点检定修理论在彭水水电站水工管理中的应用

于海龙

（重庆大唐国际彭水水电开发有限公司，重庆，409612）

彭水水电站位于乌江干流下游、重庆市彭水县县城上游11 km处，是乌江干流水电开发规划的第10个梯级电站，开发任务以发电为主，其次为航运、防洪及其他综合利用。坝址以上流域面积69 000 km2，占乌江流域总面积的78.5%。水库正常蓄水位293m，死水位278m，总库容14.65亿m3，调节库容5.18亿m3，具有年调节性能[1]。

电站枢纽由拦河大坝、引水系统、通航系统、地下厂房和开关站组成。拦河大坝为弧形碾压混凝土重力坝，最大坝高113.5 m。通航建筑物布置在左岸，由一级船闸和一级垂直升船机组成，通航船只吨位最大为500 t驳船，年通航为510万t。电站为地下式厂房，布置在坝址右岸[1]。

1 实施背景

1.1 水电站大坝安全管理的现状及存在的问题

水电站大坝安全管理工作主要围绕各水工建筑物开展，一般过程是通过对大坝的日常巡视检查、年度详查、定期检查、特种检查以及安全监测数据的采集、整理计算、整编分析等技术工作，发现大坝有缺陷或异常时，对大坝进行维护和跟踪。其中巡视检查和安全监测是大坝安全管理的基础。

大坝传统巡视检查的工作流程一般是：由工作人员携带检查工具及记录本，按事先确定的检查路线，对所有建筑物进行检查，现场做好记录，再对记录做相应的整理工作。传统安全监测数据采集工作的一般流程是：工作人员携带监测仪器，按项目或部位定期采集各监测点的数据，再进行后期整理分析。两个工作方法普遍存在以下问题：

（1）巡检质量因人而异，容易漏检、缺检。在日常巡检过程中，由于水工建筑物及相关监测设备分布范围广，行走路线不方便，局部甚至难以到达，因此容易发生漏检、缺检现象。巡检的项目及标准完全靠巡检人员自己记忆并掌握，质量难以保障。在水电站运行过程中，如果不能及时发现大坝缺陷并及时处理，将对整个水电站的安全运行带来很大的隐患。问题严重时，甚至会造成局部建筑物损坏、边坡失稳、水淹厂房等重大事故，对于土石坝，严重时可能造成溃坝事故。

（2）巡检路线未进行优化。巡检路线制定不严谨，导致巡检路线过长、巡检路线重复，降低了巡检人员的工作效率、增加了工作量。特别对于大型水电站的大坝巡视检查，建筑物分布范围广、各种廊道结构复杂，若不对巡检路线进行有效的优化，不仅会造成人力资源的浪费，更会影响工作质量。

（3）设备台账信息化水平不高，查阅不方便。传统的大坝安全管理仅将测量仪器或二次仪表等归为设备，建立台帐，少有单位将水工建筑物视作设备，并建立台帐加以管理，由此带来的问题是在某建筑物发生缺陷，需要分析缺陷形成的原因、制定消缺方案时难以查找相关的资料。已建立的台账也基本是纸质版，使用不方便，管理水平不高。

目前，水电站管理的基本发展方向是“无人值班、少人值守”，新建水电站普遍存在大坝安全管理范围广、管理人员少、流动性大及经验不足等问题，具体工作主要委托外围单位开展。如何对外委单位进行有效的管理，如何确保水工建筑物安全运行和水工管理高效可靠地开展，是新建水电站大坝安全管理工作中必须面对和亟需解决的问题。

1.2 点检定修理论在水电站管理中的发展及应用

1.2.1 点检定修理论及其发展

设备点检是指借助于人的感官和检测工具，按照预先制定的技术标准，定人、定点、定周期地对设备进行检查的一种设备管理方法。它通过对设备的全面检查和分析来达到对设备进行量化评价的目的。设备点检综合利用运行人员的日常点检、点检员及其他专业人员的专业点检、精密点检、技术诊断和劣化倾向管理、综合性能测试等几个方面的力量和手段，形成保证设备健康运转的多层防护体系，体现对设备全员管理的原则，将具有现代化管理知识和技能的人、现代化的仪器装备和现代化的管理方法三者有机地结合在一起[2]。

传统的设备点检由点检人员通过听、看、测量等方式获取点检数据，然后手工记录这些数据，产生点检记录，通过分析点检记录做出判断，从而掌握设备的运行状态。这种方式要求点检人员不断地进行手工记录，不但浪费了大量的纸张，加重了点检人员的劳动强度，而且最终效果也很不理想。为实现对重要设备的科学管理，优化设备点检流程，提高设备点检水平，企业需要建立一套自动化程度较高的设备点检管理系统[3]。计算机信息技术的发展为设备点检的自动化提供了有力的技术支持，并成功应用于设备点检管理系统。

1.2.2 设备点检的工作流程

设备点检管理系统一般由硬件部分、软件平台等组成[3]。

硬件组成主要有点检仪、条码标签、服务器及客户端。各硬件作用如下：

点检仪可通过扫码判断当前点检位置，显示点检任务中该处的点检要点，供点检人员参考。点检仪集成读写器功能，可通过手写或键盘输入等方式把测得的点检数据输入点检仪。点检仪安装有嵌入式操作系统，在点检工作开始前需通过客户端平台下载点检任务，点检工作完成后，再通过客户端将点检数据上传至服务器。

条码标签安装在点检线路的关键节点上，帮助点检人员确定需要点检的设备，点检人员需严格按照点检任务进行点检，否则点检任务无法正常完成，有效避免重复点检、漏检等问题。

点检人员完成水工设备点检后，通过客户端把点检数据上传到服务器中。再通过应用软件对点检数据进行管理，编制各种图表，进行劣化分析，从而指导设备定修。

2 内涵和实施方法

2.1 水工点检定修的内涵

将发电设备点检定修管理的理念和方法应用于大坝安全管理，开创了水电站大坝安全管理的新模式，拓展了基于机电设备发展起来的点检定修理论。将水工建筑物依据一定的原则划分为不同的部件，并确定其KKS编码，由水工点检员按照指定的路线和预先制定的技术标准，定人、定点、定周期进行点检，树立点检标准科学化、点检流程规范化、点检手段多样化、点检数据信息化、点检分析制度化和定修管理实用化的“六化”点检定修理念，形成水工专业人员的日常点检、专业点检、精密点检、设备的劣化倾向管理以及定期开展的监测设备的精度检测和性能指标检验的五层防护体系，并按照“PDCA”循环管理模式不断持续改进。

在水工点检的基础上，科学开展水工建筑物及设备的劣化分析，依据发现的缺陷的性质，根据预防性维修的原则，按照水工建筑物及设备的状态，合理确定其检修周期和检修项目。

2.2 彭水水电站水工点检工作的实施过程

2.2.1 水工设备分类

将点检定修理论应用在大坝安全管理上，首先要将水工建筑物等视同设备来对待，按各自不同的功能分别进行定义、编码，以便在系统中确定其唯一的位置。

大坝安全管理中涉及的设备主要可以分成两大类：一是水工建筑物，二是大坝安全监测设备及建筑物维护设备。第二类设备和常规意义的设备差别不大，可以引用机电设备的定义规则。但水工建筑物却不同于传统意义上的设备，通常水工建筑物的规模都非常巨大、无法移动。将整个水工建筑物如船闸、大坝等统称为一个设备，设备太大，无法管理，在点检定修中难以归类[2]。经过反复讨论研究，彭水水电站最终将水工建筑物的某个功能区或某一结构定义为基本设备，比如大坝基础廊道、左岸193 m高程灌浆平洞、船闸上闸首等。

2.2.2 水工设备KKS编码通则的制定

结合彭水水电站水工管理的实际情况，确定了水工建筑物编码的思路：以具备独立功能为基础定义水工设备，方便进行台账管理，编码总体原则是以设备名称首字汉语拼音的第一个字母区分，水工建筑物安全监测中的应力应变仪器则用通用的仪器代码区分，但在同一节点下不能用同一字母表示两种及以上仪器[2]。

结合以上思路对水工建筑物主节点进行了划分：水工设备归属于“全厂公用（O）”，往下分构筑物（大坝建筑物、通航建筑物、引水发电建筑物、500 kV开关站、其他建筑物）和附属系统（大坝安全监测系统、边坡安全监测系统、电站建筑物安全监测系统、通航建筑物安全监测系统、安全监测网、库区地灾专业检测系统、安全监测仪器、自动化监测系统）。

2.2.3 水工点检标准的制定

为了规范地开展水工点检工作，彭水水电站制定了《水工设备点检标准》，标准主要分为点检标准和点检路线两大部分，主要对点检项目、内容、周期、方法、标准、类型、状态等进行了细化。

水工日常点检（下称“日检”）指水工专业技术人员开展的常规巡视检查工作，包括水工建筑物、安全监测系统的巡视检查，主要点检方法是用肉眼或借助简单工具检查水工建筑物、各类监测仪器仪表的外观。水工专业点检（下称“专检”）指水工专业技术人员按《水工建筑物安全监测技术规程》要求进行数据采集、计算、整理。主要点检方法是通过使用专业设备定期获取各监测点的数据，并对计算成果进行整理分析。水工精密点检（下称“精检”）指各水电站开展的定期检查、水工技术监督检查、监测仪器（表）的校验、特种检查等。

2.2.4 点检路线的制定

通常水电站建筑物规模巨大，为高效完成点检，需要研究制定点检线路，才能以最短的线路巡视到所有的设备。彭水水电站按部位制定了点检路线，分地下厂房、大坝、通航系统、边坡等点检线路，但实际点检时发现绝大多数路线都无法在一天完成，而且各建筑物内部高差很大，道路错综复杂，按部位点检要多走很多重复路，效率低下，人员劳动强度大。专检线路基本以监测项目为单位制定路线，一个观测项目一条路线，如水平位移监测（专检线路5）、垂线监测（专检线路8）等。

经现场反复勘察及图上研究，彭水水电站最终以不走回头路、尽量高效为原则，确定了日检路线8条、专检路线12条、精检路线1条，总计21条路线。

2.2.5 编制标准操作作业卡

水工标准作业卡日检、专检均以线路为单位，一条线路一份作业卡。主要分作业风险分析、作业条件、作业程序及标准、考核检查标准及措施等4大部分。规定了开展每项工作应采取的安全措施，完成该项工作所需的时间，作业中的注意事项，作业过程中可能使用到的工具仪器、图纸，作业的程序方法等内容。编制作业卡的目的是要达到任何一个具备一定专业素质的人，经简单培训后，能持作业卡完成该项工作[2]。根据以上思路，彭水水电站共完成日检作业卡8份、专检作业卡12份。

2.2.6 水工点检管理信息系统的开发与拓展

2.2.6.1 水工点检管理系统的开发

由于设备点检定修的工作需要，彭水水电站开发了“安全生产管理信息系统”，在系统中整合了“点检管理”模块，实现了点检管理信息系统的开发。

在点检管理系统中，先将预先制定的点检项目、路线、标准在系统中生成点检任务，将点检任务下载到点检仪客户端，点检人员现场点检结束后，再将点检数据通过客户端上传至服务器，从而实现点检管理的信息化。

此外，该系统还具有数据查询、点检日志、周报、月报等功能，并通过缺陷数据查询生成缺陷信息，启动消缺程序，实现设备点检的闭环管理。

2.2.6.2 水工点检管理系统的拓展

“安全生产管理信息系统”中的“点检管理”模块是基于机电设备点检定修所开发的，应用的重点是机电设备，应用到水工设备的点检定修上存在一定的局限性。如其点检数据存储于每日的点检任务中，不能对同一设备的历史数据进行统一分析。为此，彭水水电站在开发大坝安全监测信息管理系统软件的同时，针对水工设备点检的特点，另行开发了水工点检系统，包含点检路线管理、点检数据查询、点检数据管理、报警信息、点检日志管理、点检月报管理、劣化分析及设备台帐管理等功能。

该系统能自动从安全生产管理信息系统读取水工点检采集数据处理，可根据同一设备的历史监测数据进行劣化分析，统计如历史最大位移出现值及出现时间、历史最小位移出现值及出现时间、最大年变幅等相关数值，并可生成该监测点的过程线，通过图表的变形规律反映水工建筑物监测部位发展规律，从而进行水工建筑物健康水平评价、运行趋势判断和劣化原因分析，为水工建筑物定修工作的开展提供依据。

3 彭水水电站水工点检实施效果

彭水水电站将设备点检定修理论引入大坝安全管理，开展水工点检定修工作，拓展了点检定修理论，提高了大坝安全管理水平，主要体现在：

（1）验证了设备点检定修理论在大坝安全管理中的可行性，在国内首次将该理论应用于大坝安全管理，创新了系统的水工点检体系。

（2）提高了大坝安全管理水平。通过探索水工点检，将水工建筑物等同设备进行管理，完成了水工设备KKS编码，使水工建筑物精细化管理成为可能。通过水工点检定修体系的建立，规范了大坝安全管理的各项技术工作；将点检标准下传至点检仪，携至现场采集数据，使点检人员随时掌握点检的部位、内容及要求，有效杜绝了传统水工建筑物巡视检查时常发生的缺检、漏检现象，提高了巡检质量；通过标准化作业卡的实施，使专业监测程序化，提高了监测数据的可靠性、准确性。

（3）通过细化点检路线，提高了大坝安全管理日常巡视检查、专业监测的效率，降低了大坝安全管理人员的劳动强度，减少了工作量。

（4）实现了设备管理台账信息化。按照水工KKS编码的原则，将水工建筑物划分成不同的设备，并建立了每个设备的信息管理台账，包括设备基本信息、设备消缺处理情况等，有利于后续大坝安全管理人员对现场的了解，为新员工培训提供了详实的资料，保证了人员培训效果。

（5）为建设智能水电站提供了技术保障。建设智能水电站要求能远程监视、控制设备的运行状态，大坝安全监测自动化系统结合水工点检及其他辅助系统，使大坝安全管理现场“无人值班、少人值守”成为可能。

4 结语

点检定修理论已成功应用于彭水水电站水工管理工作中，但仍有许多问题需要深入研究。如何运用设备劣化倾向管理及综合性能分析来判断水工建筑物的健康水平，从而合理确定检修时间、检修方案等还有待进一步探索。

在实际工作中，突破传统观念的束缚，树立水工设备这一新理念，将设备点检定修的理念应用到大坝安全管理，提高了工作效率，保证了水工建筑物能够安全、稳定运行，为实现水电站“无人值班、少人值守”奠定了基础。