水电站水工建筑物与金属结构安全检测技术及应用

水电站水工建筑物与金属结构安全检测技术及应用

吴成菊

吴成菊

国家电投集团青海黄河电力技术有限责任公司810000

摘要：水电站建设符合我国普遍社会民情需要，是对党中央实行能源改革的一种响应。我国国家水利部在前年发表了关于水电站建设的指导意见，意见中指出要发展追求节能、促进生态发展的基础公共设施。水电站作为我国基础设施之一，可以促进民生发展，防止洪涝灾害，改善我国水资源状态，是中国现今发展也是一项重要的基础公共设施工程。但为保障水电站工程建设的安全与质量，对于水工建筑物与金属结构需要严格监督。水电站的整体建造核心与主体是水工建筑与整体金属结构，正确对水工建筑物与金属结构进行安全监测格外重要。

关键词：水电站；金属结构；安全；建筑物；应用

引言

人们的生活水平随着国家持续建设的脚步而逐渐提高，社会整体生存环境开始发生变化，人们生活所要求的物质需求与精神需求越来越多样[2]。电力作为最广泛使用的资源之一，已经逐渐扩散到生活中各个方面，包括生活必需用品使用、公共设施的运转等等，都开始转为电力支持。电力资源的社会地位在不断提高，代表着其越来越高的利用率。而对于电力资源的开发也开始转变为循环式这种更加环保的方式。水电站可以利用水的流动发电，建设水电站就是为了更好的开发电力资源，过程中不会给环境带来负面影响，能够真正实现绝对安全和可持续发展的电力开发，正是当今社会促进电力发展的完美方案。

一、对于水电站水工建筑物与金属结构的综述

（一）水工建筑物

水工建筑物是指在水产生的作用力下调控水流、控制水量的建筑物。在大多数的水利工程中会使用不同种类的建筑物去调控水流与水量，以满足不同社会部门对水资源的需求，具备这种功能的建筑物便被称为水工建筑物。水工建筑物能够调节、控制水源，是水利工程中重要的组成部分。水工建筑物的建设不仅需要水力相关的专业知识作为基础，也需要不同领域的专业知识，还包括研究岩石、地质、建材等领域的专家进行分析与设计，加上建筑工程师的研究算法、理论归纳、实际工程建设，水工建筑物的完成需要不同方面的共同努力。

2、金属结构

水电站中的金属结构工程，大多使用在抑制水流的闸门与隧道等拦截措施中，这些金属结构需要有坚固性、耐腐性等特质。水电站的金属结构是水电站中水工建筑物的第二大重要组成部分，是水电站建设以及使用的重要部分之一[1]。为了保证水工建筑物与金属结构的质量与安全，在水电站建设过程中，对于水工建筑物与金属结构的检测与监督，能够更好的避免意想不到的事故。

二、水电站建设可能产生的危害

（一）渗漏问题

在水电站的建设中会大量使用混凝土，这样就可能会产生混凝土渗漏问题。渗漏问题大多发生在水工建筑物外壁、地下的隧道内以及整个水工建筑物的外墙，是普遍存在的水利工程隐患。众所周知，水力的作用力较大，在水力的压力作用下，长时间冲击会使混凝土出现裂缝，渗漏方位存在的裂缝将会冲蚀混凝土中的水化产物并使其溶解并冲走，千里之堤则更容易溃于蚁穴。而在最初混凝土缝隙是十分微小的，缝隙与泄漏点很难被发现，需要大量精确、细致的监测，所以，渗透问题的处理相对复杂。

（二）混凝土结构物被破坏问题

混凝土结构物被破坏这是由于渗透带来的附带问题，渗漏会将外部空气中的二氧化碳带入到水工建筑物当中，混入混凝土内部与水泥之中存在水化产物发生作用形成碳酸钙，这种反应就是水利工程中经常发生的混凝土碳化[3]。在水力工程中，潮湿环境下，空气中二氧化碳更容易与水泥中一些元素相互作用，并产生碳酸盐，这种碳酸盐会降低混凝土的碱度，进而导致建筑物内的钢筋纯化膜遭到破坏，降低其坚硬度，增大钢筋锈蚀的程度，整体影响建筑物的内部结构，甚至导致水利工程重建[4]。

三、水电站水工建筑物与金属结构安全监测技术与应用

（一）安全监测的重要性

保证基础安全监测是工作人员本职，也是为了水利工程建设，为广大群众造福。水利工程虽然发展历史悠久，有着丰富的实践经验，但因为环境、地质、水温等条件的复杂，即使拥有现代最先进的勘测技术与仪器，仍然难以完全掌握水电站区域的地质、气象情况。因为在一些不同情况下，这些数据与实际情况存在出入。在恶劣环境因素影响下，加之使用时间长，导致老化问题出现，水电站本身就存在事故的风险性。不论是何种工程，安全监测都是最为重要的一项，它是监督整体工程安全的一种手段，能够充分发挥整个工程效益，带动社会经济可持续发展，给人民造福，也能够间接促进社会和谐建设。

（二）安全监测技术

安全监测是确保公共安全最后的防范措施，需要引起重视。监督工作从基础建材质量到整体数据都需要重视，不仅要掌握整个工程工作人员，也包括不同层次的部门人员，范围十分广泛。在水电站事故中，只有35%是因为泄洪能力不足造成的，是属于数据计算与运行方面问题。大部分的事故都是由于工程安全质量问题，这些问题可以通过加强安全监测的方法来发现。对于水工建筑物的现场安全监测分为巡视检查、环境量监测、变形监测、渗透监测等，为了保证无缺测、漏测、符合精度要求。在安全检测过程中要随时监测、随时记录、随时计算、随时校对、随时整理数据，同时，还要保证固定人员、固定仪器、固定侧次、固定时间。安全监测工作需要对各个环节有足够把握，监督和制约着整个工程，是能够对各个环节进行补救的一环，是最为重要的一项屏障。

（三）安全监测应用

水电站建设数量在逐年增多，范围在不断扩大，安全监测难度也随之加大，这便催生新型安全技术与仪器的研发，也促使安全检测得到普及应用。例如，我国金沙江中游的龙开口水电站，位于云南省江乡龙开口村河段之上，电站装机规模达1800MW，是我国在金沙江中游河段所规划的第六个梯级水电站。在安全监测应用方面，龙开口水电站工发布了十二条有关安全监测的技术规范，实时监测包括引水建筑物、厂房等水工建筑物的运行状况，并根据所处的金沙江中游地段的地质条件、环境条件安插了齐全的监测设备，接入监测数据自动采集系统的监测仪器，添加振弦式传感器并对周围环境量，包括上下游水位、水库水温、大气温度、近期降水量等影响水电站的因素进行可视化监测，并在规定时段进行数据分析，确保水电站的正常运行。在我国现阶段发展中，应不断的促进并引进技术与仪器的发展，完善基础工程安全监测体系，更严格要求水力工程建设质量保证体系，培养更多专业的安全体系监测人员，加强对水力工程建设监测工作人员专业知识素养的提高。

结语

总之，加强水电站水工建筑物与金属结构的安全监测，及时发现问题，分析并解决采取相应措施，改善水电站的运用方式，能够防止发生破坏事故，确保施工人员与水电站的安全。同时，还要确保水工建筑物在不同状态下的安全度，正确的运用仪器提供的数据，确保科学的运行方案，发挥工程最大效益。建设水电站不是一朝一夕的事情，整个工程建设需要来自不同领域的努力，我国现今水电站建设仍有很多不足需要我们去改善。在未来建设中，要坚守安全建设体系标准，将其贯彻到整体建设中去，从计划再到项目审批，最后到工程建设，伴随着安全监测技术，我国水电站建设还有相当长的道路要走。

参考文献：

[1]黄生.水电站水工建筑物和金属结构安全检测技术及应用[J].城市建设理论研究：电子版，2013（6）：66-67.

[2]刘德有，欧伟奇，叶敏敏.我国绿色小水电评价标准的编制情况[J]，中国水能及电气化，2015（09）：102-105.

[3]邱祥.水工金属结构设备安全检测技术进展[J].工程技术：文摘版，2016（12）：00280-00280.

[4]许世顺.水电站水工建筑物和金属结构安全检测技术及应用[J].低碳世界，2014（1x）：137-138.