水电站大坝的质量安全对于社会和民众安全有重要影响，国家和各级政府对大坝安全都十分重视，近年来，水电站企业通过加强安全责任制的建设，提升管理水平等措施，使得水电站大坝安全隐患有一定的减少，但仍存在诸如大坝防洪能力弱、结构失衡、大坝渗漏等问题，依然困扰着我国中小型水电站安全运行管理。

水电站大坝按照功能划分可以分为：专用型水工建筑和通用型水工建筑。主要完成蓄水防洪、水产养殖、气候调节、农田灌溉、改善航运、电力供给等功能。水电站大坝观测是指通过仪器检测和人工巡查等方式，对水电站大坝坝体、坝基、坝肩、近坝区域和其他与大坝有直接关联的物体及设备进行测量和判断，基于专家算法，给出可能出现的异常或者安全隐患，进行有效的发现，给出处理方案，针对有安全隐患的施工部位进行改进，为水电站大坝的安全管理提供有效的数据支持，提升水电企业的生产效益。

1  水电站大坝观测

    根据当前水电站的运行环境和水电站大坝的基本结构，水电站大坝观测工作主要包括：大坝沉降、大坝渗透、大坝裂缝和大坝变形四个方面。

1.1  大坝沉降

大坝沉降观测是针对水电站大坝在高度不同的观测点、选择多种有代表性的断面，设定标点，利用测量仪器，对设定标点进行沉降量的测量。对于变形坝体，设定标点适合置于下游，距离间隔10m-20m左右；对于大坝纵断面沉降，设定标点适合置于坝顶，距离间隔25m-30m左右。水电站大坝固结观测需要选择大坝坝体代表性的标点，使用固结管或深式标点组，测量每个测试标点的高低变化，分析计算固结量。要求在水电站大坝观测中，及时提取数据，按照标准对数据展开统计和分析，记录数据存档，发现问题尽早维修。

测量结果分类：（1）基础断层不均匀沉降：上部设定标点下降，下部设定标点上升，此类沉降发生滑坡风险较大；（2）土坝沉降不正常：下部设定标点下降多，上部设定标点下降少。

1.2  大坝渗透

    大坝渗透观测是针对水电站大坝在运行时容易出现渗透的部位，了解大坝渗透变化。根据数据，水电站大坝渗透主要有白散浸和集中浸两种；按照水电站大坝渗透部位来区分，则主要集中在坝体、坝基、接触和绕坝四个部位。根据浸润线的位置，观测是否有绕坝渗流、坝体浸润线改变、坝基渗水压力过大等现象。分析数据得出浸润线的位置变化，设置测量渗水压力的测压管数据，可以提高浸润线位置观测的准确率

1.3  大坝裂缝

大坝裂缝观测是针对水电站大坝坝体各种裂缝的一种观测。水电站大坝大多处于山体之间，从大坝裂缝的形成原因来看，滑坡、冻害、震动均会导致裂缝的形成；从大坝裂缝形态上来看，有横向、纵向、水平、龟纹等；从大坝裂缝的容易出现的位置来看，主要是内部和外部两类。

在水电站大坝裂缝观测工作的开展过程中，需要测量裂缝的宽度和深度，如果裂缝较深，可以钻孔后再进行测量；对于垂直轴坝线处的裂缝，需要检查上下游所有的漏水管道，避免发生动物破坏和水流流入的现象；对平行轴坝线处的裂缝，需要做好滑坡危害的预防。

水电站大坝裂缝观测的数据，做好纪录存档和及时分析，从源头规避水电站大坝裂缝带来的安全隐患。

1.4  大坝变形

    大坝变形观测是针对水电站大坝在使用运行的过程中，受到巨大压力后可能会产生的变形现象。大坝变形观测主要关注两个方面：（1）大坝土体固结：水电站大坝在运行过程中承受压力，导致大坝坝体中的孔隙水被排出，孔隙变小，导致地面沉降；（2）大坝水平位移：水电站大坝在建设之初，由于坝体填土不均匀，坝基土面未能形成水平面，后期运行时，在水压的影响下，土体上部颗粒出现水平移动的现象。

2  水电站大坝维修

对于水电站的大坝维修工作，主要集中在裂缝维修上，因此有必要分析水电站大坝裂缝的种类与形成原因。

2.1  水电站大坝裂缝分类

水电站大坝的裂缝主要集中在：纵向滑坡、纵向沉降、干缩、横向沉降等。

（1）纵向滑坡裂缝：这种裂缝常出现在建于山丘丘陵地带的水电站大坝，坝体修建于压缩性较小的地基，压实度低，大坝建成后蓄水发生水位骤降，导致纵向滑坡裂缝；另外，大坝施工时的上土速度过快、填土质量不佳，也是导致纵向滑坡裂缝的主因之一。

（2）纵向沉降裂缝：这类裂缝的主要成因是水电站大坝坝体在建设施工期间未能做好压实工作导致的。

（3）干缩裂缝：这类裂缝大多出现在坝体表层，形成原因一般是由于在坝体建设施工的过程中，坝面遭遇暴晒，施工方未能做好坝面保护工作，填土在变干的过程中发生收缩，较易出现无规则龟裂。

（4）横向沉降裂缝：这类裂缝一般出现在坝体两侧和大坝结合的位置，由于压实不密导致结合不良，水电站大坝两岸的岸坡和坝体坡度差距过大，导致横向沉降裂缝。

2.2  水电站大坝裂缝维修

水电站大坝裂缝维修方式主要是开挖回填和灌注泥浆。维修时，根据水电站大坝观测的实际结果进行选择。

对于裂缝较大较严重的区域，比如出现III类或IV类裂缝时，可以采用灌注黄泥浆的方式，在裂缝较宽处，间隔2m-3m的位置，埋入钢筋，使用灌浆机，控制好压力参数，灌注泥浆，随时观察，已确保灌浆效果紧实，同时灌浆时应封闭作业，避免浆液渗漏。

对于裂缝较小程度较轻的部位，可以采用开挖回填的方式，通常是对裂缝灌入石灰水，观察裂缝方向，然后沿着裂缝方向，开挖梯形沟槽，购彩深度需要比裂缝深度大50cm，宽度也要宽50cm，之后向缝隙中注入土料，分层回填。

对于浸润线以下的裂缝，可以采用粘土水泥浆灌注，在水泥渗入后，拌入10%~30%的干料，这种方法效率快，性价比高。

2.3  水电站大坝日常维护

在水电站大坝的实际维修过程中，需要根据大坝的实际观测情况采取相应的措施。除了维修之外，也要加强日常维护，更新水电站大坝安全监测手段，必要时可建设水电站大坝安全监测系统，实时监控水电站大坝运行情况的同时，也减轻了工作人员的负担，监测数据信息化存档，为后期水电站大坝的功能改造，维护维修提供有效的参考，为水电站大坝的安全运行提供重要的监测保障。

3  结语

    综上，水电站大坝的观测与维修工作是水电站企业部门必须重视起来的工作内容，只有做好这项工作，才能将水电站大坝的安全运营隐患遏制在萌芽状态，有效延长水电站大坝的使用周期，确保水电站大坝的职能充分发挥，对水电站大坝加强日常维护，优化更新工作机制，促进水利工程的不断发展。

参考文献：

[1]李瑞. 桐子壕水电站大坝变形观测研究与实践[D].西南石油大学,2016.

[2]苏秀娟,夏军忠. 腾龙桥二级水电站大坝观测设计[J]. 云南水力发电,2015,31(01):75-77.

[3]李成业. 龙首一级水电站水电站放空期间大坝观测分析[J]. 中国水能及电气化,2014,(10):22-27.

[4]杨利,杨少华. 强震观测在功果桥水电站大坝监测中的应用[J]. 水电自动化与大坝监测,2013,37(03):43-46.

[5]段国学. 高坝洲水电站大坝原型观测成果[J]. 水力发电,2002,(03):39-40.

[6], 青铜峡水电站大坝观测资料分析和结构正反分析. 宁夏回族自治区,宁夏电力工业局青铜峡水电厂,2002-01-01.