水利水电工程风险管控
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2 人为及管理风险与风险防控

根据《生产过程危险和有害因素分类与代码》(GB/T13861—2009),生产过程中的危险和有害因素分为四类,分别为人的因素、物的因素、环境因素和管理因素。其中,人的因素是指在生产活动中来自人员自身或人为性质的危险和有害因素。物的因素是指机械、设备、设施、材料等方面存在的危险和有害因素。环境因素是指生产作业环境中的危险和有害因素。管理因素是指管理和管理责任缺失所导致的危险和有害因素。

实践证明,当前我国水利水电工程的技术水平已达到世界一流水平,但建设及运行管理水平尚有一定差距,一些工程事故往往与人为因素和管理因素有关,人为和管理因素引起的风险是客观存在的。有时,人为因素和管理因素相互交融在一起,难于分割。

人为因素既有认识问题,也有误操作问题,还有利益趋动导致的弄虚作假、瞒天过海、买卖资质、暗箱操作、盲目追求进度、偷工减料,而管理问题往往表现为制度的不完善、管理不到位等诸多方面。

2.1 误判所带来的风险

小浪底左岸山体渗透性是影响左岸山体自身稳定性及左岸山体内108个洞室安全的重大问题。1984—1985年中美联合设计中,美国设计组把左岸单薄山体作为大坝的延伸;考虑到左岸山体中布置众多地下建筑物,顺河断裂、层间剪切带及高倾角裂隙发育,岩体透水性强,地下水位低,对左岸山体推荐包山方案(迎水面浇筑钢筋混凝土防渗体)。

中方对此非常重视,为了论证左岸山体的渗透性,开展了左岸裂隙岩体渗流及工程水文地质条件和河床覆盖层专题研究。根据三段压水试验、交叉孔压水试验、抽水试验、注水试验结果,测得的渗流计算参数,并根据现场勘探、试验及三维计算,认为:左岸山体为单薄分水岭,其西、北、东三面分别有F28、F420断层泥及下游二叠系黏土岩地层隔水,只有F236以南地区与黄河有水力联系;整个地层以二叠系img地层为完整的隔水底板,以T16地层为隔水顶板,地下水的补给来源贫乏,是一个独立的地下水含水系统;由于中部F236、F240、F461断层泥的隔水作用,左岸山体又可分为相互独立、无水力联系的3个水文地质单元;水库蓄水后,工程区渗漏水不大,随着黄河泥沙淤积和天然铺盖形成,达正常蓄水位时,左岸最大渗水量仅1.14万m3/d,因此把左岸原先“以防为主,防排结合”的防渗原则,改为“以排为主、防渗为辅,兼防夹层渗透变形”的渗控原则。

由于这一认识的改变,相应对左岸防渗工程做了下述修改:

(1)防渗标准由3Lu降为5Lu,灌浆深度相应减少(地下厂房位于主防渗帷幕以下)。

(2)左岸帷幕灌浆全部由双排改为单排,孔距2.0m。

(3)河床中部高程157m防渗墙以下img地层中不设防渗帷幕。

(4)取消消力塘灌浆廊道。

1999年蓄水后,随着水位增加,左右岸及坝基渗水逐步增加。2004年第3次处理后,库水位249m时(距正常高水位275m相差26m),左岸渗水89335m3/d;第4次处理后,最高库水位265.68m(低于正常蓄水位9.32m)时,左岸实测最大渗水量14532m3/d,大于275m正常蓄水位时计算渗漏量11468m3/d。估计随着库水位升高,渗漏量还会有所增加。

从该例可见,把水文地质研究范围简单等同工程地质范围,不恰当地把区域水文地质概念引入坝址区,忽略工程实际地质及建筑物状况等,导致了错误判断,4次处理,历时7年,花了3亿多元。

2.2 误操作所带来的风险

响水水电站位于云贵两省交界的北盘江干流上,为引水式电站,工程由68m高的混凝土双曲拱坝、引水隧洞及地面厂房等建筑物组成,装机100MW。压力引水隧洞长4172m,压力钢管长764.789m,直径4.3m,引水流量81.8m3/s,设计水头300m,钢管厚26~36mm,外衬60cm厚混凝土。压力钢管出口段围岩为粉砂岩和泥页岩夹凝灰岩地层,钢管最小埋深35m。

1997年3月工程完工,1999年6月第1次充水试验,1999年9月10日第2次充水试验,由于操作人员对进水闸门的误操作——频繁启动,突然增加和甩负荷,致使0+188.60~0+540.72共352.12m压力钢管爆裂并外压失稳,水淹厂房,其中安装间水深4m(图3.2-1)。

图3.2-1 响水水电站压力钢管外压失稳变形撕裂

2.3 设计思维复杂化及所带来的风险

水利水电工程建设中会遇到许多复杂问题。实践证明,抓住关键,把复杂问题简单化,往往有助于提升工程本质安全性;相反,设计思维复杂化,往往适得其反。

某穿河隧洞是该工程的控制性建筑物,基于工程的重要性,为确保工程安全:

(1)穿河隧洞采用A、B两洞平行布置,间距28m,两洞共同输水,互为备用。

(2)每个隧洞均为内外双层衬砌结构,按照“结构联合,功能独立”的原则,内外衬分别独立承受内水压力和外围水土压力,其中为承受外围水土压力,隧洞掘进采用泥水加压平衡盾构法施工。外衬为C50钢筋混凝土预制管,厚40cm;内衬为后张法有粘结C40预应力钢筋混凝土结构,厚45cm。为保证各自独立承力并及时排出渗水,内外衬之间设6.2mm厚排水垫层,并间隔4.8m设横向排水管,将渗水排至内衬底部的3根排水管中,抽排至洞外。

(3)预应力混凝土内衬按一级防裂要求设计和施工,严格要求不允许出现裂缝。

根据计算,当排水层的渗压水头接近外压力的90%,即渗压水位达高程100m时,外衬的纵缝将张开,接缝螺栓将变形,外衬将失稳,洞外土体将发生渗流破坏。为保证结构安全,应严格要求:内外衬砌间排水垫层内的渗压水位不得大于高程90m。

第一次充水后,发现内外衬砌间的排水垫层内渗压水位超过高程90m,渗水量逐步增加至30L/s。放水检查,发现外衬的工作性态完好,但A过河隧洞内衬共排查出1820处质量缺陷,其中有回填灌浆孔、锚具槽、检查孔漏水;459段内衬厚度达不到45cm要求,最薄处仅22cm;44束预应力锚索孔内漏穿锚索;局部内衬顶拱出现纵向拉裂缝及网格状裂缝。参建单位对上述事件极为重视,进行了严格检查,分别采取补充回填灌浆、裂缝化学灌浆、粘贴聚脲、粘贴碳纤维、粘钢、降低渗压等处理。处理后,再次充水前A洞渗水量为0.04L/s,充水期间A洞渗水量为12~13L/s,局部洞段的最大渗水压力为9.7m。

图3.2-2 检查B洞内衬顶拉裂缝粘钢效果

B洞处理后抽水进行一次缺陷排查,共发现质量缺陷1787处,其中有聚脲、环氧胶泥、化灌、粘碳、粘钢等类材料的施工缺陷。另外还发现洞顶混凝土纵向拉裂缝、网状裂缝、环向裂缝等。说明虽经处理,但仍有缺陷(图3.2-2)。

从该案例可见:除了施工因素外,对于重要的复合构件,强调其安全性是必要的,提高结构防裂要求合理,“结构联合,功能独立”内外衬分别独立承受内水压力和外围水土压力也是可行的。但由于内外衬单独受力,内衬与外衬脱开,内衬失去外衬及其外围水土弹性抗力的帮助,同时内衬的内水压力由20m压力差改为51m内水压力,实际成为仅底部与外衬连接、其余部位脱空的45cm厚的薄壁结构,受力条件恶化;再加上为保证内外衬排水垫层的排水畅通,客观上加大了控制混凝土衬砌厚度和回填灌浆的施工难度,而一旦内衬厚度和回填灌浆质量受到影响,预应力效果降低,内衬可能开裂渗水,排水层被混凝土碎粒及析出物淤堵,排水失效,将会严重影响整个复合结构的安全。

穿河隧洞的合理使用期为150年,受混凝土及析出物的影响,目前内外衬砌间的排水垫层已局部淤堵,长期运行后淤堵将日渐严重,鉴于该排水层检修清淤十分困难,而一旦排水失效,按计算将出现不能接受的后果;鉴于排水垫层渗压监测是该工程的重要监控手段,考虑到目前渗压计的实际有效期仅20~30年,在保证预应力混凝土内衬正常工作条件下,排水垫层内渗压计的更新困难较大,上述两问题就成为无法回避的矛盾。

虽然穿河隧洞各部件设计都是合理的、严谨的、有效的,但组合后却可能带来一些超出预想的结果,风险可能转移、叠加、扩大,特别是内外衬砌间的排水层,一旦淤堵,将威胁整个结构安全。另外,作为重要监控手段,一旦不能长期有效实施监控,工程安全将无法保证。因此,在提高风险意识、强调工程和人身安全的同时,还要保证关键监测设备的长期有效性,还要保证对建筑物运行性态长期有效的监控,安全措施要符合规程规范要求,不合理的措施和不合理的要求可能会带来与事与愿违的结果。

2.4 规程规范个别缺陷可能带来的风险

为了确保工程安全,规范水利水电工程的设计、施工及管理工作,国家和主管部门颁布了相应的规程规范。规程规范是行之有效的理论、计算方法、公式和经验的总结,是相应工作的依据和质量保证,是水利水电工程建设必须遵循的法律。

由于客观世界的复杂性以及认识和实践的局限性,规程规范难免会存在某些缺陷。随着工程实践和认识的深化,现有规程规范中的某些局限和矛盾会逐步暴露出来,不及时修编就会束缚工程的正常进展,甚至带来风险。

《混凝土面板堆石坝设计规范》(SL228—98)中认为,面板坝一般不会有放空水库进行处理的可能性,因而规定:混凝土面板堆石坝枢纽工程布置中,一般可不设置专门的放空设施;对重要工程及混凝土面板砂砾石坝是否设置专门放空设施,应进行专门研究。于是一些原设置放空设施的某些面板坝取消了放空设施。但随后发现,面板坝是刚性薄层混凝土防渗体铺筑在柔性填筑料上的复合结构,蓄水初期面板与填筑料间的变形不协调,面板坝缺陷较多,无放空设施的工程维修处理非常困难。例如三板溪面板坝坝高187m,因未设放空设施,水下面板出现裂缝后,只能派潜水员水下处理,历时三年几次处理效果不佳。于是,《混凝土面板堆石坝设计规范》(DL/T5016—2011)提出:应结合泄洪、排砂、供水、后期导流、应急和检修的需要,研究设置用于降低库水位的放空设施的必要性;而《混凝土面板堆石坝设计规范》(SL228—2013)则更明确提出:高坝、重要工程、地震设计烈度为Ⅷ度和Ⅸ度的混凝土面板堆石坝,应设置放空设施。

《工业企业总平面设计规范》(GB50187—2012)规定:很严重的自重湿陷性黄土地段、厚度大的新近堆积黄土地段等地质恶劣地段,不应选为厂址。《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025—2004)规定:湿陷黄土地基上的建筑物设计应根据湿陷土类型和等级、地基湿陷等级和地基处理后下部未处理湿陷黄土层的湿陷起始压力值或剩余湿陷量,结合当地建筑经验和施工条件等综合因素确定。但《碾压式土石坝设计规范》(SL274—2001)却未分湿陷土等级并规定:湿陷性黄土可用于填筑防渗体,但压实后应不再具有湿陷性。于是宁夏南坪、鸭子荡、刘家沟、新原、中庄等坝,均在Ⅲ~Ⅳ级(强和很强)湿陷性黄土地基上利用该湿陷性黄土修筑均质坝,蓄水后很快出现纵向和横向裂缝,被列为病坝。

《水电站厂房设计规范》(SD335—89)要求地下厂房岩锚梁设计,采用工程类比和静力平衡法。但由于静力平衡法无法考虑脆性围岩的应力释放、软岩的徐变,彭水、拉西瓦、大朝山、江边、惠州、响水涧、仙游、功果桥等地下厂房的岩锚梁,不同程度地出现锚杆应力超标、拉断、岩锚梁与围岩间错位、脱开、开裂等现象。为此,《水电站厂房设计规范》(NB/T35011—2013)指出:岩锚梁的静力平衡计算法存在较大局限性,并规定大型地下厂房以及地质条件复杂、高地应力、高地震烈度区的地下厂房工程,应采用有限元法对岩壁式起重机梁进行分析。

《水闸设计规范》(SL265—2001)规定地震荷载不与冰荷载组合。但我国西北东北地区,地震荷载存在与冰荷载组合的可能性。由于冰荷载是同等深度水荷载的数十倍,在某些强震频发地区,冰荷载与地震组合后造成闸门及牛腿严重破坏。

《混凝土重力坝设计规范》(SDJ21—78)规定:当坝基内有软弱夹层、缓倾角结构面及不利地形时,应核算坝体带动部分坝基的抗滑稳定性,其安全系数与沿建基面抗滑稳定要求相同。1998年万家寨重力坝施工中发现坝基有连续贯通的软弱夹层,重力坝坝基深层抗滑稳定性不满足规范要求,于是在已建成的重力坝坝基内开挖并浇筑三个混凝土抗剪洞。2002年安全鉴定中发现,处理后的坝基深层抗滑稳定安全系数为2.2,仍无法满足规范要求,但考虑到万家寨为半整体式重力坝,横缝中设键槽并进行了灌浆处理,坝基中顺河向裂隙不发育,若考虑坝段间基岩中的黏结力和摩擦力,万家寨坝基深层抗滑稳定安全系数可满足规范要求,综合大坝运行水位、泄洪状况及监测资料,最终评判万家寨重力坝可以安全运行。根据万家寨等工程经验,《混凝土重力坝设计规范》(SL319—2005)规定:当坝基岩体内无不利顺流向断层裂隙,横缝中设有键槽并灌浆,核算深层抗滑稳定时,可计入相邻坝段间阻滑作用。

上述案例证明:规程规范是工程建设的依据和法律,必须充分尊重,严格执行,但法大,工程及人身安全更大,凡超出规范的要求,都必须进行认真论证,凡可能危及工程及人身安全或已为实践证明的有缺陷的条文,应慎重处理,及时修改。这才能保证水利水电工程建设的顺利进行,也才可促进水利水电建设水平的不断提高。

2.5 立项中弄虚作假及其风险

广西下桥电站碾压混凝土双曲拱坝坝高82.5m,为了顺利立项,利用坝高小于70m的中低坝可由地方政府审批的政策,把82.5m高的碾压混凝土拱坝中的14.3m坝体改称为垫座,按68.2m坝高上报地方发展改革委员会,批准后,假戏真做,按68.2m坝高计算坝体应力与坝肩稳定,全面降低混凝土等级,致使大坝出现较多裂缝,蓄水后下游坝面渗水。

2.6 勘测设计周期无法保证及其风险

为了加速我国水利水电发展,在水利水电建设领域国家允许引入私人资本,也允许实施总承包制,这是适应改革开放形势的重大举措,是完全正确的。但实践中,某些承包人为了追求较大的收益,压缩必要的勘测设计周期,减少勘探工作量,降低了工程安全储备,甚至引发了一些事故。

(1)金沙峡水电站系民营资本投资建设的混合式水电站,工程由首部枢纽、6.4km引水隧洞、地面厂房三部分组成。库容260万m3,最大闸坝高29.2m,设计水头72.5m,装机70MW,为中型水电站工程。该工程未经过预可行性研究阶段,直接进入可行性研究阶段设计,坝址选择不合适,地质勘测工作深度不够,再加上对22~23m厚覆盖层和坡积层的防渗型式未进行认真比选,2006年下闸蓄水,右岸坡积层湿陷,坡积层上的土工膜撕裂,黏土铺盖发生渗流破坏,143.9m长的土坝坝基严重渗漏,经数年处理,2012年,下游消力池挡墙的一侧仍有0.2~0.3m3/s浑水流出,被定为病坝。

(2)某总承包建设的引水式电站,闸坝高26.5m,库容65万m3,引水隧洞长10218m,直径5~6m,设计水头358m,最大水头488.75m,装机180MW。总承包单位为压缩投资,造成:①2006年充水试验时钢筋混凝土压力隧洞爆裂,引起地表滑坡,造成4#渣场及压力钢管制作厂的岩土滑坡,堵塞河流;2007年压力钢管碳纤维脱落,加内钢衬处理;2008年2月再度蓄水,延误工期1年3个月。②勘探深度未达到规范要求,基础开挖中发现河床覆盖层中有两个深槽(约12m深),不得不回填砂砾石,再加上施工期2#、3#闸坝及其他坝段未挖至基岩,欠挖3.5~7.0m,改为2道帷幕灌浆防渗,蓄水后,闸坝向下游变位18.18mm,垂直变位11.06mm,变位速率3mm/a;闸基渗透压力较大,11个测压管水位有7个与库水位同步且持平,9只渗压计中除UP4外,其余8个测压管水位较高,其中UP5、UP6与库水位接近,个别时段超过库水位,扬压力系数接近1.0,需要加强监测。

2.7 勘测设计市场不规范及其风险

2.7.1 勘测设计市场个别不规范现象及其风险

勘测设计是水利水电工程建设的基础。我国明确确定了各勘测设计院的资质,制定了严格的勘测设计市场准入制度,编制了相应的勘测设计规程规范,强化了设计审查管理,勘测设计市场总体是健康的、好的,但是也存在个别买卖资质、弄虚作假、玩忽职守等现象,直接导致重大人员伤亡和财产损失。

深圳市光明新区红坳渣土场,设计堆渣400万m3,计划堆土高度95m,为大型弃渣场。2015年12月20日突然滑塌,死亡73人,4人下落不明,17人受伤,损毁33栋建筑物,90家企业生产受影响,涉及员工4630人,直接经济损失3.81亿元。2016年7月国务院事故调查组公报确认:该堆渣场设计由广东华玺建筑设计有限公司承担。该公司在未经任何设计、计算、校核的情况下出具了红坳渣土场设计图纸,并伪造出图时间,在整个渣场中均没有建设有效的导排水系统,渣场内积水未能导出排泄,渣土饱和,形成软弱滑动带,渣土失稳滑塌,掩埋沟口建筑物,造成重大安全事故。

2.7.2 安全评价市场个别不规范现象及其风险

自2003年开展安全评价工作以来,安全评价在风险辨别基础上,全面分析工程所可能遇到的风险,全面检查防范措施,为保证工程安全起到了很好的作用。为了确保安全评价工作的质量,国家批准一批安全评价人员和安全评价单位,规范了安全评价工作,建立了安全评价报告审查制度。在严格管理、加强评审的条件下,安全评价工作一直保持着良好声誉,但某些行业的安全评价市场良莠不齐,个别评价单位和评价人员无视国法,唯利是图,不顾安全的事件也时有发生。

2015年8月12日天津滨海新区瑞海公司危险品仓库硝化棉自燃爆炸,死亡165人,8人失踪,798人受伤,304幢建筑物损坏,12428辆商品汽车烧毁,7533个集装箱损坏,直接经济损失68.66亿元。国务院事故调查报告确认:中滨海盛安全评价公司,明明知道危险品仓库距生活区距离小于国家规定,但弄虚作假,做出虚假安全评价报告,大开绿灯,违法违规地进行评审、验收,使该违法项目得以实施,最终酿成事故。

2.7.3 个别总承包单位盲目追求进度酿成重大事故

2016年11月24日7时40分,江西宜春丰城电厂三期扩建工程冷却水塔平桥吊倒塌,造成塔内74人死亡,2人受伤。该工程为江西省重点工程,冷却水塔最大内径125m,高156m,2016年4月开工建设,由中南电力设计院总承包,由河北省亿能烟塔有限公司中标承建。该公司为水塔和电厂冷却水塔专业施工单位,但近期有几起安全事故记录。事故发生时冷却水塔正在交接班。据初步分析,该起事故与建设单位、施工单位压缩工期、突击生产、施工组织不到位、管理混乱有关,而直接原因则是混凝土未达预期强度、提前拆模、工作平台垮塌所致。

2.8 层层转包所带来的施工质量风险

目前我国一些水利水电工程虽实行招投标制,中标单位均为大型企业,但层层转包,实际在工地上干活的多是包工队。为了获取较多报酬,施工单位往往加快施工速度或偷工减料,虽有监理、督察、稽查、巡查等,施工质量问题依然存在,特别在隐蔽工程中问题较多。

某输水隧洞,内衬为预应力混凝土结构,由于三层转包,工地上施工人员实为民工。受利益趋动,在做好锚具头后,偷偷将44根锚索卖出,幸好公安局介入,才避免一场重大质量事故。

济南某输水工程,地基为淤泥质黏土,输水暗涵基础中共设置17.87万m3水泥搅拌桩,水泥搅拌桩直径50cm,深4.5~6.0m,间距1.0m,置换率0.21,要求单桩承载力大于130kN,复合地基承载力大于100kPa。2009年5月4日至6月4日,济南市区11+618~11+693段6~10#节暗涵水泥搅拌桩基础的轻型动力触探试验成果表明,该段搅拌桩质量不均匀,单桩承载力不满足130kN要求。在桩间土中打了三个钻孔,并在搅拌桩中打一个取芯孔。结果表明:该段淤泥质黏土地层厚度7.0m左右,水泥土搅拌桩上部1/3桩长(2m)范围内的复搅段可取出10cm长的柱芯数段,下部2/3桩长的单搅段无混凝土桩体,芯样不能形成柱体,呈软塑状态,摊于地面,且取芯孔内有涌水现象(图3.2-3)。后决定在该段补打84个9m深搅拌桩,联合原桩,共同承力。

图3.2-3 济南某输水工程箱涵搅拌桩芯样

2.9 管理不到位的风险

江西蔡坊引水式电站,浆砌石双曲薄拱坝,坝高59.7m,钢筋混凝土压力引水隧洞长2963m,设计水头125m,最大引水9.84m3/s,地面厂房装机7000kW。

1995年12月15日压力隧洞充水试运行,在静水压力0.87MPa情况下,下平段2+932.42~2+941.82压力隧洞爆裂,渗透水流从山体内冲出,形成泥石流,淹没厂房及开关站,造成重大经济损失。

事故后对地质及设计和管理进行全面检查,发现压力隧洞设计符合规范要求,但混凝土施工质量差,衬砌中蜂窝空洞较多,回填灌浆质量差,充水前检查,上述洞段两条施工缝之间钢筋混凝土衬砌的缺陷和裂缝既未发现更未处理,充水后在水压力作用下该裂缝发展为长9.4m、宽7~21cm裂隙带,高压水沿裂缝渗出,经洞外花岗岩中一条小断裂,掀起18.22~20.35m覆盖层,引发泥石流,淹没厂房。

美国奥罗维尔斜心墙土石坝,是美国最高的土石坝,该工程任务为灌溉防洪兼顾发电,枢纽工程由坝高234.7m的斜心墙坝,8孔宽54.5m长930m的溢洪道和宽527m开敞式非常溢洪道及两座电站组成,装机675MW,库容44亿m3。设计洪峰流量12460m3/s,校核洪峰流量20388m3/s。经调节溢洪道设计流量7100m3/s。溢洪道地基为风化角闪岩。本工程1968年投产,50年来非常溢洪道未过洪,也未衬砌。按照要求汛前每10年需对溢洪道检修一次,上次检修时间为2013年,曾有专家对溢洪道问题发出警告,但未重视。近几年来加州干旱,2017年雨水充沛,水库水位暴涨,2月7日打开溢洪道泄洪,2月10日泄流量约1800m3/s,流速25m/s,发现距首部600m处水流异常,出现长152.4m、深13.7m冲坑,非常溢洪道被迫泄洪,由于非常溢洪道尚未完建,也未衬砌,再加上非常溢洪道尾部受公路阻挡加剧冲刷,被迫紧急疏散18.8万人。事后检查,溢洪道汛前未认真检查,只在远处看了看,结果2013年已处理段再度发生冲蚀破坏,是事故直接原因,而非常溢洪道的未完建及泄洪受阻加剧冲蚀,是大量疏散人员的原因。为此对于年代已较久或长期不常使用的泄洪设施,汛前必须加强检查,及时处理,管理不到位即可引发重大安全事故。

2.10 人为及管理风险的防控

水利水电工程安全的人为和管理风险表现在勘测、设计、建设、管理各个领域,与社会与管理制度及参建各方利益息息相关,是全国安全生产形势的一种表现,为了有效防止自然风险与人为管理风险的叠加,防止重大安全事故的发生,建议:

2.10.1 社会层面上

(1)提升安全工作人员的责任感,鼓励实干精神,奖励和保护尽职尽责的安全工作者,纠正不敢管、卸责任、不作为的风气,营造一个敢于讲真话,不隐瞒、不掩盖,不讲假话,安全生产光荣,不安全为耻的社会局面。

(2)维护法律的威严,公开曝光重大安全事故的真相,落实终身负责制,追究安全事故责任人和单位的相应责任,从技术上管理上认真吸取教训。

(3)整顿建设市场,依法惩治行贿受贿,唯利是图,层层转包,玩忽职守,弄虚作假,买卖资质、暗箱操作等违法乱纪行为。

(4)反对一切向“钱”看,言必行,行必果,构建一个重信用,讲诚信的社会氛围。

2.10.2 建设管理层面上

(1)设计单位应吸取金沙峡等工程设计教训:①勘测设计是一项多专业交叉的繁重的技术工作,她需要必要时间、精力和必要的周期,必须保证必要勘测设计阶段,必须保证必要的勘探深度,经过计算比较、试验研究,脚踏实地勘测和潜心设计,方才能拿出合格的产品;②认真总结李家峡等工程教训,不合理的干预,不合理的压缩勘测设计周期和费用,不合理的优化,不合理频繁变动方案,是无法拿出满意成果的;③设计人员要深入工地,深入实际,除本专业外还要懂地质,懂水文,懂监测,要吸取银盘教训,各专业要真正沟通,要认真传承设计经验,要读懂外委的成果,才能汇集各方智慧,较好地完成设计报告;④积极慎重地对待新理论、新学说、新提法、新技术、新材料;⑤天大地大,法大、规范大、审查大、领导大,但水电工程安全更大,要以终身负责的态度,搞好风险辨识工作,精心搞好安全设施设备装置的设计工作,吸取彭水教训,切实认真地提高设计和试验质量。

(2)实践证明,施工质量好坏是工程安全的关键:①施工单位应正确看待速度、质量、成本与安全的关系,把工程安全放在第一位,摆正利益与质量及安全关系,反对以“优化”为名,不合理的减少勘探工作量,不合理压缩工程投资,不合理追求工程进度、反对偷工减料弄虚作假等行为,弘扬职业道德,培育实事求是诚信的社会风气和行业作风;②水利水电工程施工期、蓄水期是工程安全事故的易发期,施工单位应抓住风险源,全面落实风险防控措施;③水利水电工程中既欢迎民营资本,又要净化招投标市场,要提高诚信度,杜绝层层转包,弄虚作假,偷工减料,玩忽职守,切实保证工程质量;④吸取江西丰城电厂冷却塔施工平台倒塌教训,完善总承包制,严格控制施工速度,反对违反规程,盲目追求施工进度现象。

(3)建设管理单位是安全生产的责任单位:①应认清本工程特点,主要工程问题、危险源,认真进行风险辨识工作;②要净化招投标市场,严肃招投标规矩,精选设计和施工单位,强化监理,严格进行质量控制、进度控制、投资控制;③强化日常安全生产管理,把安全生产制度化规范化;④应按国家规定,适时开展安全鉴定和安全评价工作;⑤吸取奥罗维尔溢流坝事故教训,认真搞好工程隐患的排查和处理工作(特别是长期服役但又不常使用的设施);⑥抓住施工期、蓄水初期、汛期安全工作,编制应急预案;实践证明细节出质量,细节出安全,建管单位应强化监理,强化设计和施工细节的监督管理,切实搞好安全生产管理工作。避免重大安全事故的发生。

(4)安全生产监管单位,应认清行业及各工程特点,总结分析典型案例,辨识危险源,分析当前安全形势,站在监管角度,搞好安全生产的高层设计和制度建设。在强化基层安全管理理同时,有目的及时派出相应的检查组,协同建管单位,一同搞好安全生产。

2.10.3 技术管理层面上

(1)严格工程勘测设计程序,保证必要的勘测设计阶段,确保勘测设计质量。水利水电大多是在复杂地质条件下建设的水工建筑物,把勘测设计工作划分为预可研阶段、可研阶段,是符合人们对自然条件逐步查明和认识规律的,是集中力量进行方案比选规避重大风险的需要的,是前人工程实践和血泪教训的总结。对于一般枢纽工程,理应按国家规定经过必要勘测设计阶段,逐步查明工程背景,提出合理的方案。但金沙峡闸坝式引水电站,私人老板,为节省勘探费,省去了预可研阶段,未经过坝址坝型比选,防渗方案论证,直接进入可研阶段设计,坝址选在一个较宽的河谷上,在碎石土上采用土工膜铺盖防渗,蓄水后碎石土不均匀沉降,土工膜撕裂,坝基渗流破坏,土坝背后汪洋一片,历时五年,多次处理,坝后砂砾石中仍渗出浑水,被定为病坝。

(2)严肃对待水文计算成果:水文计算成果是水工建筑物设计的基础资料,基于洪水本身及其概率统计计算结果的不确定性,特别是我国西部洪水的组成复杂,以及近来气候反常,我国降雨中心南移,城市化进程、填湖造地、硬化地面等,改变了洪水汇流及调蓄特性,极端降水和超标准洪水时有出现,我们应该吸取“75·8”以及近来湖南湖北等地洪水的教训,吸取冲呼尔历史洪水及张河湾特大洪水的教训,吸取别迭里山洪冲毁电站机坑的教训,加强历史洪水调查、注意不同洪水成因的影响,协调梯级间及与地方防洪标准间关系,加强洪水计算及对计算成果合理性的检查,每五年延长水文系列对洪水计算成果进行复核,注意厂房与厂区防洪要求的关系,合理分析梯级水库大坝连溃的可能性及影响,适当开展溃坝计算,确保水文计算成果的合法合理。

(3)确保足够泄流能力:泄流能力是确保工程泄洪安全的前提,实践证明泄能能力是试验水力学问题,所有大中型水电站泄流能力计算成果理应经水工模型试验验证。在验证泄流能力时,要吸取百花滩闸坝泄洪13000m3/s,下游毗邻水文站实测9400m3/s的教训,模型试验应努力反映库区及下游真实地形,切实提高水工模型试验质量;要注意闸下水流与开敞出流:不同淹没度、下卧式闸底高程等对泄流能力的影响;建立水情测报系统,合理防洪调度,编制防洪应急预案;配备必要独立备用电源;必要时打开一切可能的泄水通道,确保不发生洪水漫坝溃坝事件。

(4)加强地质勘探工作:地质勘探是水利工程的基础,大多数水利水电工程事故都与地质问题有关。工程建设对地基的要求是:必要的承载能力、变形稳定、渗流稳定和整体稳定,为了达到这个要求,必须确保必要的勘探深度,查清坝基坝肩岩体的工程地质与水文地质条件,对不良地质坝基坝肩进行合理的开挖和加固处理,合理提供计算参数,预测并密切关注蓄水后坝肩坝基岩体及结构面性状变化,软化泥化及力学参数降低以及侵蚀和渗流破坏等。

1)确保必要的勘探深度:台湾桃园县石门拱坝,坝高141m,1956年美国垦务局承担勘测设计任务,原设计为拱坝,两坝肩开挖后发现岩体与地质勘探结果相差较大,越挖地质问题越多,虽然混凝土浇筑系统已经安装,但不得不下決心,彻底改变坝型,改拱坝为土石坝,导致十分被动的局面。

2)查清坝基岩体性状:李家峡拱坝坝高150m,坝基岩体为混合岩和片岩,勘探期已查明河床部位坝基岩体有F20~F50断层与层间挤压带交汇区,宽13m,面积约1700m2,占坝基总面积30.5%,该断层与层间挤压带交汇区内岩石由破碎岩、糜棱岩及夹泥组成,纵波速度2200~2900m/s,动弹9.6×103~17×103MPa。竖井和钻孔资料揭露,坝基岩体质量似有随高程的降低而下降的趋势。初设阶段把建基面由微风化提高到弱风化的下部,建基面高程由2010m提高至2030m,坝基采用6MPa高压固结灌浆处理,开挖后发现破碎带纵波速度1500~2200m/s,远小于设计要求3200m/s,高压灌浆效果不好,出现串浆和流沙出黄泥现象,历时十年采取加大压重等多种方法补充处理后,河床破碎带岩体平均波速达2800m/s,虽坝体应力满足现行规范要求,蓄水十多年运行正常,但坝体和坝基整体超载安全系数小于同类工程。

3)恰当提供计算参数:万家寨重力坝坝基灰岩中存在软弱夹层,勘探期间对软弱夹层的连通性和夹泥情况估计不足,初设时SCJ08软弱夹层f'=0.55,C'=0.35MPa,开挖后发现软弱夹层连通好,普遍夹泥,经大量试验研究,2012年调整为f'=0.50,C'=0.28MPa,相应在已建重力坝坝基挖凿并浇筑三个挖剪塞,并考虑坝基岩体间相互作用,大坝抗滑稳定安全系数才满足规范要求。

(5)严防坝体和坝基渗流破坏:水工建筑物与其他建筑物的最大区别就在于存在水荷载、水环境,水荷载包括水压力、扬压力及水的渗透压力和水的脉动压力等。

坝体与坝基的渗流破坏以及水工建筑物之间的接触渗流破坏,是土石坝的主要破坏形式,也是土石坝溃坝的重要原因之一。采取上防下排,加强反滤保护是防止土石坝及其他建筑物渗流破坏的主要措施,我们宜应因地制宜地针对各工程具体情况,采取上述措施,防止坝体坝基渗流破坏。

(6)不良水力学现象是水工建筑物损坏的直接原因,我们宜综合水工模型试验及计算成果,改善水流边界条件,努力减少不良水力学现象的影响。