時(shí)間:2023-07-19 09:28:54
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關(guān)鍵詞:水利建筑工程;施工;技術(shù);應(yīng)用
水利施工對(duì)于國民用水具有重要的影響,而且水利施工的質(zhì)量對(duì)于用水、安全等具有重要的影響,關(guān)系到人們的財(cái)產(chǎn)安全以及國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展。因此在水利施工中,需要對(duì)水利施工的特點(diǎn)進(jìn)行分析,并且針對(duì)現(xiàn)有的施工問題,針對(duì)問題全面分析,找出優(yōu)化策略,有效的質(zhì)量強(qiáng)化措施。采用科學(xué)化的水利施工技術(shù)以及系統(tǒng)化的管理觀念,強(qiáng)化管理措施,提升施工水平,結(jié)合水利施工的特點(diǎn),逐步解決問題,全面強(qiáng)化整體施工。而且水利工程涉及的工程量大、而且工期長,施工流動(dòng)相大,受到的影響因素多,因此在水利工程施工中,必須對(duì)相應(yīng)的施工設(shè)計(jì)、施工管理以及施工驗(yàn)收進(jìn)行規(guī)范化,采用系統(tǒng)化的質(zhì)量管理思維,進(jìn)行水利工程施工質(zhì)量管理。但是因?yàn)楣こ汰h(huán)境復(fù)雜,地基處理難度較大,而且施工中受到自然環(huán)境的影響較大,受到季節(jié)與自然環(huán)境等一系列影響十分嚴(yán)重。因此,只有不斷研究水利水電建筑工程施工技術(shù)存在的問題,從而促進(jìn)水利建筑工程技術(shù)不斷提升,才能夠真正保證水利水電建筑工程的施工質(zhì)量,使水利水電工程發(fā)揮其重要的作用。
1 水利建筑工程施工技術(shù)分析
1.1施工導(dǎo)流技術(shù)
在水利建筑工程中,施工導(dǎo)流技術(shù)是一種是用較為普遍的防護(hù)工程。采用施工導(dǎo)流技術(shù),通過圍堰能夠減少水流對(duì)于施工工程的影響,從而保障建筑工程的施工質(zhì)量。該技術(shù)能夠有效的控制河床與水流的影響,而且在該工程的建設(shè)中,需要對(duì)于圍堰的穩(wěn)定性以及沖刷性進(jìn)行設(shè)計(jì),從而保證施工導(dǎo)流的應(yīng)用效果,為施工建筑工程提供良好的質(zhì)量基礎(chǔ)。
1.2 預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)
在水利建筑工程建設(shè)中,采用預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)能夠有效的穩(wěn)固地基,對(duì)于實(shí)力建筑工程建設(shè)具有重要的影響。預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)是預(yù)應(yīng)力巖以及混凝土預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)的統(tǒng)稱,采用該種技術(shù),能夠?qū)λㄖこ痰幕鶐r施加壓力,從而使基巖的力學(xué)性能得到優(yōu)化,保障基巖滿足建筑工程的需求,與水利建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益具有直接的影響。
1.3 壩體填筑技術(shù)
在水利建筑工程中,壩體填筑技術(shù)是極為關(guān)鍵的施工技術(shù)。壩體填筑技術(shù)是采用壩面流水作用的方式,通過制定合理的施工工藝、合理的施工流程以及施工工序并且做好鋪料的情況下進(jìn)行的施工技術(shù),該技術(shù)施工中需要對(duì)分壩面進(jìn)行合理規(guī)劃,做好碾壓工作,并且對(duì)填料進(jìn)行合理安排。為了保障水利工程質(zhì)量,需要嚴(yán)格控制于原材料。
1.4 土壩防滲加固技術(shù)
在樹立建筑工程施工中,采用土壩防滲加固技術(shù)主要是為了解決土壩的滲漏問題,采用土壩防滲加固技術(shù),采用帷幕灌漿的方式對(duì)土石壩進(jìn)行加固,從而提升壩體的力學(xué)性能以及穩(wěn)定性,并且能夠有效的解決滲漏的問題,從而保障壩體的整體質(zhì)量,為水利工程建設(shè)施工打下良好的基礎(chǔ)。
2 水利建筑工程水庫土壩防滲問題的技術(shù)分析
2.1水庫土壩防滲及加固
在水利建筑工程施工中,水庫的土壩防滲對(duì)于工程具有重要的影響。一旦發(fā)生泄漏,會(huì)對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生影響,因此必須采用科學(xué)合理的方式進(jìn)行防滲處理。在水利建筑工程中,通常采用劈裂灌漿或是帷幕灌漿的方式進(jìn)行防滲處理,采用這兩種灌漿方式,能夠使土壩的內(nèi)部形成防滲體,從而起到防滲的作用。
在灌漿的過程中,必須結(jié)合水利建筑工程本身進(jìn)行科學(xué)合理的灌漿。在劈裂灌漿中,通常采用兩排灌江口,主排孔與副排孔分開并且需要盡量保證灌漿成功。采用帷幕灌漿,需要在壩肩和壩體部位設(shè)兩排灌漿孔,灌漿孔需要穿過透水層,這樣才能夠滿足防滲的需求。
2.2水工隧洞的襯砌與支護(hù)
水工隧洞的襯砌與支護(hù)是保證其順利施工的重要手段。在水利水電建筑工程施工,為了保障施工完整,必須采用有效的支護(hù)方式。在水工隧道的施工過程中,應(yīng)該采用襯砌以及支護(hù)的手段,保障施工的穩(wěn)定性以及施工安全性,為了保障施工,應(yīng)該采用分縫、扎筋、立模以及澆筑等操作,保障混凝土施工;而且水工隧洞的噴錨支護(hù)主要是采用鋼筋錨桿、噴射混凝土和鋼筋網(wǎng)的形式進(jìn)行混凝土施工,從而對(duì)圍巖進(jìn)行支護(hù)。值得注意的是在采用鋼筋混凝土襯砌時(shí),要注意外加劑的選用,同時(shí)要注意對(duì)鋼筋混凝土的養(yǎng)護(hù),確保水利水電建筑工程的施工質(zhì)量。
3 水利建筑工程巖質(zhì)高邊坡問題的技術(shù)分析
除了可以采用錨固技術(shù)對(duì)水利水電工程巖質(zhì)高邊坡問題的防治外,還可以采用以下的工程技術(shù)方式。
3.1減載措施的應(yīng)用
水利建筑工程受到的影響較多,施工中的滑坡以及泥石流等災(zāi)害也會(huì)對(duì)工程造成影響,因此需要采用多種方式進(jìn)行巖質(zhì)高邊坡的防護(hù),從而防止滑坡。在實(shí)際施工過程中,能夠采取減載與壓坡的方式,從而降低整體滑坡的速度,能夠大大減小滑坡帶來的危害。
3.2 排水措施的應(yīng)用
水利水電建筑工程項(xiàng)目的施工不可避免的會(huì)與地下水接觸,但是地下水如巖質(zhì)高邊坡的內(nèi)部,會(huì)增加滑坡的整體速度,給水利水電建筑帶來嚴(yán)重的危害。因此,在水利水電建筑工程施工過程中,必須運(yùn)用施工技術(shù)或者工程措施對(duì)地下水進(jìn)行防治,確保水利水電建筑在使用過程中的安全。為了防止地下水、地表水等水進(jìn)入巖質(zhì)高邊坡對(duì)滑坡造成影響,需要構(gòu)建排水溝,從而對(duì)于巖質(zhì)高邊坡的水進(jìn)行排除貫通,切斷地表水進(jìn)入滑坡體內(nèi)部的通道,徹底解決滑坡、泥石流等災(zāi)害給水利水電建筑帶來的危害。
3.3 混凝土抗滑結(jié)構(gòu)應(yīng)用
在高邊坡整治過程中,混凝土能夠起到有效的抗滑作用?;炷量够Y(jié)構(gòu)主要包括混凝土框架、混凝土沉井以及混凝土護(hù)坡等,其中混凝土抗滑樁因其能夠有效且經(jīng)濟(jì)的治理滑坡,在邊坡治理過程中應(yīng)用十分廣泛,促使其施工技術(shù)和理論都得到了很大的發(fā)展和提高。而且抗滑樁是大規(guī)模開挖防止大規(guī)?;碌淖罴汛胧?,因此具有廣泛的應(yīng)用??够瑯兜钠矫嫖恢谩⑴啪嗪烷g距的設(shè)計(jì)需要受到具體工程的影響,影響的主要因素有工程受滑坡推力大小、含水情況、滑體的密實(shí)程度以及施工條件。在實(shí)際施工過程中,如果抗滑樁開挖深度達(dá)到3米以上,其井壁要根據(jù)實(shí)際情況選用有效的支護(hù)方式。一般對(duì)于巖體較好的井壁一般采用噴錨掛網(wǎng)、打錨桿的方法來支護(hù);對(duì)于局部塌方部位需增設(shè)鋼支攆,當(dāng)抗滑樁開挖到設(shè)計(jì)的要求深度之后,再進(jìn)行鋼軌吊裝和鋼筋綁扎,同時(shí)還要注意混凝土澆筑過程中混凝土的配合比及澆筑時(shí)間,同時(shí)還要保證其振搗有效。另外,還可以采用其他幾種方式進(jìn)行邊坡治理,保證水利水電建筑的使用安全。
4 結(jié)束語
隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展,水利建筑工程規(guī)模也越來越大,對(duì)其要求也越來越高,施工技術(shù)不斷發(fā)展,使水利工程呈現(xiàn)出不同的面貌。因此在進(jìn)行水利建筑工程施工中,應(yīng)該加強(qiáng)新材料新技術(shù)的應(yīng)用,對(duì)于施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制,滿足居民用水的需求,符合相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。而且現(xiàn)階段我國的水利建筑工程雖然已經(jīng)取得了較大的發(fā)展,但是在施工過程中還存在一些問題,因此需要對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行加強(qiáng),從而保障水利工程建設(shè)質(zhì)量,保障國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]石邦詳.水利水電施工技術(shù)分析[J].山西建筑,2012,(21).
[2]馮鷹,程劍加強(qiáng)水利施工技術(shù)的相關(guān)措施[J].中國科技縱橫,2010,(15).
【關(guān)鍵詞】防洪閘;流速;流量;淹沒度
【 abstract 】 this paper FangHongZha saliary flow calculations of the river had analysis that using the locks in the "code for design of different calculation formula in the calculation result has a great influence, the gate to the future in the design of the determination of total banisters can meet the sluice hole of good reference reference value.
【 keywords 】 FangHongZha; Velocity; Flow; Submergence degree
中圖分類號(hào):S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1 引言
涎河位于汾泉河右岸,涎河防洪閘建在入汾泉河河口上游300m處,該閘具有防洪、排澇兼蓄水功能,該閘控制流域面積320.6km2,設(shè)計(jì)排澇流量198.6 m3/s,閘底板高程27.00 m(平河底),5孔,單寬3.8m;防洪堤堤頂寬度6.0 m,內(nèi)、外邊坡1:3,堤頂高程37.10 m;閘址附近地面高程33.20 m。上游引河底寬25.0m,下游引河底寬28.0m,上、下游引河邊坡均為1:2.5。
2 涎河防洪閘規(guī)劃數(shù)據(jù)表
主要規(guī)劃數(shù)據(jù)詳見表1。
表1主要規(guī)劃數(shù)據(jù)詳見表
3 孔徑計(jì)算
很明顯,孔徑是由低水頭時(shí)期即設(shè)計(jì)除澇時(shí)期控制的。
3.1 采用一般堰流計(jì)算公式
對(duì)于平底閘,當(dāng)水閘處于堰流時(shí),《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL265—2001)推薦的公式為:
……….①
式中——過閘流量;
——閘孔總凈寬(m);
——包括行進(jìn)流速在內(nèi)的堰上水深(m);
——重利加速度,可采用9.81(m/s2);
——堰流淹沒系數(shù);
——堰流側(cè)收縮系數(shù);
——堰流淹沒系數(shù)。
由于 本身與行進(jìn)流速有關(guān),而行進(jìn)流速又與過閘流量 有關(guān),故計(jì)算時(shí)可假定一系列值,利用電腦編程計(jì)算,當(dāng)計(jì)算值與假定值的誤差為零時(shí),所假設(shè)的流量即為實(shí)際過閘流量,此時(shí)計(jì)算中所采用的行進(jìn)流速與過流量是相對(duì)應(yīng)的。程序略去,輸入已知數(shù)據(jù):
Q=262.412,B=25,S=28,b0=3.8,m=2.5,K=5,d=0.9,H=5.81,H1=5.66,
則運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果如下:
(Q-Q1)=0, / H0=0.9631, =0.5941, =0.9569,A0=229.6402,H0=5.8766,v =1.1427,v 1=1.0999。
上列各式中,Q—假設(shè)的過水流量, Q1為按公式計(jì)算出的流量計(jì)算值。B—上引河底寬;S—下引河底寬;b0—閘孔單孔凈寬;m—上引河邊坡;K—閘孔數(shù);d—閘墩寬;H—堰上水頭(即上引河水深);H1—堰頂下游水深(即下引河水深,即 ); A0—上引河過水面積; v—上引河水流流速;v1—下引河水流流速;H0—包括行進(jìn)流速在內(nèi)的堰上水頭。
由此可見,當(dāng)按此公式計(jì)算,所過流量為262.412 m3/s,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)排澇流量198.6 m3/s。
3.2 采用高淹沒度堰流計(jì)算公式
對(duì)于平底閘,當(dāng)堰流處于高淹沒度( )時(shí),《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》又推薦了另一閘孔過流公式:
…………②
式中——淹沒堰流的綜合流量系數(shù);
,
其余符號(hào)意義同前。
由于 本身與行進(jìn)流速有關(guān),而行進(jìn)流速又與過閘流量 有關(guān),故計(jì)算時(shí)仍需假定一系列值 進(jìn)行試算。利用電腦編程計(jì)算,當(dāng)計(jì)算值與假定值的誤差為零時(shí),所假設(shè)的流量即為實(shí)際過閘流量。程序略去,輸入已知數(shù)據(jù):
Q=202.9248,B=25,S=28,b0=3.8,m=2.5,K=5,H=5.81,H1=5.66,
則運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果如下:
(Q-Q1)=0,A0=229.6402,v=0.8837,H0=5.8498, / H0=0.9676, =0.9778,v 1=0.8506。
由此可見,當(dāng)按此公式計(jì)算,所過流量為202.9248 m3/s,比設(shè)計(jì)排澇流量198.6 m3/s僅大了2.2%。
4 結(jié)語
按堰流計(jì)算平底閘閘孔過流量,通常有以堰上水頭為主要因素和以流速水頭為主要因素的兩個(gè)計(jì)算公式,即本文中的公式①和公式②。在一般情況下,平底閘閘孔過流量可采用以堰上水頭為主要因素的公式(即公式①),但當(dāng)堰流處于高淹沒度時(shí)( ),《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》提出“也可按”公式②計(jì)算,而不是“必須按”或“宜按”公式②,而且也沒有提出此時(shí)就不能按公式①計(jì)算。但兩個(gè)公式所得結(jié)果又相差很大,如本例,在相同的閘孔總寬度下,所過流量居然相差29.3%。公式②是以流速水頭為主要因素的計(jì)算公式,僅能適用于高淹沒度時(shí)的情況,因該公式中的淹沒堰流的綜合流量系數(shù) 具有計(jì)算簡便的特點(diǎn),筆者認(rèn)為,在高淹沒度情況時(shí),按此公式計(jì)算比較切合實(shí)際,而且概念明確,因此推薦使用。
參考文獻(xiàn)
[1]中華人民共和國水利部.水閘設(shè)計(jì)規(guī)范(SL265—2001).北京:中國水利水電出版社,2001
[2]宋春發(fā),費(fèi)成效.水閘設(shè)計(jì)與施工.北京:中國水利水電出版社,2010
土工合成材料是土木工程應(yīng)用的合成材料的總稱,屬新型土木工程材料。土工合成材料從學(xué)科上分屬于高分子材料學(xué)科,從應(yīng)用工程上分屬于土木工程。作為一種土木工程材料,它以人工合成的聚合物(如塑料、化纖、合成橡膠等)為原材料,制成各種類型的產(chǎn)品,置于土體內(nèi)部、表面或各種土體之間,發(fā)揮加強(qiáng)或保護(hù)土體的作用,具有反濾、排水、隔離、防滲、防護(hù)、加筋等多種功能。土工合成材料是繼木材、鋼筋和水泥的第四種建筑材料。目前,土工合成材料的應(yīng)用范圍已遍及水利、水電、水運(yùn)、公路、鐵路、港口、建筑、采礦、鋼鐵及軍工等工程的各個(gè)領(lǐng)域。
土工格柵系土工合成材料中的一種,其按材質(zhì)不同分為塑料拉伸格柵、鋼塑格柵、玻璃纖維格柵和滌綸經(jīng)編格柵。,它具有優(yōu)越的加筋性能,可以廣泛應(yīng)用于鐵路、公路、水利及環(huán)保工程等領(lǐng)域,用于加筋土地基、土邊坡、土擋墻、土橋臺(tái)、河岸和路堤,同時(shí)對(duì)于邊坡生態(tài)防護(hù)、加筋路面抗裂和高速公路路基不均勻沉降控制起到很好的作用,對(duì)于提高工程質(zhì)量,縮短施工周期,節(jié)約工程成本,延長大型基礎(chǔ)設(shè)施壽命起到了關(guān)鍵性作用。
二、塑料土工格柵
在土工格柵中,塑料土工格柵和滌綸經(jīng)編土工格柵是應(yīng)用最廣泛的格柵類土工合成材料,也是發(fā)展最快的土工格柵產(chǎn)品;而玻纖土工格柵和鋼塑土工格柵的應(yīng)用范圍相對(duì)較小,發(fā)展偏緩。塑料拉伸格柵是用聚丙烯、聚乙烯等高分子聚合物經(jīng)熱塑或模壓而成的二維網(wǎng)格狀或具有一定高度的三維立體網(wǎng)格屏柵。上世紀(jì)80年代初期在英國開發(fā)成功,目前國內(nèi)塑料土工格柵的生產(chǎn)廠家有20多家,但專業(yè)塑料土工格柵生產(chǎn)廠家不到10家,所生產(chǎn)的格柵大部分用于公路與鐵路鋪設(shè)及相關(guān)擋土墻、邊坡防護(hù)、橋臺(tái)等工程。2009年我國塑料土工格柵的消費(fèi)量達(dá)到了1.4億平方米。
土工格柵市場在四種土工格柵競爭中不斷拓展。近年來,土工格柵的用量增長較快。2008年我國土工格柵市場規(guī)模20.75億元。2009年我國土工格柵市場規(guī)模達(dá)26.07億元。四類土工格柵中,塑料土工格柵面市時(shí)間最早,盡管在經(jīng)編、玻纖和鋼塑土工格柵進(jìn)入市場時(shí),塑料土工格柵的市場受到了較大沖擊,但從近年來的市場接受情況看,隨著塑料加工技術(shù)的突飛猛進(jìn),塑料土工格柵性能大大提升,其優(yōu)越性能又重新得到市場的認(rèn)可,市場增長較快。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),2009年塑料土工格柵市場規(guī)模達(dá)14.28億元,在整個(gè)土工格柵使用量中所占比例接近55%。
三、土工格柵的市場及應(yīng)用
土工格柵在工程基建中的作用已得到廣泛的認(rèn)可,根據(jù)鐵道部、交通部、水利部頒布的《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GB50290-98)、《鐵路路基土工合成材料應(yīng)用設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10118-2008J532-2006)、《鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》、《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(JTJ/T019-98)、《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》、《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》、《水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(SL/T225-98)等設(shè)計(jì)、施工規(guī)范文件,土工合成材料及土工格柵可用于涉及交通領(lǐng)域的公路、鐵路、民航機(jī)場建設(shè)等多個(gè)領(lǐng)域的施工建設(shè)。隨著我國在鐵路、公路及市政工程市場、水利投資等各項(xiàng)工程上大力投資,土工格柵的需求量將逐年增加。
1)鐵路市場
《國家鐵路“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中提出到到2015年,全國鐵路營業(yè)里程達(dá)12萬公里左右,其中西部地區(qū)鐵路5萬公里左右。西部地區(qū)城市密度和人口密度較小,鐵路建設(shè)中路基里程較多,對(duì)土工合成材料的需求量會(huì)增加。
同時(shí),《國家鐵路“十二五”發(fā)展規(guī)劃》提出加強(qiáng)綠色鐵路建設(shè),擴(kuò)大新能源、新產(chǎn)品、新材料的應(yīng)用,積極推廣節(jié)地、節(jié)材技術(shù),這些要求為土工合成材料提供了機(jī)會(huì)。
2)公路及市政工程市場
土工合成材料在公路工程中應(yīng)用比較廣泛,公路中主要采用土工合成材料來解決瀝青路面反射裂縫病害問題,同時(shí)公路中隧道、擋墻比較多,所以應(yīng)用的土工膜、土工格柵比較多,城市內(nèi)的市政道路建設(shè)也采用土工合成材料,以減少道路返修率。港口建設(shè)、航道建設(shè)、機(jī)場建設(shè)等各項(xiàng)建設(shè)工程都需要使用土工合成材料,主要使用:土工格柵、非織造布、土工膜等土工合成材料。。
《高速公路“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中提出到2015年國地兩網(wǎng)高速公路共計(jì)通車?yán)锍碳s達(dá)14萬公里,5年建成國家高速公路網(wǎng)3.5萬公里;這些工程項(xiàng)目增加了土工合成材料的需求。
3)水利市場
[摘要]充分考慮黃河堤防土體參數(shù)隨機(jī)變異性的基礎(chǔ)上,基于非飽和滲流理論及黃河下游堤防滲透、強(qiáng)度的隨機(jī)性試驗(yàn)研究成果,采用GEO-STUDIO軟件與自編Fortran程序,應(yīng)用邊坡穩(wěn)定隨機(jī)分析理論建立堤頂寬度分析方法,計(jì)算與評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定安全區(qū)域分布范圍,據(jù)此提出黃河堤防堤頂寬度設(shè)計(jì)應(yīng)大于12m。
[關(guān)鍵詞]堤防工程;堤頂寬度設(shè)計(jì);黃河下游;標(biāo)準(zhǔn)化堤防
0引言
近年來汛期,黃河下游堤防工程出現(xiàn)了不同程度的滲水險(xiǎn)情。險(xiǎn)情的發(fā)展具有隨機(jī)性,從發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情到開始搶護(hù)需要一定時(shí)間。堤頂寬度必須具有一定的寬度,以便于抗御設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水,除滿足堤身穩(wěn)定要求外,還應(yīng)滿足防汛搶險(xiǎn)交通、工程機(jī)械化搶險(xiǎn)及工程正常運(yùn)行管理的需要。因此,為保證堤防安全,需要合理設(shè)計(jì)堤防工程堤頂寬度。
1計(jì)算工況、斷面及參數(shù)的選取
1.1計(jì)算工況
根據(jù)GB50286-98《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》條文說明第8.2.2條規(guī)定中對(duì)堤防穩(wěn)定計(jì)算的要求,結(jié)合黃河下游堤坡穩(wěn)定的實(shí)際情況,計(jì)算擬先選取黃河下游堤防的平工、險(xiǎn)工、老口門段具有代表性的6個(gè)斷面,采用GEO-STUDIO軟件中的SEEP及SLOPE模塊計(jì)算設(shè)計(jì)洪水位驟降期的臨水側(cè)堤坡的穩(wěn)定性,模擬水位驟降的滲流過程,搜索不同堤頂寬度的最危險(xiǎn)滑弧面,利用可靠度理論的蒙特卡羅法得出臨河堤頂不同部位的失效概率,結(jié)合相關(guān)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),確定堤頂穩(wěn)定范圍。
1.2計(jì)算斷面及參數(shù)
1)計(jì)算斷面選取。為充分論證影響黃河大堤臨河堤坡穩(wěn)定堤頂寬度范圍,根據(jù)計(jì)算斷面的選取原則,選擇以下典型斷面進(jìn)行下一步的計(jì)算分析。①險(xiǎn)工段:山東齊河程官莊險(xiǎn)工董家寺79+850斷面、河南新鄉(xiāng)原陽139+700斷面;②平工段:河南段的武陟張菜園87+000斷面、新鄉(xiāng)封丘167+200斷面、山東段濟(jì)南章丘83+500斷面;③口門段:章丘興國寺70+600斷面。
2)臨河沖坑深度及堤頂最大荷載的概化參數(shù)選取。堤防臨河堤腳處由于歷次洪水的沖刷普遍具有沖坑,沖坑的深淺主要隨水流的垂線平均流速、水流與堤岸軸線的夾角變化較大。
3)模型計(jì)算參數(shù)選取。黃河大堤土體可分為粘土、壤土、砂壤土、粉土、粉砂、細(xì)砂、砂土七類土,各類土體滲流計(jì)算參數(shù)根據(jù)黃科院沈細(xì)中、趙壽剛、蘭雁等的研究成果選取。
2堤坡失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)概率判別標(biāo)準(zhǔn)
失效概率是評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)可靠性的尺度,黃河大堤邊坡的允許失效概率如何確定,目前還沒有一個(gè)針對(duì)性的明確標(biāo)準(zhǔn)。黃河大堤堤身土體組成主要以砂壤土、壤土為主,砂性含量較高,洪水期水位驟降時(shí)破壞大部分以沿堤坡或堤頂滑塌形式發(fā)生,參照GB50199-94《水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》、GB50286-98《堤防工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》和以往黃河水利科學(xué)研究院對(duì)黃河大堤研究成果,認(rèn)為不同大堤斷面模型風(fēng)險(xiǎn)評(píng)判要求是有差異的。因此,根據(jù)堤防概化模型斷面風(fēng)險(xiǎn)度要求不同,提出以下堤坡失穩(wěn)概率判別標(biāo)準(zhǔn):
1)對(duì)于無沖坑、荷載一般斷面。失效概率值小于0.1%,則風(fēng)險(xiǎn)度較低,如大于0.1%失效風(fēng)險(xiǎn)度較高。
2)對(duì)于有沖坑、荷載特殊斷面。失效概率值小于5%,則堤坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)度較低,如大于5%堤坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)度較高。
3計(jì)算模型及成果
3.1邊坡穩(wěn)定計(jì)算模型
臨河堤坡穩(wěn)定計(jì)算根據(jù)規(guī)范采用瑞典弧滑動(dòng)法,為保證可靠度計(jì)算精度,抽樣數(shù)即計(jì)算次數(shù)取10萬次。
3.2計(jì)算成果
以新鄉(xiāng)封丘167+200斷面為例,基于蒙特卡羅法計(jì)算堤頂不同寬度失效概率成果。
4臨河堤坡失穩(wěn)區(qū)域分析
臨河堤坡失穩(wěn)區(qū)域是在堤頂不同位置失效概率計(jì)算成果的基礎(chǔ)上,依據(jù)堤坡穩(wěn)定分析可靠性原理與前述實(shí)施方法中提出的判別標(biāo)準(zhǔn)確定的。無沖坑、荷載斷面,以0.1%為允許失效概率,失效概率大于0.1%為失穩(wěn)區(qū)域,反之為相對(duì)穩(wěn)定區(qū)域;有沖坑、荷載斷面,以5%為允許失效概率,失效概率大于5%為失穩(wěn)區(qū)域,反之為相對(duì)穩(wěn)定區(qū)域。各斷面無沖坑、荷載及有沖坑、荷載臨河堤坡在水位驟降時(shí),堤坡失效概率隨堤頂不同寬度位置變化分布。無沖坑、荷載斷面,平工、險(xiǎn)工、老口門不同位置斷面距臨河堤頂起點(diǎn)9.0~11.2m之后失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)很小,穩(wěn)定區(qū)域之前臨河堤坡出險(xiǎn)幾率相對(duì)偏高;有沖坑及荷載斷面,平工、險(xiǎn)工、老口門不同位置斷面距臨河堤頂起點(diǎn)10.0~12.0m之后失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)很小,穩(wěn)定區(qū)域之前臨河堤坡出險(xiǎn)幾率較高,最高可達(dá)33%。由上述計(jì)算分析可得出如下結(jié)論:在水位驟降情況下,所設(shè)定臨河堤坡無沖坑及荷載情況下,對(duì)六斷面失穩(wěn)區(qū)域計(jì)算值統(tǒng)計(jì),臨河堤頂前端9.0~11.0m易出險(xiǎn),后端1.0~3.0m仍具有一定的抵御洪水的功能;如設(shè)定堤坡臨河有沖坑、有荷載不利組合計(jì)算條件下,對(duì)6個(gè)斷面失穩(wěn)區(qū)域計(jì)算值統(tǒng)計(jì),即使允許失效概率提高到5%,臨河側(cè)堤頂前端10.0~11.0m仍易出險(xiǎn),后端1.0~2.0m具有一定的抵御洪水的功能,但個(gè)別計(jì)算斷面堤頂寬度即使為12.0m,斷面前端仍會(huì)產(chǎn)生脫坡或塌陷。因此,如汛期及洪水期臨河堤坡仍保證處于穩(wěn)定狀態(tài),堤頂寬度應(yīng)至少為12.0m,由于各斷面地質(zhì)情況復(fù)雜,具體設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)根據(jù)斷面所在位置及地層條件而確定。
5結(jié)語
基于指標(biāo)數(shù)據(jù)庫中的堤防及淤區(qū)土體力學(xué)參數(shù)概率統(tǒng)計(jì)指標(biāo),應(yīng)用邊坡穩(wěn)定隨機(jī)性分析方法,計(jì)算與評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定安全區(qū)域分布范圍,據(jù)此提出黃河堤防堤頂寬度設(shè)計(jì)應(yīng)大于12m。堤頂寬度合理設(shè)計(jì)能充分滿足黃河汛期防洪搶險(xiǎn)的需要,確保黃河大堤充分發(fā)揮防洪保障線、搶險(xiǎn)交通線、生態(tài)景觀線等重要功能,科學(xué)指導(dǎo)了黃河下游堤防工程的規(guī)劃與設(shè)計(jì)。
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關(guān)鍵詞:水利水電;導(dǎo)截流;施工
水利水電工程是在河道上修建攔河大壩及樞紐其他永久建筑物。施工導(dǎo)流是水利水電工程施工過程中,將原河道水流通過適當(dāng)方式導(dǎo)向下游的工程措施。廣義上說施工導(dǎo)流工程可概括為采取“導(dǎo)、截、攔、蓄、排”等工程措施,導(dǎo)流建筑物包括臨時(shí)性擋水建筑物(圍堰)和泄水建筑物[1]。在河道上修筑圍堰的過程中,截?cái)嗪拥浪鞫仁购铀牡缽囊呀ǖ膶?dǎo)流泄水建筑物或預(yù)留通道宣泄至下游,稱為截流。截流方式可歸納為戧堤法截流和無戧堤截流兩大類:戧堤法截流是向河床拋填石渣及塊石或混凝土塊體修筑截流戧堤,將河床過水?dāng)嗝嬷饾u縮小至全部斷流;無戧堤截流包括定向爆破法截流、浮運(yùn)格箱沉放法截流、水力沖填法截流、下閘法截流等。
1、工程概況
該電站采用低閘壩河床式長尾水渠開發(fā)方式,由閘壩和左、右岸防洪堤作為副壩形成水庫。壩體坐落在軟基上,圍堰及基礎(chǔ)采用懸掛式防滲墻,主體建筑物為Ⅲ級(jí),相應(yīng)導(dǎo)流建筑物級(jí)別為Ⅴ級(jí),相應(yīng)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為10~5年一遇洪水,導(dǎo)流設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇。
2、施工導(dǎo)流
2.1 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)招標(biāo)文件和5水利水電施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范6(SDJ338-89)規(guī)定,本工程的導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為:上游圍堰采用20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),相應(yīng)最大洪峰流量6810 m3/s,相應(yīng)水位412.10 m;下游圍堰采用20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),相應(yīng)最大洪峰流量6810 m3/s,相應(yīng)水位379.40 m;工程大江截流選擇在1月中旬,5年一遇的旬平均流量為188 m3/s,上游圍堰軸線處相應(yīng)水位371.81 m,下游圍堰軸線處相應(yīng)水位367.03 m[2]。
2.2 導(dǎo)流方式及導(dǎo)流洞斷面型式
2.2.1 導(dǎo)流方式
水電站壩址處河道地形為“V”形河谷,無天然灘地、臺(tái)地可以利用,不具備河床分期導(dǎo)流或明渠導(dǎo)流條件,兩岸巖石主要為凝灰?guī)r、火山角礫巖、安山巖等,具備成洞條件。因此,河床截流采用一次性上、下游土石圍堰斷流,導(dǎo)流洞分期導(dǎo)流方式,即一期由左、右岸導(dǎo)流洞共同導(dǎo)流;二期由左岸導(dǎo)流洞導(dǎo)流。確保主壩工程在上下游圍堰的防護(hù)下進(jìn)行施工。
2.2.2 導(dǎo)流洞斷面型式
左、右導(dǎo)流隧洞斷面型式及尺寸見圖1、圖2。
2.3 圍堰設(shè)計(jì)和施工布置
2.3.1 上游圍堰布置與結(jié)構(gòu)
根據(jù)主體工程布置及施工需要,選擇上游圍堰布置在壩軸線上游約140 m處。圍堰堰頂長228.1m,當(dāng)河床過水流量為6810 m3/s時(shí),相應(yīng)水位412.10 m,選定堰頂高程414.00 m(二期實(shí)際填筑為415.10 m),堰頂寬10 m。圍堰為土石混合結(jié)構(gòu),迎水面為塊石護(hù)坡和填石鋼筋籠護(hù)腳,堰體中部為土石混合料,圍堰基礎(chǔ)和堰體下部砂礫石層(高程373.00m以下),采用高噴防滲墻防滲,圍堰上部(高程373.00 m以上)采用復(fù)合土工膜防滲[3]。
2.3.2 截流戧堤設(shè)計(jì)
截流戧堤為圍堰堰體組成部分,截流戧堤布置在上游圍堰軸線的上游側(cè)。截流戧堤設(shè)計(jì)斷面為梯形,上、下游邊坡和堤頭邊坡均為1:1.5,堤頂高程373.0 m,堤頂寬20.0 m,可滿足4~5輛15~20 t自卸汽車同時(shí)拋投的要求。截流戧堤結(jié)構(gòu)為開挖石碴填筑,總填量約為2.77萬m3。
3、水利水電施工截流技術(shù)方法
3.1截流材料
截流材料主要為填筑料、粘土閉氣料、大塊石。戧堤填筑料主要采用臨時(shí)堆存的大壩開挖料,料場補(bǔ)足;粘土閉氣料主要采用料場覆蓋層開挖料;大塊石從左、右岸石方爆破料中選取,滿足截流拋投材料的需要。大壩開挖的填筑料臨時(shí)堆存在大壩下游處,同時(shí)為提高上料強(qiáng)度,預(yù)備8月中旬開挖料5000 m3,滿足戧堤填筑強(qiáng)度的需要。粘土閉氣料利用覆蓋層開挖料直接上料填筑;選取的大塊石臨時(shí)堆存在左岸戧堤施工平臺(tái)上,便于拋投,塊石大約堆存500 m3。戧堤進(jìn)占按8月多年月平均流量3.19 m3/s設(shè)計(jì),預(yù)進(jìn)占區(qū)分布于左岸,戧堤預(yù)進(jìn)占長度35m,5m寬龍口最大平均流速5m/s,結(jié)合戧堤左岸端部開挖,形成一個(gè)較大的回車場,道路采用小石和中石以及普通石渣,對(duì)外交通道路在截流前加高至463.3m高程,滿足戧堤合攏過程中的施工需要,保證交通順暢[4]。
3.2截流工藝
3.2.1爆破截流施工。如果壩址處于峽谷地區(qū),而且?guī)r石堅(jiān)硬,交通不便,岸坡陡峻,缺乏運(yùn)輸設(shè)備時(shí),可利用定向爆破截流。為了在合龍關(guān)鍵時(shí)刻,瞬間拋入龍口大量材料封閉龍口,除了用定向爆破巖石外,還可在河床上預(yù)先澆筑巨大的混凝土塊體合龍時(shí)將其支撐體用爆破法炸斷,使塊體落入水中,將龍口封閉。但是應(yīng)當(dāng)指出,采用爆破截流,雖然可以利用瞬時(shí)的巨大拋投強(qiáng)度截?cái)嗨?,但因瞬間拋投強(qiáng)度很大,材料入水時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的擠壓波,巨大的波浪可能使已修好的戧堤遭到破壞,并會(huì)造成下游河道瞬時(shí)斷流。除此外,定向爆破巖石時(shí),還需校核個(gè)別飛石距離,空氣沖擊波和地震的安全影響距離[5]。
3.2.2下閘截流施工方法。人工泄水道的截流,常在泄水道中預(yù)先修建閘墩,最后采用下閘截流.天然河道中,有條件時(shí)也可設(shè)截流閘,最后下閘截流,三門峽鬼門河泄流道就曾采用這種方式,下閘時(shí)最大落差達(dá)7.08m,歷時(shí)30余小時(shí);神門島泄水道也曾考慮下閘截流,但閘墩在汛期被沖倒,后來改為管柱攔石柵截流。
3.2.3投拋塊料截流施工方法。投拋塊料截流是目前國內(nèi)外最常用的截流方法,適用于各種情況,特別適用于大流量、大落差的河道上的截流。該法是在龍口投拋石塊或人工塊體(混凝土方塊、混凝土四面體、鉛絲籠、竹籠、柳石枕、串石等)堵截水流,迫使河水經(jīng)導(dǎo)流建筑物下泄。采用投拋塊料截流,按不同的投拋合龍方法,截流可分為平堵、立堵、混合堵三種方法[7]。先在龍口建造浮橋或棧橋,由自卸汽車或其他運(yùn)輸工具運(yùn)來塊料,沿龍口前沿投拋,先下小料,隨著流速增加,逐漸投拋大塊料,使堆筑戧堤均勻地在水下上升,直至高出水面。一般說來,平堵比立堵法的單寬流量為小,最大流速也小,水流條件較好,可以減小對(duì)龍口基床的沖刷。所以特別適用于易沖刷的地基上截流。
結(jié)論
綜合上述,由于對(duì)水利工程施工的影響因素很多,再加上我國水利工程施工情況與條件過于復(fù)雜,其具體的施工難度相對(duì)較大,對(duì)導(dǎo)截流技術(shù)的有效控制直接影響著工程建設(shè)的質(zhì)量與進(jìn)度。由此而知,導(dǎo)截流工程是整個(gè)水利樞紐施工的關(guān)鍵,截流工程的難易程度取決于河道流量、泄水條件;龍口的落差、流速、地形地質(zhì)條件;材料供應(yīng)情況及施工方法、施工設(shè)備等因素。因此事先必須經(jīng)過充分的分析研究,采取適當(dāng)措施,才能保證截流施工中順利完成導(dǎo)截流任務(wù)。
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關(guān)鍵詞:水利水電工程 問題 策略
水利工程項(xiàng)目施工管理已經(jīng)成為施工企業(yè)經(jīng)營發(fā)展的戰(zhàn)略和企業(yè)內(nèi)外條件,質(zhì)量問題困擾著工程項(xiàng)目的如期交付并影響預(yù)期效益的實(shí)現(xiàn)。加強(qiáng)工程項(xiàng)目的管理,有效的成本控制,并且確保目標(biāo)利潤的實(shí)現(xiàn)。近年來,國家相繼制定了多部關(guān)于工程質(zhì)量的法律法規(guī),各級(jí)建設(shè)行政管理部門也加大了大型工程項(xiàng)目質(zhì)量的行政監(jiān)管力度,但水利水電工程的特點(diǎn)使得水利水電工程質(zhì)量控制任務(wù)既復(fù)雜又繁重。故此,本文就目前水利水電工程施工質(zhì)量管理中存在的問題進(jìn)行分析,達(dá)到如何加強(qiáng)項(xiàng)目成本管理。
一、項(xiàng)目管理存在的問題
一個(gè)企業(yè)都有其長期的文化積累,以及在一定歷史環(huán)境下才能形成的企業(yè)管理方法和理念,項(xiàng)目管理是指在一定約束條件下,為達(dá)到項(xiàng)目目標(biāo)(在規(guī)定的時(shí)間和預(yù)算費(fèi)用內(nèi),達(dá)到所要求的質(zhì)量)而對(duì)項(xiàng)目所實(shí)施的計(jì)劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)和控制的過程。項(xiàng)目管理其本質(zhì)的一個(gè)特性就是它的“一次性”。因此,項(xiàng)目管理實(shí)際上是從開工到竣工結(jié)束的一次性管理過程。管理模式也不是一成不變的,要與環(huán)境、資源對(duì)應(yīng),并隨著時(shí)間的發(fā)展而進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。
二、工程設(shè)計(jì)中存在問題
國家或水利部已經(jīng)出臺(tái)了一系列法律法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,但很多水利基層單位和個(gè)人并沒有去實(shí)施。某些個(gè)別水利水電工程建設(shè)項(xiàng)目的項(xiàng)目規(guī)劃書、可行性研究報(bào)告和初步設(shè)計(jì)文件,由前期工作經(jīng)費(fèi)不足,規(guī)劃只停留在已有資料的分析上,缺乏對(duì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)水源配置等方面的綜合分析,特別是缺乏較系統(tǒng)全面地滿足設(shè)計(jì)要求的地質(zhì)勘測資料,致使方案比選不力,新材料、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用嚴(yán)重滯后,整個(gè)前期工作做的不夠扎實(shí),直接影響到工程建設(shè)項(xiàng)目的評(píng)估、立項(xiàng)、進(jìn)度和質(zhì)量等。而大多數(shù)設(shè)計(jì)單位普遍存在資質(zhì)低、設(shè)計(jì)水平低、施工圖不規(guī)范、圖紙錯(cuò)誤較多、結(jié)構(gòu)不符合實(shí)際,設(shè)計(jì)變更隨意性大等問題。設(shè)計(jì)人員施工經(jīng)驗(yàn)差,未考慮施工工藝和施工能力,考慮設(shè)計(jì)規(guī)范較多,考慮施工現(xiàn)實(shí)條件較少,造成設(shè)計(jì)與施工的銜接有一定困難。有些地方由于財(cái)政困難常難以墊付足夠的前期勘測設(shè)計(jì)費(fèi),待立項(xiàng)后有了資金又急于上馬,沒有足夠的時(shí)間與足夠的經(jīng)費(fèi)進(jìn)行前期勘測作,導(dǎo)致水利水電工程的前期勘測設(shè)計(jì)深度不夠。有的項(xiàng)目更是由于政府的行政干預(yù)匆忙上馬,根本沒有進(jìn)行勘測設(shè)計(jì)等。
三、加強(qiáng)施工導(dǎo)流及圍堰技術(shù)在水利水電電施工中的應(yīng)用
水利工程施工中修建閘壩工程所特有的重要工程措施是施工導(dǎo)流。選定什么樣的導(dǎo)流方案,關(guān)系到整個(gè)工程的工期、質(zhì)量、造價(jià)和安全度汛,事先設(shè)計(jì)要做到周密謹(jǐn)慎。碾壓混凝土是一項(xiàng)筑壩新技術(shù),在世界范圍內(nèi)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。使用填筑土石壩的大型運(yùn)輸,振動(dòng)碾壓機(jī)械,壓實(shí)非常干硬的混凝土拌和物,采用大體積,薄層碾壓上升的澆筑方法。這種施工方法速度快、投資省、經(jīng)濟(jì)效益高,最適于大體積和大面積(如路面,飛機(jī)跑道等)混凝土施工。碾壓混凝土有別于常規(guī)混凝土的主要特征是:拌和物干硬,坍落度為零。施工方法更接近于土石壩的填筑方法,采用通倉薄層鋪料,振動(dòng)碾表面壓實(shí);而常規(guī)大壩混凝土施工采用柱狀分塊,插入式搗固。工程實(shí)踐顯示了碾壓混凝土的優(yōu)越性是施工速度快,經(jīng)濟(jì)效益高。在水域上進(jìn)行水利工程施工,要解決施工導(dǎo)流問題,通常采取的辦法都是修筑圍堰。施工導(dǎo)流是一場為水工建筑物施工,而進(jìn)行的與河水爭地、爭時(shí)的斗爭,它與施工總進(jìn)度是密切相關(guān)的。導(dǎo)流時(shí)段的劃分、導(dǎo)流流量的選擇、導(dǎo)流方案及措施的擬定等,均應(yīng)按國家建設(shè)計(jì)劃的要求為標(biāo)準(zhǔn),按水工建筑物主體工程的控制進(jìn)度作為主要依據(jù)??刂菩允┕た傔M(jìn)度實(shí)際就是壩和導(dǎo)流工程在洪水賽跑中所必須達(dá)到的時(shí)間指標(biāo),如何安全度汛在施工中是最關(guān)鍵的,導(dǎo)流工程必須最大限度地滿足施工總進(jìn)度的要求,合理的安排工期,熟悉地理知識(shí),在設(shè)計(jì)中做到細(xì)致有度。
四、水利水電工程施工的機(jī)制和觀念創(chuàng)新
項(xiàng)目施工管理創(chuàng)新方案的組織機(jī)構(gòu),應(yīng)相應(yīng)建立起現(xiàn)代企業(yè)管理制度,創(chuàng)新的方案就基本具備了。但這一方案的有效運(yùn)行還需要有創(chuàng)新的機(jī)制,方能使這一創(chuàng)新方案具有極強(qiáng)的生命力。創(chuàng)新的機(jī)制就是要使項(xiàng)目經(jīng)理部及分公司不斷增強(qiáng)市場的競爭能力,牢牢占有自己的市場,不斷開拓和占有潛在的市場。項(xiàng)目施工管理不斷創(chuàng)新的關(guān)鍵是企業(yè)高層管理者給予足夠的重視,加大人才的培養(yǎng)、引進(jìn)和凝聚,切實(shí)加強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí),以創(chuàng)新的思維方式對(duì)企業(yè)進(jìn)行管理,即以市場的需求為出發(fā)點(diǎn),要深刻認(rèn)識(shí)項(xiàng)目施工管理創(chuàng)新的緊迫性、重要性、艱巨性和長期性。施工企業(yè)應(yīng)將項(xiàng)目施工管理的創(chuàng)新放在企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的高度上來定位,并將創(chuàng)新工作切實(shí)落到實(shí)處,要根據(jù)時(shí)代要求和遵循創(chuàng)新原則去提出創(chuàng)新方案。
五、加強(qiáng)項(xiàng)目監(jiān)督管理
項(xiàng)目法人的組織機(jī)構(gòu)人員質(zhì)量意識(shí)需要加強(qiáng),不能不重視工期,輕視質(zhì)量。項(xiàng)目部人員素質(zhì)要求不斷提高,需要高水平的管理人才,更好的項(xiàng)目管理科學(xué)化決策。認(rèn)真貫徹落實(shí)國家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)和規(guī)章及本合同的有關(guān)規(guī)定,做好施工區(qū)域的環(huán)境保護(hù)工作,對(duì)施工區(qū)域外的植物、樹木盡量維持原狀,防止由于工程施工造成施工區(qū)附近地區(qū)的環(huán)境污染。水利水電加強(qiáng)開挖邊坡治理,防止沖刷和水土流失。
關(guān)鍵詞:水電站;工程;總體布置;建筑物;設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào): S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
1工程概況
汶水一站水電站工程位于廣東省廣寧縣古水河境內(nèi),為古水河梯級(jí)開發(fā)的第7級(jí)水電站。電站以發(fā)電為主,總裝機(jī)容量2500kW,設(shè)計(jì)水頭8.0m,年發(fā)電量945萬kW.h。
2 設(shè)計(jì)依據(jù)
2.1工程等別及建筑物級(jí)別以及相應(yīng)的洪水標(biāo)準(zhǔn)
汶水一站水電站以發(fā)電為主,裝機(jī)容量為2500kW,校核洪水位時(shí)的總庫容為280.0萬m3。按照《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000的規(guī)定,工程屬Ⅳ等工程,小(1)型規(guī)模。電站的永久建筑物(泄水閘、泄水建筑物、廠房)均按4級(jí)建筑物設(shè)計(jì),導(dǎo)流圍堰等臨時(shí)工程按5級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。
根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,電站建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)如表2-1-1所示。
表2-1-1洪水標(biāo)準(zhǔn)
2.2設(shè)計(jì)基本資料
1、水文氣象
古水河流域自上游至下游主要?dú)庀髤?shù)為:多年平均氣溫20.8℃,最高氣溫39.1℃~39.4℃,最低氣溫-3.9℃~4.2℃.多年平均相對(duì)溫度81%,多年平均風(fēng)速0.9~1.1m/s,最大風(fēng)速13~5.3m/s。
3 壩軸線的選擇及工程總體布置
3.1壩軸線的選擇
汶水一站水電站壩軸線的選擇受河床寬度和廠房尾水暢順影響,考慮到上游永隆水電站下游尾水位、汶水二站水電站開發(fā)時(shí)上游正常蓄水位銜接,選擇Ⅰ線和Ⅱ線兩個(gè)方案比較。
3.1.1Ⅰ線方案
(1)地形、地質(zhì)條件。Ⅰ線內(nèi)無較大的斷層通過,未見次級(jí)褶皺,地質(zhì)構(gòu)造較不發(fā)育。(2)工程型式、布置。Ⅰ線方案擬于橫石口村上300m處河段修筑攔河壩,并在河床左岸布置廠房及附屬建筑物,屬河床式開發(fā)方案。攔河壩左岸為公路。(3)工程量、施工條件。線基巖露頭較明顯,上部覆蓋層較薄,開挖方量不大且對(duì)主要交通線沒有造成破壞;河床相對(duì)較寬,填筑方量較大。廠房布置在河流左岸,離公路較近,施工方便,工程量和投資也不大。
3.1.2Ⅱ線方案
(1)地形、地質(zhì)條件。壩軸線兩岸植被茂密,自然邊坡基本穩(wěn)定,物理地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育。
(2)工程型式、布置
Ⅱ線的河床段修筑攔河壩和發(fā)電廠房及附屬建筑物,在河床的右岸筑壩擋水,河床的左岸布置廠房和附屬建筑物,屬河床式開發(fā)方案。
3.1.3壩軸線比較和方案選擇
I線壩址區(qū)基巖均屬硬質(zhì)巖石,巖面埋深和巖石風(fēng)化均較淺,無較大的不良地質(zhì)現(xiàn)象,工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件較好。II線壩址區(qū)左岸邊坡較緩,右岸邊坡較陡,巖面埋深和巖石風(fēng)化相對(duì)1線均較深。下游有一小型滑坡體不利于壩體的穩(wěn)定及防滲。綜上所述,Ⅰ、Ⅱ線的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件均可滿足建壩的要求,但從施工安排及對(duì)環(huán)境的影響考慮,I線優(yōu)于II線。因此,選定I線方案為本工程的推薦方案。
3.2樞紐布置選擇
本電站水頭較低,選定壩址處沒有引水或其他布置的地形條件,所以廠+房采用河床式布置??傮w布置采用右河床廠房還是左河床廠房方案,主要取決于對(duì)外交通條件?,F(xiàn)有瀝青公路已通往河流左岸,可通大汽車,且工程砂、碎石等材料主要取在左岸沙灘上,如果廠房布置在右岸則材料運(yùn)送相對(duì)困難,費(fèi)用增大,不利于降低工程投資。經(jīng)綜合分析,工程選定右岸布置溢流壩,左岸布置廠房的總體布置方案。
3.3擋水建筑物
3.3.1泄水閘壩
1)溢流閘壩布置
溢流壩全長50m,設(shè)4扇弧型閘門,閘門的尺寸為:10×7.5m(寬×高),堰頂高程為84.8m,堰高4.7m,閘門頂高程為92.30m。
本水電站為徑流式水電站,根據(jù)電站的壩上Z-Q關(guān)系曲線圖查得,設(shè)計(jì)洪水位為92.00m,校核洪水位為94.60m。
2)壩頂高程
壩頂高程的確定,是在各種運(yùn)行情況水庫靜水位加對(duì)應(yīng)風(fēng)浪高程和安全超高中選取最大值。
壩頂至水庫靜水位的高度的計(jì)算公式為:
Δh=2hL+ho+hc
Δh――閘墩頂距水位的高度m;
Hc――閘墩安超高,設(shè)計(jì)洪水位時(shí)取0.3m校核洪水位時(shí)取0.2m;
Ho――交通橋梁高(m),取0.8m;
其中風(fēng)浪要素按《水工建筑物》(高校教材第三版)公式計(jì)算。公式如下:
2hL=0.0166V5/4D1/3
式中:D――吹程,取為550米。
V――設(shè)計(jì)風(fēng)速,在正常水位及設(shè)計(jì)洪水位情況用最大風(fēng)速的1.5倍,校核洪水位于情況用最大風(fēng)速。
波浪中心線至水庫靜水位的高度ho按下式計(jì)算:
4лhl2лHo
ho=--------cth--------
2LlLl
式中:2Ll――波長,2Ll=10.4(2hl)0.8;其它符號(hào)的意義同前。Ho――閘前水域的平均水深。安全超高h(yuǎn)c:正常運(yùn)行情況取0.3m,非常運(yùn)行情況取0.2m。(h-壩頂距水庫靜水位的高度(m)即為風(fēng)浪高+安全超高)上述成果表明,壩頂高程由校核洪水位控制,定為95.60m,最大壩高15.50m,壩頂長度62.00m。
3)消能設(shè)計(jì)。根據(jù)下游水位較高的情況,采用底流式消能。參照重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范的補(bǔ)充規(guī)定:“對(duì)消能防沖設(shè)計(jì)的洪水標(biāo)準(zhǔn),原則上可低于大壩的泄洪標(biāo)準(zhǔn),鑒于本樞紐攔水建筑物的建基面建在弱風(fēng)化巖石上,本工程的消能防沖按10年一遇洪水進(jìn)行設(shè)計(jì)。消能計(jì)算采用水利水電工程設(shè)計(jì)程序集中的D-3程序進(jìn)行計(jì)算。消能按10年一遇洪水計(jì)算。根據(jù)計(jì)算,消力池的長度為33m,高程為80.10m,護(hù)坦的長度為15m。岸坡采用護(hù)坡處理,其護(hù)砌長度33m,護(hù)坡頂高程為10年一遇洪水位。
4)基礎(chǔ)處理。壩的建基面均開挖至弱風(fēng)化層下0.3~1.0m,由于地基內(nèi)沒有規(guī)模較大的斷裂構(gòu)造,無須特殊處理。由防滲計(jì)算可知,對(duì)基礎(chǔ)的防滲措施采用在溢流壩上游與下游端均設(shè)齒墻,齒墻深1.5m,厚為1.5m,前端順坡度延伸到與高程80.10m齊平處,下游齒墻厚1.5m,成梯形狀,上游閘底板與消力池間設(shè)置止水。
5)穩(wěn)定計(jì)算。(1)計(jì)算荷載。①壩體自重及固定設(shè)備重;②水重;③靜水壓力;④揚(yáng)壓力;⑤風(fēng)浪壓力;⑥側(cè)向水壓力;⑦土壓力(或泥沙壓力);(2)荷載組合。①上游正常蓄水位,下游無水;②上游設(shè)計(jì)洪水位,下游設(shè)計(jì)洪水位;③上游校核洪水位,下游校核洪水位。(3)抗滑穩(wěn)定及地基應(yīng)力計(jì)算。
抗滑穩(wěn)定計(jì)算:攔河壩建基面高程為79.80m,根據(jù)地質(zhì)報(bào)告,該高程巖性的風(fēng)化程度為弱風(fēng)化,參照地質(zhì)報(bào)告力學(xué)參數(shù)建議值,取f=0.55。
抗滑穩(wěn)定采用抗剪強(qiáng)度公式計(jì)算:K=f(W-u)/∑P
式中K――按抗剪斷強(qiáng)度計(jì)算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù);f――壩體砼與壩基接觸面的抗剪摩擦系數(shù),取0.55;∑W――作用于滑動(dòng)面以上的力在鉛直方向投影的代數(shù)和KN?!芇――作用于滑動(dòng)面以上的力在水平方向投影的代數(shù)KN。
地基應(yīng)力計(jì)算
壩基應(yīng)力采用材料力學(xué)公式計(jì)算:
бy=∑w/B±6∑M/B2
式中бy――壩基面垂直正應(yīng)力;∑W為――作用于計(jì)算截面以上全部荷載的垂直分量的總和;∑M――為作用于計(jì)算截面以上全部荷載對(duì)截面形心力矩的總和;B――為壩體計(jì)算截面面積。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,在各種運(yùn)行情況下,計(jì)入揚(yáng)壓力影響,壩體上游面不得產(chǎn)生拉應(yīng)力。計(jì)算分兩種情況考慮,計(jì)算結(jié)果表明,各種情況均能滿足規(guī)范要求。壩體尺寸由溢流面體型和滿足應(yīng)力需要控制。
3.4發(fā)電廠房
廠房布置在河床左側(cè),為河床式廠房,廠房基礎(chǔ)座落在微風(fēng)化基巖上,地基無需進(jìn)行特殊處理。進(jìn)水口設(shè)主閘一道,由固定式啟門機(jī)啟閉。檢修門與攔污柵共門槽,由門機(jī)啟閉。進(jìn)水口長度由設(shè)備及交通要求確定。廠房進(jìn)水口前設(shè)攔沙坎一道。升壓站布置在廠房的左側(cè)。主變壓器1臺(tái),布置在廠房升壓站的右側(cè)。進(jìn)廠公路由下游進(jìn)入廠房,進(jìn)廠坡度為2%。
4結(jié)語
通過對(duì)汶水一站水電站工程的總體布置方案比較及主要建筑物設(shè)計(jì),對(duì)于低水頭電站來說,設(shè)計(jì)水頭非常重要,在水工建筑物布置設(shè)計(jì)時(shí),進(jìn)(引)水?dāng)嗝嬉_(dá)到設(shè)計(jì)要求,尾水段流態(tài)要保持平穩(wěn)暢順,這樣才能使電站機(jī)組運(yùn)行工況和出力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
參考文獻(xiàn):
[1]《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000
[2]《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SDJ21-78(試行)
[3]《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》SL253-2000
[4]《水庫設(shè)計(jì)規(guī)范》SD133-84
關(guān)鍵詞:大壩、大壩穩(wěn)定分析、大壩滲流分析
中圖分類號(hào):TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
1.工程概況
水庫位于距離商城縣城北部約29km的鄢崗鎮(zhèn)境內(nèi),壩址處在淮河水系白露河支溝上,是一座以防洪、灌溉為主,結(jié)合水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的?。?)型水庫。水庫下游保護(hù)區(qū)內(nèi)有0.18萬人、400畝農(nóng)田,水庫的地理位置重要。水庫一旦失事,將對(duì)下游造成較大損失。
2.大壩工程地質(zhì)評(píng)價(jià)
現(xiàn)大壩頂寬3m,壩高約3.92m。
第①層壩體填土由重粉質(zhì)壤土壓實(shí)成,褐黃、黃褐色,硬塑狀,土質(zhì)不均一,含少量中、輕粉質(zhì)壤土,偶見礫石。天然干密度ρd范圍值1.39~1.47g/cm3,平均值1.43g/cm3。根據(jù)現(xiàn)場注水試驗(yàn)成果,壩體填土滲透系數(shù)范圍值為5.2×10~5~1.3×10~4cm/s。
因此,壩體填土壓實(shí)不均,質(zhì)量一般,不滿足防滲要求,存在滲漏穩(wěn)定問題,建議對(duì)壩體進(jìn)行防滲加固處理,對(duì)上下游壩坡進(jìn)行整修。
3.壩基工程地質(zhì)評(píng)價(jià)
壩基為主要為第四系重粉質(zhì)壤土和第三系泥巖。
第②層重粉質(zhì)壤土天然干密度ρd范圍值1.46~1.67g/cm3,平均值1.58g/cm3。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場注水試驗(yàn)成果,第②層重粉質(zhì)壤土滲透系數(shù)范圍值為1.5×10~5~5.3×10~5cm/s;第③層重粉質(zhì)壤土天然干密度ρd范圍值1.52~1.61g/cm3,平均值1.55g/cm3。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場注水試驗(yàn)成果,第③層重粉質(zhì)壤土滲透系數(shù)范圍值為1.4×10~5~6.5×10~5cm/s。
故壩基不存在滲漏問題。但水庫處于高水位運(yùn)行時(shí)存在散滲問題。
4.大壩滲流計(jì)算
大壩滲流采用有限元法計(jì)算;計(jì)算斷面選取大壩主河槽段最大壩高斷面(樁號(hào)0+080)。
1.計(jì)算原理及基本參數(shù)
a)計(jì)算原理
采用有限元分析法求解滲流場。穩(wěn)定滲流方程為:
(公式4-1)
式中:k――土的滲透系數(shù);
Ф――勢函數(shù),Ф=(P/γW)+γ
γw――水的容重;
P――水壓力。
滲流穩(wěn)定按有限深透水地基上的均質(zhì)土壩計(jì)算。
b)計(jì)算工況
由于現(xiàn)狀淤積嚴(yán)重,死水位低于淤積高程, 1/3壩高水位與興利水位基本持平,根據(jù)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》(SL189-96)[1],壩體滲流計(jì)算工況為:
(1)興利水位;
(2)校核水位;
c)計(jì)算參數(shù)
不同巖層滲透系數(shù)如下:
壩體填土:k=1.4×10-4cm/s
重粉質(zhì)壤土:k= 5.3×10-5cm/s
2.計(jì)算結(jié)果
按照《碾壓土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274-2001)[2]規(guī)定,允許滲透坡降:
[J]=(Gs-1)(1-n)/K (公式4-2)
式中:Gs―表層土的土粒比重;
n―表層土的孔隙率;
K―安全系數(shù),取1.5~2,此次取1.5。
壩體填土:
Gs=2.71 e=0.954 n= e/(1+e)=0.488
[J]=(2.71-1)(1-0.488)/1.5=0.584
其它土層允許滲透比降見表6. 4-1。
各工況下,大壩現(xiàn)狀滲流計(jì)算結(jié)果匯總于表4-1中,
表4-1 大壩下游現(xiàn)狀滲透計(jì)算成果表(0+080)
由計(jì)算成果可以看出,壩體滲透坡降滿足規(guī)范要求。
5.大壩穩(wěn)定計(jì)算
5.1大壩壩坡穩(wěn)定復(fù)核
a)斷面選取
根據(jù)壩高、壩體結(jié)構(gòu)和地基情況,選取主河槽處最大壩高斷面計(jì)算(樁號(hào)0+080)。
b) 筑壩土料物理力學(xué)性質(zhì)
根據(jù)《商城縣某水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)階段工程地質(zhì)勘察報(bào)告》,大壩穩(wěn)定分析采用的物理力學(xué)指標(biāo)如表5.1-1。
表5.1-1壩工計(jì)算土體參數(shù)
c)穩(wěn)定計(jì)算方法
依據(jù)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》(SL189-96),壩坡穩(wěn)定采用瑞典圓弧法。
d) 邊坡穩(wěn)定計(jì)算工況
由于現(xiàn)狀淤積嚴(yán)重,死水位低于淤積高程, 1/3壩高與興利水位基本持平;現(xiàn)狀校核水位高于現(xiàn)狀壩頂高程,穩(wěn)定分析計(jì)算工況分為以下幾種:
1)上游壩坡正常工況
①穩(wěn)定滲流期(興利水位,下游無水);
2)下游壩坡正常工況
①穩(wěn)定滲流期(興利,下游無水);
e) 現(xiàn)狀壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果分析
計(jì)算成果列于表5.1-2
表5.1-2 大壩現(xiàn)狀穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算成果表(樁號(hào)0+080)
從表5.1-2中可以看出,在各種特征水位運(yùn)行工況下,大壩上游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求,下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足規(guī)范要求。
5.2加固后大壩壩坡穩(wěn)定計(jì)算
一、壩坡穩(wěn)定計(jì)算
計(jì)算參數(shù)及方法同加固前。
邊坡穩(wěn)定分析計(jì)算工況分為以下幾種:
1)上游壩坡正常工況
1.穩(wěn)定滲流期(興利水位,下游無水);
2.不穩(wěn)定滲流期(校核水位突降至興利水位,下游無水);
2)下游壩坡正常工況
1.穩(wěn)定滲流期(興利,下游無水);
2.穩(wěn)定滲流期(校核,下游無水);
e) 加固后壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果分析
表5.2-1 大壩加固后穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算成果表(樁號(hào)0+080)
從表5.2-1可以看出,在各種特征水位運(yùn)行工況下,大壩上下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。
6.結(jié)束語
根據(jù)水庫大壩的穩(wěn)定分析可知,為保證大壩穩(wěn)定,對(duì)壩體、壩基礎(chǔ)進(jìn)行灌漿處理[3],可以有效地降低大壩中的浸潤線,為保證上游護(hù)坡穩(wěn)定,采用清理上游壩腳淤泥,護(hù)坡齒墻基礎(chǔ)深入重粉質(zhì)壤土內(nèi),采用現(xiàn)澆混凝土板進(jìn)行護(hù)砌,為了保護(hù)下游壩坡采用清除下游壩坡表層雜草、灌木,規(guī)整后坡比為1:2.5;下游壩坡草皮護(hù)坡;下游壩坡增設(shè)C20混凝土踏步及排水溝;新建貼坡排水,坡腳設(shè)導(dǎo)滲溝。
參考文獻(xiàn)
[1]《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》(SL189-96)