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大坝安全检查和失事模式评估 ——两者相得益彰 J. 劳伦斯·冯·孙 摘要 目前每个组织机构／大坝业主／大坝运行管理者／咨询公司都在对所属大坝进行或参与大坝安全检查。值得指出的是，将来的现场检查应结合“失事模式分析”，失事模式的评估和大坝安全检查相结合可以满足所有大坝业主的需要和资源要求。 许多年来，确定一座大坝的场地特点、潜在的失事模式和失事后果的过程都作为一些大坝安全程序的一部份。近年来美国国内外有关组织的实践表明，将定期的、综合性的大坝安全检查和失事模式评估结合或联系起来可以提高工作效率和工作成果。这两种工作都要求并得益于对所有可能的资料（历史记录和照片、工程分析、此前的检查报告等）进行全面的审查和讨论。这种结合活动由一个独立的工作组负责完成，该工作组既开展现场检查也开展自由讨论以确定可能的失事模式和后果。 一旦具备了参加大坝失事模式评估得到的知识、洞察力和理解力，就可以提高现场检查组的工作成效。检查组会集中精力关注那些能提高他们对的事故可能发展、事故后果和减少事故风险的机会的理解的信息和资料。当检查组成员满怀对大坝潜在失事模式的关注，不断揭示正确、清晰、有助于对项目理解的信息时，这种检查就达到了多种收获。现场检查发现的问题和检查前潜在失事模式的初步分析可以组合成“失事模式和后果分析”（FMCA）并给大坝业主／大坝安全管理人员提供： 1）确定的最重要的的可能失事细节和可供将来检查组参考的所有潜在失事模式的文件资料； 2）对改进监测项目和目测检查的建议； 3）其他适用于应急准备或结构响应的降低事故风险的结构或非结构措施。 本文勾画了目前进行的两者相结合的过程轮廓，并提出了进行失事模式评价的几种最经济的途径。文中给出了推荐的分析过程和方法，并提供了案例分析。 I、 大坝安全管理失事模式分析的基本原理 首先，大坝是如何失事的？每次大坝失事对这个问题答案的探索已给大坝设计者、建造者提供了日益增多的知识和指南以防止出现同样的事故。从中得到的教训编入了规范，设计也实现了标准化。渐渐地，大坝失事的公开讨论揭示出大坝失事不是由于单一的缺陷引起的，而是由于周围环境、坝体和坝址条件、人为缺陷和失误等联系在一起的复杂因素共同作用的结果。失事模式可以描述这种自然条件和认为因素的结合。保守的设计方法可能是“单一因素”失事不是很普遍的原因之一，而且我们可以确信，保守的设计方法（包括自然提供的）避免了许多大坝可能的失事。 大坝怎么失事? 正在检查或研究的大坝有多大可能失事? 除了在大范围暴雨(如与飓风有关的暴雨)期间一些大坝因连锁漫顶而失事,长期以来大坝失事被认为是互不相干的、独立的事件。在二十世纪六十年代末期和七十年代初期，大量大坝异乎寻常地相继失事，到提堂坝失事时达到顶点，此时人们才改变观念。随后在美国的大约75000座大坝中采取了综合的、系统的大坝安全检查措施，要求大坝的设计者、建造者和业主认识并考虑到正在设计、建造或运行的大坝有失事的风险。这是一个新的范例。美国对大坝进行了普查，并对失事原因进行研究以有助于大坝失事风险的分析。这些及其随后进行的大坝运行性态研究揭示了一些有趣的信息，例如： ——每100座已建大坝将近有1座已经破坏； ——有一定规模的土石坝的失事将近一半是由管涌引起的； ——大多数混凝土坝的失事与基础缺陷有关。 与此相反，大坝失事统计表明，只有一小部分大坝是由下述原因引起的： ——混凝土坝内太大的应力 ——土石坝的抗滑稳定 这些发现并不令人吃惊，因为工程师不但计算分析土石坝的稳定和混凝土坝的应力，也提供大坝抵抗这些破坏模式的安全系数。我们期待的而事实也似乎是大坝失事通常总是由于存在未知的或未考虑的原因或条件，而大坝设计恰恰没有对此进行设计。 大坝将如何失事？ 由于揭示失事模式的失事大坝事故后分析可以提高人们的认识，人们认识到对现存大坝“可能失事”模式的分析同样可以提供更深刻的认识和理解。这种审查现存大坝安全的 “新方法”可以看作是根据稳定等条件是否满足规范标准的要求来判断大坝安全的传统方法的补充。 由于（这种）“由问题到答案”的方法，失事模式的检查过程也可以： ——加强大坝安全检查过程； ——提高并强化目测检查和仪器监控程序； ——确定评估可能失事模式所需的数据、信息或分析过程出现的缺点或疏漏； ——有助于确定最有效的降低大坝安全风险的措施。 因而通过明确地提出下述问题，可以为大坝安全输入关键参数，定义一个可能非常有效的大坝安全分析手段或研究计划： ——大坝怎么会失事？（详细考虑坝址条件） ——如果大坝失事将会怎样？ ——是否已认识到或通过适当的目视或仪器能够监测到确定的可能失事模式？ ——可以采取什么措施（眼前的的或长期的）来降低大坝失事的可能性或减轻失事的后果？ 如果所有这些问题的研究都形成文件