大坝一旦失事造成生命财产损失，业主及其设计单位、承包商及其它长江水利委员会承担着长江三峡工程等一批大型水利水电工程的大坝安全监测的设计实施及管理任务。为了提高监测技术水平和监测项目的管理水平，应澳大利亚大地公司(Geo-Eng Australia PTY LTD)的邀请，长委组团对澳大利亚大坝安全管理和安全监测技术水平进行了考察。
一、澳大利亚大坝安全管理
    1976年澳大利亚国家大坝委员会主持制定了《大坝安全管理导则》。1990～1994年又进行了全面修订，修订本对大坝安全的要求，不仅在于大坝的设计和施工，而且形成一个大坝长期安全巡检复查的体制。目前这个《大坝安全管理导则》已在全澳大利亚各州实施，各州以立法的形式予以确认。下面对该《导则》主要内容简介如下。
    1.大坝安全的主要责任由大坝业主承担。无论从法律上和道义上，大坝业主都有责任采取一切必要的措施来防止大坝的失事，万一失事，亦应将其影响减轻到最低限度。有关方都可能受到起诉，直至原告追究到有责任和有能力赔偿的一方为止。
　　政府部门，作为许多大坝的所有者或主管者，亦对公众社区负有对所辖大坝失事的责任。
    2.按照大坝安全计划的规定来管理大坝，就能确保大坝的安全。这个计划的要点是：
    ·大坝设计、施工符合现行规范；
    ·大坝运行管理遵守安全程序；
    ·预防性的维护工作正常进行；
    ·大坝安全监察按计划进行，业主对大坝安全状况有清楚的了解；
    ·定期对大坝安全进行复查；
    ·大坝安全计划执行人员具有足够的素质，有培训计划；
    ·有关各方责任明确，经费到位，等等。
    3.根据不同的风险程度，将大坝划分为三个级别：
　　高风险坝：一旦失事将会导致一定数量的人身伤亡，对下游社区和重要设施造成巨大的经济损失。大坝的修复将很困难，因此大坝安全运行对各方均非常重要。
　　中风险坝：一旦失事，下游虽无城市设施，无集中的居住区，但失事后会淹没有限土地、公路、铁路等。大坝修复是可能的，供电供水可以替代。
　　低风险坝；失事后不会造成人身伤亡，经济损失也很小，例如只对农舍、农田、小路等有少量损失。大坝修复容易，间接损失亦不大。
　　4.从大坝安全的角度，对大坝的勘查、设计、施工及初次蓄水均提出了要求。大坝业主应当保存完整的设计文件和施工报告，水库第一次蓄水应进行技术安全鉴定，其结果应归档保存。
　　5.大坝的运行维护应有规程，并按规程要求正常地进行。规程每隔五年应当重新审查一次，如有需要应及时修改。
    6.大坝安全监察是保证大坝安全的重要措施，其主要内容包括：
    (1)安全检查
    按不同目的分五种检查类别，相应由不同的人员来进行。第一种是全面检查，由坝工工程师和专家进行，在查阅资料文件的基础上，复核工程标准，在现场做彻底的检查，查找各种缺陷，测试各种设施等；第二种是中间检查，由大坝工程师进行，内容少一些；第三种是经常性检查，由运行人员进行；第四种是特殊检查，例如地震，大洪水或水位骤降之后等；第五种是事故检查，已经发现某种事故之后进行。各种检查均应有报告并存档。各类检查的频率依大坝不同风险程度而定，见下表。
    坝别
     全面检查
     中间检查
     常规检查
     特殊检查
     事故检查
    高风险
     初蓄及每五年
     每年一次
     每周2-7次
     视需要
     视需要
    中风险
     初蓄及每五年
     每年一次
     每周1-2次
     视需要
     视需要
    低风险
     业主自定
     业主自定
     业主自定
     业主自定
     业主自定
    (2)安全监测 监测项目有：降雨、库水位、渗流量及化学分析、孔隙水压力、外部变形、内部变形、内部压力、地震等内容，依不同坝型而定，项目可以增减。
    有些缺陷是肉眼检查发现的而监测仪器并没有发现，有些问题又是监测仪器发现的而肉眼却看不见。对这些检查结果或监测数据应作出正确的解释。
    (3)大坝安全监察评估
    大坝安全评估应由大坝工程师来做，他们了解大坝的历史，包括应用的标准和规范，采用的参数以及设计中有哪些限制，并且，还了解大坝实际工作性状。
    7.安全复查是一件复杂而细致的工作，包括对水位条件、大坝结构、水力学、岩土工程设计各个方面，以及对历次的安全监察报告、记录进行分析。哪一座坝都不能说是百分之百安全的，由于自然或人为的原因，材料特性和施工过程中的种种原因，总会有些不确定的因素存在。
    一旦安全监察中发现大坝存在某种问题，或由于大坝年代已久，或规范标准改变等原因，就要进行安全复查。复查人员由大坝工程师、地质工程师、水文专家等来担任。
    安全复查报告应有原设计的背景材料，应综合分析各种信息而不是单独分析某一种现象，有时还要求补充一些勘测试验工作，然后才能下结论。对于一些往往缺乏资料的老坝则更是如此。
    结论中应对坝的基础、坝体、溢洪道、过流孔口、机械设备和监测系统等的安全状况作出建议，提出修补措施及实施时间。
    8.事故行动方案
    大坝确保安全是一方面，另一方面应制定大坝万一失事的行动预案，明确以下内容：
    ·大坝失事的可能方式；
    ·失事时业主和运行人员应当采取何种行动；
    ·对下游社区及时发出警报，社区应当采取什么行动。
    ·对高、中风险的大坝必须制定此预案。
    大坝安全在澳大利亚得到高度重视，目前，全国500多座大坝正在根据《大坝安全导则》的规定逐一进行定期检查。
    二、澳大利亚安全监测技术
    澳大利亚国土面积760余万km2，矿产资源丰富而水资源相对较少，因此采矿业和水利工程均比较发达。安全监测技术普遍应用于矿山和水利工程，并有其特点。以下仅就澳国的“声发射监测技术”、“监测数据采集自动化系统”及光纤位移监测仪加以介绍。
　　1.声发射监测技术
　　这种技术被广泛用于矿井安全监测。实践证明，这是一种能预测预报岩土工程的岩爆、塌方和滑坡的有效手段，对于保障矿井的安全发挥了重要作用。
　　该技术的原理是，当岩体的应力发生改变并超过了历史水平时，岩体就会发出一种振动波向四方传播，应力改变愈大，这种波就愈强。在岩体中埋设传感器采集这些振动波的信号，利用专门的软件包加以处理分析，就可以测定出振动波源的空间位置和振源强度，从而揭示出岩体内部可能发生大变形的部位，以便及时采取相应措施。目前在澳大利亚的许多深矿井和露天矿都装设了“声发射安全监测”装置，在南非的金矿，美国、加拿大的矿井也都普遍应用了这种监测技术。
　　水利水电工程中的地下电站硐室、隧洞、高边坡工程、坝基及坝肩工程，完全可以引入这种监测技术，以填补岩土工程变形前期缺乏空间监测手段的空白，对于扩展大坝安全监测手段，提高监测水平有现实和长远的意义。
　　该技术主要由以下四个部分组成：
    ·建立监测区地形、地质资料的三维模型，包括岩层和地质构造；
    ·岩土内埋设传感器，采集微震波实时信号，以及一切其他可以收集的有关数据资料；
    ·将监测数据综合到地质三维模型中去；
    ·变形预测模型的建立、分析和预报。
　　澳大利亚的太平洋声发射技术公司(ISS PACIFIC PTY LTD)和大地公司(GEO-ENG AU-STRALIA PTY LTD)联合开发了这套技术，占领了澳大利亚市场。
　　2.监测数据采集自动化系统
    澳大利亚有多家分别生产数据自动化采集系统的公司，经澳大利亚同行推荐，下面三家的产品颇有代表性，产品各具特色，均能满足大型水利枢纽工程监测系统的需要。简介如下：
　　·数据电子系统(Data Electronics Geologger 615)：每一个装置(logger)可采集模拟量30个单通道和数字量4个通道，一台PC机可控制96个装置，即最大可控制4200个单通道。利用RS232电缆可将10台PC机连接到一台主控计算机上，主控计算机利用软件Delogger Pr03传输命令，处理数据及图形显示。数据的采集、传输、储存可按程序的设置定期进行，或按人工指令执行，亦可实时监测。电源可以是交流，亦可直流。防雷电、耐严寒-20℃及高温70℃，湿度95%。
　　·明达塔网络系统(MINDATA Network Receiver)：每一个logger可联接模拟量或数字量15个单通道，或二种混合。一台分控计算机可连253个logger，10台分控计算机可联向一台主控机，因此，可在该网络中联接38000个单通道。命令传输和数据处理可由用户专用的Basic软件来执行，图形显示可用通用软件Excel、Lotus或SCADA。用两根双信线可将253个logger串连起来，可大量节省电缆。电源电压9～16V，不需内部电池，读数时最大电流仅lamp。有防雷保护，环境温度-10～+80℃，logger的体积很小(19cm×8cm×6cm)，是个防水、防尘、耐撞塑料盒，可放在一个小孔里。
　　·行动控制系统(Action Controls)：每一个logger可有400个模拟量单通道(或700个数字量单通道)，一台主控计算机可直接连240个logger，即可控制近90000个单通道。控制和数据处理用CITECT软件。图形处理可用Lotus或Excel。电源可用交流或直流(12V)，具有备用的可充电池，防霉，环境温度-20～60℃，湿度98%，logger体积小，仅16cm×l2cm×3cm。
　　以上几种自动化数据采集系统，既可适用于像三峡工程具有数千支传感器的大型系统，也可适用于仅几十支传感器的小系统，有很大的灵活性。澳大利亚的产品价格便宜，一般仅为美国(如Geomation 2300系统)的一半，因此，很有竞争力。
　　3.光纤剪切位移监测仪
　　Polchor剪切位移监测仪是一种边坡稳定监测设备，具有易操作、可靠性强及经济等优点，能在恶劣的环境下工作，其性能与测斜仪一样可靠、精确，但价格比测斜仪低得多。
　　Polchor剪切位移监测系统包括：钻孔光学纤维剪切销、钻孔剪切监测仪、表面伸展仪、警报系统。
　　主要技术参数：
　　光学纤维剪切销：灵敏性为1～5mm；监测深度为0～100m。
    剪切监测：监测范围为0～750mm；精确度为0.1mm；灵敏度为5～30mm；监测深度为0～500m。
    表面伸展仪：监测范围为0～750mm；精确度为0.1mm。
    警报系统触点范围可在5～40mm之间进行调整。
    三、澳大利亚水利水电建设工程简介
    1.塔斯玛尼亚州水电开发及面板堆石坝技术
    塔斯玛尼亚州位于澳大利亚南部，是一个与澳大利亚大陆一水之隔的岛屿，纬线42°。由于位于40°纬线区域内，大西洋上的季风从西刮来，带来大量的雨云，形成丰富的降雨，因此，塔州与澳国其它干旱的州形成了鲜明的对比。由于水资源丰富，该岛共建有26座电站，40多座土坝，60多座小坝，总装机约220万kW。该州的水电资源开发由塔斯玛尼亚水电局(the Hydro-Electric Commission，Tasmania，Australia)负责，实行设计、施工、运行三位一体的开发管理模式。
    在塔斯玛尼亚岛上的水电工程中，几乎包括了各种各样的水电工程结构，其中尤以他们的混凝土面板堆石坝(CFRD))技术最为著名，1971年，他们建成了现代意义上的面板堆石坝标志工程——塞沙拉坝(Cethana)，在此后的20多年中，他们共建成了12座混凝土面板堆石坝，其中Reece(1986年)和Crotty(1991年)的建成，在混凝土面板堆石坝技术上形成了两个新的里程碑。Reece坝是座建在深30～50m的风化岩上的混凝土面板堆石坝，Crotty坝采用在堆石面板坝的下游坡面布置溢洪道的形式。
　　澳大利亚专家在混凝土面板堆石坝方面的技术观点主要有：
　　·面板堆石坝的堆石料，可以使用任何石料，成功关键在于碾压。
　　·趾板和面板接触部位的变形量，当坝高在100m以内时，可以达到110mm，随着坝高的增加，还可能增加。
　　·震动碾碾压遍数对密实度而言，是一个很重要的问题，只能通过试验来选定，所以必须安排碾压试验。
　　·坝的沉陷量与坝高比应在0.1%～0.3%之间。
　　·在比较弱的地基也可以修建混凝土面板堆石坝。
　　·溢洪道布置在混凝土面板堆石坝的坝身段是可行的(Crotty坝的布置)。
　　·关于面板的止水，在中国的天生桥工程，工程师们设计了三、四道止水，这不是最有效的办法，应该注意并下功夫做好最关键的一道止水。
　　澳大利亚专家的上述观点，值得我们借鉴参考。
　　2.西澳大利亚州新老维多利亚大坝
　　为解决西澳大利亚州首府珀斯的城市供水，在前后100多年间，共修建了两座维多利亚大坝。新维多利亚大坝于1991年建成，是一座在6个不同高程设有取水口的供水水库的挡水建筑物。这一新坝用于取代老维多利亚大坝，位于老坝的上游约百米的位置。
　　老维多利亚大坝建成于1891年，其建坝的水泥和钢材从英国运到澳州，是由私人投资建设的供水水源工程，设有一个接近库底的取水口。在本世纪30年代，该工程所供生活用水导致流行疾病，主要原因是取水口位于死水位区，不能根据不同的库水位取得水库表面的活性水。在60年代，水库为政府所收购，并因坝体渗漏而在坝面(迎水面)补浇了一层30cm的新混凝土，部分解决了老坝的渗漏问题。70年代，联邦政府提出了水工建筑物新的防洪设计标准，根据新的防洪设计标准，且鉴于老坝混凝土已老化，无法进行改建加高，政府决定废弃这座老坝。新坝建成后，老坝位于河床右岸侧的部分已炸掉，左侧修整整齐，留给人们参观这一老混凝土坝。
    四、澳大利亚大地公司及与其合作前景
    大地公司(Geo-Eng)是澳大利亚一家从事工程设计、管理及咨询的公司，涉及的领域有水资源开发利用、环境工程、道路交通设施、城市基础设施、水利水电工程及矿产资源开发等。该公司是澳大利亚国内近年来发展最快的五家企业之一。五年前它还是墨尔本一家仅有15人的小咨询公司，现在已经发展成为一个在本国有4个分公司，在印度尼西亚有2个分公司的集团公司，并在北京与煤炭部成立了1家合资公司，在武汉与长江委长科院成立了1家合资公司(即武汉长澳大地工程公司)。大地公司现有在职职工142人，年毛利润(包括人员的工资在内)1500万澳元，年创净利润10%～15%。根据我们访问后的分析，他们成功的原因有以下几点：
　　1.合作股份制经营
　　该公司董事长为最大股东，高级职员持有其余股份。实际上是，谁掌握公司的股份最多，谁是公司的最高领导。公司的另外几位董事也是执股相对较多的股东。产权明确的所有制使得每一位公司职员都努力工作并关心公司经营情况，负责人更是尽心尽力致力于公司的兴旺发达。

　　2.重视人才
　　公司的几位领导人都是学历、经验和能力较高，又富有创业精神的中年科技及财会人员，他们懂专业，懂财会又善于经营。他们重视人才，给贡献大的人提高工资，不拘一格地从外地、甚至从国外聘请需要的专业人才，如从南非、马来西亚，最近打算从中国聘请技术人员，为所聘人员提供较好的工作及生活条件和优厚的工资待遇，注意为技术人员创造各种考察学习条件。在近两年澳大利亚部分国有企业私有化的过程中，大地公司抓住时机，高薪聘请了原国有企业中的人才，甚至连所在的单位一起收购。这样，在增加人才的同时还带进了技术和原单位的合同项目，使大地公司在短短几年的时间得到迅速发展。
　　3.机构精简
　　董事会设在墨尔本，办公室设一秘书和一接待员，管理机构设职能性的市场开发部及财务部。市场开发部由4～5人组成，财务部由3～4人组成。业务部门分为钻探工程部、采矿工程部、环境工程部、水资源部及国际业务部，这5个部门设在墨尔本和墨威尔的两个分公司内，其中国际业务部负责在印度尼西亚的两个分公司工作及与中国的两个合资公司的联系。而在布里斯班和珀斯的两个分公司直接对董事会负责，前者主要从事水资源方面的工作，后者主要负责土木工程项目。总公司的市场开发部负责开拓市场、寻找合作项目及公司的计划工作，将承接的项目分给所擅长的分公司去完成。各分公司按比例派人到总公司参加管理工作，管理人员的工资由分公司负责。非生产人员与生产人员之比是1：9。每个分公司从市场开发部得到的项目是不够的，他们还必须靠自己的力量开发市场，以确保每年能有一定的利润，否则，总公司将要求他们裁员。公司没有专职的打字员、绘图员和汽车驾驶员，每个技术人员自己打字绘图，出门办公事可开自己的车，也可开公司的汽车。为我们考察团开车的司机是公司的一位工程师，他除了为我们开车，为我们安排食宿、座谈外，每到一地他都饶有兴趣地听专家介绍情况并提出有关的问题，以求对他及大地公司的工作有裨益，甚至可以看出他借接待我们来提高他们公司的声望。公司最大限度地调动了每位员工的积极性和聪明才智。
　　4.灵活的项目管理
　　由于大地公司的人员较少，在专业上不是一个小而全的单位，为适应复杂多变的市场，该公司与许多其他领域的公司形成合作伙伴，一旦有某种合作机会，立即形成项目联营体共同去争取。例如为争取将声发射监测技术应用到三峡工程和中国采矿业，Geo-Eng就与ISS公司、MINDATA公司、GEO-TECHNICAL SYSTEM公司和长澳大地公司组成联合体，共同提出方案，向有关方面进行推荐。
　　5.财务集中
　　集团公司的财务权在总公司。总公司下设财务部管理整个集团的财务。每一项工程的项目经理无财务决策权，只有建议权，财务开支权只有公司明确规定的相应部门人员才具有。
　　6.严格管理
　　大地公司于1995年1月31日取得ISO9002：1994认证。大地公司的每个员工，无论管理人员还是技术人员，每个工作日都必须认真填写“时间表”，该表每周一张、每日一栏，每人如实记录下每天几点做哪一项工作，以便公司用微机管理，随时了解每项工作的进展情况，工作完成后可根据工时计算成本。同时，可根据每个人的时间表及时发现谁的工作不饱满，谁的工作积压，以便及时调节。
　　在我们的访问过程中，曾与Geo-Eng公司讨论了如何进一步加强合作的问题，双方认为，把已经建立的联营体(武汉长澳大地公司)作为长江水利委员会和Geo-Eng公司联系和合作的纽带，进一步开拓中国国内和亚洲的工程项目市场。此外，Geo-Eng公司愿意聘请若干名长江委的设计工程师前往工作一段时间，希望1997年内能前往工作。
    五、主要收获及建议
    此次出国考察，访问了澳大利亚大坝的设计、施工、运行管理单位、监测仪器生产厂家、政府水行政主管部门，对澳大利亚的大坝设计、施工、运行管理体制，安全监测水平及大坝安全管理体系有了比较清晰的了解。这些无疑对我委搞好长江流域大坝安全管理、提高我委的大坝安全监测设计水平和加强国际技术合作有较大的参考价值和借鉴意义。
　　1.关于大坝安全管理体制
　　澳大利亚国家大坝委员会制定了《大坝安全管理导则》，各州以立法形式予以确认，已在全澳大利亚各州实施，全国500多座大坝正按《导则》的规定实施着大坝安全计划。
　　我国有84000余座大坝，在国民经济中发挥着巨大作用，同时又对人民生命财产和下游城镇和国家基础设施构成潜在威胁。尽管我国对大坝安全非常重视，已经颁布实施了一些相应的法规，对大坝安全起到一定的作用，但由于我国大坝数量多，有相当一部分未经仔细的设计和施工，存在这样或那样的隐患，有些大坝在运行管理上也存在问题，再由于我国人口稠密，多数大坝下游都有密集的人口或重要的设施，一旦大坝失事，后果难以估量。另外，随着改革开放的深化，经济迅速发展，人民生活水平明显提高，对安全保障的要求也愈来愈高。而大坝安全又是人民安全保障体系的重要组成部分。因此，尽快制定适合我国国情的、系统全面的、与国际接轨的《中国大坝安全导则》已是形势的需要。长江委是水利部的派出机构，是长江流域的水行政主管部门，对长江流域的大坝安全管理亦负有责任；同时长江委拥有国内最大的大坝安全专家队伍，应主动积极参与水利部主持的制订我国大坝安全法规的工作。
　　2.关于大坝安全监测技术
　　(1)大坝安全监测系统的设计水平，我国与西方发达国家十分接近，主要的差距在于监测仪器和设备产品质量不过关，新产品的开发速度慢。例如西方国家已广泛使用的振弦式大坝传感器我们尚不能生产，国内生产的电阻式传感器在质量和品种多样性上还需大力提高，数据采集的自动化装置还不能生产出体积小、耐不利环境的产品。我国应在这些方面通过引进，促进自己开发监测仪器产品系列，以满足我国84000余座大坝在未来若干年内完善安全监测系统的需求。澳大利亚的产品在国际上处中高级水平，在自动化系统方面，有其独特之处，与欧美同类仪器相比，价格明显较低，仅为欧美仪器价格一半左右，若购买他们的产品可显著节省经费。
　　(2)ISS声发射技术是矿山工程安全监测的一项成熟的新技术，但在我国尚无引用实例。将该项技术引入水电工程的监测，估计会有广阔的前景，例如大型地下电站的监测，高边坡的监测等。建议在长江委的工程中引进这种高新技术，经过试验，逐步推开。
　　3.关于CFRD坝工技术
　　CFRD(混凝土面板堆石坝)和RCCD(碾压混凝土筑坝)都是近20年发展起来的新坝型，具有明显的经济性和实用性。塔斯玛尼亚水电局在20年中建了12座CFRD，积累了丰富的经验，他们的技术观点，值得我们参考和借鉴。建议长江委与他们继续保持联系，以适当的方式开展交流与合作。
　　4.关于澳大利亚大地公司
　　该公司的发展过程及其经营管理方式值得我们参考。他们实行的合作股份制，灵活的市场战略，严格的内部管理，重视人才招揽和培养等均是其成功的要素。他们的工作效率高得益于人员素质高和管理方式好，值得我们参考。
　　该公司提出与长江委在设计项目上合作，近期长江委可派出水工设计人员若干名前往参加设计工作。这种方式对我委设计人员了解西方咨询公司的工作方式和设计手段，对以后承接国际工程设计项目很有帮助，建议我委有关方面考虑这种合作。