導語：如何才能寫好一篇水利水電工程監(jiān)測設計規(guī)范，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：水利水電工程；壽命診斷；理論；方法

中圖分類號：TV 文獻標識碼：A 文章編號：

一、引 言

隨著社會經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對生存安全也越來越重視，尤其是水利水電工程的安全已引起各國政府和人們的高度關注。水利水電工程是我國國民經濟的重要基礎設施，在經濟建設和社會安定中起著舉足輕重的作用，其安全不僅直接影響到效益的充分發(fā)揮，而且危及下游人民的生命、財產安全。然而，由于水文、工程地質、設計、施工以及老化等原因，部分工程存在不安全因素，還有不少病險工程，這些工程對安全提出了更高的要求。下面分別論述各部分的內涵，并提出一些新理論、新方法和新技術。

二、水利水電工程生存壽命的原則

世界上任何事物都存在由生到死的生命周期，如地球預計約為50億a，房屋的使用壽命約50a，大型橋梁約100a，而水利水電工程的生存壽命在國內外屬尚未解決的難題。筆者認為水利水電工程的生存壽命應遵循社會經濟效益最大、對生態(tài)環(huán)境的負面影響最小的總原則，具體應考慮以下幾個重要原則：

(1) 安全原則

水利水電工程( 如大壩) 應在各種設計荷載組合作用下，滿足強度、穩(wěn)定和耐久性等的安全要求。

(2) 工程效益原則

水利水電工程應發(fā)揮設計所規(guī)劃的防洪、灌溉、發(fā)電等效益要求。

(3) 生態(tài)環(huán)境原則

在以往水利水電工程的設計和建設中考慮較少，甚至不考慮。隨著社會的發(fā)展，國內外對水利水電工程影響生態(tài)環(huán)境的問題也越來越重視。筆者認為對生態(tài)環(huán)境的影響，應遵循“以人為本，人與自然和諧共處”的原則。

三、水利水電工程的壽命診斷方法及評價探討

依據以上原則，水電工程( 或大壩) 的生存壽命同樣也存在“生老病死”的生命周期。對此，筆者初步提出以下的看法和認識。

3.1 安全診斷

根據設計規(guī)范、原位監(jiān)測資料及其分析與反分析成果，動態(tài)復核水利水電工程的強度、穩(wěn)定及耐久性，除滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求外，還應定期檢查、分析老化和病變的機理及其對大壩安全的影響，使大壩在健康狀態(tài)下運行。除此以外，本文提出以下一些新的分析理論和方法。

3.1.1 強度分析理論和方法

設計規(guī)范規(guī)定，水利水電工程中的強度分析以控制部位的拉、壓應力是否滿足允許應力判斷。本文探索用微納米尺度的力學分析方法分析裂縫和強度，即采用宏觀、細觀、納觀的3層嵌套的力學模型，其基本原理為：(1) 用原子鑲嵌模型和分子動力學理論模擬裂紋尖端附近的納觀區(qū)行為；(2) 用彈性基體加離散位錯描述細觀區(qū)行為；(3) 宏觀區(qū)采用超彈性、粘塑性大變形本構關系和有限元計算分析。

3.1.2 穩(wěn)定分析理論和方法

設計規(guī)范規(guī)定，在設計荷載組合作用下，沿控制滑動面的穩(wěn)定安全系數大于或等于規(guī)范的允許值，則為穩(wěn)定，否則為不穩(wěn)定。近幾十年來，有限元法已成為計算力學中解決工程問題的主要數值分析方法，然而隨著其應用范圍的擴展，其固有的一些缺陷也日益突出。近幾年來國際上許多著名的計算力學學者，提出了一些新的分析理論和方法，如DDA，NMM，Meshfree Method等。

3.1.3 耐久性分析理論和方法

除了常用的抗凍、抗?jié)B和抗沖等作為耐久性的指標外，還應包括現(xiàn)場檢測和監(jiān)測的變形、應力應變、揚壓力和滲漏量、析出物以及隱患缺陷(尤其是裂縫)等資料，建立時變模型，以定量分析水利水電工程耐久性的演變過程。

3.1.4 安全監(jiān)測新技術

除了上述對水利水電工程的強度、穩(wěn)定和耐久性進行定期復核外，實踐證明，對水利水電工程進行實時安全監(jiān)測和定期檢測及其安全分析評價也是十分重要的。本文介紹用納米監(jiān)測技術及4S監(jiān)測技術進行安全監(jiān)測。

(1) 納米監(jiān)測技術

納米技術的覆蓋面相當廣泛，本文探討了該技術在水利水電工程監(jiān)測中的應用。

① 納米傳感器。由于獨特的物理化學性能，納米材料在傳感器技術上有著良好的應用前景；利用納米材料的大表面積可制造出具有高靈敏度、高選擇性、高穩(wěn)定性和高重復性的納米傳感器，監(jiān)測大壩的變形、滲流和應力應變等，可彌補傳統(tǒng)的傳感器的不足。

② 微觀診斷新技術。日本科學家最近利用納米材料，開發(fā)出一種可檢測人或動物體內物質的新技術，該技術可辨別身體內物質特性；東京大學的科研人員使用一種納米級的微粒子，因其與物質反應產生光，研究人員采用深入內部的光導纖維檢測反應所產生的光，經光譜分析就可以了解是何種物質及其特性和狀態(tài)。

(2) 4S監(jiān)測技術

綜合應用地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感(RS)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS) 和專家系統(tǒng)(ES) 對水利水電工程進行安全監(jiān)測是一種新的嘗試。4S 技術及其集成技術作為數字流域中的重要技術，在大壩安全監(jiān)控領域有廣闊的應用前景。筆者提出4S 集成框架(圖1)，用以對整個流域大壩群的監(jiān)測和管理或者微觀每座大壩的安全監(jiān)測和監(jiān)控。

圖1

3.2 工程效益評估

修建水利水電工程的目的是要發(fā)揮防洪、灌溉(供水) 和發(fā)電等綜合效益，因此，要及時評估工程效益。下列情況下的大壩應退役或拆除：(1) 不能發(fā)揮這些大壩的效益或效益大為降低；(2) 病險問題十分嚴重，通過技術經濟分析和風險分析，當補強加固費用大于工程效益，或者大壩失事引起下游嚴重災害等。因此，工程效益必須作為水利水電工程生存的重要因素。

修建水利水電工程后對生態(tài)環(huán)境的影響內容廣泛，筆者認為，要遵循“以人為本，人與自然和諧共處”的根本原則，具體應注意以下幾個方面：

（1) 移民問題要遵循“移得出、安得住”的原則。修建水庫后，特別是大型水庫，往往需要遷移大量移民，必須保證這些移民要有發(fā)展再生產和提高生活的好環(huán)境。

(2) 次生地質災害

修建水庫特別是特大型水庫或水庫群后，大體積水體作用在地殼上，使地應力增大，在高地應力或高地震區(qū)或活動地質構造處，可能產生誘發(fā)性地震。因此，修建大壩是否發(fā)生災難性的地質災害，是大壩生存的重要條件之一。

(3) 泥沙問題

修建水庫后，改變了河道中泥沙的運動規(guī)律，使庫區(qū)泥沙淤積、清水下泄。這將引起上游支流河口和河床抬高，降低支流的排洪能力，抬高地下水位，引起次生鹽漬化，如三門峽水庫修建后對渭河的影響。清水下泄將沖刷下游河床和防洪堤。因此要分析這些災害所造成的損失，或者改變水庫的運行方式，使災害降低到最小程度。

(4) 對水生動植物的影響

修建水庫后，改變了水生動物的通道，也使得水質產生了變化等，破壞了有些物種的生存環(huán)境。與此同時，水庫蓄水，特別是梯級水庫蓄水，造成下游水量減小，甚至斷流，使下游特別是河口物種的生存環(huán)境遭到破壞，這在國外是很重視的，如美國緬因州的Edwards 壩，服役 162 a后，因該壩破壞了大西洋某些物種的生存環(huán)境而被拆除。

(5) 文物淹沒問題

庫區(qū)往往有較多的歷史文物古跡，具有重要的歷史保存價值，對這些古跡的保護，也是生態(tài)環(huán)境評估的內容。

(6) 對氣候的影響

大型水庫或水庫群產生的大面積水面，一方面改善了當地的氣候條件，如劉家峽水庫使當地氣溫在夏天降低1℃～2 ℃、冬天升高 1 ℃～2 ℃。另外，也對大氣環(huán)流產生一定的影響，使有些地區(qū)降雨增多，而有些地區(qū)降雨減少。

(7) 大壩失事對生態(tài)環(huán)境的影響

大壩存在嚴重病變或者現(xiàn)代戰(zhàn)爭等引起潰壩，將對下游產生嚴重災難。因此，要評估這種極端情況對生態(tài)的影響。

四、結論

本文探索了重大水利水電工程壽命診斷的理論和方法，得到以下結論：

(1) 隨著我國大量水利水電工程的老化，急待研究其生存診斷的理論和方法體系。

(2) 提出了重大水利水電工程與世界一切事物

一樣存在生到死的生命過程，主要以工程效益、對生態(tài)環(huán)境的影響等功能為控制，以確定工程壽命。

篇2

關鍵詞：世界銀行 移民政策 中國 水庫移民

世界銀行為其支助的建設項目制訂的業(yè)務政策——非自愿移民系單獨條款，編號OP4.12（以下簡稱“4.12條款”）與我國《大中型水利水電工程建設征地補償和移民安置條例》（以下簡稱《移民條例》）和《水電工程水庫淹沒處理規(guī)劃設計規(guī)范》（以下簡稱《設計規(guī)范》），總體框架基本相同，少量條款有差異。隨著我國市場經濟體制的不斷推進和完善，特別是20世紀80年代以來我國對外開放的步伐不斷加快，引進了發(fā)達國家先進技術和管理經驗，我國的《移民條例》和《設計規(guī)范》經過充分醞釀，正在修訂，可望在近期頒布實施。新的《移民條例》和《設計規(guī)范》將更接近世界金融組織（包括世界銀行）制訂的政策和準則。本文就現(xiàn)行的《移民條例》和《設計規(guī)范》與“4.12條款”進行對比分析。

一、政策目標

“4.12條款”對非自愿移民的政策目標歸納為：①探討一切可行的項目設計方案，以盡可能避免或減少非自愿移民；②如果移民不可避免，移民活動應作為可持續(xù)發(fā)展方案來構思和執(zhí)行。應提供充分的資金，使移民能夠分享項目的效益。應與移民進行認真的協(xié)商，使他們有機會參與移民安置方案的規(guī)劃和實施；③應幫助移民努力提高生計和生活水平，至少使其真正恢復到搬遷前或項目開始前的較高水平。

我國《設計規(guī)范》總則第1.0.3條至1.0.5條明確規(guī)定，①節(jié)約土地是我國的基本國策。水電工程的建設，應根據我國人多地少這一實際情況，盡量考慮少淹沒土地，少遷移人口；②移民安置規(guī)劃是水庫淹沒處理規(guī)劃設計的核心，應遵循“沒有移民安置規(guī)劃的，不得審批工程設計文件、辦理征地手續(xù)，不得施工”的要求，認真制定切實可行的規(guī)劃方案，并與樞紐建筑物設計文件同時報主管部門審批；③水庫淹沒處理規(guī)劃設計應根據國家的有關政策和法規(guī)，貫徹開發(fā)性移民方針，堅持國家扶持、政策優(yōu)惠、各方支援、自力更生的原則，正確處理國家、集體、個人之間的關系。通過前期補償、補助與后期生產扶持的辦法，妥善安置移民的生產、生活，逐步使移民的生活達到或者超過原有生活水平。修訂后的《移民條例》和《設計規(guī)范》對此規(guī)定的更具體、更明確。

政策目標從總體上講，“4.12條款”與我國《移民條例》、《設計規(guī)范》是一致的，但我國的移民政策與“4.12條款”在移民后期扶持上有所區(qū)別。我國移民政策規(guī)定，為了使移民抗風險能力更強，生活進一步提高。規(guī)定從發(fā)電收入中提取后期扶持基金，提取比例因不同省份或不同水庫而有所差異。例如，湖南省規(guī)定，從1998年開始，每發(fā)一度電提取2分錢的后期扶持基金。其他省每度電提取5厘錢，發(fā)電收入少的水庫人均按250～400元的標準提取后期扶持基金，提取的時間，從發(fā)電之日開始共提取十年。

二、項目涉及的影響

治理水患和開發(fā)水電，不可避免地要產生非自愿移民?！?.12條款”對于因工程建設強制性地征用土地，導致非自愿移民搬遷或喪失住所，失去資產或獲取資產的渠道，喪失收入來源或謀生手段等影響作了詳細的說明。筆者歸納為兩點：①賴以生活的房屋及財產；②賴以生存的生產資料。對此，在我國《設計規(guī)范》中指的是淹沒影響及永久占地的處理范圍和實物指標。

我國《設計規(guī)范》對淹沒影響及永久占地的處理范圍和標準做了詳細的規(guī)定，處理范圍，包括淹沒區(qū)及因水庫蓄水而引起的浸沒、坍岸、滑坡和其他受其影響的地區(qū)。處理標準，根據淹沒對象的重要性、水庫調節(jié)性能及運用方式，在安全、經濟和考慮其原有防洪標準的原則下，因地制宜地在洪水設計標準范圍內選擇。

對于淹沒影響及永久占地內的實物指標如何確定，我國《設計規(guī)范》明確規(guī)定，調查前規(guī)劃設計單位必須編寫調查大綱，經審批后再進行實物調查，調查結果要經過受影響的個人和當地村組簽字認可，最終形成《實物指標調查報告》，此報告是進行移民安置規(guī)劃的基礎和依據。 　三、要求采取的措施

“4.12條款”規(guī)定，由于工程建設不可避免地產生非自愿移民時，①必須要編制一份移民安置規(guī)劃或移民安置政策框架，包括明確移民的權利、按全部重置價，獲得迅速有效的補償，以抵消由項目造成的直接財產損失、在搬遷期間獲得幫助。在搬遷后的過渡期內獲得幫助、提供就業(yè)培訓幫助；②編制一份世界銀行認可的程序框架，說明移民參與過程，包括制訂并實施項目的具體組成部分、確定符合移民資格的標準、明確相應措施，幫助移民努力改善其生活，或者至少恢復到以前的水平（按實際價值計算），同時要確保移民搬遷后的可持續(xù)發(fā)展、解決與移民有關的潛在沖突；③特別關注移民中弱勢群體的需要，尤其是那些處于貧困線以下的人、沒有土地的人、老年人、婦女、兒童、土著人群、少數民族，或是可能不會受到國家土地補償法規(guī)保護的人；④對于依附于土地的土著人群，制定移民規(guī)劃時要充分考慮其文化和生活習俗；⑤對移民的補償要在搬遷前予以到位；⑥對于以土地為生的移民，條件允許，應當優(yōu)先考慮依靠土地安置的策略等。

世界銀行對上述的要求，對應于我國的移民政策，就是要做好移民安置規(guī)劃。我國《移民條例》非常重視對移民安置規(guī)劃的編制工作。第十條明確指出：“水利水電工程建設單位，應當在工程建設的前期工作階段，會同當地人民政府根據安置地的自然、經濟等條件，按照經濟合理的原則編制移民安置規(guī)劃。移民安置規(guī)劃應當與設計任務書和初步設計文件同時報主管部門審批。沒有移民安置規(guī)劃的，不得審批工程設計文件、辦理征地手續(xù)，不得施工”。我國《設計規(guī)范》對于編制移民安置規(guī)劃提出了具體要求，包括一般規(guī)定、農村移民安置規(guī)劃、城鎮(zhèn)遷建規(guī)劃、專業(yè)項目復建規(guī)劃、水域開發(fā)利用規(guī)劃、補償投資計劃等等。

關于對移民需要采取的措施（或者叫移民安置規(guī)劃），“4.12條款”和我國《移民條例》和《設計規(guī)范》都做了詳細說明，從內容和條款上絕大部分是一致的。所不同的是，我國《設計規(guī)范》第10.0.3條第二款規(guī)定“房屋及附屬建筑物補償費，按照調查的建筑面積、結構類型和質量標準，扣除可利用的舊料后的重建價格計算”。這與“4.12條款”對于由于項目實施而帶來的直接財產損失要“按全部重置價，獲得迅速有效的補償”不一致，簡言之，就是移民房屋補償是否考慮“利舊”的問題。

筆者認為，“4.12條款”“按全部重置價，獲得迅速有效的補償”對于移民利益考慮得更加詳細，應當遵循。所幸的是，我國正在修訂的《設計規(guī)范》和《移民條例》已經取消“利舊”，移民財產補償按重置價計算，與“4.12條款”完全一致。

關于搬遷前應當首先獲得補償問題，我國沒有明確規(guī)定，但是，移民不提前搬遷，工程就無法進行，所以事實上，項目實施時是這樣做的。

對于移民搬遷后恢復期間給予幫助問題，我國現(xiàn)在修改的《設計規(guī)范》已經考慮了這一事實，實際上，近幾年實施的水電項目，如江埡水利項目已經開始對移民搬遷后的恢復期給予前期生活補助。

對農村移民實行以土為地為主的安置方式，是我國在總結過去多年移民安置經驗教訓的基礎上成功的方法，應當堅持和推廣。

對于少數民族，我國《設計規(guī)范》第5.2.3條指出，“對少數民族地區(qū)的安置，應當照顧其生產、生活和風俗習慣”。修改后的《設計規(guī)范》還增加了“應考慮移民中不同群體的意愿和需求”。這些足以說明我國對少數民族移民的關心和關注。

四、非自愿移民有權獲得補償的資格

“4.12條款”指出：①一旦確定項目有必要進行非自愿移民，政府必須進行人口普查，確認將受到項目影響的人員、決定哪些人員有資格接收幫助，并防止無此資格的人員涌入。政府還需按照世界銀行的要求制訂一項程序，以便確定移民獲取補償和其他幫助的資格標準。該程序還包括向受影響群眾和社區(qū)、地方當局，在適當情況下，向非政府組織進行有意義協(xié)商的條款，并規(guī)定申訴機制。②補償資格標準要嚴格控制和掌握，對于具有補償權利益的人不能遺漏，對于沒有補償資格的人不能納入補償對象。

我國《設計規(guī)范》對于實物指標調查的要求非常嚴格，筆者已在本文第二部分中予說明，在此重復和強調的是，調查結果經受影響的個人和當地村組簽字認可后，還要將調查結論張榜公布，一是使受項目影響的移民都知道自己的情況，二是為了達到相互監(jiān)督，確保與事實相符。至于移民申訴權，《移民條例》未做明確規(guī)定，但是，我國《憲法》及其他法律也規(guī)定了公民（含移民）的合法權益和權利，這些法律、法規(guī)同樣適用于非自愿移民。同時修改的《設計規(guī)范》在“農村移民安置”欄目中明確，“應根據國家的法律、法規(guī)擬定移民合法權益的保障措施，提出移民的社會適應性調整措施”。

五、移民安置規(guī)劃的制定、實施和監(jiān)測

關于移民安置規(guī)劃的制定，“4.12條款”在許多子條款中都提到了，并要求得非常詳細和嚴格。“4.12條款”要求，借款方負責根據世界銀行業(yè)務政策編制、實施并監(jiān)測相應的移民安置規(guī)劃、移民安置政策框架或程序框架。移民安置文件表明實現(xiàn)本政策目標的戰(zhàn)略，并涉及擬議的移民安置的所有方面。是否保證并有能力圓滿完成移民安置工作；移民安置規(guī)劃包括若干方案的制定和充分地選擇；在編制移民項目文件時，應征得社會學家、技術人員、法律專業(yè)人士、相關的社區(qū)組織和非政府組織的協(xié)助；同時，在項目一開始就要讓移民參與其活動，并在項目設計中考慮他們的意見；移民投資和其他項目活動經費一并進入項目總成本；與世界銀行業(yè)務政策相符的移民安置方案包括整個項目的設計文件，經世界銀行確認后將通過公共信息中心予以公開。關于此條，筆者在第三款已經做了詳細說明，在此不再贅述。

篇3

關鍵詞：水利樞紐 混合式抽水蓄能電站 寬尾墩式溢流壩 變速運行 碾壓混凝土

1 設計中的幾個重大技術問題

1.1 樞紐布置

樞紐布置是整個樞紐設計的關鍵技術問題之一。

在初步設計批準后，我院在清華大學及本院科研所進行了6個水工模型、5個方案的試驗研究，驗證了初步設計所推薦的樞紐布置是最優(yōu)方案，即右岸壩后式水電站的樞紐布置具有布置緊湊、管理運行方便、施工簡單、投資省、上下游流態(tài)可基本滿足運行要求。該方案又經長期的、大量的整體及斷面水工模型試驗研究后，進一步完善了樞紐布置：

主壩泄洪建筑物由表孔和底孔組成，最大泄洪流量為56200m3／ s，表孔共18孔，孔寬15m，挑流消能。4個泄洪底孔為深式一短管、明流槽以及挑流消能。由于施工的需要，將底孔由電站左側遷移至表孔中部，表孔則分兩段布置即右7孔、左11孔，兩段中間布置泄洪底孔。

溢流壩閘墩由流線型改為平尾墩、左3孔又改為寬尾墩、通過試驗將挑流鼻坎高程抬高了3m，增加挑射角至30°等措施，達到了充分消能的目的，改善了左岸回流淘刷壩趾和下游沖刷。溢洪道右端導墻加設了導向墩，電站左導墻加長80m，加長部分左折20°。這些措施避免了對廠房的沖擊，改善對尾水渠左導墻的沖刷，并大大減少了尾水渠出口淤積，為電站運行提供可靠的保證。

潘家口電站是一座混合式抽水蓄能電站，裝機4臺，其中1臺150MW常規(guī)機組、3臺90MW抽水蓄能機組。這座電站是我國目前最大的混合式抽水蓄能電站，其特點：一是電站水頭變幅巨大；二是常機組布置在同一個廠房內；三是蓄能機組需要安裝在一期工程形成在廠房內；四是設備多、且某些設備還有特殊的要求。這些特點和要求，給機組制造與廠房布置帶來復雜性。經過周密的布置和詳細研究，并與廠家協(xié)商，對機組的結構做了修正和調整，才滿了運行和設計要求。

保壩措施經技術經濟比較，選擇了加高大壩2.5m，樞紐泄流能力提高15％，最大泄量為56200m3/s。而樞紐增加投資僅占總投資的2％。因此該方案是經濟合理的、也是可靠的。

1.2 關于水庫誘發(fā)地震的研究

潘家口壩址與庫區(qū)有東西向、北東向及弧形構造會入，構造復雜，又有歷史地震的記錄。根據聯(lián)合國教科文組織的規(guī)定，我院開展了關于水庫誘發(fā)地震的研究，通過擴大的地質測繪、遙感、精密水準測量、地應力測試、地震臺網的監(jiān)測，10余年來還未觀測到水庫誘發(fā)地震的跡象。但根據國內外工程經驗，今后還應加強監(jiān)測工作。

1.3 關于堿活性骨料的研究

本料場的混凝土天然骨料，通過調查發(fā)現(xiàn)有燧石、凝灰?guī)r、流紋巖、粗石巖、蛋白石、安山巖等活性骨料，約占總量的30％，誦過巖相鑒定及化學法試驗確定，屬有害的堿活性反應的材料。為此，又進行了長度法試驗。試驗結果證明砂、骨料均不產生過量的膨脹，可評價為非活性骨料。由于缺乏骨料在混凝土中使用的經驗，為安全可靠，設計仍用撫順低堿大壩水泥及摻粉煤灰等抑制措施。經近20年的運行均未見異常。

1.4 下池庫內往返水流

混合式抽水蓄能電站下池布置在灤河干流上，因此需滿足泄洪要求，即建筑物應能抗御大洪水沖淤的作用。下池工程為三級建筑物，要求抵御28000m3／s的大洪水沖擊以及淤積造成的不利影響。為此電站左導墻按折線布置，挖除左岸灘地約100萬m3砂石，大大改善了尾水渠出口淤積問題。經包括上下池整體水工模型試驗，證明大洪水過后，下池有效庫容損失約10％左右，而實際設計已留有足夠的余地，因此運行是可靠的，設計也是成功的。

1.5 水資源開發(fā)與經濟效益。

由于京津唐地區(qū)缺水嚴重，因此水資源開發(fā)與利用成為當時的一個核心問題，引起各方面的關注。在審查潘家口初設時，華北電管局明確提出在原供水、防洪及季節(jié)性電站的基礎上，在可能條件下，增設3×90MW抽水蓄能機組擴大裝機容量，使季節(jié)性電站變?yōu)榛旌鲜匠樗钅茈娬?。其?yōu)點：（1）結合供水發(fā)電，發(fā)電不降低供水的效益；（2）可避免在枯水時段或不需要供水時出力受阻甚至停機；（3）常蓄機組互補，可增加尖峰發(fā)電量，減少輸入電量，提高機組的綜合效率；（4）由于增設抽水蓄能機組，大大改善了電站在系統(tǒng)中的地位和作用。提高對系統(tǒng)的調節(jié)能力，具有明顯的調頻效應，為系統(tǒng)提供了一個可靠的調峰電源。量增加了3.87倍，總峰荷電量達4.838億kW·h.峰荷電量大幅度增長的原因：抽水發(fā)電2.307億kW·h，另外在系統(tǒng)中填谷210～270MW，解放了火電機組調峰500MW。這種混合式水電資源開發(fā)的經濟效益是十分明顯的。 　2 設計中采用的新技術

2.1 壩型

主壩采用了低寬縫重力壩，這種壩型是由寬縫重力壩發(fā)展而來的。為了區(qū)別，可視一般寬縫重力壩為高寬縫重力壩。高寬縫為壩高的1／2。低寬縫重力壩縫腔高為壩高的1／3。其次是縫腔的體形不同，低寬縫盡量避免倒模板，將上下游縫腔的坡度改為豎直坡。這種壩型的優(yōu)點是：（1）較實體重力壩節(jié)省工程量10％；（2）保留了高寬縫重力壩的優(yōu)點如降低揚壓力，便于檢修、壩體冷卻，便于基礎排水和排水設施的布置，便于使用預制模板等；（3）封腔早，便于機械施工、提高工效、加快進度。

2.2 寬尾墩式溢流壩

寬尾墩式溢流壩是由一般帶挑流鼻坎消能工的溢流壩發(fā)展而來的。即由一般溢流壩加寬尾墩形成寬尾墩式溢流壩。這是我院科技人員在國內外首創(chuàng)的一種消能工。在閘室內寬尾墩強迫水流收縮成水冠，過閘室后水冠擴散，在反弧段內，寬尾墩兩側高速水流相撞，充分摻氣，形成高低坎消能效果，增大入水角和擴散面，減弱沖刷能力，達到充分消能的目的，采用寬尾墩后當泄5000年一遇洪水時，壩下沖刷變淤積，消能效果明顯，保證了大壩泄洪時安全運行。

2.3 裸露式具有抗凍性的碾壓混凝土重力壩

下池左岸擋水壩段經過技術經濟比較，以碾壓混凝土重力壩代替了常態(tài)混凝土重力壩，取消了常態(tài)混凝土保護層。碾壓混凝土直接接觸空氣和水，并且要與常態(tài)混凝土壩一樣，要經受一切大自然如陽光、溫度、水的作用等。由于下池處于寒冷區(qū)，水位日變幅5.5m，因此要求壩體水位變動區(qū)應達到150次凍融循環(huán)，其它部位也應達到50次抗凍要求。設計采取了以下措施：（1）總膠凝材料用量177～145kg／m3，水泥用量122～94kg／m3。（2）混凝土內摻用復合外加劑，使碾壓混凝土含氣量達到4～6％。（3）施工過程中在上下游壩面噴灑膠凝劑，加強了層間結合，使壩體達到一定的抗?jié)B性。

另外簡化了斷面，取消了廊道、上游直坡、下游階梯狀斜坡等，以適應碾壓要求。

這座裸露式具有抗凍性碾壓混凝土重力壩，最大壩高24.5m，壩頂長275m，橫縫間距57m。該壩已建成5年，運行正常，是國內外首例，對碾壓混凝土筑壩技術的發(fā)展具有一定的開創(chuàng)性。

2.4 機組變速運行

為了適應水頭變幅巨大的運行要求，在引進蓄能機組的過程中，經與廠家研究，采用變極雙速機組，起動變頻器擴大容量為60MW，串連在機組與主變之間，即可實現(xiàn)水泵起動和變速運行，這種定子接線60MW變速運行機組在國內外是首例。60MW變頻器能保證蓄能機組在發(fā)電工況（36～53m），水泵工況（36～79m）內以最佳轉速在高效區(qū)運行。機組效率提高：發(fā)電工況12％，水泵工況19.2％。機組綜合效率由60％提高到80％，替代容量增加15％，氣蝕振動大人減輕，提高了機組的壽命。

2.5 碾壓混凝土路面

潘家口水利樞紐對外交通7.2km，其中5.9km路段采用碾壓混凝土筑路技術。經過試驗研究，將干砂漿（無坍落度砂漿）應用于碾壓混凝土路面，保證了路面平整不露石子，提高了路面力學強度和耐磨性，成為國內外首創(chuàng)筑路新工藝。全碾壓式一級配混凝土、表面鋪干砂漿厚5～10mm，一次碾壓成高級路面。

2.6 水電站主廠房防火的改進措施

電站防火設計經過唐山市消防支隊的審查，設計符合國家、部頒設計規(guī)范的要求，并有所創(chuàng)新，國內外首次采用的改進措施：

（1）常開門式封閉樓梯。（2）擋煙垂壁，在機組段之間橫梁（梁高0.6m）下設輕鋼龍骨，外側固定石膏板，擋煙垂高0.9m，總壁高1.5m，保護電纜效果明顯；（3）自動報警與手動報警相結合；（4）電纜夾層采用固定式鹵代烷滅火系統(tǒng)。以上四項措施對廠房結構改動很小、投資少、易實施、效果明顯，提高了防火安全性和可靠性。

3 提高效益的設想

3.1 為了進一步發(fā)揮混合式抽水蓄能電站的效益，建議再引進兩臺60MW變頻器。

3.2 抬高運行水位

由于在大壩設計中已適當留有余地，可考慮抬高水位運行，每抬高1m，即可增加5000萬m3的有效庫容。這一措施，效益很高，可在適當時機在不影響大壩安全運行的前提下，予以實施。

3.3 在引灤供水系統(tǒng)中，除潘家口之外，還有大黑汀、于橋、邱莊、陡河水庫等，已形成一個關系密切的供水網絡，建議在不增加投資的條件下，加強調度與管理，即可達到多蓄水，提高供水效益的目的。如潘家口與大黑汀水庫聯(lián)合運用可多調節(jié)水量1.2億m3，如五庫聯(lián)合運用，其效益更為可觀。

3.4 進一步發(fā)揮水庫排沙對下游入?？跊_刷的作用

潘家口水庫有4個底孔，這4個底孔泄量尚不能滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求，應該充分發(fā)揮現(xiàn)有底孔排沙作用。經過科學計算和研究后在汛期低水位時，在有準備的條件下，泄水拉沙，隔幾年進行一次以提高水庫壽命。這一措施帶來的另一個好處是：利用人造洪峰對入海口進行沖刷，防止?？谟俜e。

參考文獻

1 潘家口混合式抽水蓄能電站、曹楚生.1990年4月國際抽水蓄能會議論集。

2 一期工程概述.曾楚生.李成乾，水利水電工程.1986年2期

3 混合式抽水蓄能電站布置.魏恒德.李啟業(yè).水利水電工程.1986年2期

篇4

關鍵詞：設計洪水；頻率曲線；洪峰流量；設計水位

中圖分類號：TV122.3 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20160230065

1 資料的選用

孤山河位于海城河的上游位置，沒有專業(yè)化的水文站，所以不能對洪水情況進行監(jiān)測，洪水資料缺乏。海城水文站在海城河的干流位置，而且實測年限相對較長、實際觀測質量也相對較好、具有相對較高的精確度、其水文氣象與相應的下墊面條件十分相似，也距離分析斷面相對較近。所以，在實際工作過程中，可以將海城站資料作為研究基礎，并采用科學化的海城站洪水分析設計成果，采用科學化的面積比擬法對相應的分析斷面實施洪水計算。

本研究中，海城河控制站是海城水文站，其具體站址以上的河長大約為56km，實際流域面積是1000km2。基本資料可以選擇1953～2012年的資料，每年資料都由遼寧省的水文水資源勘測局進行整編管理、地審管理、省審管理、匯編管理以及刊印管理，具有非常高的精度，洪水計算成果可靠。

2 資料的插補延長工作

此次的洪峰流量資料選擇1953～2012年的實測資料，為此本項計算過程中，必須要進行科學化的插補延長，具體情況如下：

湯河水庫站是其相鄰水庫站，洪水監(jiān)測資料時間更長，2站的距離大約在50余km，且2者流域面積也比較相近。所以，可以采用科學化的面積比法實施資料插補與延長，具體來說，湯河水庫站的實際流域面積是1228km2，根據資料顯示在1951年以及1952年的實測流量是719m3/s與734m3/s，進而所計算出來的海城站流量則是586m3/s和598m3/s，并以此作為相應的資料插補系列。

按照《遼河防汛資料匯編》資料顯示，1879年的最大洪峰流量達到5050m3/s，而2012年為3230m3/s，1888年是3080m3/s，這3次洪水是歷史資料中最大的3個。

3 洪水計算

3.1 海城站的實際洪峰流量推求

按照以上資料計算，具體計算結果見表1。

通過表1海城站百年一遇設計洪峰流量為3840m3/s；50a一遇設計洪峰流量為3120m3/s；20a一遇設計洪峰流量為2210m3/s。

3.2 項目位置以上設計洪峰流量的推求

基本公式：

式中：――斷面位置設計洪峰流量

――海城站洪峰流量

――海城站以上流域面積

――斷面位置以上流域面積

斷面位置20a一遇設計洪峰流量=412m3/s；

斷面位置50a一遇設計洪峰流量=582m3/s；

斷面位置100a一遇設計洪峰流量=716m3/s。

4 設計洪水成果與其合理性分析

海城水文站洪水實測資料具體監(jiān)測時間為60a，系列相對較長，且成果精度高，具有非常高的可信興；借助海城站的資料來換算工程項目的洪水情況，方法非常得當。根據《水利水電工程設計洪水計算規(guī)范》規(guī)定，建設工程的所在流域在洪水監(jiān)測資料與暴雨資料上都比較短缺的時候，需要利用鄰近地區(qū)調查資料，實施綜合分析，之后再計算設計洪水。所以，相對來說，用海城站的洪水資料推算其孤山橋位置的設計洪水是比較合理可靠的。

參考文獻

篇5

關鍵詞:大體積混凝土;溫度裂縫;閘室底板;控制措施;

中圖分類號：TU37文獻標識碼： A

一、工程概況

荊山湖行洪區(qū)退洪閘位于安徽省懷遠縣，退洪閘采用開敞式水閘型式，水閘設計流量為3500m3/s。其中閘室底板為兩孔一聯(lián)分縫的分離式底板型式，大底板厚1.5m，小底板厚1.2m，局部齒槽厚2.7m，大小底板間設搭接縫，縫間設橡皮止水，設計砼強度等級為C20，底板平面尺寸為28.7×19m2，總方量889m3，屬于大體積混凝土工程。根據工期安排，底板砼施工期間為2004年5~6月份，月平均氣溫達20.6～25.6℃左右，控制好大體積混凝土施工過程中的裂縫是工程閘室底板施工的技術關鍵。

二、大體積混凝土裂縫產生的原因

（1）水泥水化熱的影響。水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結構斷面較厚，表面系數相對較小，所以水泥產生的熱量聚集在結構內部不易散失。這樣混凝土內部的水化熱無法及時散發(fā)出去，以至于越積越高，使內外溫差增大，產生溫度應力和收縮應力。水化熱產生的混凝土內部最高溫度，多發(fā)生在澆筑后的最初3天至5天，以后逐漸降低，這與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關。結構裂縫主要是由降溫和收縮引起的，前者引起外約束，是導致貫通裂縫的主要原因；后者引起自約束，主要引起表面裂縫。因此在降溫階段，如果溫差較大，則早期出現(xiàn)裂縫的可能性較大。

（2）約束條件的影響。大體積混凝土澆筑時，其內部產生水化熱，使砼的溫度升高，溫度的升高會使砼產生膨脹，砼在膨脹的過程中可能會受到已有結構模板的約束，從而使其內部產生壓應力。當后期溫度下降時，混凝土收縮受又會在其內部產生拉應力。由于混凝土的抗壓性能優(yōu)于抗拉性能，所以在受壓時一般不會出現(xiàn)裂縫，而在受拉時，當拉應力大于混凝土的抗拉強度時，就會在混凝土中出現(xiàn)裂縫。

（3）外界氣溫變化的影響。大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會大大增加內外層混凝土溫差，這對大體積混凝土是極為不利的。溫度應力是由于溫差引起溫度變形而造成的，溫差愈大，溫度應力也愈大。同時，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內部的最高溫度一般可達60℃-65℃，并且有較長的延續(xù)時間。因此，應采取溫度控制措施，防止混凝土內外溫差引起的溫度應力。

（4）混凝土收縮變形的影響?；炷林屑s20％的水分是水泥硬化所必需的，而約80％的水分要蒸發(fā)，多余水分的蒸發(fā)會引起混凝土體積的收縮。當收縮應力大于當時混凝土極限抗拉強度時就會在混凝土中產生收縮裂縫，從而給結構帶來質量隱患。影響混凝土收縮，主要是水泥品種、混凝土配合比、外加劑和摻合料的品種以及施工工藝、養(yǎng)護條件等。

三、采取主要技術措施

1、降低水泥水化熱溫升值

砼配合比將根據具體材料的規(guī)格、品質通過試驗加以確定。施工中準確計量各種組成材料，并合理振搗砼，以保證它的密實性。

⑴水泥：采用32.5級普通硅酸鹽水泥。

⑵砂子采用級配良好的中粗砂，細度模數2.5~2.8，含泥量小于2%；石子選用連續(xù)級配的二級料，片狀顆粒含量不大于10%，含泥量小于1%。存放場地設置砼地坪，保證材料清潔。

⑶采用雙摻外加劑（HLC-1抗裂劑，泵送劑，Ⅰ級粉煤灰）以減少水泥用量。

⑷控制砼坍落度，水灰比不超過0.6，減少砼收縮。

2、降低砼入倉溫度

⑴砂石料遮陽、覆蓋，灑水降溫，拌和站和砼運輸車及澆筑現(xiàn)場均搭蓋遮陽設施。

⑵施工拌和用水，采用水溫較低的深層河水或深井水（小于12℃）拌制砼，必要時摻加冰塊，使砼入倉溫度控制在12℃左右。

⑶定時檢測砼出機口溫度、入倉溫度及澆筑完畢時溫度。

3、改善約束條件，減少溫度應力

砼采用二級配，分段、分層澆筑，振搗密實，以使砼的水化熱能盡快散失。

4、采用“二次”法施工工藝，提高砼極限拉伸強度，消除砼收縮裂縫

⑴二次投料法：使水泥充分擴散，與砂石充分拌和，砼的流動性較好，離析和泌水現(xiàn)象減少，提高砼早期強度，在強度相同的情況下，可節(jié)約水泥15%左右。

⑵二次振搗法：增強砼密實性，可以消除沉降及收縮裂縫。

⑶二次壓光法：排除砼表面過多的泌水、浮漿，可以消除砼表面產生早期收縮裂縫。

5、加強溫度控制與養(yǎng)護

⑴底板施工時，為了正確了解砼內部溫度變化狀態(tài)，在底板閘墩部位埋設測溫管，布置測點，隨時對底板內外溫差及降溫速度進行監(jiān)測；如有異常，及時調整保溫或降溫養(yǎng)護措施，以滿足溫控要求。

⑵對于側模也要根據模板類型環(huán)境氣溫的條件和保溫養(yǎng)護的需要，采取相應的保溫措施；模板拆除后，還根據閘底板內外溫度的實際情況，按溫控指標要求采取必要工藝保溫措施。

⑶加強砼的早期養(yǎng)護，剛澆筑完的砼要及早噴養(yǎng)護液、覆蓋，有利于砼緩慢降溫，減少溫差，提高早期抗拉強度。防止表面過早脫水而產生收縮裂縫。同時延長拆模時間，控制砼內外溫度。

四、砼防裂驗算

1、驗算條件

本工程底板設計砼強度等級為C20，底板平面尺寸為28.7×19m2，底板厚1.5m，局部齒槽厚2.7m，總方量889m3，施工期間為2004年5~6月份，月平均氣溫達20.6～25.6℃左右，相應采取夏季施工措施。

2、砼最高溫度升值驗算已知條件：

⑴澆筑時平均氣溫23.1℃，通過采取摻外加劑等措施，控制砼澆筑溫度12℃；

⑵砼配合比：C20二級配普通砼，水泥用量Q=250kg/m3(32.5級普通硅酸鹽水泥)，摻粉煤灰及泵送劑、抗裂劑60kg（摻水泥用量15%及膠凝材料用量14%）；

3、砼最高溫升值

按經驗計算公式：

4、溫控驗算

根據經驗及有關規(guī)定，砼內外溫差不超過25℃，則不會產生溫度裂縫。本工程底板砼內部最高溫度與室外溫差為49.3-23.1=26.2℃，超過25℃，需采取措施控制砼內外溫差不超過25℃。計劃采取措施為：砼澆筑后在表面及時噴灑一層養(yǎng)護液、兩層草袋進行隔熱養(yǎng)護，采取養(yǎng)護措施后，砼表面溫度：

― 齡期3天時，大氣平均溫度，取23.1℃

H ― 砼計算厚度（m）H=h+2

h― 砼實際厚度，此處為1.5m

― 砼的虛厚度，（m）

λ― 砼的導熱系數，λ=2.33w/m.k

K― 計算系數，取0.666

β― 保溫隔熱層的傳熱系數

T―齡期三天時,砼內最高溫度與外界氣溫之差,此處為26.2℃

δi ―各種保溫材料的厚度，取4cm

λi―各種保溫材料的導熱系數，計算時取0.14

βq―空氣層的傳熱系數，可取23W/m2K

則h’=K=0.6662.33/3.028=0.7322

Tb =42.6℃

砼中心最高溫度與表面溫度差（Tmax-Tb）為6. 7℃，小于25℃，符合要求；砼表面溫度與室外大氣溫度差（Tb-Ta）為19.5℃，小于25℃，符合要求，故所采取的措施是可靠有效的。

五、結束語

荊山湖退洪閘大體積砼采取以上措施，砼裂縫得到了良好的控制。

參考文獻：

《水利水電工程施工組織設計規(guī)范》(SDJ383―89)

《水利水電建設工程驗收規(guī)程》(SL223―1999)

《水工混凝土施工規(guī)范》(SDJ207―82)

篇6

【關鍵詞】水庫，除險加固，改造工程，金屬結構，設計

中圖分類號：S611文獻標識碼： A

一.前言

水閘加固施工技術是水利工程施工中的重要組成部分，加固方案要體現(xiàn)先進性、科學性和經水閘加固濟性的原則，從勘測、設計、施工、管理等各方面，重視采用病險水閘水閘加固除險加固新技術、新方法、新材料、新工藝。 針對水庫除險加固改造工程金屬結構設計進行深入的研究和探討。

二.病險水閘的現(xiàn)狀分析

1.建筑物結構老化損害嚴重。混凝土結構設計強度等級低，配筋量不足，造成大量混凝土碳化、開裂、松散、脫落、鋼筋銹蝕等損害。

2.閘門銹蝕、啟閉設施和電氣設施老化。金屬閘門和金屬結構銹蝕，啟閉設施和電氣設施老化、失靈或超過安全使用年限，無法正常使用。

3.水閘抗震不滿足規(guī)范要求。處于地震設防區(qū)的水閘，原設計未考慮地震設防或設計烈度偏低，結構不滿足抗震要求。

4.上下游淤積及閘室磨蝕嚴重。多泥沙河流上的部分水閘因選址欠佳或引水沖沙設施設計不當，引起水閘上下游河道嚴重淤積，影響泄水和引水，閘室結構磨蝕現(xiàn)象突出。

5.閘基和兩岸滲流破壞。閘基和兩岸產生管涌、塌坑、冒水、滑坡等現(xiàn)象，發(fā)生滲透破壞。

6.管理設施問題。大多數病險水閘存在安全監(jiān)測設施缺失，難以滿足運行管理需求。 

7.防洪標準偏低。防洪標準偏低造成超標準泄流、閘前水位超高甚至洪水漫溢。 

8.防滲鋪蓋、翼墻、堤岸護坡?lián)p壞，管理房年久失修房、防汛道路損壞、缺乏備用電源和通除險加固訊工具等問題。 

9.閘室穩(wěn)定不滿足規(guī)范規(guī)定的要求。閘室的抗滑、抗傾、抗浮安全系數以及基底應力不均勻系數不滿足規(guī)范要求，沉降、不均勻沉陷超標，導致承載能力不足、基礎破壞，影響整體穩(wěn)定。

10.閘下消能防沖設施損壞。閘下消能防沖設施損毀嚴重，不適應設計過閘流量的要求，或閘下未設消能防沖設施，危及主體工程安全。 

三.以案例對水庫除險加固改造工程金屬結構設計進行分析

1.黑河三道灣水電站地處甘肅省肅南裕固族自治縣境內，是黑河水能規(guī)劃的第六座梯級電站，距張掖市約150km。工程于2005年5月正式開工建設，2009年5月竣工發(fā)電。

工程的主要任務是發(fā)電，采用引水式開發(fā)。本電站由泄洪系統(tǒng)、引水發(fā)電系統(tǒng)及發(fā)電廠區(qū)三部分建筑物組成。電站總裝機容量112MW，單機容量2×45＋22MW。本工程為中型三等工程。 

黑河三道灣水電站在泄洪系統(tǒng)、引水發(fā)電系統(tǒng)等建筑物上布置金屬結構設備共計有閘門、攔污柵13扇，閘、柵槽埋件14套，啟閉、檢修設備10臺(套)，金屬結構設備工程量約1556t。

本電站水庫各特征水位分別為：校核洪水位：2372.41m，設計洪水位：2368.21m，正常蓄水位：2370.00m。 

2 泄洪系統(tǒng)金屬結構設計

泄洪系統(tǒng)由1孔正常溢洪洞、1孔非常溢洪洞和1孔泄洪排沙洞組成。在正常溢洪洞前設工作閘門1扇。為運行后維修工作閘門、埋件和水道考慮，工作閘門前設1扇疊梁檢修閘門；在非常溢洪洞前設工作閘門1扇。因非常溢洪洞不經常工作，故不設檢修閘門，如需檢修工作閘門時，將水庫水位放至堰頂以下進行檢修；在泄洪排沙洞進口設工作閘門1扇。為預防工作閘門發(fā)生事故時無法閉門，導致水庫放空，在工作閘門前設事故檢修閘門1扇。泄洪系統(tǒng)所有工作閘門均由液壓啟閉機操作，一門一機；正常溢洪洞疊梁檢修閘門由1臺壩頂單向門機配自動抓梁操作；泄洪排沙洞事故檢修閘門由1臺固定卷揚式啟閉機操作。

泄洪系統(tǒng)各閘門均以正常蓄水位2370.00m做為設計荷載進行結構設計。各閘門構件強度計算中考慮了地震動水壓力荷載，以預留不大于20％的強度裕度的方法來保證構件的強度安全。 

3.引水發(fā)電系統(tǒng)金屬結構設計 

引水發(fā)電系統(tǒng)在大壩右岸，發(fā)電洞全長約9316 m，后接發(fā)電廠房。在引水進水口的水道上設一道一字排列的3孔潛孔式攔污柵，柵后水道漸收窄，至豎井處設1扇潛孔式事故檢修門。事故檢修門可在洞中有事故時切斷水流，避免事故擴大，在檢修期為檢查、檢修洞身提供條件。

4.金屬結構及電氣設施更新改造 

針對黑河三道灣水庫金屬結構及電氣設施老化嚴重的問題，更換泄洪洞及灌溉洞進、出13共4扇鋼閘門，配合閘門更換，鑿除門槽二期混凝土重新澆筑。更換兩洞進口閘門配電及操作設備，增加兩洞出口閘門配電及操作設備。主要完成10kV架空線路0.7km，安裝75kVA變壓器l臺，低壓配電屏1面，動力配電箱1面，電力電纜(VV1kV3x25+1xlO)20m，電力電纜(VVlkV2xl0)360m，照明電線(BVV0.5kV2x4)150m等。 

5 金屬結構設計總結及評價 

黑河三道灣水電站工程金屬結構設備中的閘門、攔污柵及埋件設計遵循的規(guī)范為《水利水電鋼閘門設計規(guī)范》(SL74―95)。啟閉機、清污機要求制造廠按照《水利水電工程啟閉機設計規(guī)范》(SL41―93)進行設計制造。

承擔該工程所有金屬結構設備的制造廠具有水利水電工程閘門生產許可證并有多年工程使用的實例。

金屬結構設備中的閘門、攔污柵設計已在前面作了介紹，構件設計、校核荷載兩種工況均滿足規(guī)范的要求。按平面結構體系的方法進行計算，閘門的結構設計是安全的，經濟合理的。泄洪系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)的閘門設計考慮了各種泄洪工況，能滿足水工建筑物在泄洪時水道控制的各項要求。按規(guī)范要求閘門不得承受靜冰壓力，故泄洪系統(tǒng)的正常溢洪洞、非常溢洪洞工作閘門冬季應采取人工開鑿冰溝的方法，使閘門與冰層隔開。正常溢洪洞疊梁檢修閘門平時隱藏存放在門機交通橋下專設的門庫內，設計構思巧妙、緊湊，節(jié)省工程投資。 

四.除險加固的對策 

綜上所述, 為了能進一步了解病險庫的現(xiàn)狀, 為以后的治理提供可靠的依據, 必須抓住西部大開發(fā)、國家支助投入這個良好機遇。按國家的統(tǒng)一布置, 做好如下工作: 1.在原始資料方面

主管部門應統(tǒng)攬全局,做好如下幾個方面的工作:認真做好水庫的安全鑒定工作水庫的安全鑒定是水庫除險加固的最基礎的工作, 是水庫進行安全分類的依據。首先, 水庫安全鑒定應符合《大壩安全鑒定》和國家現(xiàn)行有關規(guī)范、標準的規(guī)定; 其次, 水庫的安全鑒定, 應由水庫管理單位按上述規(guī)定和相關的程序進行鑒定并上報備案。

2.做好水庫除險加固規(guī)劃編制工作

在水庫安全鑒定的基礎上, 針對水庫存在的主要問題, 按照先急后緩、重點突出的原則, 做好三、四類水庫的除險加固規(guī)劃, 做到有計劃、分期分批進行除險加固。

3.積極籌措資金, 分期分批完成除險加固對中、小型水庫進行除險加固, 除積極爭取國家支助投資外, 還應采取“政府投資, 群眾投工, 用足用好水利基金”的方式, 并落實好配套資金。同時, 加強施工管理, 嚴格落實“三制”, 保工程質量。在目前這種情況下, 一方面要抓住機遇,爭取國家支助, 另一方面要加強施工管理, 調動一切盡可能的技術力量, 加大前期工作力度和投入, 建議簡化和壓縮中間的咨詢、審查、審批環(huán)節(jié), 為方案實施贏得寶貴的時間。

4.在設計施工方面

應積極采用新技術、新材料、新工藝, 努力提高除險加固科技水平針對攔河壩、溢洪道、放水洞存在的不同問題,采取科學、經濟、合理的方法進行除險加固; 積極采用新技術、新材料、新工藝, 努力提高除險加固科技水平。攔河壩上游護坡翻新時, 建議死水位以下采用拋石護坡, 坡比1∶3.0～1∶4.0; 死水位以上采用鋼砼框格干砌石護坡。

壩體、壩基防滲采用砼、復合土工膜等技術可靠, 防滲效果好的材料和方法防滲。壩體內軟弱夾層含水量高、干容重小、抗剪強度低、承載力小, 對壩體穩(wěn)定不利; 當軟弱夾層分布范圍不大, 埋藏較淺, 宜全部清除; 當軟弱夾層較薄, 能在短時間內固結的, 可不必清除, 壩坡也不一定放緩; 若軟弱夾層分布范圍較大、埋藏較深, 可用壩體灌水泥粘土漿, 并設置砂井排水, 促使軟弱夾層固結。 

五.結束語

通過對病險水庫進行除險加固，消除了頭屯河水庫運行中的安全隱患，充分發(fā)揮了水庫的設計供水效益，為農業(yè)生產提供灌溉水源，也為人民生活用水和工業(yè)用水提供水源，同時為防御洪水災害發(fā)揮了重要作用，為本區(qū)域的經濟發(fā)展做出了重要貢獻。

參考文獻：

[1]劉志林．小型水庫土石壩的除險加固措施[J]．技術與市場，2011年05期． 

[2]滿廣生.水閘設計及閘室結構設計研究[J].科技資訊，2012. 

[3]李紅斌．淺談如何做好中小型水庫除險加固工程項目建設管理[J]．水利建設與管理，2009年10期．

[4]袁勤國，陳思翌．湖北省中小型水庫土石壩滲漏原因及防滲處理[J]．長江科學院院報，2009年S1期． 

篇7

水利行業(yè)較石油、化工、冶金、輕工業(yè)等行業(yè)應用自動化技術較晚，但隨著計算機技術、電子技術、通訊技術和系統(tǒng)工程等專業(yè)的高速發(fā)展，自動化技術已經廣泛應用于水文測報、洪水調度、大壩監(jiān)測、水質監(jiān)測、設備控制等水利建設的各個方面，大幅提升了水利現(xiàn)代化管理水平，為水利工程建設質量和投資效益提高發(fā)揮了巨大的作用。近些年，自動化技術以水利相關信息的自動采集和水力設施的自動控制為著力點，在陜西水利行業(yè)的應用趨勢明顯上升，各新建、改造水利工程在運行管理過程中生產效益顯著提高，勞動成本和強度明顯下降，但仍然存在一些問題。筆者根據自身從事自動化測控技術咨詢、設計、實施的經驗，針對水利工程自動化測控系統(tǒng)中存在的問題進行分析，并就自動化測控系統(tǒng)的建設和管理提出了合理建議。

2水利工程自動化發(fā)展現(xiàn)狀

2.1系統(tǒng)建設情況

由于自動化技術在石油化工行業(yè)應用早、范圍廣，因此水利行業(yè)實施自動化測控系統(tǒng)也大都以石油化工行業(yè)標準為依據，適用性欠佳。近些年，隨著自動化測控系統(tǒng)在水利工程中的普遍應用，水利部頒布了諸如《水資源監(jiān)控設備基本技術條件》（SL426—2008）、《水利水電工程自動化設計規(guī)范》（SL612—2013）、《水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范》（SL515—2013）等一系列標準規(guī)范，為陜西省在水利工程中配套建設自動化測控系統(tǒng)提供了堅實的理論依據。目前，陜西省新建、改造水利工程大都配備了自動化測控系統(tǒng)，各工程普遍都包括數據監(jiān)測系統(tǒng)、設備控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、通信網絡系統(tǒng)和計算機監(jiān)控調度系統(tǒng)。

2.1.1系統(tǒng)主要配置

除前文提到的必不可少的五大系統(tǒng)外，一般還會根據工程實際情況增加繼電保護系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)、衛(wèi)星校時系統(tǒng)等，下面主要對五大系統(tǒng)進行介紹。計算機監(jiān)控調度系統(tǒng)：位于值班室或中控室，包含工業(yè)監(jiān)控計算機、操作臺等硬件設備和監(jiān)測與控制系統(tǒng)及數據庫等軟件。通信網絡系統(tǒng)：主要是采用以太網、GPRS/3G運營商網絡、數傳電臺、衛(wèi)星通道等途徑將計算機調度系統(tǒng)各個子系統(tǒng)或其他系統(tǒng)進行互聯(lián)，以達到采集數據、控制設備、共享數據等目的。數據監(jiān)測系統(tǒng)：主要指的是用于數據采集的前端儀表，如：流量計、液位計、溫度計、閘位計等，這些設備的集成化程度往往根據具體的工程需求進行選擇，一般儀表監(jiān)測的數據都會進入PLC、RTU等設備。設備控制系統(tǒng)：現(xiàn)地控制單元與PLC、RTU共同組成該部分，向上提供設備運行狀態(tài)信號，向下向設備下達運行命令。視頻監(jiān)控系統(tǒng)：該系統(tǒng)普遍由硬盤錄像機和前端視頻監(jiān)控攝像機構成，既可獨立運行，也可嵌入到整個系統(tǒng)中。

2.1.2系統(tǒng)應用軟件

自動化測控系統(tǒng)的核心在于計算機調度系統(tǒng)中的應用軟件，該軟件一般采用已經產品化的組態(tài)軟件進行二次開發(fā)，實現(xiàn)與下位機進行通訊、展現(xiàn)工藝流程、采集監(jiān)測數據并存儲、遠程控制設備、異常情況報警、歷史數據查詢等功能。

2.2系統(tǒng)運行管理情況

目前，就筆者接觸到的大部分水利工程而言，在自動化測控系統(tǒng)建成后，普遍都能有效改善運行管理環(huán)境，減少運行管理人員，為實現(xiàn)水利工程的“無人值班（少人值守）”創(chuàng)造了條件，發(fā)揮了積極的作用。

（1）通過自控系統(tǒng)的建設，水利工程運行管理單位也都建立了自控系統(tǒng)管理制度及操作流程，為現(xiàn)場操作提供了指導。

（2）針對自控系統(tǒng)的運維，各運維單位都設立了自控系統(tǒng)運行管理隊伍，但基本都是日常值班隊伍，且大都只知操作，不知維護。

（3）由于自控系統(tǒng)建設水平參差不齊，部分工程存在實際運行與預期相差較遠，存在著重建設輕應用的現(xiàn)象，最終導致自控系統(tǒng)有可能不能完全發(fā)揮作用。

（4）由于水利行業(yè)的特殊性，部分工程只有在豐水期才會正常運轉，自控系統(tǒng)的使用也就變得不是那么頻繁，造成了自控系統(tǒng)長期擱置，缺乏養(yǎng)護，導致部分元器件失靈的情況發(fā)生。

3存在的主要問題

縱觀自控系統(tǒng)在水利工程中的應用情況，主要存在以下方面的問題：

（1）水利自動化投資受限

很多水利工程在規(guī)劃、設計之初都有自控系統(tǒng)的考慮，但后期往往由于整體工程投資受限，不得不將自控系統(tǒng)的投資進行壓縮，從而使得部分功能或設備缺失，導致整個自控系統(tǒng)自動化程度降低，這種現(xiàn)象在中小工程或地方投資的項目中十分常見。

（2）招投標環(huán)節(jié)存在不足

水利自動化工程的設備和技術相對更新較快，設計單位只提工程量清單，且該部分工程往往包含在主體工程的某個標段中。自控系統(tǒng)的詳細設計大都在開工后由分包施工單位承擔，這就造成了自控系統(tǒng)的設計與實施缺乏審查、監(jiān)管，存在隨意性較大，不能完全保證工程質量的問題。

（3）施工過程缺乏有效監(jiān)督

水利工程自動化在施工過程中，要么由分包標段監(jiān)理單位進行監(jiān)理，要么沒有監(jiān)理，而無論那種情況，都存在著沒有自控專業(yè)的監(jiān)理人員，缺乏對整個施工過程的有效監(jiān)督。

（4）質量驗收評定標準難把握

在工程驗收時，由于缺乏自控系統(tǒng)的具體驗收標準而難以具體操作，質量評定單位和業(yè)主往往只能從儀表、設備的數量、外觀、安裝等方面進行驗收，很難深入到具體功能和突況預警等方面，這給施工單位偷工減料留有了空間。

（5）自控系統(tǒng)缺乏有效維護

工程驗收、整體移交后，運營單位沒有專業(yè)的技術團隊來維護自控系統(tǒng)，當初的施工單位也很難及時到位，因此，自控系統(tǒng)長期處于缺乏維護狀態(tài)，導致部分設備性能或指標下降，從而有可能會致使整個自控系統(tǒng)癱瘓。

4建議及對策

為了保證水利投資充分發(fā)揮效益，水利自動化系統(tǒng)除了要建設好之外，更要管理好，解決這些問題還需要很長的一個過程，筆者根據以上問題提出了一些建議：

（1）在工程招投標環(huán)節(jié)加強資質管理

在包含有自動化系統(tǒng)的水利工程中，嚴格劃分標段，可以將自動化測控系統(tǒng)單獨成標，強化資質要求，例如可以同時要求具有系統(tǒng)集成資質和水利行業(yè)資質，因為這兩類資質內容都包含有自控系統(tǒng)的相關部分。

（2）工程建設中嚴格執(zhí)行第三方檢測機制

水利工程自動化工程監(jiān)測相比較傳統(tǒng)檢測機構和技術而言，起步較晚，且自動化工程質量檢測及管理目前還處于缺失狀態(tài)，研究出臺相關檢測及驗收的技術規(guī)范勢在必行，重要的工程還要實行第三方檢測。

（3）加強崗位相關培訓

在基層單位管理人員中開展自動化專項技術培訓，通過操作培訓及考核保證基層員工都能勝任崗位，激發(fā)工作人員學習熱情，加強其掌握技能的能力，保證自動化系統(tǒng)的使用及后期維護。

（4）依托水利行業(yè)信用市場建設，逐漸規(guī)范市場

篇8

關鍵詞：塑性混凝土防滲墻水庫除險加固應用

中圖分類號：TU377.4 文獻標識碼： A 文章編號：

1 工程概況

靠山屯水庫座落在義縣西南部，留龍溝鄉(xiāng)靠山屯村南，系小凌河流域黑山廟河中下游峽谷地帶的水利樞紐工程，距義縣城45km。是一座以防洪、灌溉、養(yǎng)魚綜合利用為一體的中型山谷水庫，水庫設計總庫容1593 萬m3，設計洪水位139.01m，校核洪水位141.28m，正常高水位（防洪限制水位）135.30m，死水位129.57m，死庫容51.60萬m3。

水庫主要由大壩、溢洪道和輸水洞組成，壩體為均質土壩, 全長180m ,壩頂寬6m ,上游壩坡1∶3 ,下游壩坡1∶2.7 。庫區(qū)由天然的構造剝蝕洼地構成, 形狀不規(guī)則。庫區(qū)地層巖性主要中元古界薊縣系霧迷山組白云巖組成,水庫在多年運行后大壩壩基的松散的砂礫層嚴重滲水，部分壩段出現(xiàn)明顯的滲漏積水, 壩后土壤次生鹽堿化、沼澤化嚴重, 直接威脅大壩安全和正常效益的發(fā)揮,被水利部列為病險庫。

靠山屯水庫除險加固工程對壩體防滲選用薄壁抓斗塑性混凝土防滲墻技術, 防滲墻軸線位于壩軸線偏上游, 全長180m , 墻頂高程139.51m , 墻體有效厚度0.4m , 塑性混凝土防滲墻底部至弱風化巖上部。塑性混凝土防滲墻平均深8m , 最深達23 m , 本工程共建混凝土防滲墻3128.9m2 。

混凝土防滲墻的主要設計指標為:抗壓強度達到5MPa ~6MPa, 彈性模量1500 MPa，滲透系數1×10-7cm/s。塑性砼墻配合比采用二級配, 水泥采用32.5MPa 普通硅酸鹽水泥。

2 塑性混凝土防滲墻施工工藝

2.1 挖槽準備

1) 布置施工平臺及導向設施，抓斗施工平臺設置在壩頂, 因壩頂寬度為6m , 壩前土護坡1∶3, 為滿足施工要求，將壩頂下挖1米，使防滲墻施工的工作平臺寬度達到12m并壓實。挖掘機挖導槽，C15混凝土澆筑導墻，導墻壁寬0.5m，高0.6m，間距0.5m。

2) 槽段劃分及施工順序

根據靠山屯水庫的地質情況, 單個槽孔長度為7m , 采用間隔槽段造孔。槽孔總長180m , 分為26個槽段, 分Ⅰ、Ⅱ序槽段分段造槽, 采用“抓鑿法”, Ⅰ序槽段和Ⅱ序槽段連接即形成連續(xù)的垂直防滲墻。

3) 泥漿準備

泥漿用于支承孔壁、穩(wěn)定地層、懸浮沉渣,同時向槽兩側地層滲透的泥漿以及槽兩側邊壁形成的泥皮還起到輔助截滲的作用。

泥漿拌制采用ZJ – 400L 型高速泥漿攪拌機3臺, 供漿泵3PNLG型2臺，由泥漿站至施工槽段，鋪設直徑75mm鋼管用于輸送泥漿，另按澆筑槽孔的位置鋪設可移動的直徑75mm管路，用于槽段澆筑時回收泥漿，管路始端分別安設相應的泥漿泵。

泥漿材料選用膨潤土, 泥漿性能指標為：濃度大于4.5%，密度小于1.1g/cm3,粘度大于25s，泥皮厚度小于1.5mm。成槽過程中, 對槽段采取必要的防護, 防止廢漿、廢渣、雜物進入槽內, 引起泥漿性能的改變。為防止離析、沉淀、保持性能指標均一, 槽段內泥漿液面保持在槽口板頂面以下30～50cm 的范圍內。

2.2 成槽方法

槽孔分兩序施工, 先施工Ⅰ序槽、再施工Ⅱ序槽。Ⅰ、Ⅱ序槽段均采用三抓成槽, 即Ⅰ序槽先抓取兩側單元, 再抓取中間單元; Ⅱ序槽先抓取中間單元, 再抓取兩側單元。

1) 槽孔寬度和槽孔分段長度

槽孔寬度不小于400mm , Ⅰ、Ⅱ序槽段采用接頭管法相連, 槽孔長度采用7m。

2) 槽孔中心線與垂直度

各槽孔中心線位置在設計防滲墻軸線上。槽孔壁面保持平整垂直, 防止偏斜, 孔斜率不大于4‰。成墻段無探頭石和波浪形小墻等。Ⅰ、Ⅱ序槽孔接頭管中心線在任一深度的偏差值應能保證滿足設計要求。抓斗上下升降過程中保持平穩(wěn), 避免左右擺動。主機要倒退行駛, 不允許在已成槽部位上行駛, 以免孔壁坍塌。

3) 槽孔深度

為了掌握地層巖性及確定防滲墻底線高程,沿防滲墻軸線每間隔20m 布設一個先導孔, 針對局部地段地質條件變化大的部位進行適當加密。先導孔采用XY—2 型取芯鉆機進行施工,根據芯樣整理資料確定槽孔底線高程并報監(jiān)理單位批準, 以指導施工。

4) 終孔

槽孔終孔后, 施工方及時對孔位、孔深、槽孔長度、寬度及孔斜等施工質量進行自檢,自檢合格后報監(jiān)理單位驗收, 驗收合格后進行下一道工序的作業(yè)。

2.3 防滲墻混凝土配合比及材料

1) 防滲墻為塑性砼墻體,抗壓強度5.0Mpa~6.0Mpa。

2) 混凝土入槽時的坍落度為18～22cm ,任何情況下不得低于15cm; 擴散度為34 ～40cm; 混凝土的初凝時間不小于6h , 終凝時間不大于24h 。

3) 水泥選擇32.5MPa 普通硅酸鹽水泥, 混凝土骨料選擇，中粗砂；礫石粒徑5mm~20mm的天然骨料。膨潤土選用附近膨潤土廠的產品。

2.4 墻體混凝土澆筑成槽后,采用直升導管法于泥漿下澆筑混凝土。

1) 砼拌和及運輸

在施工現(xiàn)場設置一套混凝土攪拌系統(tǒng)進行混凝土拌制，嚴格按配合比對混凝土進行配料和拌制，拌制時間和程序均由試驗確定。

混凝土運輸采用3臺3m3混凝土攪拌運輸車，在運輸過程中盡量縮短時間，不使混凝土產生離析、漏漿。

2) 混凝土澆筑

澆筑導管沿槽孔軸線布置, 相鄰導管的間距不大于3.5m , Ⅰ序槽孔兩端的導管距孔端應小于1.5m , Ⅱ序槽孔兩端的導管距孔端應小于1.0m。安裝導管時, 導管底部出口與孔底板距離不得大于25cm , 并不大于1.5 倍導注塞的直徑, 如孔底高差大于25cm , 則將導管中心放在該導管控制范圍內的最低處。澆筑前, 每個導管均下入可浮出漿面的導注塞, 堵塞導管底口。

澆筑導管內徑采用25cm , 澆筑前導管應進行密閉承壓試驗。導管開始澆筑時, 先下入導注塞, 將導注塞壓到導管底部, 將管內泥漿擠出管外。然后將導管稍微上提, 使導注塞浮出, 一舉將導管底端被混凝土埋住, 保證后續(xù)澆筑的砼不致與泥漿摻混。槽孔砼澆筑嚴格遵循先深后淺的順序, 從最深的導管開始, 由深到淺依次開澆,直至全槽砼面基本澆平以后, 再全槽均衡上升。澆筑過程中, 保持導管埋入砼的深度為2~4m , 維持全槽砼面均衡上升, 控制其高差在0.5m 范圍內。每30min 測量一次槽孔砼面, 每2h 測定一次導管內砼面, 在開澆和結尾時適當增加測量次數; 槽孔內砼面上升速度大于2m/ h , 并連續(xù)上升到設計高程; 澆筑過程中作好砼面上升的記錄, 防止堵塞、埋管、導管漏漿和泥漿摻混等事故的發(fā)生。在砼澆筑時, 按要求在出機口和槽口入口處隨機取樣, 檢驗砼的物理力學性能指標, 不合格砼嚴禁入槽。

3) 相鄰槽孔混凝土采用接頭管法。接頭管采用25t汽車起重機起吊接頭管，對準端孔中心，垂直徐徐下放。要準確掌握起拔時間，起拔過早，混凝土尚未達到一定強度，就會出現(xiàn)接頭孔縮孔和垮塌；起拔時間過晚，接頭管表面與混凝土的粘結力使摩擦力增大，增加了起拔難度，甚至接頭管被鑄死拔不出來，造成重大事故。

3 特殊情況處理

1) 在成槽過程中, 對固壁泥漿漏失量作詳細測試和記錄, 以便及時發(fā)現(xiàn)問題, 作好堵漏和補漿準備, 并查明原因, 采取措施進行處理。根據實際施工情況, 在固壁泥漿性能指標基本滿足要求的前提下, 適當調整泥漿配比,并適當放緩挖槽速度, 待固壁泥漿漏失量正常后再恢復下沉抓槽。

2) 當出現(xiàn)塌孔時, 應盡快補充大比重泥漿, 以穩(wěn)定孔壁; 回填適量的渣土, 平衡孔壁土壓力; 向孔內加入粘土、鋸末、水泥等, 確?？妆诜€(wěn)定和槽孔安全。

4 結語

水庫除險加固后, 現(xiàn)場觀察表明, 大壩下游的沼澤情況已經顯著改觀, 原沼澤區(qū)地面干燥并出現(xiàn)大面積鹽堿; 大壩監(jiān)測成果顯示, 壩體浸潤線比除險前已顯著降低, 說明防滲墻已起到顯著的作用。塑性混凝土因其彈性模量低,極限應變大, 使得塑性混凝土防滲墻在荷載作用下, 墻內應力和應變都很低, 可提高墻體的安全性和耐久性; 而且施工方便, 節(jié)約水泥,降低工程成本, 較剛性混凝土在力學特性上具有顯著優(yōu)點, 因此具有廣闊的發(fā)展前景。

作者簡介：姓名：孫凱 出生：1976年5月9日 性別：男 籍貫：遼寧省綏中縣 工作單位：綏中縣水利局 職稱：工程師 學歷：本科 研究方向：水利工程施工。

參考文獻：

[1]黃河水利委員會勘測規(guī)劃設計研究院．碾壓式土石壩設計規(guī)范SL274-2001．中國水利水電出版社，2002

篇9

    關鍵詞:WTO 水環(huán)境 節(jié)水灌溉 標準化

    1 前 言

    標準化工作是我國社會主義市場經濟體制逐步完善的必要條件之一,是我國經濟結構戰(zhàn)略性調整、實現(xiàn)科技創(chuàng)新和產業(yè)升級的技術支撐,也是我國加入WTO后應對技術性貿易壁壘的重要手段。我國標準化工作經過幾十年的建設,特別是改革開放20多年的發(fā)展,建成了一套基本上滿足我國經濟和社會發(fā)展需要的標準體系,為促進國民經濟和社會發(fā)展發(fā)揮了積極作用。但是面臨我國經濟結構的戰(zhàn)略性調整和加入WTO的新形勢,我國標準化工作仍然存在著不適應新形勢要求的一些突出問題,特別是如何適應發(fā)展國際貿易和服務國際貿易的需要,如何與國際慣例接軌,是擺在我國標準化工作面前的新課題。據統(tǒng)計,20世紀90年代國際貿易中的非關稅壁壘已達1000種以上,其中技術性貿易壁壘約占非關稅壁壘的60%~70%。技術性貿易壁壘主要表現(xiàn)在技術法規(guī)、標準和合格評定程序方面,正日益成為調節(jié)國際貿易的杠桿,成為最難對付的貿易障礙。

    2002年元月科技部召開的全國科技會議提出,要實施人才、專利、技術標準三大戰(zhàn)略,并將“重要技術標準”列入2002年要實施的12個重大科技專項之中;9月在成都舉行的中國科協(xié)學術年會上,加入WTO后的對策研究成為年會的主題和與會專家學者關注的焦點。這些都充分說明了加入WTO后開展技術標準研究的重要性。

    加入WTO,意味著我國將在更大范圍內和更深程度上參與經濟全球化進程,融入世界經濟主流。按照WTO國際規(guī)則運作,無疑這會對我國各個部門、各個行業(yè)帶來強大的沖擊和深遠的影響。水環(huán)境和節(jié)水灌溉作為我國水利部門(行業(yè))中的領域,當然也不例外。

    2 中國水環(huán)境和節(jié)水灌溉標準化概況

    2.1 水環(huán)境

    環(huán)境標準是評價環(huán)境質量優(yōu)劣程度和企業(yè)環(huán)境污染治理好壞程度的尺度,也是相關行業(yè)環(huán)境保護主管單位進行環(huán)境管理、監(jiān)督執(zhí)法的基礎依據,是我國環(huán)境保護法規(guī)的具體化、指標化,是貫徹實施我國各項環(huán)境保護管理制度的標準依據。無論是環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境治理、環(huán)境評價、取水許可、排污收費、環(huán)境技術開發(fā)和產品生產等活動,都離不開環(huán)境標準作依據。

    水環(huán)境保護是環(huán)境保護的重中之重,水利系統(tǒng)經過努力,現(xiàn)已建成了以251個水環(huán)境監(jiān)測中心為核心,2861個各類水質監(jiān)測站點為基礎,覆蓋全國江河湖庫的水質監(jiān)測網絡體系;已有51家水環(huán)境監(jiān)測中心的實驗室通過了國家級計量認證,占水利系統(tǒng)質檢中心的61.4%,它包括了部、省、區(qū)域和流域的水環(huán)境監(jiān)測中心。

    2.1.1 水環(huán)境法律法規(guī)與規(guī)章等

    建國以來特別是黨的以來,頒布了一系列的相關水環(huán)境法律法規(guī)、部門規(guī)章及規(guī)范性文件等,這些均為水環(huán)境標準的貫徹落實與執(zhí)行提供了執(zhí)法依據。主要的法律法規(guī)有《中華人民共和國水法》、《中華人民共和國環(huán)境保護法》、《中華人民共和國水污染防治法》、《中華人民共和國水土保持法》、《中華人民共和國防洪法》等法律和法規(guī)。

    主要的行政法規(guī)及法規(guī)性文件有《中華人民共和國河道管理條例》、《中華人民共和國水污染防治法實施細則》、《中華人民共和國水土保持法實施條例》、《建設項目環(huán)境保護管理條例》、《淮河流域水污染防治暫行條例》等。

    主要的部門(地方)規(guī)章及規(guī)范性文件有《飲用水水源保護區(qū)污染防治管理規(guī)定》、《污水處理設施環(huán)境保護監(jiān)督管理辦法》、《珠江河口管理辦法》、《水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網絡管理辦法》、《水利部水文設備管理規(guī)定》、《境內黃河流域水污染防治條例》等。

    為了貫徹落實國務院《建設工程質量管理條例》,《工程建設標準強制性條文》(水利工程部分)已正式,共6篇21章742條,其中第六篇 水環(huán)境影響評價與監(jiān)測 共2章24條。第1章水環(huán)境影響評價,共有強制性條文8條,摘自《水利水電工程環(huán)境影響評價規(guī)范》SDJ302-88(試行)和《江河流域環(huán)境規(guī)劃環(huán)境影響評價規(guī)范》SL45-92。第2章水環(huán)境監(jiān)測,共有強制性條文16條,摘自《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》SL 219-98、《水質采樣技術規(guī)程》SL 187-96和《灌溉與排水工程設計規(guī)范》GB 50288-99。

    2.1.2 水環(huán)境標準體系

    水環(huán)境標準體系是對水環(huán)境標準工作全面規(guī)劃、統(tǒng)籌協(xié)調相互關系,明確其作用、功能、適用范圍而逐步形成的一個完整的管理體系。我國水環(huán)境標準體系,可概括為“六類三級”,即水環(huán)境質量標準、水污染物排放標準、水環(huán)境衛(wèi)生標準與水環(huán)境基礎標準、水監(jiān)測分析方法標準和水環(huán)境標準樣品標準六類,與國家級標準、行業(yè)標準和地方標準三級。

    國家水環(huán)境質量標準、水污染物排放標準、水環(huán)境衛(wèi)生標準是強制性標準,其它的水環(huán)境標準為推薦性標準。截止到2001年9月底為止,由國家環(huán)保總局主管頒布的水環(huán)境國家標準370項(不包括水環(huán)境衛(wèi)生標準),占環(huán)境保護國家標準總數的65.3%,可見水環(huán)境標準在整個環(huán)境保護標準中的地位。水環(huán)境衛(wèi)生方面至少有國家標準10多項。

    水利部頒布水環(huán)境行業(yè)標準55項,其中水利部系統(tǒng)的國家級標準物質(二級)29項,水質分析測定方法21項,水質采樣標準2項,水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范1項,水環(huán)境檢測儀器、設備校驗方法1項,地表水資源質量標準1項。擬編標準9項,起草標準1項,征求意見1項,送審標準1項。

    此外,制定水環(huán)境行業(yè)標準的相關部門還有建設部、國土資源部等。建設部頒布城市供水、生活飲用水方面的標準10多項,國土部頒布了地下水檢驗監(jiān)測方面的標準等。而在“水利技術標準體系表”中,水利工程中的供水節(jié)水專業(yè)門類所列13項標準中,只有1項已頒,其余12項一半仍處于擬編狀態(tài)。

    2.2 節(jié)水灌溉

    國家、地方和各部委的節(jié)水灌溉方面的法規(guī)、條例、規(guī)章有:中華人民共和國水法、國務院關于進一步加強農田水利基本建設的通知、灌區(qū)管理暫行辦法、取水許可制度實施辦法、高標準節(jié)水灌溉示范項目建設管理辦法、農業(yè)節(jié)水灌溉條例等。

    《工程建設標準強制性條文》(水利工程部分)中,涉及節(jié)水灌溉領域的有3本標準共17個條文,即節(jié)水灌溉技術規(guī)范、泵站施工規(guī)范、泵站設計規(guī)范。在進行節(jié)水灌溉工程建設中,必須強制執(zhí)行這些條文。

    《強制性條文》的,有力地維護了國家和人民群眾的利益,推動了水行政主管部門對水利工程建設活動的過程和環(huán)節(jié)的技術控制,有利于整頓和規(guī)范水利工程建設市場秩序,有利于提高水利工程的建設質量。它的與實施,是進行標準體制改革的切入點,是向建立由強制性的水利技術法規(guī)與自愿采用的技術標準相結合的新體制邁出的關鍵性的一步。

    節(jié)水灌溉標準的制定有水利系統(tǒng)、農業(yè)系統(tǒng)和機械系統(tǒng)等,其標準種類分為國家、行業(yè)、地方與企業(yè)標準等4類。根據最近出版的“水利技術標準匯編 灌溉排水卷”統(tǒng)計(截止到2001年12月底),已有該方面的標準119項,其中國家標準(GB)25項,水利行業(yè)標準(SL)37項,機械行業(yè)標準(JB)57項。119項標準中農用泵標準51項,占總標準數量的42.8%,節(jié)水設備與材料標準44項,占40.0%。

    2002年8項農業(yè)灌溉設備國家標準批準,從8月1日起實施,8項標準的名稱如下:

    ·農業(yè)灌溉設備 灌溉閥的壓力損失試驗方法 (GB/T 18688-2002)

    ·農業(yè)灌溉設備 小型手動塑料閥(GB/T 18689-2002

    ·農業(yè)灌溉設備 過濾器 網式過濾器(GB/T 18690.2-2002

    ·農業(yè)灌溉設備 過濾器 自動清洗網式過濾器(GB/T 18690.3-2002)

    ·農業(yè)灌溉設備 止回閥 (GB/T 18691-2002)

    ·農業(yè)灌溉設備 直動式壓力調節(jié)器(GB/T 18692-2002)

    ·農業(yè)灌溉設備 浮子式進排氣閥(GB/T 18693-2002)

    ·農業(yè)灌溉設備 非旋轉式噴頭技術要求和試驗方法(GB/T 18687-2002)

    在“水利技術標準體系表”中,水利工程中的灌溉排水專業(yè)門類所列50項標準中,30項已頒,其余處于起草、擬編狀態(tài)。需要注意的是國家標準中水利系統(tǒng)制定的僅有3項,即灌溉與排水工程設計規(guī)范(GB 50288-99)、泵站設計規(guī)范(GB/T 50265-97)與噴灌工程技術規(guī)范(GBJ 85-85)。

    節(jié)水灌溉標準的分類,在“水利技術標準體系表”中是按綜合技術、規(guī)劃、設計、施工、管理、材料、試驗、設備劃分的。也有按綜合、工程、管理與材料設備或工程、產品、方法、基礎與環(huán)保劃分的。

    3 加入WTO對水環(huán)境與節(jié)水灌溉標準化的影響 

    3.1 加入WTO對水環(huán)境與節(jié)水灌溉標準化的機遇 

    首先有利于促進思想觀念轉變,提高我國國民的水環(huán)境保護與節(jié)水灌溉意識。加入世界貿易組織,可促進我們的思想觀念進一步轉向市場經濟軌道,加快國內各項法律制度的建立或完善,使我國水環(huán)境與節(jié)水灌溉標準化進一步與世界接軌。 

    現(xiàn)在,許多國際環(huán)境條約、公約都把貿易措施作為保護環(huán)境的一個重要手段,規(guī)定了相關貿易條款,控制跨國界的污染轉移,保護候鳥、魚、海洋動物以及瀕危物種及其它們所處的棲息地,控制危險產品和物質的危害,保護全球生態(tài)環(huán)境。 

篇10

工程穿越區(qū)地處內蒙古高原向華北平原的過渡帶，位于陰山山脈東段支系大馬群山和燕山山脈北側余支交匯部位，屬于冀西北山間盆地單元的火山巖及古老變質巖隆起形成的中、低山及沖蝕黃土峁、黃土臺地地貌小單元，山脈走向多呈北東向，山體多為渾圓型，個別呈陡峻的倒“V”型。表層覆蓋碎石土、黃土、黃土狀土、輕粉質壤土、植被土等地層。管道沿線溝谷山地相間，一般溝谷多呈“U”型，溝寬3～150m，相對溝深20～180m。地層巖性主要為：①太古界桑干群（Ars）；②太古界桑干群（Arh）；③燕山期花崗巖（γ25）；④侏羅系張家口組（J3z）；⑤第四系上更新統(tǒng)坡洪積（Q3dl+pl）；⑥第四系全新統(tǒng)坡洪積（Q4dl+pl）；⑦第四系全新統(tǒng)沖洪積（Q4al+pl）。工程穿越區(qū)主要跨越兩個Ⅳ級構造單元，為一級構造單元中朝準地臺（Ⅰ2）、內蒙臺背斜（Ⅱ12）、Ⅲ級構造單元分別為冀北陷斷的Ⅳ級構造單元驛馬圖—貓峪臺凸，以及山西臺背斜（II級）之冀西陷斷的宣龍復式向斜（IV62）的崇禮凸起。兩個II級構造單元的分界線以尚義—赤城深斷裂為界。工程穿越區(qū)屬溫帶大陸性季風氣候，常年風多雨少，氣候變化無常，多年平均降水量426.8mm，大部分集中在6～9月，多年平均氣溫7.5℃。管線沿路標準凍深1.5～2.3m，山陰坡局部地段最大凍深可達2.5m。

2工程設計

本工程供水對象重要性屬中等。根據SL252—2000《水利水電工程等級劃分及洪水標準》的規(guī)定，并根據工程的重要程度，確定工程等別為三等，相應的管線、泵站等建筑物確定為3級，其他的附屬構筑物和次要建筑物為4級，地震設計烈度為7°。

2.1取水口設計

工程取水自云州水庫，云州水庫位于張家口市赤城縣云州鎮(zhèn)北3km處，距赤城縣城20km，系潮白河主要支流白河上的一座以防洪為主，結合灌溉、發(fā)電的大（II）型水利樞紐工程。水庫大壩位于兩山中間，兩岸山勢陡峻。庫區(qū)呈“Y”字形，被中間山丘分隔成左（東）、右（西）兩個庫區(qū)。供水目標位于水庫以西，大壩右岸附近山勢陡峻，大壩上游600m以上右?guī)彀兜貏菹鄬ζ骄?。結合云州水庫地形情況，取水口位置考慮3個方案。

2.1.1方案1

利用云州水庫主壩下部的發(fā)電輸水洞新設取水豎井，豎井內設置檢修閘門，供電站和工作閘門使用，豎井處地質為弱風化花崗巖。在豎井內閘門前的側壁上設洞口并開挖850m長隧洞引水至一級泵站，隧洞圍巖為弱風化花崗巖，級別為Ⅲ級。直接費1700萬元。工程布置相對復雜，需設置豎井與發(fā)電輸水隧洞連接，后再設引水隧洞。該方案投資小，受水庫水位及沖淤變化的影響小，施工條件相對便利，工期較短，且不需設置圍堰。但運行管理需與水庫調度管理交叉，管理不方便，且豎井位于右壩肩，豎井施工爆破對壩肩有一定影響。3.1.2方案2將取水口設在庫區(qū)內一沖溝匯入處，采用隧洞式取水口，泵站布置在岸邊，通過設置引水箱涵連接取水口和泵站前池，地層以碎石土為主。為施工方便，利用引水渠將泵站前池與庫區(qū)連通，先行施工泵站附近工程，利用泵站部分與庫區(qū)間的岸坡作為圍堰，待泵站主體工程完工后，再根據水位降落情況陸續(xù)開挖引渠。直接費2500萬元。該方案工程布置相對簡單，運行管理明確，與水庫管理交叉少。但取水口受水庫及沖溝淤積影響嚴重，且不具備沖沙條件，施工中受水位影響大，引水渠開挖和襯砌仍需布置圍堰，沖溝處水保措施復雜。

2.1.3方案3

將取水口設在庫區(qū)內，采用壓力墻式進水口，泵站布置在岸邊，通過開挖岸坡形成進口段，進口段與泵房間設進水室，進水室內設置檢修閘門、攔污柵及格網，地層以碎石土為主。為滿足施工要求，按正常蓄水位高度修筑施工圍堰。直接費2100萬元。該方案取水口避開沖溝，受淤積及沖溝洪水影響??；取水口結構簡單，施工難度小；工程區(qū)相對獨立，施工對水庫影響最?。贿\行管理單一，隸屬關系明確，管理方便等。最不利因素為圍堰填筑，但結合開挖可采用筑島圍堰法加快施工進度。經綜合比較，取水口確定為方案3，即岸邊式泵站。

2.2泵站級數確定

按照CECS193—2005《城鎮(zhèn)供水長距離輸水管（渠）道工程技術規(guī)程》，當水泵加壓總揚程大于90m時，應通過技術經濟比較，選擇加壓級數。根據地形條件及總體布置，分水口位置高程1356.0m，與取水口最低水位1026.67m相比，揚水干管幾何高差329.33m，需設置多級泵站。揚水支管揚至滑雪場，末端高程2055.0m，與分水口高程相比，幾何高差699m，需設置多級泵站。單級泵站揚程根據管道現(xiàn)有技術條件、供水對象、運行情況等因素確定。根據現(xiàn)有技術條件情況，單級泵站揚程在100m左右是安全且經濟的。從供水對象上分析，干線泵站供水對象重要性及要求的安全系數相對較高。支管供水對象只有滑雪場，供水對象單一且為間歇引水，有充足的檢修時間，安全系數可相對低些，且?guī)缀胃卟钶^高。從運行管理角度分析，泵站級數越少，管理越方便，泵站工程投資越少。同時，考慮運行檢修的方便及備品備件的綜合使用，多級泵站的揚程接近甚至一致是最利于運行管理的。綜合分析，結合工程線路選擇，并考慮泵站站址的局限性，確定干線設4級泵站，支線設6級泵站。

2.3隧洞布置

管道沿線需穿越幾個小分水嶺，若沿山體鋪設管道則會增加泵站揚程，且水錘作用大，不安全也不經濟。因此，在線路選擇時布置了3條隧洞，其中揚水干線布置2條，揚水支線布置1條?？紤]工程的運行安全和施工空間要求，均為無壓隧洞，縱坡為1/5000。隧洞采用城門洞型，為減少滲漏，過水斷面均采用鋼筋混凝土襯砌，標準斷面襯砌后隧洞寬1.8m。揚水干線兩條隧洞分別長6.02km和1.24km，揚水支線隧洞長0.92km。揚水干線1號隧洞最長，且山體高厚，隧洞布置成直線則不具備布置施工支洞的條件。根據多次踏勘，在樺嶺溝位置處有一沖溝，洞頂埋深小，具備布置施工支洞或出露地面的條件。為了加快施工進度，1號隧洞在進、出口間以折線布置，隧洞長5.9km，連接涵洞長120m。此布置雖使隧洞長度增加200m，但施工最長進洞長度由2.9km減小到1.5km，工期和施工費用大大減小。隧洞進、出口盡量選擇在了土體自穩(wěn)條件較好、挖方量小、汛期安全的地段，并采用明洞、管棚等保護措施后進洞，同時采取洞臉噴錨和漿砌塊石護坡等加固措施，做好洞臉及地面排水、洞口防洪等設施。根據地形地質條件，經多次比選，除揚水干線1號隧洞進口為土洞外，其他洞口均為巖石洞口，洞口采用噴錨支護。

2.4調壓塔的設置

干線1號隧洞出口設計水位1279.51m，后接3053m長DN800mm管道至干線4級泵站，根據地形條件，水泵中心高程確定為1263.5m。為防止溢流并充分利用水頭，4級泵站內不再設置清水池，直接利用1號隧洞做為泵站的前池。由于吸水管長，類似于一個串聯(lián)泵站，根據GB50265—2010《泵站設計規(guī)范》中第9.1.8條“串聯(lián)運行的水泵，其設計流量應接近，串聯(lián)運行臺數不宜超過2臺，并應對第二級泵的泵殼進行強度校核。”的要求，經咨詢水泵廠家，泵殼吸水側最高承受的水頭為30m，經計算，停泵時吸水管內的最高壓力水頭大于允許值，因此，此種布置運行不安全。為了解決此問題，在干線4級泵站內設置了溢流式調壓塔，將吸水管長度變?yōu)?0m，降低了吸水管內的水錘壓力，保證了水泵的安全運行。調壓塔為鋼筋混凝土矩形結構，尺寸為6m×8m×13.5m（寬×長×高），積600m，塔內設置溢流口，溢流水位1281.75m，溢流后的水通過DN800mm管道排至廠區(qū)外。

2.5水錘分析與防護

本工程的特點是長距離、高揚程，且地形起伏大，單級泵站揚程96～142m，因此，水錘分析與防護是工程設計中的重點和難點。設計中運用BentleyHammer水力計算軟件進行了全過程的水力過渡分析，對管道系統(tǒng)進行了突然停泵、啟泵、正常運行等工況的水錘計算。通過計算可知，停泵工況水錘影響最大，無水錘防護措施情況下，管道水錘升壓、管道負壓、水泵最大反轉數大于規(guī)范要求值，不滿足要求；且局部段管道存在發(fā)生斷流和斷流彌合水錘的可能。最終確定了由大容積立式內膽式水錘消除罐、多功能水泵控制閥及進排氣閥等組成的水錘防護系統(tǒng)。尤其是大容積立式內膽式水錘消除罐在我省水利工程中的使用尚屬首次。為保護水泵，泵后均安裝逆止閥。常用的有多功能水泵控制閥和液控蝶閥。考慮水泵出口管道直徑較小，為DN300～DN500mm，液控蝶閥或液控偏心半球閥都存在著費用較高、需設液壓站及閥門尺寸大等缺點。綜合比較，泵后逆止閥采用多功能水泵控制閥。進、排氣閥采用氣缸式全壓高速進、排氣閥。立式內膽式水錘消除罐的用途是為了防止水錘壓力及水位波動對供水系統(tǒng)的危害，使輸水系統(tǒng)平穩(wěn)地從一個狀態(tài)過渡到另一個狀態(tài)，當發(fā)生水錘輸水管內壓力升高時，罐內空氣被壓縮，起氣墊作用；當輸水管內形成負壓時，向管道補水。

由于大體積的產品國內目前不能生產，所以采用了從法國Charltte公司進口的內膽式水錘消除罐，單體的部件包括鋼制罐體；內置的丁基橡膠制成的內膽（符合飲用水標準）；內膽防護格柵，通過法蘭與管道連接。特點為密閉容器，無污染，無需人工管理和維護。運行過程為：①罐內預充氣體，其初始壓力符合水錘計算結論（可使用壓縮空氣或壓縮氮氣）。在此階段橡膠內膽的內部容積為零。②當連通閥開啟后，水進入罐內同時壓縮罐內空氣的體積，直至罐內壓力與管道壓力達到平衡。③在發(fā)生停泵水錘時，橡膠內膽中儲存的水必需立即在橡膠彈力的作用下快速注入管道，以避免管道內形成負壓。④在水錘的第二階段，水在管道內倒流時，內膽式水錘消除罐會在罐內氣壓和橡膠內膽彈力的緩沖下，以合理較慢的速度吸入管道內的水，吸收管道內回流水柱的能量，防止出現(xiàn)回流水柱沖擊管道或止回閥，造成管道內發(fā)生瞬間壓力大幅度躍升的事故工況。⑤根據水錘分析報告和水錘消除方案選定內膽式水錘消除罐的預設壓力、罐內容積和橡膠內膽的彈力，以保證在水錘事故工況下防護方案的充分有效，避免發(fā)生水錘事故破壞泵站，管道及其他設備。⑥由于泵站突然斷電的事故不可預知，水錘消除罐會實現(xiàn)免維護性能，即無需日常維修維護，并可以直接通過外置壓力監(jiān)測設備檢查其是否處于正常工作狀態(tài)。

3結語