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第1篇

關鍵詞：水利水電工程；水電站；選址；總體布置；主要建筑物

Abstract: water conservancy and hydropower engineering design of the project location, engineering overall arrangement and the main buildings in the writing process should be seriously in investigation, exploration, test, study, obtain reliable basic material. Design should be safe, reliable, and advanced technology, combined with the actual, saving investment, pay attention to the economic benefit; Also should have the analysis, argumentation, have the necessary project, and have a clear conclusion and suggestion. Through the GuXing hydropower station, the feasibility study report of the construction of the location, the engineering TiZong arrangement and the writing of the main building, the more objective and comprehensive to each and every one of the main content and the depth requirements expression comes out.

Keywords: water conservancy and hydropower projects; Hydropower station; Location; The overall layout; The main building

中圖分類號：TV文獻標識碼：A 文章編號：

前 言

在水利水電工程項目的設計過程，尤其在可行性研究報告及初步設計報告的編寫中，將根據江河流域（河段）規劃，區域綜合規劃或水利水電專業規劃的要求，對工程項目的建設條件進行調查和必要的勘測，在可靠資料的基礎上，在可行性研究報告和初步設計報告的主要內容和深度要求中進行工程選址、工程總布置及主要建筑物的確立及編寫尤其重要，以下談談古興水電站應如何工程選址、工程總體布置及主要建筑物。

1 工程等別和標準

1.1 工程等別及建筑級別

古興水電站以發電為主，總裝機容量為5000kW，校核洪水位時的總庫容為588.12萬m3。按照《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252-2000的規定，工程屬Ⅳ等工程，小（Ⅰ）型規模。電站的永久建筑物（攔河壩、泄水建筑物、廠房）均按4級建筑物設計，導流圍堰等臨時工程按5級建筑物設計。

1.2 洪水標準

根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》規定，電站建筑物的洪水標準如表1所示。

表1 洪水標準

建筑物 設計洪水重現期（年） 校核洪水重現期（年）

攔河壩、泄水建筑物、廠房 30 200

1.3 設計基本資料

水文氣象

古水河流域自上游至下游主要氣象參數為：多年平均氣溫20.8℃~20.7℃,最高氣溫39.1℃~39.4℃,最低氣溫-3.9℃-4.2℃.多年平均相對溫度81%，多年平均風速0.9～1.1m/s，最大風速13～5.3m/s。

2 工程選址

古興水電站壩址的選擇受下游蒙坑電站正常水位的制約，沒有較多壩址作比較，考慮到上游已建成的大良水電站壩址、梯級電站的水位銜接等,選擇上壩址和下壩址兩個方案比較。上壩址位于下距舊電站100m上游，下壩址位于上壩址下游50m。

2.1 上壩址方案

2.2.1 地形、地質條件

壩址河床呈不對稱的“U”型。河流呈“S”形急轉彎后再折向SW，河道彎曲。壩軸線走向取205°。河床砂礫石層厚約4m，左岸為土質岸坡，右岸為淺部發育強風化巖。

2.1.2 工程型式、布置

上壩址方案擬于竹黎村正對面河段修筑攔河壩，并在河床上處布置廠房及附屬建筑物，屬河床式開發方案。廠房布置在河流左岸，攔河壩布置在右岸。

2.2 下壩址方案

2.2.1 地形、地質條件

下壩址位于上壩址下游約50m處。下壩址河床呈不對稱的“U”型，左岸坡角45°~55°，右岸坡角約5°~25°。壩軸線方向為285°，河床寬約75m。枯水位67m時，水面寬約40m，水深1~3.5m。

2.2.2 工程型式、布置

工程在河左岸筑壩擋水，河床的右岸布置廠房和附屬建筑物，屬河床式開發方案。

2.3 壩址比較和方案選擇

上壩址河床相對寬闊，有利于布置廠房等建筑物，上部松散覆蓋層厚度不大，河床基巖埋深較淺，基巖面較平坦且較容易開挖。下壩址右岸河岸邊強~弱風化基巖， 開挖量大，工程投資大，而且廠房布置接近原來的公路，升壓站的布置比較困難。

綜上所述，上壩址優于下壩址。建議選擇上壩址。

3 壩型選擇

壩址處河面較窄，正常蓄水位50.1m時，寬度為60~65m，而洪峰流量相對較大，設計洪水洪峰流量2473m3/s。校核洪水洪峰流量3495m3/s，洪水宜從河床渲泄，因此，擋水、泄水建筑物采用重力式。壩體采用混凝土型式。

4 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。樞紐為河床式電站，由攔河壩、廠房、升壓站等建筑物組成。

4.1.1 攔河壩

攔河壩由溢流壩、非溢流壩組成。河床絕大部分被溢流壩及河床式廠房占用。

（1）、溢流壩

1）溢流壩布置

溢流壩全長50m，設5扇弧形鋼閘門，閘門的尺寸為：10×8m(寬×高)，堰體為WES標準剖面的實用堰，堰頂高程為42.50m，堰高8.5m，上游堰面曲線采用橢園方程：

2）泄流能力

閘門全開后，沖沙孔拉開泄洪，沖沙孔的泄洪能力用閘孔出流公式計算，根據上述計算表和沖沙孔泄洪計算成果點繪出古興電站壩上Z~Q關系曲線圖。

本水電站為徑流式水電站，根據電站的壩上Z~Q關系曲線圖查得，設計洪水位為52.30m，校核洪水位為54.80m。

4.1.1.1壩頂高程

壩頂高程的確定，是在各種運行情況水庫靜水位加對應風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算公式為：

Δh=2hL+ho+hc

表2 壩頂高程計算成果單位：m

上述成果表明，壩頂高程由校核洪水位控制，定為56.30m，最大壩高22.70m，壩頂長度 62.00m。

4.1.1.2 消能設計

根據下游水位較高的情況，采用底流式消能。根據計算，消力池的長度為30m，護坦的長度為10m，堆石防沖段長20m。岸坡采用護坡處理，其護砌長度29m，護坡頂高程為10年一遇洪水位。

4.1.2 廠房及變電站

4.1.2.1 廠房布置概述

廠房布置在河床右側，裝機2臺，總裝機容量5000kW，為河床式廠房，其主要尺寸（長×寬×高）為23.7m×19.5m×16.5 m，其安裝高程41.20m，水輪機層高程 44.225m，發電機高程48.7m，尾水管底高程34.91m，屋頂面高程65.20m，設50t/10t橋式吊車1臺，廠房進口設防洪門。

進水口設攔污柵及檢修門各1道，門機啟閉。各設快速主閘門1道，固定式啟門機啟閉。

穩定計算

上游底板高程37.14m，下游底板高程33.41m。假定滑動面為廠房基底面。根據地質報告，取f=0.45。

計算公式：k=

抗滑抗傾的穩定計算成果如表3。

廠房地基面上的垂直正應力（計入揚壓力）控制（按材料力學公式）。

σMax≤2500kN/m2σMin>0

表3 廠房整體抗滑穩定性計算成果表

4.1.2.2 升壓站

升壓站布置在室外，高程53.00 m，面積為25m×18m，安裝1臺主變壓器，主變容量為6300kVA，35kV出線1回。

結語：

水利水電工程的可行性研究和初步設計的工程選址、工程總體布置及主要建筑物是編寫過程中主要體現建筑物和工程布置的一項主要的、不可缺少的重要內容，應認真進行調查、勘察、試驗、研究，取得可靠的基本資料。設計應安全可靠，技術先進，密切結合實際，節約投資，注重經濟效益；還應有分析，論證，有必要的方案，并有明確的結論和建議。

參考文獻：[1]水利水電工程可行性研究報告編制規程。中華人民共和國電力工業部，1993-0901實施

[2] 《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252-2000的規定

第2篇

關鍵詞：水利水電工程；質量管理；研究

中圖分類號：TV 文獻標識碼：A

1、研究背景

近年來，隨著我國經濟的快速發展，城市的發展產生了翻天覆地的變化。城市市政設施建設是形成和完善城市功能、發揮著城市中心作用的基礎，它是搞活本地區經濟，改善城市居住生活環境，提高城市品位的基本條件。而水利水電項目是保障城市正常運轉和經濟發展的物質和基本條件之一，水利水電工程的質量關乎大眾的日常生活便利，尤其在大城市水利水電工程中更加明顯。隨著市場經濟的深入發展，城市規模日益壯大，水利水電工程項目也在逐年增多。水利水電工程項目的開展多處于市區內，影響控制因素很多，如地上及地下障礙物、交叉作業、施工作業點多，工期短、質量要求高等客觀因素，同時還涉及到政府部門行政指令等要求，這些因素都直接或間接影響工程施工的質量，若處理不好，管理控制就很難圓滿完成，所以做好給水利水電工程的質量管理控制工作尤其重要，對控制工程質量、降低工程成本、提高投資效益都有著深遠的意義。

2、水利水電工程質量管理控制措施

2.1經濟技術指標

（1）工期指標：在合同約定時間內完成工程施工。

（2）工程質量目標：達到優質工程標準。

（3）安全目標：確保無重大工傷事故，杜絕死亡事故，輕傷頻率控制12‰以內。

（4）文明施工目標：達到建筑工程安全文明工地標準。

（5）消防目標：消除現場消防隱患。

（6）竣工回訪和質量保修計劃：根據公司服務的承諾，每年夏季、冬季對工程進行定期檢測，根據保修合同，質量保修3年。

2.2工期保證措施

（1）建立強有力的項目管理部，選派施工組織能力強、技術水平高、協作配合好的管理人員。

（2） 建立每周、日生產例會制度，及時解決存在的問題，使施工順利進行。

（3）對總工期實行階段管理，及時排除延誤工期的各種因素，確保按合同工期竣工。

（4）加強生產調度，選派有同類工程施工經驗的隊伍進場施工，從數量、素質予以保證。

（5） 加大工程材料和施工機具投入。現場設塔吊多臺（解決模板、鋼筋的垂直運輸）發揮集團優勢，組織專業化施工。

（6）采用先進的施工技術。采用國內鋼筋混凝土施工中最先進的技術和小流水段施工方法，提高工作效率，保證按期竣工。

（7）分批進行結構驗收，提前穿插裝修工程施工和設備安裝。強化成品保護工作。

（8）保證工程質量一步到位，避免返工而延誤工期。

2.3質量保證措施

在工程質量管理上，嚴格遵循“過程精品、質量重于泰山”的質量觀，施工過程中高標準、嚴要求，以過程精品保精品工程，創公司品牌的“精品住宅工程”，在客戶、監理心中建立良好的信譽。在施工過程管理中主要采取以下五項管理制度，即掛牌制度、過程檢驗制度、會診制度、獎罰制度、成品保護制度。

（1）掛牌制度

將施工技術要點、難點控制措施打印成文，貼于木牌上，懸掛在施工操作面上，向施工班組進行現場技術交底，便于施工班組人員在施工過程中隨時查閱，參照施工。

（2）過程檢查制度

在施工過程中設立三級過程檢查制度，給操作工人配備必要的檢驗工具，在施工中隨時檢查誤差，及時校正誤差。

（

2.4安全保證措施

（1）安全管理方針：是“安全第一，預防為主”。

（2）安全組織保證體系 以項目管理部經理為首，由執行經理、生產經理、安全負責人、各棟號負責人、安全員等各方面的管理人員組成安全保證體系。

（3）安全管理

（4）嚴格執行國家及地方有關現場安全管理條例及辦法。

（5）建立嚴格的安全教育制度，堅持入場教育、堅持每周按班組召開安全教育研討會，增強安全意識，使安全工作落實到廣大職工上。

（6）編制安全措施，設計和購置安全設施，強化安全法制觀念，堅持特殊工種持證上崗制度等。加強施工管理人員的安全考核，增強安全意識，避免違章指揮。

3、水利水電工程質量管理控制建議

3.1 熟悉設計意圖和規范

水利水電項目的各項技術經濟決策，對項目的工程質量控制有重大影響，特別是建設方案的確定、建設地點的選擇、管道材料的選用等，都直接關系到工程質量控制的可靠性性。水利水電工程的設計和施工方應積極做好工程預算編制的控制與管理工作，充分發揮自身主體優勢的作用。認真搜集完善有關資料，如：企業及民眾數量、各種性質的用水用電情況、材料技術參數、需要解決的問題等。閱圖的目的是要搞清圖紙的設計要求、工程的主要內容、建設規模、結構型式, 以及抗震設防要求等。在初步了解設計意圖后, 還要善于發現圖紙應交待而未交待清楚之處, 以便及時與設計者溝通, 得以確認，以便確切地計算工程量及材料用量。

3.2加強施工組織設計管理, 明確施工方案

搞好施工組織設計，合理地選擇施工方案，對控制工程進度、降低工程成本、控制工程造價和工程質量有著重要的意義，同時也是質量管理控制的前提條件。施工方案選擇不當常常是工程質量管理出現較大偏差甚至失敗的重要原因。

3.3 科學處理不確定因素

在水利水電工程質量管理控制過程中，應當盡量科學合理的處理不確定因素，如給水管道工程的特點在于給水管道線路長，沿線地形、地物復雜，需要穿越公路、河道及其他管道等。應當盡可能按照當前道路走向進行水管鋪設，同時盡量保持管道走線的簡短，這樣，一方面可以減少對周邊建筑、河道穿越，包括農田的破壞，降低由于拆遷帶來的工程成本上升。另一方面，可以通過減少水管總體長度來達到節約建材的目的，節省開支。在管線埋深方面，管線埋深的尺寸應當根據地質實際情況進行酌情考慮，在確保冰凍和重載不受損傷的前提下，管線的埋深尺寸越小越好，從而減少土方開挖和回填的數量，有效減少工程成本造價，對水資源也起到了保護的作用。在管徑確定方面，給水管道工程中管徑的確定對于水泵的揚程和能耗有著較大的影響

總結

綜上所述，水利水電工程質量管理控制是一個動態的過程，它涉及多學科的管理工作，它貫穿了工程的全過程，是一種動態管理。市場經濟的變化多端，使得工程質量管理的控制變得更為復雜化，在認真分工程數據參數的基礎上，合理控制工程造價，并且同步提高工程的施工質量，促進自身的持續、健康、快速發展，為提高市民生活質量，提升城市形象，構建社會主義和諧社會做出更大的貢獻。工程質量管理控制工作是個多學科綜合性的工作；不僅需要掌握一定的專業知識、有關法規政策，還要了解相關的設計、材料、設備、施工方法、投資控制等多方面的基礎知識。提高工程項目管理質量,對做好工程,控制投資,提高工程效益有著重要的作用。

參考文獻

彭正林. 淺談建設單位對工程質量的控制與管理. 西部探礦工程. 2009

王銳. 談建設單位如何加強工程質量的控制與管理. 現代企業文化. 2010

嚴煦世,范謹初. 給水工程. 中國建筑工業出版社. 2010

王瑤. 論工程質量管理控制. 城市建設. 2010

第3篇

關鍵詞：水工建筑物；可靠性設計；因素

中圖分類號： TV文獻標識碼： A

前言

可靠性理論在水工建筑物設計中的應用，使水工結構設計理論進入了一個新的階段。可靠度設計方法只能解決可統計的隨機性不確定性問題，例如結構相對簡單、對其作用、作用效應、材料性能和抗力已基本了解和認識的建筑構件，隨機變異性是其設計中主要考慮的因素。所以，在工程結構設計中，可靠度分析方法與傳統的總安全系數方法最本質的差異就在于其未計入不可統計的非隨機不確定性因素。

一、可靠度和安全系數

安全系數包含了不可統計的非隨機不確定性因素。諸如，從作用到作用效應的轉換、從試件的強度到結構抗力的轉換、以及可能存在的設計中的人為差錯、地基查勘中未被查明的隱患等，這些因素都只能依據工程經驗確定。所以基于概率理論的可靠度分析對這些不可統計的非隨機不確定性因素是不能適用的。

對隨機變異性是設計中主要考慮因素的結構，可靠度設計方法具有綜合考慮抗力 R 和作用效應 S 的發生概率、對各類結構給出以功能函數Z ＜0 標志的真實失效概率的優勢，對其作為工程設計趨勢的前景需要積極關注。但同時也應充分認識到在當前的工程設計中，尤其是對高壩這類復雜的水工建筑物，設計中安全水準的設置在相當程度上仍需依據工程實踐經驗，其諸多非隨機不確定性因素是可靠度設計方法所無法解決的。而對如大壩這類復雜的水工建筑物設計，可靠度設計方法也存在著相當的復雜性和局限性，例如作為統計基礎的樣本資料的不足，而可靠度方法本身對非線性的大壩結構分析也有不少有待解決的困難，特別是地震作用實際并非隨機變量，而是非平穩的隨機過程，其動態可靠度分析更是非常復雜難解的。因此，對待可靠度方法在水工建筑物設計中的實際應用，必須十分慎重，應當說，目前在水利水電工程中，直接推行可靠度設計尚不具備條件。但在水利水電工程中，采用籠統的單一安全系數的傳統，也確有突破的必要。當前可行的途徑是向采用分項系數極限狀態的方式轉軌，包括考慮作用效應和抗力隨機性的分項系數，以及引入計入非隨機性的不確定性因素影響的結構系數 γd，這實際上是從單一的安全系數向多安全系數的轉軌。但至少在目前，對轉軌后分項系數的取值，在相當程度上仍需要依據工程實踐經驗，因此總體上仍需要由傳統的安全系數套改，以保持規范的連續性。

 二、單一安全系數向分項系數的“轉軌套改”

1、兩種分項系數極限狀態方程的本質差異

在可靠度分析中，抗力和作用效應的分項系數 γR、γS是通過與目標可靠度相應的驗算點的設計值 Rd、Sd求解的，因而是相互關聯而并非獨立確定的。雖然可靠度設計和轉軌后的多安全系數法都是以分項系數極限狀態方程表征的，但如上所述，兩者間有本質差異，因此，把以分項系數表征的多安全系數法混同于可靠度分析方法，正是源于上述這些概念上的混淆。在計入結構系數 γd的情況下，仍要求按可靠度方法確定抗力和作用效應的分項系數，實際也是難以推行的。

2、向分項系數“轉軌”的內涵

由于從傳統的單一安全系數 K 向以分項系數表征的多安全系數轉軌，目前分項系數的取值仍需由安全系數套改，因此，實際上只是將安全系數 K 拆分為考慮抗力和作用效應從標準值到設計值的隨機變異性的分項系數 γR和 γS、以及考慮非隨機不確定性因素的結構系數 γd三者的乘積。因而就安全標準的設置而言，兩者并無本質差異。但分項系數法使工程人員更清楚了解安全系數 K 的內涵中包含的各個因素的性質及其在總的安全裕度中所占有的比重，且能根據不同作用產生的作用效應及構成抗力的不同因素之間隨機變異性的差異，對相應的分項系數進行適當調整。由于轉軌后以分項系數表征的多安全系數法并非可靠度設計，其取值并不以目標可靠度 β 相關聯，因而也不存在工程人員要按可靠度理論進行復雜計算的困難。實際上，多安全系數極限狀態的設計方法在國際上已廣為應用，但在水工建筑物設計的“轉軌套改”中，對各個分項系數，特別是引入的結構系數 γd，賦予了更為明確的內涵和取值依據。顯然，采用統一的多安全系數極限狀態的設計方法，也有利于我國在國際承擔愈益增多的水利水電工程建設任務。

三、水工建筑物設計中作用分項系數的特點

在重大的壅水建筑物設計中，作為主要作用的水荷載，其在不同工況下的相應設計水位，就已經考慮了相應的洪水發生概率，可以通過工程具有的控制水位的可靠設施，加以人為調度，因而可以視為定值。另一個主要作用是結構的自重荷載，對大體積壩體而言，其尺寸和容重的隨機變異性也是很小的，同樣可以視為定值。其余的具有一定隨機變異性的作用，如壩基的滲透壓力，由于壩基地質條件的復雜和系統觀測數據資料所限，很難進行概率分布和統計參數的計算分析; 又如溫度作用，與氣候條件、人工調度方式、庫水中泥沙含量等因素有關，也很難用統計理論進行分析而提出準確的統計參數。所以如文獻中所述，把這些作用作為隨機變量，實際上也是有一定困難的。

至于地震作用，是隨機變異性最大的作用。實際上，地震作用應當視為隨時間變化的非平穩隨機過程，其失效概率的表征所涉及的對作用效應的動態超越概率分析，十分復雜，目前尚難在工程中實際應用。因而通常還只能把地震動輸入的峰值加速度作為與時間無關的隨機變量處理。我國地震動輸入的設防準則是依據基于概率理論的地震危險性分析的結果。與洪水設防準則相似，水工建筑物的抗震設防準則采用相應于基準期內一定的超越概率水準。

國地震動輸入的設防準則是依據基于概率理論的地震危險性分析的結果。與洪水設防準則相似，水工建筑物的抗震設防準則采用相應于基準期內一定的超越概率水準。對于抗震設防類別為甲類的重大的壅水水工建筑物，現行水工抗震規范規定，其抗震設防水準為 100 年超越概率2%，約相當于遭遇約 5 000 年一遇的地震作用，高于國外同類規范、導則中的規定值，并且在 2008 年的汶川大地震中經受了一定的檢驗。地震作用的隨機變異性在設計地震作用的代表值已經得到了反映。在可靠度分析中，屬偶然作用的地震作用，其分項系數也應是取為 1. 0 的。因此，作為對于包括高壩在內的水工建筑物的特點，目前是基本可以把作用視作定值處理的。

四、《水工建筑物抗震設計規范》中分項系數的取值

在考慮地震作用的偶然設計狀況中，《水工建筑物抗震設計規范》根據已有試驗資料，給出了大壩混凝土的抗壓強度的動態標準值。對抗滑穩定校核中的抗剪強度參數 f 和 c，目前一般采用 0. 2 分位值的靜態參數。

為適合我國的國情，規范中規定，對包括壩高70 m 以下的水壩在內的量大面廣的水工建筑物，仍可按擬靜力法進行抗震校核計算; 而對重要的水工建筑物應按動力進行抗震校核計算。在擬靜力法中，由于地震作用的簡化和結構地震作用效應按靜力計算、并引入了對地震作用效應進行折減的系數，是主要基于工程實踐經驗的近似方法，難以反映結構的作用效應和抗力的隨機變異性。因此，在套改中，作用效應和抗力設計值的分項系數都取為 1. 0。因考慮地震作用是屬于偶然設計狀況，其結構系數取為 γd= K/ψ。在動力法中，結構動態抗力設計值的分項系數取其在正常設計狀況中相同的值，從而從相應的安全系數中套改結構系數 γd值。

結束語

從上述各項，對水工建筑物統一采用現行的分項系數極限狀態方程方法，并不存在實質。這樣也有利于我國在國際承擔愈益增多的水利水電工程建設任務。

參考文獻

[1] Duncan J M. Factor of safety and reliability in geotechnical engineer-ing［J］. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering，2000，126(4): 307-316.