水电论文：浅谈水电工程安全监测设计人性化理念分析

摘要：传统水电工程安全监测设计工作中，在注重提升设计技术方案水平的时候，往往对参建的现场人员尤其是一线施工方人员人性化重视不足，造成设计方案在贯彻执行时存在诸多障碍，最终导致观测设施设备不完善，观测时存在许多不便，观测数据出现误差，以及成本浪费、监测系统功能的不足甚至是一线人员的安全问题。引入人性化的设计理念，意在冷冰冰的设计方案中引入对一线人员的关怀与尊重，形成可靠、实用、经济、有效、先进的人性化设计方案，最终达到双赢的目的。

关键词：水电工程；安全监测；人性化设计；设计理念

水电工程的安全监测设计工作，应按照国家相关的法律法规以及《土石坝安全监测技术规范》《混凝土坝安全监测技术规范》等行业规范开展，可靠、实用、经济、有效、先进等设计理念贯穿始终。设计人员秉持以上设计理念，根据每个工程的结构特点与地质条件，开展针对性的设计，应当能够达到监控大坝安全，掌握大坝运行规律，指导大坝施工及运行，反馈设计［1］等目的。目前，在注重提升设计技术方案水平的时候，有些设计方案中对参建的现场人员尤其是一线施工方人员人性化重视不够，造成设计方案在贯彻执行时存在着现场难以施工、不便于数据采集、不利于人员安全、无助于节约成本的诸多弊病，最终导致观测设施设备的不完善、观测数据的较大误差、较多的成本浪费、监测系统功能的部分不足甚至是一线人员的安全问题。归根结底，从设计角度来讲，以上问题的根源就在于忽视人性化理念，单方面强调设计方案的合理性，却忽略了施工方人员在施工与维护、数据采集与巡视的话语权，缺失了设计与施工之间的合理交流和互动，从而造成以上种种弊病。因此，很有必要总结以往水电工程安全监测设计方面的人性化设计经验，注意工程设计时安全监测工程现场施工、观测、资料整理的人性化考虑，有助于提高监测工程质量。

1、人性化设计理念

人性化设计理念是指在设计过程当中，在原有安全监测工程基本功能和性能的基础上，根据人的行为习惯、人体的生理结构、人的心理情况、人的思维方式等，对工程设计方案进行优化，使施工人员、观测人员、运行人员在理解设计意图、采购仪器设备、安装埋设、观测以及整理相关资料时更加安全、方便、高效、舒适，是在设计中对人的心理生理需求和精神要求的尊重和满足，是设计中的人文关怀，是对人性的尊重。一个具有人性化设计考量的设计方案不仅具有技术的合理性，而且在其施工、运行、维护各阶段都充分考虑了其执行主体—人的主观因素，这样的设计有更佳的现实落脚点，最大限度实现设计者的初衷。概括来讲，包括以下4个方面。

1.1安全保障

在工程施工过程中，安全问题是工程质量、建设进度、工程投资的根本前提和保障，应作为头等大事加以考量。在水电工程监测设计工作中，对可能影响到施工人员人身安全的各种潜在危险源应尽可能全面考虑、全面覆盖，并提出有效的保障措施，确保万无一失，最大程度保护人员的工程安全［2］。简述几例加以说明：1）加强高处作业时安全护栏及其他安保措施。在坠落高度基准面2m以上（含2m）有可能坠落的高处进行的作业，均称为高处作业［3］。在水电工程当中，经常需要对工程边坡和重要的天然边坡、各种水工建筑物进行安全监测，因此高处作业的安全隐患较为突出。例如在监测点处及观测通道处应加装安全护栏等问题，否则观测人员长时间测读数据，尤其在夏季高温季节，极其容易发生失足坠落等事故。2）安全监测工程设备设施引发的交通事故。每个水电工程的建设都要依靠安全高效的交通作为支撑，但是由于安全监测设计考虑不周所引发的交通安全问题常被忽略。对于一些常用的观测设备设施，例如一些表面变形测墩、地下水位长期观测孔等由于条件限制，有可能建造于交通道路上，其自身高度超出地表0.5～1.2m，该监测设施的颜色与周围环境非常相近，夜间行驶的车辆极其容易碰撞，造成车祸。因此，应注意可能引发的交通安全问题，在设计时就应参照交通道路设计规范，优化设施布设位置，并采取树立或张贴大面积反光条带，刷制亮色油漆等措施以示提醒。3）通风不良或有害环境引发的人员窒息问题。测站及观测房设计应综合考虑交通、接地和照明电源，保证观测作业简单方便［4］，尽量避免将观测站布置在通风不良甚至有毒环境下，例如处于较大进深的长隧洞、长期无人进入的封闭洞室，观测站必须布置在隧洞进出口或通风口等处，并结合工业卫生安全方面的规范，必要时在观测站布置通风设施，并定期实施工业卫生安全的监测。

1.2易于施工

安全监测工程的现场施工受制于土建工程的施工进度、场地以及地质环境等主客观因素。水电工程安全监测设计要在充分考虑以上因素后，应对施工的可行性及难易程度加以考量，才有助于更好地开展工作。简述几例加以说明：1）对于边坡变形监测中常用的活动测斜仪钻孔，应在满足监测需求的前提下，尽量结合现有的道路、缓坡布设。在边坡表面钻孔，需要将笨重的钻机拆卸后辗转运至作业处，并需要接入水、电、气等资源，还要考虑生活设施，施工作业难度很大，而且在高陡边坡上可能存在较大的安全隐患。所以尽量靠近已有的道路布设观测孔，减轻搬运钻机的难度，而不是简单地仅仅考虑实现观测的目的。若没有现成的道路，也应尽量布设在缓坡处，便于钻机的架设，起到保障人员安全和加快工程进度的双重作用。2）安全监测设施设备应尽量轻巧实用。在满足监测目的的前提下，应尽量采用轻量化、小型化监测设施设备，这样可以达到易于施工、节约成本、方便实用等多种目的。例如，曾经发现有1m×1m×10cm的混凝土保护盖板，粗略估算重量达到300kg以上，每次观测都需要2～3人合力才能挪开，给观测工作带来极大不便，因此应尽量使用钢盖板并缩减尺寸。高陡边坡表面变形观测经常采用表面变形测点墩，其基础为1m×1m的宽大底座，需要在边坡表面挖出至少大于1m×1m的深坑，施工难度较大，可以适当减小测墩基础尺寸并增大埋深，用钢管回填混凝土的办法快速成型测墩，省去了内部配筋，也不需要绑扎模板，能够有效降低施工难度。3）在边坡安全监测项目中，如果布设的测斜孔与地下水位长期观测孔位置邻近，应将两种观测设施进行合并，只需一个钻孔既作测斜孔又可观测地下水位。这样既节约了投资又加快了施工进度。

1.3便于观测

观测设备设施安装埋设完成后，进入运行维护与数据采集阶段。观测设备在实现自动化观测之前，需要长期进行人工观测，数据采集方法的便捷性对于观测工作具有重要意义。其中，外部光学测量的人为因素影响更大，采集方法的便捷性、重要性更为突出。因此，从设计角度出发应尽可能地提供便利，有助于提高观测精度与观测数据的质量，有效降低数据粗差、漏测、断测现象。简述几例加以说明：1）外部光学测量时，强光暴晒对于全站仪本身以及观测精度有一定的影响［5］。在夏季的炎热气候下，测量人员长时间连续观测对身体有不良影响。但是受到野外条件限制，这些困难只能由测量人员自身去承受。在观测设计中，可在工作基点附近设置遮阳伞插孔（见图1），永久配置测量用遮阳伞，适度改善测量人员的工作条件。2）混凝土重力坝基础扬压力观测通常在基础廊道内布设测压管，采用压力表人工测读基础扬压力。有些工程压力表高度仅超出廊道地板几公分，加之压力表刻度细小，使得观测人员在测读时需尽量贴近地面甚至趴到地面上才能看清准确数字，工作效率较低，数据准确度也得不到保证。在观测设计中，考虑到观测的人性化和合理的人机工程环境，应使测压管观测高度高出廊道地板高程1m，保证观测人员下蹲平视即可清晰地进行观测。3）水尺对于水电站工程的意义极为重要，快速准确的测读是对观测工作的基本要求，在观测设计中，应将高程数字尺寸放大到1m左右才便于测读。

1.4以人为本

安全监测设计要充分考虑以人为本，及时对实际施工现场进行人性化的设计微调，避免工程流域形式，增加工程的实际操作性和实用性［6］。在项目实施阶段强化设计技术方案对比，加强技术交底，及时根据现场情况调整设计，从而更好地实现设计意图。如果施工方在混凝土重力坝监测施工方面积累了丰富经验，遇到面板堆石坝时，由于经验的缺乏，可能存在误解设计意图、施工速度缓慢、监测数据无法及时取得，无法满足设计要求等现象。因此，从设计角度出发应强化、细化监测设计、技术交底及设计调整等工作。

2、结语

综上所述，水电工程安全监测设计中的人性化理念，就是在监测设计方案中，充分考虑方案执行人—施工人员的尊重和需求，在冷冰冰的设计方案中引入对一线人员的关怀与尊重，形成可靠、实用、经济、有效、先进的人性化设计方案，最终达到双赢的目的。

参考文献：

［1］DL/T5178-2016混凝土坝安全监测技术规范［S］.

［2］张岚，韩世栋，蒋裕丰，等.水利水电工程高边坡的危险源辨识和风险评价［J］.西北水电，2011,(z1):181-185.

［3］DL/T5370-2017水利水电施工通用安全技术规程［S］.

［4］DL/T5259-2010土石坝安全监测技术规范［S］.

［5］朱众，李宏亮，周晓玺，等.浅谈高海拔地区大气压强与温度对全站仪测量误差的影响［J］.城市道桥与防洪，2015,（6）:237-238.

［6］许冬，冯帆.有效提高水利水电工程设计水平的途径探讨［J］.中国科技期刊数据库工业C，2015,（11）:159.

作者：菅强 崔剑武 张云广 齐道怀 周期颐 单位：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司