时间:2023-07-10 17:34:59
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇水利水电工程监测设计规范,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:水利水电监理工作工程环境
Abstract: In recent years, with China's rapid economic development, environmental protection has attracted people's attention. Water conservancy and hydropower engineering supervision after a fumble stage by stage, in recent years also obtained certain result. However, due to various negative factors, water conservancy and hydropower engineering environment supervision also exist many problems. This article on the construction of water conservancy and hydropower project environmental protection, environmental supervision and environmental protection supervision protection characteristics of the necessity and measures of a simple explanation.
Key words: Water conservancy and hydropower; Supervision work; Engineering environment.
中图分类号:TV212文献标识码:A文章编号:
引言
自从加入世界贸易组织以来,我国的经济实力有了很大的增强,人们的环境保护意识也有了很大的提高,国家对于环保事业也越来越重视。随着我国环境保护事业的不断发展,建设工程监理制度在工程建设中发挥了一定的作用。水利水电工程事业是我国的经济支柱产业之一,它的环境监理工作也受到了我国政府的关注和重视。水利水电工程施工过程中对环境的保护问题是个技术性和专业性比较强的项目,如果仅仅依靠建设单位进行管理是远远不够的,因此,就要借助社会监理机构对建设单位提供管理服务。
1我国目前的环境保护制度“三同时”存在的缺点
1.1建设单位对生态环境保护意识不高
从目前水利水电建设工程来看,许多建设单位对环境保护意识不是很高,他们仅仅注重对“三废”的治理,而忽视了对生态环境等环境保护问题。在这方面多数人采取了麻木不仁的态度,当地的环境保护监督力度不够,对环境保护问题设计都一笔带过,实行起来相当困难,在生态环境保护等环境保护问题方面涉及的区域比较广泛,导致建设单位不能做到有利地保护和管理。
1.2环境保护设计过于简单
虽然国家明确提出对建设项目与环境采取同时设计、同时建设和同时投入的“三同时”措施,但执行起来难度却很大。在施工过程中,除了我们常说的噪声环境保护、生态环境保护、人文保护等环境保护问题以外,还涉及到了下游区的环境保护措施和对移民的安全转移措施等。由于我国对环境保护的政策还没有完全规范,因此造成了对生态环境等比较难的环境保护问题无法执行,缺少对这方面的环境保护设计方案。
1.3环境保护措施难以落实
虽然我国目前对水利水电工程都要求对环境影响报告书进行编制,但在他们对工程资金预算中都没有把对工程环境保护投入的资金列入一、二级项目范围之内,而是把它列在其他项目费用中,让人们对这项问题模糊不清,造成了对环境保护的监督力度不强。
1.4我国水利水电监理工程制度尚未完全实施
随着我国对环境保护问题越来越重视,近几年来国家对环境监理报告书的编制也提出了要求。但因为尚处于初步阶段,这个项目发展还不成熟,导致监理工程制度在管理问题、资金问题等方面实施起来有一定难度。
2水利水电工程环境监理特点
水利水电工程环境监理的主要目的就是依照我国对环境保护所制定的相关法律和法规,利用自身的科学技术和实践经验为建设单位提供管理服务。它具有以下的一些特点:
2.1它所涉及到的专业面宽而且杂,还有很强的政策性
水利水电工程的环境保护问题涉及的专业面比较宽,要管理起来有一定难度。首先在生活用水、施工废弃材料和大气层、噪声的污染处理要得当,接下来的任务就是要做好水土保持和对生态环境的保护工作。虽然我国对有些水利水电工程已经采取了环境监理工作,但我国的这个项目还处在不够成熟阶段,水利水电工程实行了监理工程制度,就要对工程招标和对施工图设计严格把关,让环境监理工作达到良好的效果。
2.2监理对象多,有很多的不确定因素
水利水电工程量很大,涉及到多种专业,施工过程中层层分工。因此,它的监理对象也很多,而且它具有很强的政策性,面比较广,常有不确定因素发生,给环保工作的开展带来了困难。
2.3设计方案要随时变更
在工程实施之前所写的计划书远远不能解决在施工过程中所遇到的各种问题。因为施工环境保护项目繁多,不时要针对问题做出设计变更。因此,设计方案也要随着问题的出现不断更新,让整个工程布置更合理。
3水利水电工程实施环境监理的必要性
虽然环境工程监理发展得尚不成熟,建设单位对这个问题还没有足够重视,环境保护的设计方案也不够完善,但目前形势让我们必须实行环境监理并针对遇到的这些问题采取措施进行有效解决。如果水利水电工程实行了环境监理制度,建设单位就会在工程招标和施工图设计过程中提出对环境保护的设计要求,建设单位还可以利用编制的报告书对环境保护实施单位提出要求,用合同形式让对方在环境保护监理工程得以有力实施。环境保护监理是工程项目在实施过程中对环保监督的需要,也是环保措施的有力保证。水利水电工程开展环境保护监理工作,通过对监理措施、监理制度和监理目标等方面的加强管理,加强对各个施工单位宣传教育,确保环境保护工作顺利进行,从而可以看出它也是投资体制改革的迫切需求。因此,在水利水电工程建设中,实施环境监理是非常有必要的,是保护环境最有效的手段。
4水利水电工程环境监理的几点措施
环境工程监理要遵循公正、客观的原则,以法律和所指定的合同为准则,让双方的合法权益受到有利保护。环境监理工作就是在坚持环保措施与主体工程同时设计、同时施工、同时投入“三同时”原则的基础上进行的。为了让“三同时”制度得以有效执行,提供了几点建议。
(1)对国家颁布的《水利水电工程环境保护设计规范》要坚决执行
在2011年,我国对水利水电工程环境保护设计规范问题做了调整并颁布了有关条例。它的内容很广泛,设计到多种方面,多种专业:对水环境保护、生态环境保护、大气环境保护、噪声环境保护、水土环境保护、固体废弃物保护、人群健康保护、景观文物保护、移民的安全转移问题等都制定了设计内容和技术要求;并对环境保护措施的调整、环境影响复核、环境保护设计的基本原则和技术要求都做了明确规定,同时也对环境监测与管理和环境保护投资概算等设计内容和要求都做了相关的规定。要求各个单位都应该把国家颁布的《水利水电工程环境保护设计规范》贯彻到各级各单位,提高全民意识,坚决执行这项法律法规,让它在工程建设中对环境保护问题得以贯彻执行。
(2)对水利水电工程投资预算编制办法进行修改
水利水电工程在施工过程中进行环境保护监理,适应了我国政府向宏观管理改变的需求,方便了社会建立服务中介体系,也为进行投资的企业提供了一套环境技术服务并对其有效制约。因此,要对审批的具体内容和工作经费具体落实,让环境治理从社会效益和公共事业中体现出来。
(3)采用法规形式要求每个水利水电工程实行环境工程监理
要求每个工程都要实行环境工程监理是对环境保护最有力的措施。为了提高环境保护设计方案得以顺利进行,就要制定相关的法律法规对水利水电工程制度明确化,让环境保护施工单位增强责任感,用制度来约束才能保证工程得以实施。
(4)建立一套完整的水利水电工程环境监理管理制度
人们对水电水利环境保护措施的认识还比较肤浅,一般只注重“三废”和噪音环境的保护,对于一些生态环境保护、文物保护等比较专业的项目环境保护认识不高,比较盲目,不懂得要具体采取什么用力措施。因此,水利水电工程的环境监理工作必须建立一套完整的资质管理制度,发挥环境监理在水利水电建设中的作用。
5结束语
水利水电的环境保护问题近几年一直受到政府和人民的密切关注。为了加强水利水电工程的环境治理和环境保护问题,根据我国法律法规的要求,每个工程都必须实行环境保护监理。经过实践证明,环境监理在工程建设中减少了周围环境和人群健康的不良影响,环境保护监理是为了保证环境保护措施进一步达到环保要求而应该采取的必要手段,同时也为工程竣工圆满成功打下基础。水利水电工程环境监理是工程建设的一项重要内容。通过这个项目的实施,可以有效确保环境保护各种问题得以解决,从而减少了工程对环境的不利影响因素,同时还可以提高各个部门的环保意识,有效监督各个单位在工程建设中的环保治理。环境监理保护是我国水利部门和环保部门对水利水电工程安全实施和加强环保治理最有效的管理办法,因此,各个单位都要明确责任,提高意识,为我国的水利水电环境保护工作贡献一份力量。
参考文献:
[1]金中彦,李国庆,张志强,等.万家寨引黄工程环境监理工作的实践和探讨【J】.水利水电技术,2001,32(4):7~72
[2]张宏发、尚宇鸣,解新芳,等.黄河小浪底工程建设中的环境监理【J】水电站设计,1999,15(3):95~98.
【关键词】遥感技术;GIS地理信息技术
引言
水利水电工程大多建设征地涉及面广,移民数量大,移民数据信息量巨大,对于移民数据信息管理的要求很高,既需要即时数据,又需要动态数据;既需要属性数据,又需要空间数据。因此,采用常规的技术手段和工作方式,难以有效做好水利水电工程移民数据信息的采集和管理工作,需要在水利水电工程移民工作中,应用遥感解译技术和基于GIS地理信息的移民管理信息技术等新技术。
1 遥感和GIS地理信息技术应用的必要性和可行性
1.1 遥感和GIS地理信息技术应用的必要性
(1)应用遥感和GIS地理信息技术是加强移民信息处理、提高工作效率的有效手段
国务院471号令移民条例和移民规划设计规范颁布实施后,移民规划设计工作体现出两个特点:一是,增加和细化了移民工作程序。二是,移民工程项目设计深度加深,设计阶段前移。应用遥感和GIS地理信息技术,能够通过电脑辅助处理移民信息,提高工作效率。
(2)应用遥感和GIS地理信息技术是在移民工作领域进行信息化建设的需要
在以往移民安置管理过程中,计算机应用率普遍不高,移民档案大多使用纸质介质进行存储,对移民数据的查询、分析、计算、汇总多采用手工操作,各类报表也往往是人工填写,既繁琐,又影响报表时间,还极易出错,不易于修改。尤其在数据分散、管理各自为政的情况下,很难对移民安置各环节实施有效监控。这种移民安置管理效率已远远不能适应现代信息技术发展和新条例对移民安置管理的要求,有必要在移民工作领域进行信息化建设。
(3)应用遥感和GIS地理信息技术是移民工作流程、成果形式标准化的需要
水利水电工程建设征地大多涉及多个行政区域,各地自然、社会经济情况有所不同,影响涉及的实物指标对象不尽相同。通过应用遥感和GIS地理信息技术,开发移民管理信息系统,能够规范工作流程、工作内容和成果形式,使不同的操作者实现标准化的移民工作,有利于提高移民工作的管理水平。
1.2 遥感和GIS地理信息技术应用的可行性
(1)遥感和GIS地理信息技术较为成熟、已经产业化
遥感和GIS地理信息技术在国内外多个工程领域已得到广泛应用,包括土地调查、环境监测、地质灾害评估等,技术成熟。
(2)基础数据翔实,为遥感和GIS地理信息技术应用提供了强力支撑
支撑遥感和GIS地理信息技术的基础数据种类多、数据翔实、丰富。高精度的基础数据,为在移民工作中应用遥感和GIS地理信息技术,用以辅助开展移民安置规划设计、加强数据处理和管理创造了良好的条件。
(3)遥感和GIS地理信息技术已逐步在一些项目上得到应用,效果较好
华东勘测设计研究院开发了基于GIS地理信息的移民管理信息系统,逐步应用到金沙江龙开口、澜沧江苗尾、雅砻江杨房沟、金沙江白鹤滩水电站等多个项目的可行性研究工作,用以辅助开展移民安置规划设计,提高了工作效率,丰富了工作手段。
2 遥感技术和GIS地理信息技术应用的内容
2.1 建设征地实物指标调查
遥感技术一般在建设征地实物指标现场调查前应用。通过航片解译等工作,获取建设征地区的地形、地类等数据信息,并分析获得宏观的房屋面积、分类土地数量、零星树木数量等,用以辅助开展建设征地实物指标调查工作。
2.2 建设征地移民安置规划设计
遥感技术在建设征地移民安置规划设计中的应用,主要体现在通过航片解译工作,获得移民安置区的土地信息和分地类的土地汇总数据,用以分析移民环境容量,为科学合理编制移民安置规划方案提供基础依据。GIS地理信息技术能够很好地辅助开展建设征地移民安置规划设计工作。
2.3 建设征地移民补偿费用概算
建设征地移民补偿费用概算工作内容主要为数据的计算与处理,因此遥感技术应用不多。GIS地理信息技术的应用内容主要为数据的处理,建立属性数据和空间数据的关系。
2.4 移民安置实施管理
对于设计单位,移民安置实施管理阶段应用的内容为设计变更和处理;对于地方政府,移民安置实施管理阶段应用的内容为移民实施的相关数据处理,通过采用遥感和GIS地理信息技术,能够反映不同时间节点的属性数据和空间数据情况,以及数据的变化情况,有助于移民安置实施阶段的管理。
2.5 移民安置评估
移民安置评估注重的是移民搬迁完成后的生产生活水平变化过程,需要对样本户的相关信息、数据进行有效管理和动态监测。
3 如何应用遥感和GIS地理信息技术
3.1 开发遥感解译系统和GIS地理信息系统
应用遥感和GIS地理信息技术最直接、最有效的方法是开发遥感解译系统和GIS地理信息系统,建立信息系统工作平台,通过移民数据信息的录入和数据库的建立,按照不同需求查询、汇总、分析属性数据与空间数据。华东勘测设计研究院于2010年开发完成的移民管理信息系统,是在水利水电工程中应用GIS地理信息技术的实践。
3.2 现场工作前利用遥感系统宏观判断,工作中利用GIS地理信息系统辅助移民安置规划设计,移民安置实施时利用GIS地理信息系统加强管理
遥感系统是利用遥感技术,对现有的卫片或航片等基础数据信息进行处理、分析,根据用户需求获得相应资料。遥感解译的成果可以是宏观数据,也可以是微观数据。因此,一般在现场工作前利用遥感系统先期获得汇总数据,用以宏观判断该区域的受影响对象规模、数量,合理安排工作计划。
3.3 现场打印调查表格,改变传统实物指标调查工作方式
传统的实物指标调查工作方式是,现场登记人口、丈量房屋、填写实物指标调查登记表。调查表填写完成后,由调查者和被调查者签字认可。外业调查结束后,在室内对原始调查表进行计算、汇总,录入数据库或数据处理文件。传统的实物指标调查工作方式最大的弊端是,增加了内业数据处理和录入的过程,在这过程中因为人为的因素可能会造成数据处理错误,而且由于内业资料处理是在室内进行的,移民无法参与,因此移民对内业数据处理的过程和成果可能会产生不信任,造成移民工作的被动。
【关键词】水工;混凝土;结构;抗震;安全;
1、引言
随着社会经济的快速发展,我国水利水电工程也取得巨大进步,尤其是近些年我国西部建设了许多大型水利水电工程,处于强震区的工程必须要考虑抗震设计,在水工建筑物抗震设计方面也积累一定工程实践经验,也出现了很多新的问题。自1997年以来颁布了《水工建筑物抗震设计规范》,为水工建筑物抗震提供相关标准和规范,但是我国对于水工混凝土结构抗震方面依然存在诸多关键技术无法突破的难题,对水工混凝土结构抗震进行研究和探讨具有重要意义。
2、水工混凝土结构抗震设计
目前而言,有关水工混凝土结构抗震研究主要集中在以下几个方面的问题:
2.1设计地震烈度
有关设计地震烈度,有两种看法:一是地震荷载是一种常态,需要对水工结构安全进行复核,对水工混凝土坝要根据地面加速度为0.1g进行校核;二是认为混凝土动态抗拉、抗压强度在增大的前提下,地震发生地基吸收能量,所以混凝土坝的实际抗震能力不必按照线性弹性分析的结果进行,因此也几乎没有多大破坏力。比如美国下水晶泉曾发生8.3级大地震,但是坝体几乎没有受到任何破坏。经过分析和计算认为,拱坝的抗震性能最佳,其次是重力坝,然后是支墩坝。
然后对分区地震烈度进行划定,按照地区历史地震情况以及地址构造等,对未来有可能发生的最大地震进行划分;最后进行地震应力分析,需要借助计算机对参数进行计算,一些复杂的结构进行简化,不仅要对地震资料进行分析,而且要选择科学合理的计算方法,并且对材料动力特性进行研究。
2.2水库诱发地震
水工混凝土进行建设时需要对诱发地震的可能性进行仔细研究,假如附近曾经发生地震,那么水库蓄水后地震活动的频度和烈度要高于正常水平,震源也在附近。地震活动和水库的水位存在一定关系,如果水库的深度大于一百米时则诱发地震比较显著,水位增加速度和持续时间都是重要影响因素。
2.3混凝土动力特点
混凝土强度和加载速度有很大的关系,根据变形率进行计算,段十年内发生剧烈应力变化,强度会有明显提高。加载速度是1s或者是经过几个小时的破坏,混凝土强度相差30%,混凝土短期抗压强度得到提升,这一点和其塑性变形有关。正常而言,混凝土强度和时间呈现出线性关系。相关设计规范中标明水工抗震规范影响系数可以取值为1,对结构强度进行计算,水工混凝土结构的抗拉强度安全系数可以取值稍大于1,因为其中需要考虑到动力荷载作用。
2.4结构模型试验
模型比例大部分情况选择1:100,模型上选择激振器进行激振,也可以将其放置在振动台上,如果上游有水库,则模拟时水库长度必须要是其深度的3倍以上,模型材料容重要求和实际情况一致,容重是2.4t/m?,模型和原型的应变比例,模型材料是石膏,性能比较可靠,其变形接近混凝土,便于加工。
2.5原型振动试验
一般而言,混凝土水工结构抗震设计研究需要进行原型振动试验,以此掌握水工混凝土结构的自振特性,比如振型、频率以及阻尼比等,然后和工程数据进行复核。激振方式包括强迫力激振和自由衰减振动激振。
2.6混凝土重力坝自振周期进行估算
一般而言,混凝土重力坝自振周期是水工混凝土结构抗震研究的前提,有关混凝土重力坝自振周期计算公式有以下几种:
(1)克希荷夫公式
比如,湖南镇水电站混凝土梯形坝的自振周期进行计算,其参数是H=130m,B=115m, =2.4t/m?,E=2500000t/O,计算 为0.295s。经过模拟实验结果为0.293s,结果比较接近。
3、水工混凝土结构抗震研究进展
水工混凝土结构抗震研究涉及诸多学科,相关理论、公式、计算方法、仪器设备等都是以工程实践理论为前提进行集成再创新,目前而言水工混凝土结构抗震主要集中在地震动输入、结构地震响应以及结构抗力三个方面。
3.1 地震动输入
水工混凝土结构抗震中地震动输入是基础研究工作,具体包括大坝抗震设防水准框架进行制定、场址地震动参数进行确定、坝址地震动输入机制。其中,大坝抗震设防水准框架的制定涉及到概率论方法,结合我国实际国情,以及水工混凝土结构特点,建立和完善的相关标准框架体系,其中需要考虑接近断裂大震、水库地震等问题。
3.2 结构地震响应
结构地震响应是水工混凝土结构抗震研究的重中之重,一般而言是通过理论分析和公式计算,然而要考虑到的是地震和水工混凝土结构过于复杂,尽量利用室内外试验,或者是现场实测进行校核和验证,还可以通过震害工程实例,以及强震观测记录进行校验。其中,涉及到结构抗震动力进行分析;结构抗震的动力模型试验;现场测振试验以及地震监测;水工抗震设计规范等。
3.3 大坝混凝土动态抗力
水工混凝土结构抗震在大坝混凝土动态抗力方面的研究相对而言比较少,这是研究中较少覆盖的一个方向。水工混凝土结构动态抗力研究主要集中在大坝混凝土全级配大试件动态抗折试验、大坝混凝土动态损伤机理、大坝混凝土三维动态细观力学分析、CT技术应用等方面。
4、结语
总而言之,我国对水工混凝土结构抗震研究还存在诸多问题,一方面缺乏工程实践案例,另一方面一些关键技术也难以攻克,在目前抗震研究追不上工程建设规模和发展的前提下,水利工程建设依然存在较高的风险。所以,我们要加大对重大工程抗震安全保障的应对,认真分析过去在水工混凝土结构抗震研究中取得的经验,总结经验、克服障碍,为抗震安全保障提供支持和帮助。
参考文献
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摘要:我国北方冬季寒冷,河流经常结冰,从而出现河流冰情。严重的河流冰情危害极大,不仅影响水工建筑物的安全,甚至可能破坏坝体,造成决堤。所以必须加强对河流冰情的研究以采取相应的措施。
关键词:河流冰情 危害 措施 研究
我国幅员辽阔,最北的漠河位于北纬53°以北,属于寒温带。冬季,我国北方的正午太阳高度比南方低,再加上冬季风频频南下,北方温度过低,致使河流结冰形成冰塞段。在气温回升至0°以后,河冰迅速融化。如果上游来水温度较高,会加速冰盖的融化,由于水流或大风的作用,从而产生冰层滑动甚至断裂。流冰有时在河段堆积卡塞,形成冰坝。冰坝多发生在自南向北的河段上,如黄河、内蒙河段、松花江依兰河段[1]等。冰坝形成以后上游水位猛然抬高,极易造成淹没。冰坝溃决时,河水迅速下泄,对沿河水工建筑物的威胁很大。
1.冰对水工建筑物的危害
我国建在北纬30°以北地区的水工建筑物有很多,包括大坝、水电站、引水建筑物、江河堤岸护坡等。在漫长冬季,由于气温大多在零下几十度以下,河水结成冰,冰给这类建筑物带来了新的问题。冰灾害的破坏力度很大,轻者影响建筑物的安全,重者可以严重破坏这类建筑物。冰对水工建筑物的荷载问题已经引起设计部门的重视,设计时应考虑静水压力和冻冰所产生的附加应力,国家管理部门也制定了相应的设计规范[2]。
1.1冰对输水建筑物的影响
在高寒地区,冬季气温下降,河流中的水流会结成冰花,封河而形成冰盖。在我国黑龙江和新疆等北部高寒地区的小型水电站多为混合式,库容较小,均为年、季或日调节。冬季冰凌,冰块会使水库调节能力大幅下降,电站的保证出力减小,发电量也受到影响。冰对这些地区的输水工程主要危害是使引水渠首部分冰凌堆积成冰塞,使河道封冻,导致无法引水;其次是开河后,输水运行形成冰坝,堵塞进水口;引水渠道也会形成冰塞,使渠道封冻,冰水漫溢。
1.2冰对施工期的影响
我国北纬40°以北地区冬季最低气温可达-40℃左右,封冻期长达100d以上,冰厚度在0.5-1.0m,水利工程施工期往往都要经过几个冬季。施工导流无论采用隧洞或明渠导流方式,都明显改变了原河道的流态,过流宽度明显缩短,如白山水电站过流宽度仅为天然宽度的1/7,小三水电站过流宽度仅为天然河宽的1/6,莲花水电站过流宽度仅为天然河宽的1/8。截流后河势有所改变,如尼尔基水利枢纽,水流要经过S形弯道才能进入导流明渠。这类水利工程在施工期截流后使得排冰条件恶化。另外,有的工程处在下游水库的回水末端,有可能在下游围堰段形成冰塞,造成壅水,进而威胁施工中基坑的安全。所以对上述情况下的上下游围堰的高程采取何种措施必须慎重。
2.凌汛冰害和防治措施
凌汛冰害分冰坝洪水灾害和冰花堵塞灾害两大类。其中冰坝洪水灾害是天然河流中最严重的冰凌灾害。冰坝是由大量的冰块在河道中堆积灾害而形成的。冰坝形成以后,堵塞河道,大大减小过水断面面积,水位上涨,使某些河段河水漫堤,形成冰凌灾害。冰花堵塞灾害是悬浮的冰花遇到过冷的固体时将贴附在外表,层层冻结,逐渐加厚,使水位壅高漫出河堤,形成凌洪灾害。我国凌汛灾害最严重的地区主要在黄河流域和东北地区。凌汛灾害是北方河流中的特殊问题,严重冰情会危及水工建筑物,甚至决堤漫溢。
凌汛防御措施:①各级政府和有关部门加强重视,按照防汛责任制的要求,把防凌当作重要任务来抓,及时检查落实。②加强防凌队伍建设,由专业队伍、群众队伍、防凌队伍组成,提高防凌人员的业务素质和操作能力,进行必要的爆破演练。③建立预警机制,运用先进的3S技术,预先估计凌汛可能发生的时间和规模,出现凌汛时同步监测。④做好抢险和滩区群众的迁安救护准备工作,发现险情应及时抢救,做好疏散群众的工作。
3.冰水力学的研究和试验
①1985年,水利电力部西北勘测设计院的杨赉斐[3]等在研究黄河刘盐河段冰塞实测资料的基础上,首次提出了冰塞计算的方法,该方法开创了冰塞计算的先河,他提出的稳定流速的概念得到了大家的公认。②2003年,马喜祥、熊运阜[4]总结分析了万家寨水库库尾冰塞资料,在继承杨赉斐方法的基础上,提出了一套冰塞计算方法,由水流连续方程、式V稳=5.895(Q0.35J0.35/B0.4)0.73和式DZ=4.537 6V稳结合可以进行冰塞计算。③在我国最早在实验室中进行过大量试验研究的是合肥工业大学孙肇初教授[5]及其研究生们在水槽中用石蜡作模型冰,研究冰花下潜机理等,而且在黄河河曲段进行了多年的天然冰塞的原型观测,取得很好的成果。④陈储军等[6]做过白山水电站的施工期导流底孔排水试验研究,采用了水平比例尺和垂直比例尺均为100的正态模型,按水力学中的重力相似来设计,施放流量有500-2700m3/s五个级别,结果很成功,而且在白山水电站施工期间作了原型观测,得到很好的印证。
4.结语
我国北方河流普遍存在着冰情问题,河流冰情是在热力和动力相互作用的过程中产生的一种复杂的自然现象,涉及的因素有气候条件、河流边界条件、河流水量等。由于河流冰情的复杂性,冰情现象带来的灾害不局限于对建筑物的冻胀破坏和凌讯。目前国内外对基础理论及河流冰情进行了大量的研究,得到了丰硕的成果,也使得我们对冰情演变规律有了一定的认识,但其研究的深度远未达到实用的要求,还需要冰情研究人员的不懈努力。
参考文献:
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[6]陈储军.白山水电站导流底孔排冰的试验研究[J].泥沙研究,1983(3).
关键词:三河口;大坝工程;工程建设;除险加固
1工程概况
三河口水库位于闻喜县城西南30km处,建于1973年11月,1975年5月竣工蓄水,是以防洪、灌溉为主的小(1)型水库,总库容325.7万m3,控制流域面积41.5km2,设计灌溉面积1.5万亩,下游保护范围13个村庄1.2万多口人、1万亩耕地及25家企业。经多年运行,三河口水库大坝库区淤积严重,淤积厚度已达14m,淤积38万m3。坝体土局部含有钙质结核与碎石,填土干密度较低,填筑质量较差;筑坝时对坝基覆盖层及强风化层清除不彻底,形成渗漏通道,影响水库的正常运行。灌溉洞设在大坝中部,为半圆拱无压洞,进口由锥形球闸控制,卷扬机斜拦钢丝绳启闭。涵洞长80m,洞宽1.2m,高1.7m,进口底板高程720m,纵坡1/200,最大泄量为1.0m3/s。大坝建成蓄水初期,由于坝体填土质量差,左侧坝体有明显沉陷,最大沉陷为70cm,大坝沉陷导致灌溉洞进口混凝土体断裂,产生漏水现象;灌溉洞侧墙砌石部分砂浆脱落,涵洞内有多处纵横向裂缝,距进口1m处有两条纵向裂缝,宽1cm~4cm,长15m左右;锥形球闸及卷扬机由于多年运行,损坏老化严重,止水功能失效,漏水严重。溢洪道位于大坝右侧,为开敞式溢洪道,进口底高程733.2m,设四孔砌石拱工作桥,断面净宽26m,总长90m,消能形式为陡坡挑流消能,陡坡段长20m,坡比1:3。设计最大泄量630m3/s。溢洪道与大坝连接处岸坡渗漏明显,整个岸坡潮湿,渗漏量大;溢洪道底部清基不彻底,有砂卵石层,沿溢洪道底部有渗流现象,溢洪道进口处护砌太短,右岸坡有明显坍塌现象。水库管理房破损严重;水库无必要的观测设施。
2工程建设任务
由于历史原因,大坝建成后就存在诸多隐患,因此,水库自建成后就是一座“病库”。经过35年带病运行,经复核水库现状坝高满足三十年一遇设计洪水标准,三百年一遇校核洪水标准,但溢洪道基础渗漏严重;下游坝坡的稳定安全系数小于允许值,坝体有明显沉陷,对大坝安全构成威胁;坝基施工时未对坝基风化层进行清理,渗漏量较大,有可能发生管涌。大坝缺少安全监测设施、渗流观测设施、通讯设施落后、无水情测报系统、防汛抢险道路不畅通、管理设施薄弱等诸多问题,严重影响大坝正常安全运行。因此,2008年6月,大坝被鉴定为三类坝,属病险水库。若不及时对大坝进行加固处理,势必影响坝体结构的稳定和工程安全。水库防洪保护范围包括汾村、下院等13个村庄1.2万多口人、1万亩耕地、25家企业及闻垣公路,区域内人口稠密、农业发达、工业兴旺。如水库溃坝一旦发生,必将造成巨大损失,下游的公路、农田、工矿企业及沿岸13个村庄,将被淹没,经济将受到严重影响。因此,对三河口水库大坝进行除险加固是非常必要的。三河口水库除险加固的主要内容为:对大坝防渗加固处理;对大坝上游坝面塌陷部位、下游坝面进行培厚;对溢洪道进口基础进行防渗处理,对溢洪道侧墙进行修复;对灌溉洞进口及洞身进行维修加固;对进水口锥形球闸、启闭机进行更换;对坝顶道路进行硬化,对防浪墙进行修复;增加大坝渗流及变形观测设施;对水库管理站进行改造。
3工程加固设计
3.1工程等别及标准
根据《水利水电工程等级划分及防洪标准》(SL252—2000)规定,该工程等别为Ⅳ等,主要建筑物级别为4级,次要建筑物级别为5级。枢纽建筑物的洪水标准为:设计为三十年一遇,校核为三百年一遇,泄水建筑物消能防冲设计洪水标准为二十年一遇。根据《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306-2001图A1)和《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97)第1.0.6条规定,大坝及建筑物设防烈度为Ⅶ度。
3.2分部分项工程设计
下游坝坡培厚经大坝稳定计算复核,大坝下游坝坡安全系数小于规范允许值,需进行加固处理。工程主要对下游坝坡进行培厚,新修排水沟及下游坝脚棱体排水。大坝上游坝坡主要进行陷坑处理。大坝迎水坡塌陷坑位于灌溉洞顶部,桩号0+105~0+150段,高程在729m~732.3m之间,沿坝轴线走向呈长条形,长45m,宽10m,最大沉陷深0.7m,面积315m2。在溢洪道与右坝肩之间有长约80m的卵石层渗漏段,高程在726m~735.5m之间,工程对溢洪道与右坝肩之间80m渗漏段采用铺设复合土工膜进行防渗,复合土工膜铺设时与大坝上游坡面土工膜连为一体,范围为733.2m~721m之间。由于溢洪道进口护砌不够,受洪水淘刷,岸坡已部分坍塌。本次对进口进行护砌,长12m,护砌总高度为2m~7.5m;对溢洪道进口段底板采用M7.5水泥砂浆砌石护砌,厚0.5m。溢洪道陡坡段位于砂砾石基础上,为了减小底板扬压力,在陡坡下部设排水减压孔,孔距2m,排距2m,梅花形布置,排水孔孔径为φ100mm,孔内填设反滤土工布及豆石料。根据《三河口水库大坝安全鉴定评价报告》,因大坝沉陷导致灌溉洞进口混凝土断裂渗漏;涵洞侧墙砌石部分砂浆脱落,内有三条纵向裂缝,裂缝部位有渗水,危及大坝的安全运行。本次将灌溉洞进口拆除重建,为现浇C25钢筋混凝土结构,进口为两孔,单孔净宽0.9m,侧墙厚0.3m,长4.2m,高4.15m;对涵洞全断面采用内衬C25钢筋混凝土进行加固,厚0.15m,并对其涵洞进行回填灌浆。此外,需要对观测设施等进行完善,增加大坝浸润线、渗透压力和位移观测设施;对坝顶路面、防浪墙、水库管理站进行修复改造。
4工程施工组织管理
三河口水库除险加固工程的施工场地,主要分布在主坝上。该水库距县城30km,水库坝址现有8km公路与后宫乡连接,路况较好,满足施工运输的要求。施工用电,可就近从附近村庄接线。工程施工用水可直接从库中抽取,生活用水可架管道从附近水井引用。工程所需的水泥、钢材、炸药、汽(柴)油、木材由闻喜县城采购供应,运距30km。工程所需的毛块石料、碎石料及砂料可用水库下游河谷及两岸的块石,岩性主要为花岗岩、灰岩。经过加工可作为粗骨料及细骨料使用,质量较好,储量大,交通方便,开采条件好,运距为2km。砂料可选用河底料场的砂料,距离大坝20km。本工程施工导流只须解决基流导流,清水流量约为0.08m3/s。根据大坝实际情况,利用大坝原有的灌溉洞导流,在第一年春浇完后泄空水库,到汛期过后,进行坝前淤泥开挖,就近堆放与大坝平行形成自闭围堰,以拦蓄少量清水以备施工使用,多余河水用一根直径为40cm的钢管导入灌溉洞后流入河槽。三河口水库除险加固工程的主体工程为大坝防渗加固处理、大坝上游护坡塌陷部位及坝坡护脚处理、溢洪道基础进行防渗处理、灌溉洞进行加固、坝顶防浪墙修复、大坝渗流变形及水情自动测报系统、管理站改造等工程建设。根据工程特点,该工程总工期为一年,施工天数365天。
5结论
在工程设计施工过程中,要坚持和谐管理、和谐施工的理念。该水库的除险加固不但可以充分发挥其综合效益,而且有利于进一步增强区域抵御自然灾害的能力。
作者:刘晓薇 单位:运城市水利勘测设计研究院
参考文献:
[1]水利水电工程等级划分及防洪标准(SL252—2000)[S].
[2]吴持恭.水力学[M].4版.
[3]碾压土石坝设计规范SL274-2001[S].[4]王继镛.水工建筑物[M].5版.天津:天津大学.
[5]袁光裕,胡志根.水利工程施工(第五版)[M].武汉:武汉大学.
关键词:水利建设;移民安置;安装规划
建设征地、移民安置工作是水利工程建设必不可少的重要组成部分,然而各地在开展移民安置与征地过程中通常都会引发多种冲突与矛盾[1-3]。如果在前期没有科学性较强的项目征地设计,则会阻碍顺利安置当地的移民。因此,必须重视增强工程建设各相关方的联系,结合实际情况,做好移民的安置工作,维护好移民的切身利益,确保水利工程的长久稳定发展[4-5]。
1工程征地概况
伯斯阿木水库工程建设征地总面积238.98hm2。包括:永久征收各类土地总面积103.72hm2,影响各类用材林木2802株,影响各类果木71株,临时征用各类土地总面积135.26hm2。根据和硕县扶贫开发领导小组办公室文件《关于上报〈和硕县清水河伯斯阿木水库工程建设征地农村移民安置方案〉的请示》及和硕县人民政府文件《关于同意〈和硕县清水河伯斯阿木水库工程建设征地农村移民安置方案〉的批复》,由于工程永久征收天然牧草地属于和硕县直属土地,因此将天然牧草地补偿费用全额拨付至县人民政府,按照自治区移民资金管理的相关文件及办法,由县人民政府统一管理使用;本工程建设征地范围内征收的林地补偿费用全额拨付至县林业部门,用于林地恢复。伯斯阿木水库工程初步设计阶段建设征地补偿总投资为3784.56万元,其中农村部分补偿费为481.94万元,专业项目复建补偿费为831.41万元,库底清理费30.61万元,其他费用186.65万元,预备费119.81万元,有关税费2134.14万元。
2水库淹没影响与枢纽建设范围
2.1水库淹没影响范围
工程主要淹没影响草地、林地等实物,无耕地、居民点等敏感性指标。(1)水库回水影响区①各淹没对象设计洪水标准选择:伯斯阿木水库淹没对象较为单一,选择20年一遇洪水标准确定淹没范围。②回水计算及回水末端处理:回水计算采用水库淤积30年的状况下,考虑汛期和非汛期两种情况。汛期回水根据调洪计算结果;非汛期洪水以正常蓄水位为控制条件,以非汛期最大流量进行计算,最终取外包线作为其回水曲线。依据《水利水电工程建设征地移民安置规划设计规范》(SL290—2009)规定,水库回水尖灭点以回水水面线不高于同频率天然洪水水面线0.30m范围内的断面初定。水库淹没处理终点位置,采取尖灭点水位水平延伸至天然河道多年平均流量的相应水面线相交处初定。根据伯斯阿木水库工程水库洪水回水计算成果,20年一遇洪水标准时,回水长度4688.97m,回水末端水位为1490.28m,20年一遇洪峰流量时,断面1至18调查洪水的最高水位为1485.00m。(2)风浪影响区本工程水库库周正常蓄水位高程(1484.00m)以上未分布耕(园)地、居民点及重要专项等敏感实物,因此,初设阶段不计算风浪爬高。(3)水库枢纽区①浸没。根据本工程地质报告,该水库位于中高山环抱之中,两岸高差300~400m,属典型的峡谷型水库,库区范围内的河谷段以基岩峡谷为主,荒芜人烟,无农田分布,河床宽度30~150m,阶地零星发育,多为狭长型阶地,不存在浸没问题。②滑坡、坍岸。根据本工程地质报告,库区河谷两岸陡峻,岸坡走向30°~45°,因其规模有限,不会产生大的涌浪,不会影响大坝等建筑物。本工程不考虑受坍岸、滑坡影响范围。③水库渗漏。根据本工程地质报告,水库左右岸主要以泥盆系中统中厚层状大理岩和华力西早期侵入花岗岩为主,岩体较完整。弱风化以下岩体透水性差,水库蓄水后产生永久渗漏的可能性不大。除河床砂卵砾石层外均由上述地层组成,不存在邻谷渗漏问题。
2.2水库淹没影响处理范围的确定
根据上述具体情况,遵循安全、经济和便于生产、生活的原则,水库泥沙淤积水平按30年进行考虑,经分析论证后,伯斯阿木水库淹没影响处理的具体范围确定如下。(1)居民迁移线。采用坝前正常蓄水位加高1m安全超高的水平线接建库后20年一遇洪水水面线组成的外包线确定。(2)林地、草地。经计算,本工程水库淹没影响各类土地总面积65.80hm2。
2.3枢纽工程建设区用地范围
经复核,初步设计阶段较可行性研究报告阶段永久道路布置发生了变化,临时用地中料场和渣场位置进行了调整,占地面积有所调整。永久占地范围根据初步设计阶段枢纽工程总平面布置图、施工组织设计成果和工程管理设计成果确定枢纽工程永久征地范围。枢纽区占地,本工程从满足施工需要并尽量节约用地角度考虑,泄洪建筑物基础边界线以外取100m确定。临时用地范围根据节约用地的原则,综合考虑地形条件、施工布置、水工建筑物等因素,结合施工总体布置方案确定。
3移民安置问题探讨
3.1规划目标和安置标准
本项目工程征收草地为和硕县直属土地,根据和硕县畜牧兽医局证明文件,本工程涉及的草地未承包给当地牧民使用,未颁发草原使用权证,因此,不单独拟定移民安置规划目标,仅考虑根据当地社会经济现状及经济发展规划,结合被占用草地单位的基本情况,通过补偿资金使草地资源被征占单位的畜牧业能可持续发展。安置标准主要有:(1)生产安置标准。经现场实地调查,本工程建设征地范围内天然牧草地属和硕县直属土地,根据和硕县畜牧兽医局证明文件,未承包给当地牧民使用,本工程不计算生产安置人口。因此,本项目工程无需拟定生产安置标准。(2)搬迁安置标准。经现场实地调查,本工程不涉及搬迁安置人口,因此本工程无需拟定搬迁安置标准。
3.2农村移民安置人口和容量分析
本工程征收的天然牧草地属于和硕县县直属土地,未分配给当地牧民承包,因此不计算生产安置人口。经过现场实地调查,本工程不存在因其他原因必须搬迁的人口,无搬迁安置人口。和硕县草场资源较丰富,本工程永久征收天然牧草地面积占全县天然牧草地总面积的比例很小,对该县牧业生产影响较小。
3.3农村移民安置总体规划方案
根据和硕县人民政府文件《关于同意〈和硕县清水河伯斯阿木水库工程建设征地农村移民安置方案〉的批复》(硕政函〔2017〕127号),由于本工程永久征收天然牧草地属于和硕县直属土地,经研究,决定将天然牧草地补偿费用全额拨付至县人民政府,按照自治区移民资金管理的相关文件及办法,由县人民政府统一管理使用;本工程建设征地范围内征收的林地补偿费用全额拨付至县林业部门,用于林地恢复。
4专业项目处理
4.1水文站恢复改建
恢复处理规划。根据巴音郭楞水文勘测局文件《关于克尔古提水文站基本水尺断面下迁的请示》(巴水文〔2017〕18号),“原基本断面下迁200m,并需新设河道和引水渠道2处监测断面,两处断面需新建断面基础设施,配置测验设备,实施水文监测。”新疆维吾尔自治区水文局出具文件《关于对〈关于克尔古提水文站基本水尺断面下迁的请示〉的批复》(新水文站网〔2017〕30号),对该水文站的迁建方案进行了批复。本工程水文站恢复改建投资共计329.41万元。
4.2文物古迹处理
根据新疆维吾尔自治区文物局《关于建设和硕县清水河伯斯阿木水库工程选址的意见函》(新文物函〔2017〕23号),本项目不涉及文物古迹,不需进行文物古迹处理,并责成下级文物部门加强对工程建设施工过程中的跟踪检查,待文物得到有效保护,方可进行建设施工。
5结论
水利工程是公益性项目,同时也是国家战略发展和区域经济社会发展的重要组成部分,是推动地方社会经济长足发展,实现国家、地方、业主和移民和谐共赢发展目标的有力措施。作为移民安置工作的参与者,需要不断修订和完善安置工作,通过多种安置方式相结合,不断延伸和拓展原有农业安置工作,从而推动移民工作顺利开展。
参考文献:
[1]冯雪.建设征地移民安置项目管理分析[J].工程建设与设计,2020(17):219-220,226.
[2]徐亚楠,程亚男,刘殿海,等.抽水蓄能电站建设征地与移民安置模式探讨[J].人民黄河,2019,41(S2):101-103,123.
[3]滕娟,刘颖,吴泽昊.水利工程建设征地移民安置规划设计影响要素探讨[J].珠江水运,2020(3):78-79.
[4]卫江益.现阶段新疆水利水电工程建设征地和移民安置存在问题及对策[J].水利水电技术,2019,50(S2):232-235.
【关键词】 桐子林水电站 二期截流 方案设计 施工
1 工程概况
桐子林水电站位于四川省攀枝花市盐边县境内的雅砻江干流上,是雅砻江干流下游最末一级梯级电站,由重力式挡水坝段、河床式电站厂房坝段、泄洪闸(7孔)坝段等建筑物组成,最大坝高69.5m,电站总装机为600MW,水库正常蓄水位为1015.00m,总库容0.912亿m3,水库具有日调节性能。工程属二等大(2)型工程,永久性主要建筑物按2级建筑物设计,次要建筑物按3级设计。
1.1 工程地质地形条件
1.1.1 地质条件
上游围堰河床段覆盖层厚20~30m,最大厚度约35m。河床覆盖层分为三层,上、下层为砂卵砾石层,中部为隔水的桐子林组粉砂质粘土层,粉砂质粘土层基本铺满整个河床,于河床右侧直接与基岩接触,一般厚10~28m,其含水及透水性弱,属相对隔水层,当钻孔揭穿该层底部时,有地下承压水冒出现象,初始水头高出河水位一般为3.4~5.95m,承压水头随时间推移逐渐与河水位一致。基岩为混合岩,为弱透水(Lu=1~10),其中右侧挤压蚀变带浅表部岩体为弱透水(Lu=1~10),以下岩体为微透水(Lu
下游围堰河床段左侧覆盖层较薄,为砂卵砾石层,厚6~9m;右侧覆盖层厚25~36m,上、下两层为砂卵砾石层,中部为隔水的桐子林组粉砂质粘土层。F1断层从右岸岸边向下游斜穿河床,断层左侧为条痕状混合岩,右侧为中~薄层状砂页岩夹砂岩。混合岩Ⅳ级岩体、砂页岩Ⅳ级岩体为中等透水岩体(Lu=10~30),混合岩Ⅲ级岩体为弱透水岩体(Lu=1~10)。
1.1.2 地形条件
坝址区位于桐子林大桥下游约700m,该段河道顺直、河谷开阔,为一不对称的“U”型谷,枯水位986~987m时,水面宽80~100m,正常蓄水位1015m时,谷宽约373m。右岸有一宽100m,长约350m的漫滩分布。两岸山体高出河水面200~300m,右岸谷坡平均坡度35°~40°,有3条冲沟切割,Ⅰ、Ⅱ级阶地零星分布;左岸除上下游有零星的Ⅰ、Ⅱ级阶地和较连续的崩坡积分布外,坝肩部位为长约500m的基岩临江凸岸,其上由昔格达组地层组成的Ⅲ、Ⅳ级阶地保存较完整,形成下部较陡,上部舒缓的阶状地形。由于左右岸改线公路及导流明渠施工,两岸地形地貌已被人为改变。
2011年9月9~12日完成了上、下游围堰及明渠进出口水下地形测量工作。测量成果表明,原河床左岸深槽部位冲刷明显,实际地形比原地形平均深4~5m,右岸河床冲刷相对较小。初步分析认为,由于导流明渠施工时缩窄原河床过流面,水流受明渠纵向围堰的顶托作用,偏向左岸,导致了左岸河床冲刷加深。明渠进口靠岸坡侧局部有残留岩埂,其余部位基本与明渠底板平滑连接;明渠出口大部分有残留岩埂,平均高度约2米。
1.2 水文气象
桐子林电站控制集水面积127624km2,多年年平均流量为1920m3/s,每年6月至10月为丰水期,径流主要由降水补给,水量占全年的77%,12月~次年4月为枯水期,此期以地下水补给为主,水量占全年的13.1%。最大年平均、最小年平均流量分别为2830m3/s、1410m3/s,分别为多年平均值的1.47倍和0.73倍。
雅砻江洪水由暴雨形成,洪水季节变化与暴雨一致,主汛期为6~9月,年最大流量多出现在8月(占全年的33.3%),其次出现在7月(占全年的31.6%)。
根据二滩水库各分期最大下泄流量与湾滩站非汛期分期设计洪水成果相加即为桐子林电站非汛期分期设计洪水成果如表1所示:
根据雅砻江流域多年的气象资料以及水文气象条件,桐子林水电站二期截流的设计截流流量为2500m3/s,是雅砻江流域水电站枢纽中最大设计流量的一次截流。
2 导流方式及二期截流特点
2.1 导流方式
桐子林水电站工程采用分期导流方案,共分为三期导流。
一期导流:由束窄的原河床过流,在一期围堰的保护下,完成右岸导流明渠及导墙工程施工,2011年6月底明渠已过流。
二期导流:由与右岸明渠纵向导墙衔接的二期上、下游围堰挡水,明渠泄流,施工左岸挡水坝段、厂房坝段和河床段4孔泄洪闸。
三期导流:由三期上、下游土石围堰封堵导流明渠,河床段4孔泄洪闸泄流,施工明渠内3孔泄洪闸改建及部分右岸挡水坝段。
2.2 二期截流水力学模型试验
为保证二期主河床顺利截流,于2011年8月委托四川大学进行了截流模型专项试验,本次试验针对不同戗堤宽度、不同进占方式、不同龙口宽度的多种截流方式进行对比试验,测试与分析截流水力学指标与截流难度的关系,针对截流过程中可预见和不可预见的情况进行了可靠的试验,并根据试验结果提出了宝贵的意见和建议,并于9月20日提供试验成果,以指导截流施工方案的编制以及截流施工。
截流模型的试验结论如下:
(1)不同戗堤宽度对截流水力学指标的难度影响相对较小,其中戗堤宽度为20m时的截流水力学指标最高,因此,将戗堤宽度20m的截流方案作为重点进行试验研究。(2)针对龙口位于河床中右部采用单向进占,戗堤宽度为20m的单戗立堵截流方式中的三种主要截流方式开展了试验:1)设计方案,即明渠进口高程982m,出口高程为986m;2)比较方案,即明渠进口高程为984m,出口高程为986m;3)现场方案,即明渠进口2/3范围高程为984m,其余1/3范围为986m,明渠出口高程为988m。通过试验表明,设计方案水力学指标最低,现场方案水力学指标最高。实测结果表明,现场方案时龙口前水位增加0.20m,较设计方案增加了2%,流量增加了30-40m3/s,流速增加了2.2%,截流难度和流失率均略有增加,但是增加轻微,因此,采用现场方案开展截流基本可行。根据试验结果,推荐龙口位于右岸有裹头部位,采用由左向右进占的单戗立堵截流方式作为首选截流方式。(3)推荐截流方式的最大难度出现在龙口宽度20m的时候,实测的水位差为2.4m,龙口流速为6.26m/s,河床冲刷深度为3m左右,预进占时流失率为30.96%,龙口合拢时流失率为48.21%,截流难度很大,合拢时应增加抛投料尺寸和抛投强度。实际截流时,当龙口宽度小于40m时,龙口上游挑脚抛投料必须按照试验推荐的尺寸和强度。当龙口宽度小于30m时,龙口上游和中部抛投点均必须采用试验推荐的抛投料尺寸和强度,以保证截流顺利、安全合拢。(4)推荐的截流方式龙口下游流速沿程衰减迅速,龙口下游20m后河床床面速度减小到3.0m/s左右,则其冲刷区位于龙口及下游约20m的范围内。(5)由于龙口宽度在20m左右时的截流难度最大,因此,根据进占方式,在龙口位置及龙口下游20m内的河床合拢时抛投抗冲流速为8m/s以上的大块石(铅丝笼)或混凝土四面体,保护龙口不发生严重的下切冲刷,同时减小抛投料的流失量。(6)为了降低截流风险,建议在截流宽度30m左右时采用铅丝笼和混凝土四面体等特殊材料作为辅助抛投料,同时提高抛投料尺寸和抛投强度,加速合拢过程。
2.3 截流特点
根据工程水文地质资料、截流料源及二期截流水力学模型试验成果,桐子林水电站工程二期大江截流存在以下特点和难点:(1)二期截流流量大,最大流量为2500m3/s,计算截流戗堤上下游最大落差3.13m,截流龙口最大平均流速5.58m/s,是雅砻江流域最大设计流量的一次截流,截流难度大。(2)工程坝址区河床地质、水文条件复杂,河床为深厚砂卵石覆盖层,抗冲刷能力弱,不利于截流戗堤稳定。从模型试验来看,冲刷明显,冲刷深度约3~4m。(3)截流戗堤预进占段位于河床深槽位置,水深、流速较大、流态复杂,不利于截流戗堤稳定。从模型试验情况看,小粒径抛投料难以稳定,戗堤堤头坍塌频发且规模较大,给截流人员和设备带来很大的安全隐患。(4)主河床右岸是导流明渠左导墙一期施工纵向围堰,截流戗堤部位有小粒径块石及堰体残留,临水面及水位线以下多为原河床砂卵石覆盖层。模型试验表明,戗堤堤头部位受水流冲刷明显,且龙口冲刷部位防护困难。(5)本工程二期截流预进占段抛投的料物来自头道河渣场,是明渠基坑开挖渣料,风化严重,颗粒级配组成不满足截流抛投料技术要求,对截流戗堤堤头稳定不利。(6)截流块石量有限,仅约3000m3,块石料严重缺乏,备料任务艰巨。
3 截流时间安排
工程的进度直接关系到工程的经济效益和资金筹措,为保证大江截流在最佳时机截流成功,按施工总进度计划安排,2011年9月开始截流施工准备,10月中旬开始上游围堰戗堤预进占施工,同时上游防渗平台滞后20~30m跟进填筑。具体截流施工进度计划及日程安排如下:(a)二期截流水力学模型试验:2011年8月10日~2011年8月29日。(b)二期截流方案评审:2011年9月22日~2011年9月24日。(c)二期截流施工组织设计编写、修改及审批:2011年8月15日~2011年10月5日。(d)备料场C清理、平整:2011年9月1日~2011年9月5日。(e)混凝土四面体预制,铅丝石笼(吨袋)制作、转移至截流备料场C,大块石料转移至场地C:2011年9月15日~2011年11月5日。(f)截流施工道路布置完成:2011年9月30日前。(g)预进占及截流演习:2011年10月中旬。(h)龙口合拢:2011年11月下旬。
4 截流方案设计
4.1 截流方式选择
借鉴目前国内水利枢纽工程及类似工程截流施工经验,根据本工程现场地形条件、交通布置等情况,参考截流模型试验成果,依据水力学计算结果,并对施工技术方案进行了科学合理性、可行性、经济性对比分析,采用上游单戗单向(从左岸到右岸)立堵截流方式。截流龙口设在右岸河床,下游围堰在上游戗堤合拢后跟进施工。
4.2 截流戗堤布置优化
将原设计截流戗堤轴线调直,即将折线部分轴线调整为与水流方向基本垂直,原设计围堰位置及形状不变,调整后戗堤轴线长度约194m。同时采用钢筋石笼在右岸导流明渠一期围堰接头部位做好防冲裹头。
4.3 截流戗堤断面优化设计
按照截流流量2400m3/s,并查阅导流明渠泄流能力曲线,截流闭气后上游水位993.532m,考虑到防渗墙施工及安全超高等影响因素确定戗堤顶高程为995m。截流戗堤顶宽20~23m,按梯形断面设计,上游边坡为1:1.5,堤端边坡为1:1.5,下游边坡为1:1.5。
4.4 截流分区及龙口参数
截流龙口位置及宽度的确定与雅砻江一定标准的流量、导流明渠的分流条件关系密切。确定截流分区及龙口参数是十分重要的是环节,为此,为保证截流的成功,我部从以下参数进行了精确的计算和选择。
(1)龙口位置选择。根据截流水力学计算成果及现场施工条件,对比本工程截流戗堤左右岸河床地质条件,左岸为河床深槽,右岸为河床漫滩,地势较高,选作龙口较为合适。二期截流时可利用一期纵向土石围堰形成的河床右岸堤头,戗堤由左岸向右岸进占,龙口位置设置在主河床右侧。(2)龙口护底和裹头保护。由于本工程龙口段位于河床右岸,不具备交通条件,因此本次截流施工进行护底施工困难。根据水力计算结果,龙口段流速高达5.0m/s以上,为减小水流对右岸原一期纵向围堰的冲刷,在截流前对龙口部位的右岸原一期纵向围堰进行裹头保护,裹头采用钢筋石笼和大块石抛填。(3)截流进占分区。根据水力学计算成果并结合龙口布置情况,截流戗堤分为预进占段和龙口段。预进占段长约134m,龙口段长60m。其中,龙口段分为3个区段:龙口I区、龙口II区、龙口III区。各区段计算截流水力学指标如下:
龙口I区:龙口宽60~40m,龙口平均流速4.36~5.14m/s,最大平均流速5.14m/s。
龙口II区:龙口宽40~20m,龙口平均流速5.140~4.86m/s,最大平均流速5.58m/s。
龙口III区:龙口宽20~0m,龙口平均流速4.86~0m/s,最大平均流速4.86m/s。
5 截流材料规划
5.1 截流材料分区工程量
依据水力计算成果,截流材料分区工程量如表2所示:
依据水力计算成果,龙口段采用石渣料、块石料、铅丝石笼(吨袋)、混凝土四面体和杩槎体填筑。预进占段采用头道沟渣场内的混合石渣料、坝肩开挖料等填筑,采用铅丝石笼(吨袋)、块石料等进行堤头防冲保护。
5.2 料源复查
根据截流各个分区使用材料情况,在施工准备阶段,我部对头道沟料场渣料进行了复查,发现头道沟渣场渣料难以满足二期截流填筑料技术要求,并随后在监理工程师见证下对渣场渣料进行了取样分析,取样分析试验结果表明,头道沟渣场渣料不满足二期围堰填筑料技术要求。
经现场实地测量,料源情况如下:大块石料3000m3,可筛选满足设计填筑要求的混合石渣料3.5万m3,不能满足二期截流施工需要。经附近区域考察发现,在雅砻江左岸河滩料场约有块石及砂卵石混合料1.5万m3;安宁河段左岸冲沟有一人工块石料场,可以有偿提供铅丝石笼料、大块石料及混合料2万m3左右。另计划将左岸坝肩994m高程以上部位开挖料约5.3万m3作为戗堤填筑料。
5.3 截流备料
源料规划:头道沟渣场块石料0.3万m3,筛选石渣料3.5万m3,左坝肩开挖混合料2万m3,块石料1.5万m3。桐子林大桥头河滩料场0.3万m3,其中0.05万m3块石料。外购安宁河左岸料场混合料0.7万m3,块石料0.8万m3,0.5万m3钢筋石笼填料。其余不足部分混合料采用头道沟渣场渣料。
根据截流设计规划,截流戗堤填筑所需要的石渣和部分中石来自头道河渣场。前期堆存在头道沟渣场的大块石料和部分中块石料,以及外购块石料在截流施工前场运至备料场堆存1.8万3;铅丝石笼(吨袋)与钢筋石笼在头道河渣场及备料场制作;原级配混凝土四面体和杩槎体在备料场内制作并堆存,按照上述原则,头道河渣场和场地C备料规划数量见表3。
6 截流施工
6.1 截流施工强度考虑
(1)预进占段抛投强度考虑。预进占段抛投总量8.61万m3,按照截流施工规划,日平均抛投强度3443m3/天,日最大抛投强度4476m3/天。(2)龙口段抛投强度考虑。2011年11月下旬择机进行龙口合拢,戗堤龙口合拢总抛投量2.05万m3料物,平均抛投强度571m3/h,最大抛投强度为856m3/h。(3)堤头抛填强度考虑。戗堤堤头最大抛投强度900m3/h,截流预进占段最大小时抛投强度224m3/h,龙口段最大抛投强度为856m3/h。
6.2 设备选型及配置
为满足截流抛投强度及前期围堰填筑的要求,必须配备足够的装、挖、吊、运设备,优先选用大容量、高效率、机动性好的设备。挖装设备主要选用1.0~3.7m3的反铲和装载机,大石选用ZL50C装载机、VOLVOEC700液压挖掘机等挖装,中块石及石渣料等选用VOLVOEC700液压挖掘机、CAT330液压挖掘机、CAT320液压挖掘机,ZL50C装载机等挖装,原级配混凝土四面体、铅丝石笼(吨袋)等选用25t/16t的汽车吊吊装。运输设备主要选用25t/20t自卸汽车。计划需要25t、20t自卸汽车共112辆,推土机3台、挖装设备10台、汽车吊4辆投入截流施工。
6.3 预进占段施工
根据截流戗堤设计和截流施工道路的布置等条件,截流进占采取上游单戗自左向右单向立堵进占,按照“测量放样非龙口段预进占戗堤裹头保护龙口合拢”程序施工,预留龙口宽60m。
戗堤进占施工前,首先按设计坐标现场测量放样,将截流戗堤轴线及边线、顶高程、顶宽在现场用彩旗作好标识。预进占主要利用头道河渣场石渣及中石料等直接抛投,具体方法如下:(1)戗堤均采用25t/20t自卸汽车抛填进占。在进占过程中,根据堤头稳定情况选用两种抛投方法:自卸汽车在堤头直接卸料,全断面抛投;深水抛填时,采用堤头卸车集料,TY320/TY220推土机配合赶料抛投。截流挖装设备主要选用斗容1.0m3、1.6m3、3.7m3的液压反铲。吊装铅丝石笼(吨袋)串、砼四面体等选用16t、25t汽车吊。截流戗堤堤头采用大功率推土机(TY320/TY220型)推料,另配一定数量推土机进行备料场集料和截流施工道路维护。(2)预进占形成设计龙口宽度后,对预进占戗堤以铅丝笼、大块石以及四面体、杩槎体等特殊物料进行裹头保护,并注意堤头下游角的保护,避免下游角因水流的回流冲刷造成堤头失稳、坍塌。(3)预进占期间最大流速为4.36m/s,根据具体情况决定是否抛填大石、铅丝石笼(吨袋)、四面体等特殊料物。
6.4 龙口段施工
按常规方法,截流戗堤龙口段采用全断面推进和凸出上游挑角进占方式。根据现场料源情况与实际水力学情况,采用凸出中间挑角进占方式,上、下游及时跟进。龙口段施工时,观察和监测水力学情况,采用四面体、马槎体、钢丝块石串,在戗堤中部集中推进,推进宽度为3~6m,每推进3-5m时,视水力学情况,及时补填两侧料物,以稳定凸出体,同时,加高凸进部位,继续推进,直至合拢。
7 结语
桐子林水电站大江二期截流施工在参建各方的共同努力下,精心组织,科学筹划、准备充分、措施到位,并且在施工过程中结合实际情况,对桐子林水电站工程二期截流工程中截流时间计划、截留方式选择、截流戗堤布置、截流料源规划以及施工方法等主要技术问题与施工方案的不断的优化,不仅缩短了工期、克服了填筑物料细小等困难,还减少了施工资源的投入,使桐子林水电工程使整个二期围堰戗堤仅仅在11天内就成功合拢,为后续施工赢得了宝贵的时间,充分证明了本次截流所采用方案的合理性和可行性。二期截流工程施工取得圆满成功,为我们在截流工程领域的施工积累了更为丰富的宝贵经验。
参考文献:
关键字:泵站施工;泵站;混凝土
引言
盐城市城市防洪胜利河东闸站工程砼总量约12522m3,采用商品砼。现场布置50拌和机一台作为应急备用。本工程泵站的土建包括泵站站身、上下游翼墙和上下游护坦。泵站站身土建工程是本工程进度关键线路工作,而上下游翼墙直接制约着后续机电设备安装关键线路工作。施工进度安排以泵站站身为核心工作,上下游翼墙合理搭配安排。泵站结构尺寸较大、结构厚薄不均、进出水流道线型复杂、结构分层较多,保证混凝土外观质量、混凝土防裂[1-2]、施工缝质量保证是本泵站混凝土工程施工的重点和难点。
1泵站站身砼施工
基础灌注桩和防渗板桩经检查合格后进行泵站底板的施工,人工开挖保护层土方后进行砼封底施工。垫层砼用翻斗车直接运至浇筑仓面,人工平整,浇筑时采用平板振捣器振动密实。站身的底板顺水流向长为29m,垂直水流的向长33.8m,底板厚1.52 m。施工时使用组合大钢模板立模(见图1),用双排φ50钢管作围囹,钢管打斜撑加固,立模时注意保护水平止水和垂直止水,伸缩缝。
图1 底板立模扎筋示意图
泵站的底板仓面面积较大,底板厚度较小,采用分段水平分层法施工,先完成竖井最低位置,然后水平分层,每坯30cm。砼采用2台汽车混凝土输送泵输送,插入式振捣器振捣密实,每人控制4-5m范围(每两人搭接50cm),振捣器移动间距40cm。振捣时间15-30秒,间隔20-30min后进行二次复振,直至浇筑结束。底板砼施工时掺用缓凝剂由试验确定,以防冷缝。进水流道层施工界面:进水流道顶板以及墩墙0.2m~底板面-2.5m之间,出水侧隔水墩3.5m以下,包括进水流道边墩、隔墩、顶板以及虹吸式出水流道底板。施工工艺流程为:层面处理闸门的埋件安装流道模板安装钢筋绑扎模板制安加固仓面的验收砼浇筑养护。进水流道、墩头施工时采用工厂定加工整体钢模板,竖井直接采用钢护面作模板(内用型钢支撑加固),出水流道底板采用优质多层木工板,侧墙、泵座、隔墩等其他部位采用定型钢模板组拼或者钢木结合,门槽铁件部位采用定型木模施工,垂直止水部分采用木模燕尾槽预埋,每个进水流道模板现场拼装安装。
砼浇筑采用水平分层的方法浇筑,每坯30cm,立面均匀上升平衡浇筑,以防底板受力和模板受力不均匀产生不均匀变形,顺水流向每个隔墙布设4台插入式振捣器振捣密实。在浇筑门槽和竖井两侧的墩墙部位时,由于结构较薄,钢筋较密,施工时该处用流动性较好的砼浇筑,同时加强振捣。另在浇筑过程中,控制好仓面的进料速度,防止进料过快侧向压力较大而破坏模板,同时加强值班,观察在浇筑过程中模板的变形情况,发现问题及时加固处理,确保万无一失。
泵站流道部位施工时,对模板、脚手及砼浇筑要求较高,既要保证砼的内部质量,又要确保流道线型美观、弧线流畅,在施工时,将对该部位进行特殊处理,模板施工时,安排技术水平比较高的模板工立模,流道部位及进水口采用整体钢管支撑,支撑间距经计算能承受上部荷载确定,待上部砼强度达100%时拆除支撑,砼浇筑采用水平分层法施工,砼振捣安排高级工进行,砼施工结束后,加强对该部位的砼养护工作。
2上下游翼墙施工
上下游翼墙采用喇叭型对称布置型式,上游翼墙分为4节,下游翼墙分为3墙,翼墙均为悬臂式翼墙组成,其间设2cm伸缩、沉降缝,与站身邻处、翼墙之间均设水平和垂直止水,缝隙用聚乙烯低发泡填缝板。先施工进水侧翼墙,后施工出水侧翼墙。
悬壁式翼墙为轻型挡土墙结构[3],墙后的回填土尤为重要,根据以往施工经验[4],填土一定做到“实”和“慢”。“实”是分层填筑分层压实,厚度不大于30cm;“慢”是填筑到一定高度时(按扶壁墙高度宜分2~3次),待一段时间土体相对稳定后再填筑上层土(时间间隔越长越好)。角隅部位,机械压实不到,则使用人力打夯。土方填筑过程中,派专人负责跟踪监测墙身的前倾和位移,如发现异常,立即停止填筑,查明原因后再填筑。翼墙防裂控制需要特别重视,常见这类翼墙面裂缝原因:底板约束裂缝、温度收缩裂缝。采取的措施有:减小底板与墙身施工间隔时间,混凝土采用高效双掺技术减少水化热提高混凝土密实性能,加强混凝土保温保湿养护。
3上下游护坦施工
泵站站身上下游均设有钢筋砼护坦,钢筋砼护坦为常规混凝土工程,站塘的基坑开挖时超挖部位用素砼回填或根据现场监理规定的处理方法回填。护坦施工安排在站身及相邻翼墙完成后施工。混凝土护坦施工关键控制好面层钢筋保护层,底层钢筋使用混凝土垫块控制,面层钢筋用直径14mm钢支撑。由于护坦钢筋较小,刚度较小,用于支撑用的钢筋应适当加密。钢筋按规范要求制作安装。混凝土浇筑过程中钢筋工专人值班,混凝土光面时剪断吊点。熟料采用砼输送泵直接入仓浇筑,插入式振捣器振捣密实。成型后混凝土加强保湿养护,防止出现干缩裂缝。
4结论
本泵站的施工合理设置施工层次,外露混凝土面使用大面镜面竹胶模板、优质脱模剂,异型部位(流道、墩头等)使用定加工钢模板现场组装,优化混凝土配合比、使用多掺技术(优质粉煤灰、高效减水剂、抗裂纤维等)、低温季节采用热水拌和混凝土、结构薄弱部位结构加强、施工缝设置键槽及镀锌铁皮止水片、加强混凝土保温养护以及冬季延长砼拆模时间等措施,保证混凝土外观质量、提高混凝土抗裂性能、提高混凝土质量解决了相关施工难点。
参考文献:
[1] 王振红,朱岳明,于书萍.薄壁混凝土结构施工期温控防裂研究[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2007(6:773-778).
[2]卢斌,张燎军,陈伟,等.大型泵站底板冬季施工温度应力及保温措施研究[J].水电能源科学,2012,30(1:174-176).
关键词:电站监控系统;电流电压互感器配置;微机继电保护
1、自动控制
1.1电站监控系统
根据国内水电站监控设备发展现状以及国家相关政策要求,某水电站采用全计算机监控系统,实现电站的控制、测量、信号及信息管理等功能。并按照“无人值班(少人值守)”的管理模式进行总体设计。系统由主控级(电站控制级)和现地控制级组成分布式系统,主控级和现地控制级采用交换式双以太网通信。局域网按IEEE802.3设计,通信规约采用TCP/IP,网络的传输速率≥100Mbps,通信介质为多模光纤。
1.1.1电站控制层
主控级由2套主机/操作员工作站、2套通信工作站、1套工程师/培训工作站、1套报表及语音报警工作站以及网络设备和电源设备等组成,是电站的实时监控中心,负责全站的自动化功能(开停机自动流程控制、AGC、AVC等),历史数据处理(事故分析处理,各种运行报表、重要设备的运行档案、各种运行参数特征值等)及全站的人机对话(全站设备的运行监视、事故和故障报警,对运行设备的人工干预及监控系统各种参数的修改和设置等)。
1.2.2现地单元层
现地单元层共设置7套现地控制单元(发电机LCU5套,升压站及公用LCU1套,泄洪闸门LCU1套)。发电机LCU主要完成数据采集处理、机组监控及保护、调速器和励磁装置的调节、同步操作等功能。
升压站及公用LCU主要完成升压站设备的数据采集处理、断路器操作及监视、同步操作、主变及线路保护等功能以及电站公用设备(如直流电源系统、空压机系统、技术供水泵、水力监测系统等)的监视及数据采集处理、备用电源自投操作等功能。
坝区LCU分别通过现场总线与各闸门启闭机电气控制装置通信,完成闸门的集中控制、闸门的成组顺序控制、闸门的开度及位置信号和故障信号的采集处理和现地显示;坝区LCU通过光纤通道接入电站计算机监控系统局域网,与电厂控制级进行通信,并按电厂控制级的命令完成对所有被控对象的监视和控制。
1.2机组励磁系统
发电机励磁方式采用自并激静止可控硅整流励磁。励磁调节器采用微机型双通道双容错励磁调节器,强励顶值倍数为1.8倍。起励电源采用残压起励及以直流220V作为备用的方式。可控硅功率柜采用三相全控桥接线。励磁调节器具备与电站计算机监控系统机组LCU的通信接口,以实现监控系统对发电机励磁的监控和调节功能。
2、继电保护
2.1继电保护方案
某水电站电力设备和出线按照《水利水电工程继电保护设计规范》(SL455—2010)的要求配置了相应保护和系统安全自动装置,并全部采用微机型装置。
1)发电机配置的保护:纵联差动保护,复合电压起动的过电流保护(记忆),失磁保护,定时限过负荷保护,过电压保护,定子单相接地保护,转子一点接地保护。
2)主变压器配置的保护:纵联差动保护,复合电压起动的过电流保护,轻、重瓦斯保护,零序电流保护,温度升高保护。
3)35kV线路配置的保护:光纤纵差距离保护,电流速断保护,三段式相间距离保护,四段式过电流保护,三相一次重合闸。
4)厂用变配置的保护:电流速断保护,过电流保护,温度保护。
2.2安全自动装置配置
某水电站配置了低周低压振荡解列装置、备用电源自投装置以及检同期、检无压三相一次自动重合闸装置等,以满足电力系统安全运行的要求。
3、二次接线
3.1二次接线系统设计方案
电站机组调速器油压装置、低压空压机、机组检修排水泵、厂房渗漏排水泵等,原则上就地控制,自成体系,与电站监控系统仅有信息交换,不纳入监控系统集中监控。
3.2电流电压互感器的配置
电流、电压互感器的配置按满足电站保护、监测、测量的原则配置。
测量与电站计算机监控系统统一考虑设置。根据《电测量及电能计量装置设计技术规程》(DL/T5137—2001)有关规定,除现地保留少量必要的常测仪表作为现场调试和备用监视表计外,需要集中监测和远传的电气量,均通过各现地LCU的智能交流采样装置进行采集、处理,并送主控级记录、显示和打印。
3.3同期系统
同期装置与电站计算机监控系统统一考虑设置。发电机出口断路器、主变高压侧断路器和线路出口断路器均设为同期点。发电机出口断路器采用(单对象)自动准同期方式,另设手动准同期方式作为备用。主变高压侧断路器和线路出口断路器采用(多对象)自动准同期方式。
3.4信号系统
某电站不设常规中央音响信号系统,电站事故及故障信号均由计算机监控系统语音报警装置和操作员工作站显示器进行报警和显示。现地控制保护设备配置信号灯或显示装置以提供现地信号,现地设备信号以继电器无源接点或计算机通信方式上送计算机监控系统。
3.5控制电源
全厂二次控制系统电源分为交流和直流两种。
电站设置220V交流逆变电源屏一面,逆变电源由电站220V直流系统和厂用380V交流系统双电源供电。作为计算机监控(上位)系统以及励磁、调速、保护等的交流工作电源。电站监控系统现地单元为交、直流双电源供电,电压均为220V。
电站另设一套200Ah/220V高频开关直流电源,作为控制、保护、事故照明、灭磁开关和断路器操作的工作电源。蓄电池按照浮充电方式运行,采用微机监控仪完成充、放电控制,母线绝缘监测、各馈电支路绝缘监测、电池容量监测等,以RS485接口与公用LCU相接,上送直流系统有关参数。
4、工业电视系统
为满足电站集中监控的需要,作为全厂综合自动化系统的重要配套设施之一,某水电站设置了一套由前端设备、控制设备和传输设备及线缆等部分组成的工业电视监控系统。该系统可对全厂各重要生产部位进行直观的实时画面监控,亦可和厂内火灾监控系统联网,当发生突发事故时直接调出事故现场画面。
根据某水电站工程建筑物布置特点,电视监控系统采用分层式网络结构,整个系统分为控制级和现地级。系统按监控点设备布置位置划分为电站和大坝两个分区。其中电站分区包含15个监视站点,大坝分区包含13个监视站点。
布置在电站和大坝两个分区内的各个摄像机的视频和控制信号利用电缆各自分别传输至电站计算机室和泄水闸集控室的现地级设备(嵌入式数字硬盘录像机),通过各自分区内的数字硬盘录像机实现图象视频的矩阵切换、录像、画面分割处理、编码和压缩等,各分区图象视频通过100M以太网路由接口传输至电站中控室控制级设备(视频工作站),实现图像监控和管理。
控制级与现地级的数字传输,采用高速以太网,通过交换式以太网交换机相连接,网络传输速率为100Mbps,采用TCP/IP协议。控制级与电站现地级传输介质为双绞线;控制级与大坝现地级传输介质为光纤。
5结束语
综上所述;本文根据某工程的功能特性和特殊地位,论述了某水电站在设计时,采用了当前国内最先进的技术和设计理念,选用了目前市场主流的、先进且成熟的计算机监控、微机继电保护以及工业电视等设备,使该电站完全具备实现“无人值班(少人值守)”的条件,大大提高了电站的综合自动化水平,使电站运行更加安全可靠、经济高效,在地区电力市场中的竞争力大为提高。
参考文献:
5.4.1 挡水建筑物
一、布置型式
大坝位于**电站下游100m处,为水力自动翻板坝,拦水坝最大坝高6.2m(非溢流坝段),坝顶长65m,溢流段长60m,翻板闸高3.0m,采用底流消能方式. 正常蓄水位为232.8m,大坝两段各设2.5m长的浆砌块石的非溢流坝,坝顶高程为233.3m, 坝体左岸布置有放水孔(φ200)(下游的灌溉及生活用水),底高程230.1m。
非溢流坝坝顶长5m(两岸各2.5m),坝顶宽1.2m,上游面直立,下游边坡为1:0.7,防渗面板采用厚0.25m的c15砼,坝体采用m7.5浆砌块石,底板设厚0.5mc15砼垫层, 基础为岩石,坝顶高程233.3m,大坝最大高度为6.2m,大坝上下游河岸进行浆砌块石护坡。
溢流坝段净宽60m,采用水力自动翻板闸,为3.0m×6.0m闸门,共10扇,堰面宽4.0 m,闸顶高程232.8m,溢流堰上游面直立,下游边坡为1:0.7,防渗面板浇筑厚0.25m的c15砼,下游溢流面浇筑厚0.2m的c20砼,坝体采用m7.5浆砌块石,底板设厚0.5mc15砼垫层, 基础为岩石,堰顶高程229.8m
为保证下游钟堡自然村的正常农业生产及生活用水,在大坝左岸设有放水孔一个。进口底板高程230.1m,孔径0.2m,出口处蝶阀一个。
稳定及应力计算
1.坝体基本信息
重力坝级别: 5级
结构安全级别: iii级
结构重要性系数: 0.90
重力坝类型: 实体重力坝
坝体高度: 6.200m
坝顶标高: 232.800m
坝顶宽度: 1.000m
淤沙上表面标高(m): 229.800m
淤沙厚度(m): 3.200m
淤沙天然容重(kn/m3): 16.500kn/m3
淤沙浮容重(kn/m3): 6.500kn/m3
淤沙的内摩擦角(度): 15.00度
水位状态 上游水位(m) 下游水位(m) 水的容重(kn/m3)
正常蓄水位 232.800 226.600 10.000
设计洪水位 232.800 232.200 10.000
校核洪水位 232.800 232.700 10.000
2、正常蓄水位时各种荷载对计算截面的作用力
作用力名称 水平力(kn) 竖向力(kn) 弯矩(kn*m)
坝体自重 +0.000e+000 -4.717e+002 +3.950e+002
永久设备 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000
附加荷载 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000
静水压力(上游) +1.922e+002 +0.000e+000 -3.972e+002
静水压力(下游) -1.568e+002 -1.098e+002 +1.431e+002
扬压力(浮托力) +0.000e+000 +2.990e+002 +0.000e+000
扬压力(渗透力) +0.000e+000 +1.922e+001 -1.711e+001
淤沙压力 +2.351e+001 +0.000e+000 -2.508e+001
浪压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000
土压力(上游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000
土压力(下游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000
总计 +5.891e+001 -2.632e+002 +9.866e+001
3、主要计算成果
表5.5 大坝稳定及应力计算成果
主要计算项目 总作用效应 总抗力 结论
坝趾混凝土抗压强度 0.038mpa 9.704mpa 满足要求
坝趾基岩抗压强度 0.038mpa 66.667mpa 满足要求
坝基混凝土的抗滑 53.023kn 1652.046kn 满足要求
坝基面的抗滑 53.023kn 1768.391kn 满足要求
坝基基岩的抗滑 53.023kn 2645.087kn 满足要求
坝踵混凝土抗拉强度 0.065mpa 0.000mpa 满足要求
5.4.2 发电引水系统
本电站引水系统包括:引水渠道(拦水坝至隧洞进口),引水隧洞(渠道出口至压力管进口)及压力管。即桩号0+000至1+285.7
一、进水口(桩号0+000至0+005.05)
根据坝址处的地形特点及引水方式,引水渠道进口布置在大坝右岸,,进水口底板高程231.05m,进口处设有平面尺寸为3.1 m×2.4m(b×h),倾角75°的固定式拦污栅。其后设有平面尺寸为3.1×2.3m(b×h)钢闸门一扇,启闭设备为lqs-5t型螺杆式启闭机
二、引水渠道(桩号0+005.05至0+075.05)
1、基本情况
引水渠道布置于大坝右岸的滩地,长70m,设计流量为8.1m3/s,设计坡降为1/1000,边墙砌筑m7.5浆砌块石,内衬厚0.1mc15砼,边墙顶宽0.6m ,底板浇筑厚0.1mc15砼.,设计超高0.5m.进水口底板高程231.05m,出口底板高程为230.98m.
2、水力计算
渠道过水能力采用明渠均匀流公式计算:
q=ω.c√r.i
式中:渠道断面ω=b×h
湿周x=b+2h
ω
水力半径r=—
x
坡降i=1/1000,糙率n=0.017
1
c= —·r1/6
n
q=8.1m3/s
计算得渠道过水断面2.9m×1.75m(前段)。
渠道设计断面为2.9m×2.25m.
由于隧洞的正常水深为2.9米,则渠道末端设计断面为3.1m×3.4m.
3、水面线推求
已知条件:
隧洞进口水深h=2.9米,渠道流量q=8.18.1m3/s,渠道进口底宽2.9米渠道出口底宽3.1米渠道长度70.0米,渠道底坡i=0.017
流速系数a=1.1
水面线推求公式:
li=((hi+αvi2/2g)- (hi+1+αvi+12/2g))/ (i- ji-(i+1))
式中:hi、 hi+1:计算断面水深m
vi、 vi+1 :计算断面平均流速m/s
δli :流段计算长度m
经计算得:
该段渠道水面线是a1型壅水曲线
正常水深h0=1.046
临界水深hk=0.957
临界底坡ik=0.0217676
渠道各桩号实际水深成果表
桩号(米) 水深h(米) 备注
0+075.05 2.9 隧洞进口
0+065.05 2.70
0+055.05 2.57
0+045.05 2.4
0+035.05 2.24
0+025.05 2.06
0+015.05 1.90
0+005.05 1.72 渠道进口
三、引水隧洞(桩号0+075.05至1+255.05)
1、基本情况
引水隧洞布置于大坝右岸山体,山体地质条件较好,有利于隧洞的开挖,长1180m,设计流量为8.1m3/s
2、水力计算
渠道过水能力采用明渠均匀流公式计算:
q=ω.c√r.i
式中:渠道断面ω=b×h
湿周x=b+2h
ω
水力半径r=—
x
坡降i,糙率n=0.035
1
c= —·r1/6
n
考虑本隧洞的投资较大, 在问询隧洞施工人员的不同型式尺寸开挖价格的基础上,对隧洞的型式进行比较(无压城门洞型):
1、隧洞洞径为3.1×3.6,坡降为1/1000
2、隧洞洞径为3.0×3.0,坡降为1/500
隧洞洞径比较见表5.6
表5.6 隧洞洞径比较
序号 方案一 方案二 备注
1/1000 1/500
引水流量 8.1 8.1
隧洞长 1180 1180
洞径 3.1×3.6(2.9) 3.0×3.0(2.3)
洞面积 10.6 8.19 1316.52
压力管 27 25
管重 20.5 19.98 0.52
水头损失 1.18 2.36
发电量 293.33 268.61 24.72
增加投资(万元) 35.71 方案一较方案二增加
年增加收入(万元) 5.6856
增加投资回收期(年) 6.3
根据上述方案比较,方案一较方案经济合理,两者的施工条件相近,.本次设计选择方案一.即:洞径为3.1m×3.6m,坡降为1/1000
引水隧洞进水口底板高程230.98m,出口底板高程为229.8m. 出口设的沉沙池(前池):5.0m×45m×3.5m,出口采用c15砼埋块石封堵,封堵长7.0m.
本隧洞除进出口及断层部位进行衬砌,其余部分不考虑处理.
四、前池位置比较
本电站隧洞出口山体较徒,不利于外设前池,山坡的开挖量大,施工难度大,考虑在隧洞出口处设较大的沉沙池兼作前池。前池位置两方案比较见表5.7
表5.7 前池位置比较
序号 单位 方案一 方案二 备注
位置 隧洞出口处 隧洞出口外山坡
容量 m3 877.5 877.5 隧洞外前池容量可大
主要工程量
土方开挖 m3 0 216
石方明挖 m3 0 72
石方洞挖 m3 85.5 0
砼 m3 10 85
浆砌块石 m3 81 922
钢筋制安 t 0.8 2.25
增加投资 万元 11.6 方案二较方案一增加
根据上述方案比较,方案一较方案二节省投资11.6万元,两者的施工条件相近,.本次设计选择方案一.
沉沙池(前池)段开挖断面为5.0m×4.6m,即在原隧洞处两边各开挖1.0m,底板下挖1.0m.开挖长度为45m,出口封堵段开挖断面为3.0m×3.0m,长7.0m,采用浆砌块石封堵.内衬0.25mc15砼.
考虑隧洞出口最低水位于压力管顶有1.5m高水位,推算出沉沙池(前池)底板高程226.3m,压力管进水口底板高程226.8m.
五、压力管(桩号1+255.05至1+285.7)
1、供水方式
本电站引用8.1m3/s,机组2台,考虑联合供水与单独供水的方式进行比较.供水方式比较见表5.8
表5.8 供水方式比较
项目名称 单位 方案一(单机供水) 方案二(联合供水)
400 500 900
引用流量 m3/s 3.57 4.499 8.069
水头 m 14 14 14
管长 m 27 27 27
内径 m 1.3 1.5 2
管壁厚度 mm 12 14 14
管重 t 10.42 14.03 18.67
钢管费用 万元 18.34 14.00
水头损失 m 0.11 0.09 0.06
多年平均发电量 104kw.h 292.1 293.33
工程投资 万元 467.4 461.4
单位装量投资 元/kw 5193 5127
单位电能投资 元/kw.h 1.60 1.57
结论 从上表比较结果表明,以选择联合供水方式为宜。
根据上述方案比较,方案二较方案一经济合理,两者的施工条件相近,.本次设计选择方案二.即联合供水的方式
2、钢管选择
1)、管径计算
本电站压力管直接接隧洞出口,管长27m,进口中心线高程为227.8m。出口中心高程为217.1m。
本电站水头小于100m,采用”彭德舒”经验式计算管径
式中:qmax—最大引用流量
2)、钢管厚度计算:压力钢管采用3号钢板焊接制成,初拟管壁厚度时,只考虑内水压力,采用下式计算
δ≥0.1rh设 /φ[σ]
式中:δ——压力钢管管壁厚度(mm)
h设——包括水锤压力在内的设计水头(m)
r——压力钢管内半径(m)
[σ]——钢材允许应力,由于只考虑内水压力,故将允许应力降低25%
φ——接缝系数,当采用焊接时,φ=0.9~0.1
3)、压力钢管稳定性计算:钢管厚度是否满足稳定要求,可按以下公式进行验算
δ≥d/130
式中:δ——压力钢管管壁厚度
d——压力钢管内径
压力钢管方案比较见表5.9。
表5.9 压力钢管方案比较表
项目名称 单位 方案一 方案二 方案三
引用流量 m3/s 8.07 8.07 8.07
水头 m 14 14 14
管长 m 27 27 27
内径 m 2.2 2 1.8
管壁厚度 mm 14 14 14
管重 t 20.52 18.67 16.82
钢管费用 万元 15.39 14 12.61
水头损失 m 0.04 0.06 0.11
多年平均发电量 104kw.h 293.83 293.33 292.43
工程投资 460 461.4 462.8
差值 年电量 万kw·h 0.5
0.9
投资 万元 1.39
1.39
增加电能投资 元/(kw·h) 2.79
0.65
根据上述方案比较,方案二较其他方案经济合理,施工条件相近,.本次设计选择方案二.,即管径为2.0m,管壁厚14mm.
3、水锤计算
1)、压力钢管的水锤波的传播速度
α=
ε-水的弹性模量 ε=2.1×104kg/cm2
e-管壁材料的弹性模量,钢管用2.1×106kg/cm2
d-压力水管内径(cm)
δ-管壁厚度(cm)
经计算得:α=914m/s,
2)水波在水管中来回传播一次所需的时间
τs=2l/α=0.06<τs =5s 即压力水管中发生间接水锤φ经计算水管的最大流速为2.58m/s
水管内两特性常数
ρ= =8.59 δ= =0.17
查水锤形式判别图,可知是间接水锤中的末相水锤。
3)计算水锤压力及其分布
z1=2σ/(2-σ)=0.186m
y1=2σ/(2+σ)=0.156m
所以
h升=z1·h=2.604m
h降=y1·h=2.184m
所以:压力管道末端最大设计水头h设=h+h=16.6m,水锤压力升高值小于30%的毛水头。
现反回去用增加了水锤压力的设计水头验证钢管壁厚度是否满足要求.
故原管壁设计计算满足要求。
压力钢管在地形转折处均设置镇墩,沿线设置1个镇墩,斜管段每隔6m设置一个支墩。为避免冷缩变形影响结构的整体性和稳定性,压力钢管镇墩及支墩均采用c20砼浇筑,并在镇墩下游2.0m处设置伸缩节,镇墩断面为7.0m×6.0m×5.5m(镇墩另定)。封堵出口压力管辖设进人孔一个。孔径0.6m.
5.4.3 厂房及升压站
发电厂房位于**水库库尾滩地处,为地面引水式,厂房尺寸为15.4m×9.2m, 装有二台zd560a-lh-100机型配sf400-12和sf500-12型发电机,厂房发电层地面高程为221.8m,水轮机层高程为218.16m。升压站位于厂房的下游侧,为户外式,平面尺寸为15.5m×5.8m, 布置有s9-1250/10主变一台及配电装置,出线电压0.4kv, 地面高程为221.8m。厂区另设生活住宿房100 m2。
电站尾水位217.0m,尾水底板高程214.3m,厂房设计洪水位219.8m,校核洪水位220.3m。尾水直接排入河道。
6 机电及金属结构
6.1 机组
6.1.1 电站基本参数
电站平均净水头: 14m
多年平均发电量: 293.3×104kw•h
电站保证出力: 355.2kw
电站装机容量: 900kw
装机年利用小时: 3259h
6.1.2 机组台数及机型选择
1、机组台数
根据初拟装机容量900kw,拟装设1台、2台、3台机组进行比较。装机容量为1000kw、900kw、960kw。机组台数方案比较见表6.1
表6.1 机组台数方案比较表
项目 单位 方案
ⅰ ⅱ ⅲ
机组台数 台 1 2 3
装机容量 kw 1000 900 960
单机容量 kw 1000 400+500 320
额定水头 m 14.1 13和13.5 14
引用流量 m3/s 9.1 8.06 8.85
单机引用流量 m3/s 9.1 3.59和4.49 2.29
转轮直径 m 140 100和100 80
转速 r/min 375 500 600
平均效率 % 8.055874 7.97 7.846038
年电量 万kw·h 234.57 293.33 304.56
利用小时数 h 2346 3259 3173
项目 单位 方案
ⅰ ⅱ ⅲ
投资 万元 435.1 461.4 517.7
单位千瓦投资 元/kw 4351 5127 5393
单位电能投资 元/(kw·h) 1.85 1.57 1.7
差值 年电量 万kw·h -58.76 0 11.26
投资 万元 -26.3 0 56.3
从上表可以看出,二台机组方案优于其他方案,因此本设计阶段推荐选用方案二,即:二台机组: 400kw+500kw。
2、机型
根据水工计算结果分析,本电站适合机型为轴流型,初拟装设2台机组,这样能保证水流量变化时在小流量情况下可以有一台机组满发。装机容量为400+500kw。机型方案比较见表6.2。
表6.2 机型方案比较表
项 目 单 位 机 型
ⅰ ⅱ
装机容量 kw zd560a-lh-80 zd560a-lh-100
单机容量 kw 400+500 400+500
转轮直径 m 80 100
额定转速 r/min 600 500
单机引用流量 m3/s 3.56 3.88
电站引用流量 m3/s 8.162 8.06
吸出高度 m 3 3
平均效率 % 7.800 8.010
年电量 万kw·h 282.75 293.33
投资 万元 452.4 461.4
单位千瓦投资 元/kw 5027 5127
单位电能投资 元/(kw·h) 1.6 1.57
从上表可以看出,zd560a-lh-100效率优于zd560a-lh-80,因此本设计阶段推荐选用方案二,即:水轮发电机组选型为zd560a-lh-100水轮机,配sf400-12和sf500-12发电机。
机组性能参数如下:
水轮机型号 zd560a-lh-100
额定出力 435 kw和538kw,额定水头13.0m和13.5m,
额定流量 3.88m3/s和4.67m3/s
额定转速500r/min,
配套发电机 sf400-12和sf500-12
6.1.3 调保计算
本电站为无压引水式电站,过流系统的σlv为69.93m2/s,在额定水头下,机组发额定出力时,甩全部负荷,导叶有效关闭时间是3s,机组速率上升最大值βmax为18.5%;在最大水头下,机组发额定出力时,甩全部负荷,蜗壳末端压力上升值ξ为15.6 %,绝对值为16.6m水柱。
6.2 接入电力系统方式
本水电站总装机容量为900kw,金岭电站采用10kv电压等级送至**变电站,线路长3km,输出回路为1回,然后并入大网运行。
6.3 电气主接线
6.3.1 水电电气主接线方案
根据电站运行方式及与电力系统连接方式,主接线拟定以下二个方案进行比较。
方案一:二机一变,发电机电压侧采用单母线接线,主变升压侧采用变压器—线路组单元接线。
方案二:二机二变,采用发电机—变压器单元接线,升压侧采用单母线接线。
方案比较情况详见表6.2。
表6.2 电气主接线技术经济比较表
方案比较 二机一变 二机二变
技术性 供电可靠性 低 高
运行上的安全和灵活性 低 高
接线和继电保护的简化 简单 复杂
维护与检修的方便 困难 方便
自动化程度 低 高
经济性 投资 低 很高
年运行费用 低 高
年电能损耗 高 低
从表中可以看到,方案二比方案一投资增大些,但是运行比较灵活,方案一可靠性较差,例行检修时间较难安排,方案二升压站占地面积增大,投资高。综上所述,方案一更适合本电站,因此,本设计推荐方案一。
6.3.2 厂用电
厂用电系统接在发电机0.4kv出线上,厂用电系统电压为ac380/220v。
6.4 主要机电设备选择
6.4.1 机械设备选择
一、进水阀
初选进水阀为d1200(400kw)、d1400(500kw)
二、调速器
调速器型号为dst-600,操作油压为60mpa。
三、主厂房起重机
厂房最重吊运件重量10t,为发电机定子。选用手动单梁起重机一台,由厂房宽度确定起重机跨度,跨度为9.2m,起升高度4.0m。.
四、供、排水系统
电站设计水头为14m,技术供水以采用压力管直接取水供水方式为主,以水泵从河道抽水供水作为备用,生活用水设置一小水池自流供水.
五、机修设备及机修厂
电站规模较小,不设检修车间,只适当配置常用的机修器具.
六、水力机械主要设备布置
电站机组为立轴布置,主厂房为地面式,机组段长度取决于发电机外径和水轮机的流道尺寸。调速器布置在发电机层各机组第二象限内,机组下游侧布置控制屏及相关电气设施,蝴蝶阀布置在机组上游。主要水力机械设备见表6.1
表6.1 水力机械主要设备汇总表
编号 名称 单位 型号规格 数量 备注
1 水轮机 台 zd560a-lh-100 2
2 调速器 台 dst-600 2
3 发电机 台 sf400-12和sf500-12 1
4 励磁装置 套 静止可控硅励磁 2
5 闸阀 台 d1200和d1400 2
6 油桶 只 0.4m2 1
7 常用工具 套 钳工,管子,焊割,量测 1
8 螺旋千斤顶 台 ql-3t 2
6.4.2 电力设备选择
一、主要电力设备选择
1、设备选择原则
1)必须满足额定电压、额定电流大于回路最高工作电压和最大持续负荷电流。
2)必须满足使用环境的要求。
3)按系统提的短路参数所算短路电流进行校验。
4)尽量选用国产的通用型先进产品。
2、主要电气设备选择
根据以上设备选择原则及使用条件的要求,对主要设备的型号及参数选择如下:
1)水轮发电机
型号:sf400-12 ;
额定容量:400kw ;
额定电压:400v ;
功率因数:0.8(滞后) ;
额定转速:500;
型号:sf500-12 ;
额定容量:500kw ;
额定电压:400v ;
功率因数:0.8(滞后) ;
额定转速:500;
2)主变压器
型号:s9-1250/10kv.a ;
额定容量:1250kv.a
额定电压:11±5%/0.4kv
3)发电电压电气设备
①配电屏
型号:bksf-72 (400kw)
型号:bksf-82 (500kw)
4)10kv配电装置
①断路器
型号:rw11-10/100断路器
②隔离开关
型号:gw9-10型隔离开关
表6.2 水电站主要电气设备表
序号 名称 规格 单位 数量 备注
1 主变压器 s9-1250/10 台 1
2 计量箱 jlsg4-10 个 1
3 断路器 rw11-10/200 组 1
4 高压隔离开关 gw9-10/200 台 1
5 避雷器 hy5wz-10/27 组 1
6 配电屏 bksf-72 块 1
7 配电屏 bksf-82 块 1
8 电力电缆 m 80
9 母线 电缆 m 15
二、全厂接地设计方案
电站最高出线电压为10 kv,主变中性点为非直接接地系统。总接地网电阻值按规程为不大于4 ω。按测定的电阻率进行计算,确定接地网的布置,实施后再经实测,确定是否需要补设引外人工接地装置以达到接地电阻符合要求。
6.4.3 控制保护及通信设备
一、自动控制
本电站机组自动化操作推荐采用以stk-w-3型微电脑控制器为系统的机组自动化设计方案,此种技术在全国已推广多年,经近几年的运行实践已成功,电站运行状况良好。
发电机低电引出线采用铝排
二、继电保护
电站主要机电设备(包括发电机、主变、10kv线路、厂用变)的继电保护装置按《电力装置继电保护和自动装置规程(gb50062—92)》设计。
1、发电机配置的保护
电流速断\低压过流保护
2、主变压器配置的保护
电流速断\过电流\重瓦斯\轻瓦斯\油温过高
3、10kv线路配置的保护
过流速断保护
4、厂用变配置的保护
电流速断保护
三、二次接线
按《电力装置的电测量仪表装置设计规范》(gbj63-90)的要求配置仪表;发电机设电流表、电压表、频率表、有功表和无功表,有功和无功电度表,励磁电表和电压表,10kv线路设有功和无功电能表箱。
四、通信
电站对外通信设1对无线电话线路。
6.5 机电设备布置
一、枢纽总布置
本电站枢纽中,电气设备主要集中在厂房。厂房布置低压配电屏及励磁屏及相关设备
厂房区包括厂房、变电站及电站管理和生活建筑等部位的电气设备布置。
二、升压站
升压站平面尺寸为15.4m×5.8m,地面高程221.8m。站内布置一台s9-1250/10主变压器,10kv户外配电装置。出线10kv1回。
三、闸门启闭机电气布置
按常用方式布置。
6.6 金属结构
本电站金属结构主要用于渠道进水口、及压力钢管等建筑物上,其闸门、启闭设备选择和布置是结合水工建筑物的布置情况,并根据《水利水电工程钢闸门设计规程(sdj——78)》、《水电站压力钢管设计规范(sd144-85)》的有关规定进行,尽可能做到经济合理,管理运行维修方便。
该电站金属结构主要有渠道进水口闸门、拦污栅、启闭机以及压力钢管等。
6.3.1 发电引水系统金属结构
从发电引水渠道进水口顺水流方向依次平面尺寸为3.1 m×2.4m(b×h),倾角75°的固定式拦污栅, 栅体自重2.0t,埋件重0.5t;其后设有平面尺寸为3.1×2.3m(b×h)钢闸门一扇,门体自重约1.5t,埋件重0.5t,启闭设备为lqs-5t型螺杆式启闭机。
6.3.2 压力钢管
该水电站钢管直径2000mm,长27m。钢管总重约18.7t。金属结构材料汇总见表6.3
表6.3 金属结构材料汇总表
闸门所在位置 闸 门 孔口尺寸(b×h) 闸门(闸阀)特性 启闭机
名 称 型 式 规 格 门重(t) 埋件重(t) 型号
渠道进水口 拦污栅 2.9×2.25m 移动式拦污栅 3.1m×2.4m 2.0 0.5
事故门 2.9×2.25m 平面钢闸门 2.9m×2.3m 1.5 0.5 lqs-5t型螺杆式启闭机
压力管(主管) d2000 18.7
叉管 d1400 2.3
叉管 d1200 1.84
6.7 采暖通风
由于本电站地处亚热带,气侯温和,而厂房基本上是地面厂房,因此通风、采风采用自然通风、采光方式。
6.8 消防
消防设计应贯彻“预防为主、防消结合”,“自防自救”的设计原则。按火灾危险性类别及耐火等级进行设计。对可能发生火灾的场所,在建筑物和设备的布置、安装、建筑物内装修、电缆设计上采取有效的预防措施,以减少火灾发生。通过消防设计及设置消防设施,以达到一旦发生火灾,能迅速灭火或限制其范围,将人员伤亡和财产损失减少到最小程度。
在各建筑物内部及电气设备周围配置各型灭火器及沙箱、铁锹、防毒面具等消防设备。
电缆防火除了采取封、堵、涂、隔、包等措施,在电缆层通向其他生产场所时,需加防火分隔物架空敷设。
主变压器底部设有贮油坑,其容积按100%主变充油量来确定。贮油坑上部设有栅格,其净距40mm栅格上铺设卵石层,其厚度为300mm应定期检查和清理贮油坑卵石层,以不被淤积,积土所堵塞。
为了不起使消防供水取得较稳定的水压,在主厂房背侧建造一容积为20m3水池作为消火供水,生活用水的综合水池,水池的供水压力为0.35mpa。水池的水源取自阀前压力管,经减压后供向水池。
7 工 程 管 理
7.1 管理机构
管理机构采用有限责任公司制。由金岭电站管理,本着结构合理、高效精干的原则,参照《水利水电工程管理单位编制定员试行标准》的规定,确定管理机构的组成和人员编制.
本水电站地处**县**镇境内,坝址位于**电站下游170m处;厂址位于**水库库尾滩地处,厂址距**县城约60km。电能将通过相距3.0km的**县**变电站升压后输送到大网。在厂区附近设生活区、办公楼、辅助生产设施等。
本工程管理机构人员编制拟定5人,其中:电站生产人员4人,经营管理1人。
7.2 管理方法
7.2.1 工程管理范围和保护范围
根据《**省实施<中华人民共和国水法>办法》,划定各建筑物的管理范围和保护范围。大坝以外100m内,引水渠、引水隧洞、压力管线、厂房、升压站以外各50m内分别纳入工程管理范围;水库库岸以外50m内,大坝工程管理范围以外100m内,引水隧洞和压力管道沿线、输电线路沿线50m内为工程保护范围。
工程管理范围内的设施、土地、林木等,任何单位和个人不得毁坏、侵占;工程保护范围内,不得进行爆破、打井、采矿等危及建筑物安全的活动。
7.2.2 主要管理设施
1 生产、生活设施:永久管理用房面积100m2。
2 用电设施:厂区发电机0.4kv出线直接接用。
3 通信:电站的运行调度采用程控电话通讯。
4 对外交通:有简易路通坝址及厂址.
7.2.3 工程调度运用
本工程为小型径流式水电站工程,水库泄流采用水力自动翻板闸泄流方式,无水库,防汛调度相对简单,工程运行运用原则:减少弃水、增加发电效益。另外须做好冲砂闸的运行管理工作,防止泥沙淤满水库。
7.2.4 建筑物管理
1 引水系统管理:发电引水系统的进水口拦污栅应及时清污,并定期检查进水口、检修闸门及启闭机。定期放空隧洞进行检查,清除落石。
2 发电厂管理:定期清除尾水渠出口的冲积物,以免抬高尾水位,按规定进行设备维护和检修,机组大修可委托有关专业单位进行。
管理人员要掌握本工程的规划、设计、施工、运行管理等有关资料;定期检查、观测、养护、修理并随时掌握工程建筑物、设备等的动态,做好水文预报特别是洪水预报,掌握雨情、水情,了解气象情况,搞好工程防汛;建立并健全各项档案,通过管理运用,积累资料,分析整编,总结经验,不断改进管理工作,提高管理水平,确保工程安全,使工程发挥最佳的经济效益。
8 施工组织设计
8.1 施工条件
该水电站坝址位于**电站下游100m处;厂址位于**水库库尾滩地处,厂址距**县城约60km,坝址区、厂址区等均有简易路通过,工程所需的水泥、钢材等建筑材料及机械设备均可到达离厂区对面及坝区处。
本工程为v等工程,主要建筑物有:拦水坝、引水渠道及隧洞、压力管道、发电厂房及升压站等。工程各施工区分布范围广,施工干扰小,对缩短工期非常有利。
各施工区场地开阔,施工条件良好,可满足施工布置要求。工程所在地区属亚热带季风气候区,温暖湿润,四季分明,多年平均气温17.9℃,虽年雨日较多,但相对集中在4~9月,每年较有利的施工期为230d左右。
主要建筑材料:工程所需的水泥、钢材等可到++县采购,块石、砾石等可就近开采,砂在河道内开采,储量能满足工程需要。
施工用水:各施工区设水泵直接抽取溪水解决。
施工用电:厂区及坝区各设置一台变压器(s9-80/10),可满足施工用电要求。
本工程施工不需考虑通航、过木和下游供、排水等问题。本工程施工期为8个月。
8.2 天然建筑材料
本工程砼浇筑量不大,且施工点分散,主要施工区有坝区、厂区等,所需天然建筑材料:砂889m3、砾石735m3、块石1196m3。
根据实地勘查,本流域砂砾石基本分布于金岭水电站坝址下游河道,储量能满足本工程建设需要要。为降低造价,减少弃碴量,本工程所需的粗骨料可利用洞碴轧制。
本工程大坝和发电厂房的块石料场分布在坝址和厂址上下游范围,可就近开采,石料获得率为80%左右,坝区岩性为燕山早期中粒二云母花岩,厂区岩性为侏罗系凝灰质砂岩,岩性简单,均属弱~微风化状,较完整坚硬,抗压强度满足要求,覆盖层厚0.5~1.5m,开采方便。其余各施工区的块石料用量较少,可就近开采。
8.3 施工导流、截流
根据水文资料,施工导流及渡汛流量选择时段10月~次年2月非汛期相应频率洪水的最大流量。
本工程拦河坝为5级建筑物,根据《水利水电工程施工组织设计规范》(sj338-89)的规定,相应的导流建筑物为5级,大坝导流建筑物洪水重现期为非汛期五年一遇洪水,最大洪峰流量为142.4m3/s,厂址处按五年一遇的洪水标准确定围堰高程,设计洪水流量177.5m3/s。
大坝采用分段围堰导流方式,围堰采用草袋土石围堰,坝体施工结束后,拆除堰体。
8.4 主体工程施工
本工程由水力自动翻板坝、引水渠道及隧洞、压力管线、发电厂房及升压站等建筑物组成,共有土方开挖5732m3,石方明挖183m3,石方洞挖12567m3,浆砌块石732m3,砼及钢筋砼1067m3。金属结构制安18t、钢筋制安6.4t及2台水轮发电机组的安装。
8.4.1 大坝及导流工程施工
大坝及导流工程从第一年度9月份开始,利用挖机进行两岸坡土石方开挖,同时开挖河床部分砂卵石,为围堰做好准备。
基坑土方采用挖机开挖,石方开挖采用手风钻钻孔、炸药爆破,四轮车运输出碴。
块石由坝址附近开采,人工挑抬进仓,人工砌筑。
防渗面板及溢流面砼施工均采用人工方法,砼由0.4m3拌和机拌制,人工运输入仓浇筑。
翻板闸门由厂家现场制作
第一年度9月中旬开始大坝施工,到第一年度12月初完成坝体砌筑,大坝施工在第二年度5月底完成并下闸蓄水。
8.4.2 引水系统施工
本工程发电引水系统由引水渠道、发电引水隧洞和压力钢管等组成。渠道长197m,发电引水隧洞长513m,开挖洞径1.2m×1.8m(宽×高)城门型;压力管线长239.3m,.
1 土石方开挖
发电引水系统土石方开挖13721m3,其中土石方开挖1154m3,平洞石方开挖12567m3。隧洞分2个工作面进行施工。
渠道土方采用挖掘机开挖,石方开挖采用手风钻造孔,炸药爆破,四轮机运碴;土石方回填采用人工方法。
渠道边墙块石砌筑、边墙砼及底板砼采用人工方法,砼由0.4m3拌和机拌制,人工运输砼及块石入仓浇筑。
洞身石方开挖采用手风钻钻孔、炸药爆破后,由小挖机装车、四轮车运输出碴。隧洞开挖分别从隧洞进出口两个工作面掘进。隧洞开挖采用普通爆破,全断面掘进的方法施工。
隧洞开挖采用普通爆破,全断面掘进的方法施工。洞身石方开挖采用手风钻钻孔、炸药爆破,人工装车、四轮车运输出碴。
隧洞砼衬砌由内而外,分段浇筑,砼由0.4m3拌和机拌制,四轮机运输,人工入仓浇筑。
3 压力钢管
明钢管由金属加工厂制作后送至现场安装处安装。
8.4.3 厂房、升压站施工
发电厂房总面积为141.7m2,户外升压站面积90m2,共有土石方开挖2373m3,砼浇筑310m3。
1 基础开挖
基础开挖程序为先岸坡后厂基。土方开挖采用挖机开挖,石方开挖采用手风钻钻孔,炸药爆破,土石方弃碴均采用挖机装碴,四轮车运输弃碴场堆放。
2 砼浇筑
采用人工拌制砼,双胶轮车运输,下部砼经溜槽直接入仓浇筑,上部砼经人工提运后入仓浇筑。
8.4.4 机电设备及金属结构安装
1 机电设备安装
本工程主要机电设备有:轴流式水轮机zd560a-lh-100机型,配sf400-12和sf500-12型发电机二台, s9-1250/10型变压器一台及其他机电设备。安装期从第二年度3月初5月初结束。水轮发电机组由手动单梁起重机吊装就位,其他机电设备安装按常规方法施工。
2 金属结构安装
金属结构安装主要有进水口闸门、进口拦污栅及压力钢管等,共18t。一期砼的预埋件安装应与土建密切配合。
金属结构在工厂制作后,由汽车运输到各安装点。压力钢管由设在发电引水隧洞出口的卷扬机运至安装点,再用葫芦吊装到位。
8.5 施工交通及施工总布置
8.5.1 施工交通
本工程大坝、厂房均位于公路边,外购建筑材料、机电设备、施工机械可通过公路运至各施工现场,交通较为方便。
8.5.2 施工总布置
本工程共设2个施工区:坝区及厂区。只需布置简单的施工设施。施工总布置按以下原则进行:尽量提高机械化程度,减少劳动力使用量,减少生活福利建筑面积,尽量少占农田。
坝址施工区布置在坝址右岸台地,占地约150m2。
厂址施工区:布置在厂址上游的冲沟处,占地面积约150m2。
8.6 施工总进度
8.6.1 施工分期
本工程分施工准备期和主体工程施工期,准备期主要完成三通一平、生活福利和辅助企业等施工,主体工程施工期主要完成拦河坝、发电引水系统、发电厂房等施工,施工准备期与主体工程施工期穿行。
8.6.2 施工总进度计划
本工程施工总工期为8个月,工程从第一年度9月份开工,至第二年度5月底完工。
工程进度控制性项目为发电引水隧洞的施工,其次为机电设备的安装,各项工程的施工进度计划如下:
1 施工准备期(第一年度9月)
主要完成坝区、厂区施工便道和风、水、电、通讯及其它施工准备。
2 施工期(第一年度9月至第二年度4月)
第一年度9月至第二年度1月主要完成大坝、渠道、隧洞、压力管线土建、厂房及升压站土建。第二年度3月至5月主要完成压力管安装及厂房机组安装,并完成升压站及输电线路的架设,第二年度5月底下闸蓄水并进行机组调试。
8.6.3 主要建筑材料
主要材料:水泥391t,砂889m3, 砾石735m3, 炸药17t,钢材19t,钢筋7t,木材10m3。木材可从++县林业站采购,水泥、钢筋分别从++县购买。
9 水库淹没处理及工程永久占地
9.1 水库淹没处理范围及实物指标
本水电站属径流式电站,坝型为水力自动翻板坝,不存在水库淹没问题。
9.2 工程永久占地
工程永久占地包括工程占地和工程管理范围占地。工程管理范围依照有关规范确定为:大坝两坝肩外100m及大坝坝基下游100m的范围;渠道、隧洞进出口和电站厂区等建筑物外50m范围。共计工程永久占地:林地0.16亩,溪滩地0.6亩详见表9.1。工程永久占地补偿费用估算见表9.2,工程永久占地补偿费用为0.94万元.
表9.1 工程永久占地表
建筑物名称 单 位 工程管理范围占地 工 程 占 地 其 中 备 注
溪滩地 山林
大坝及进水口 亩 1 0.1 0.1 0
压力管线 亩 1 0.16 0.16
厂房及升压站 亩 1.0 0.3 0.3
房 屋 建 筑 亩 0.8 0.2 0.2
合 计 亩 3.8 0.76 0.16
表 9.2 工程永久占地补偿费用估算表
编号 项目名称 单位 数量 单价(元) 合价(元)
1 土地征用和安置补偿费 9416
溪滩地补偿费 亩 0.6 10000 6000
溪滩地报批费 亩 0.6 3000 1800
林地补偿费 亩 0.16 8900 1424
林地报批费 亩 0.16 1200 192
10 环境影响评价
10.1 环境状况
调查结果表明:工程所在区自然生态发育较好,森林覆盖面广,植被尚完整,多见幼林杂树,未发现稀有保护植物,天然溪水清澈见底,预计达到地面水质量ⅰ-ⅱ类水质标准;沿溪村民饮用水源,多数为山凹流水,未见集中式生活用水泵站,沿溪无工业和矿山污染源,耕地不多,无县级以上文物保护遗址。
10.2 环境影响预测评价
根据工程特性分析,该工程建成后具有明显的经济效益和社会效益,对改变山区贫穷面貌,促进经济、社会、环境同步发展起积极作用。工程建成后可使下游多年平均流量转为调节流量,对改善电站以下用水有利,且保持水质良好;水库建成后将形成幽雅的环境和秀美的山水风光,为建设自然保护区创造了良好的条件。
工程项目建设在受益的同时不可避免地带来生态环境负效益,如:生态破坏和环境污染等。工程建设将破坏和占用少量的耕地及山林,且工程弃碴、施工废水、生活污水、施工噪声等在近期会对环境有所影响。
该水电站在工程设计时应综合考虑其负面影响,使电站建成投产运行所产生的负面影响尽可能减少。经评价分析,在全面落实各项环保措施和水土保持措施的基础上,建设单位切实做到“三同时”,并在运行期间加强管理,兴建该工程是可行的。
10.3 综合评价与结论
10.3.1 综合评价
一、对环境的有利影响
1、电站水库建成后有利于农林业生产。
2、本电站无水库、无移民,没有因移民产生对生态环境的影响。
二、对环境的不利影响
1、工程施工中由于施工开挖、弃碴堆积等因素破坏一定数量的天然水土保持设施,若不及时采取水土保持措施,会引起面蚀等水土流失,严重时造成滑坡、泥石流,导致河道洪不畅。
2、工程施工期间对局部区域的水体、大气和声环境造成一定的影响,但这些影响是局部的、暂的,施工结束后,环境质量逐渐恢复到工程建设前水平。
3、工程施工期库周动物活动将受到一定影响。
4、流域两岸植被较好,弃碴场若不及时平整、绿化,将给景观造成负面影响。
三、环境保护措施
1、水环境保护措施
⑴该流域水质现状良好,达到国家ⅰ类地表水质量标准。今后应严格控制在坝址上游及坝址至厂址河段兴建有污染的乡镇工业,防止水体污染。
⑵应加强对建设区农民的环保宣传教育,一是提倡科学合理地施肥,多施有机肥,可减少化肥的氮磷流失;二是鼓励使用无磷洗涤剂,减少磷对水体的排放。
⑶水电站运行期职工5人,日排生活污水0.3m3,拟建标准化粪池及生活污水净化装置处理生活污水,达到(gb8978—1996)一级排放标准才能排放。
⑷建立环境监测制度,定期对库区水质和底质沉积物及发电尾水水质进行监测,发现污染及时采取措施。当底积物淤积严重时,进行适当排沙处理。
2、施工期环保措施
⑴施工期间应加强对爆破药品的管理,防止炸药、雷管、导火线等散落污染水体。
⑵在施工人员集中工地,应建临时化粪池厕所、生活垃圾箱、生活污水处理池,防止生活废弃物直接排入水体。
⑶建立施工机械集中维修点,修建含油污水集水池,配备油水分离处理设备,防止含油废水排放河道。
⑷对高噪声施工设施实行科学合理调配,严禁夜间施工,影响附近村庄住房睡眠,声源操作人员应配备耳塞。
⑸各施工生产粉尘点,应对操作人员采取防尘保护措施,配备防尘用具。
⑹加强对弃土弃碴管理,严格按该水电站水土保持方案实施和管理,及时清运入弃碴场,不得乱推弃。
⑺做好水库蓄水前的清库工作,清除淹没范围的粪池及其他附着物,淹没植物,防止其腐烂分解对蓄水初期水库水质影响。
⑻积极做好防疫工作,注意森林及周围村庄灭鼠工作和牲畜管理,做到人人打疫苗,做好工人自我保护工作。
3、生态环境保护措施
⑴要加强对区域自然植被和生态建设,禁止乱砍滥伐。在施工期间若发现珍稀动物植物应采取工程措施,将期妥善保护,严禁施工人员猎杀珍稀动物。
⑵工程施工开挖创面、弃碴场以及临时占地都造成自然植被破坏,施工结束后应及时复植恢复。工程永久建筑周围、道路两旁应在工作结束后及时进行绿化、美化。
4、落实环保配套资金,加强环境管理
根据上述为减轻工程建设对环境产生不利影响而采取的环保措施,建设工程概算弃碴场砌石护坡,植被恢复等应追加环保投资12.75万元,其估算见表10.1。工程建设期间要认真落实环保措施,在建成和运行期间要制定水质保护措施,合理调配枯水期水量,定期监测水库水质,监测费用列入运行管理费用。
10.3.2 结论
电站建成后,能在一定程度上缓解景宁县及丽水市的用电紧张状况,水库水质可达ⅰ-ⅱ类,无富营养化之虑,本水库建设不存在移民问题,对环境不会产生大的不利影响,且不利影响可采取一定措施加以改善或减免。
10.4 环境保护投资估算表
表10-1 环境保护及水土保持工程工程投资总概算表
序号 名称 单位 数量 单价(元) 小计(万元)
1 防噪声塞 副 20 2 0.004
2 防尘口罩 只 100 2 0.02
3 机械维修隔油池 个 1 2000 0.2
4 油水分离器 个 1 3000 0.3
5 厕所标准化粪池 个 1 4000 0.4
6 食堂污水沉淀池 个 1 1000 0.1
7 垃圾箱 只 3 300 0.09
8 监测设备仪器 0.5
9 建筑工程 主要为弃碴场的挡墙及排水沟砌筑 4.2
10 植物措施 为坝区、输水系统、厂区、弃碴场的植被恢复作用 2.1
11 临时工程 3
12 其他费用 0.5
13 水土保持设施补偿费 1.34
14 合 计 12.75
环保措施估算投资为12.75万元,详见表10.1。
11 工程投资估算
11.1 编制说明
11.1.1 工程概况
该水电站是一座以发电为单一任务的小(2)型水电站工程,主要建筑物有:拦水坝、引水隧洞、前池、压力钢管、发电厂房等。
主要工程量有:土方开挖5732m3,,石方明挖183m3,石方洞挖12567m3,浆砌块石732m3,砼及钢筋砼1067m3。
主要材料:水泥391t,砂889m3, 砾石735m3, 炸药17t,钢材19t,钢筋7t,木材10m3。
工程总工期为8个月。总工日为17427日
根据工程规模及《江西省水利水电工程设计概(估)算费用构成及计算标准》[赣水计字(1999)032号]文中的工程类别划分标准,确定本工程项目估算编制采用的工程类别为ⅲ类。
11.1.2 主要投资指标
工程总投资461.4万元,单位千瓦投资5127元/kw,单位电能投资1.57元/kw·h。送出工程投资10万元。
11.1.3 编制依据
一、编制原则和依据
本工程投资估算依据国家和上级主管部门颁发的有关法令、制度、规程等进行编制。主要依据有:
(1)《**省水利水电工程可行性研究投资估算编制办法》赣水字(1993)031号。
(2)《**省水利水电工程设计概(估)算费用构成及计算标准》赣水计字(1999)032号文,以下简称“32号文”。
(3)《水利水电建筑工程概算定额》(1988)。
(4)《**省水利水电工程设计概算定额》(1983)。
(5)《水利水电设备安装工程概算定额》(1992)。
(6)《水利水电工程施工机械台班费定额》(1991)。
二、基础单价的计算依据
(1) 人工预算单价:据“费用构成及计算标准”,ⅲ类工程的人工预算单价为20.83元/工日。
(2) 主要材料价格
水泥、钢材等主要材料价格采用++县2005年第一季度市场价,木材、砂、卵石价格采用当地购买价。
(3) 主要设备价格
主要设备价格采用厂家报价及机电设备报价手册的价格。
(4) 建筑安装工程定额、指标采用依据
建筑安装工程定额主要采用水利部、江西省颁布的有关建筑、安装概(预)算定额。房屋工程、交通工程等单位造价指标按当地价格水平拟定。
(5) 费用计算标准及依据
建筑安装工程单价中的其他直接费、现场经费、间接费、计划利润、税金等计算标准按“费用构成及计算标准”中的规定计算,费率取下限。
其他费用执行(99)(032)号文规定,并根据实际情况酌情列取。
1) 建设开办费,按(99)032号文规定。
2) 建设单位经常费,费用指标按16000元/人.年,建设单位定员3人,经常费计算期8个月。
3) 工程监理费,执行“赣水计字(1999)180号”文,按建安工作量的2.0%计算。
4) 项目建设管理费,按建安工作量0.10%计算。
5) 建设及施工场地征用费,根据征地面积,按当地征地标准计算。
6) 联合试运转费,按2000元/台计算,总装机台数2台。
7) 生产及管理单位提前进场费,费用指标16000元/人.年,定员人数2人,提前进场人员比例为10%。
8) 生产职工培训费,费用指标10000元/人,培训人数2人。
9) 管理用具购置费,费用指标1000元,定员人数2人。
10) 备品备件购置费,按一套机组设备费0.5%计算。
11) 工器具及生产家具购置费,按总设备费0.15%计算。
12) 科学研究试验费,按建安工作量0.5%计算。
13) 资源勘察规划统筹费,按勘测设计费10%计算。
14) 勘测设计费,按《工程勘察设计收费标准[计价格(2002)10号]》规定计算。
15) 定额编制管理费,按建安工作量0.10%计算。
16) 工程质量监督费,按建安工作量0.15%计算。
17) 预备费:基本预备费按一至五部分之和的10%计列,根据目前的价格指数不计价差预备费。
三、工程资金来源
工程建设资金自筹。
11.2 投资估算表
表11.1 工程总估算表
表11.2 建筑工程估算表
表11.1机电设备及安装工程估算表
表11.3 金属结构设备及安装工程估算表
表11.4 临时工程估算表
表11.5 其他费用估算表
表11.6 分年度投资表
表11.7 资金流量表
表11.8 建筑工程单价汇总表
表11.9 建筑材料价格汇总表
表11.10 机械台时、组时费汇总表
表11.11 工程量汇总表
表11.12 主要材料量汇总表
表11.13 人工工时汇总表
表11.14 砂石料汇总表
表11.15 混凝土材料配合比计算表
表11.1 工程总估算表
单位:万元
序号 工程项目及名称 建安费 设备费 独立费 合计 百分比(%)
第一部分 建筑工程 248.8 248.8 59.3
一 挡水及泄洪工程 41.8 41.8 10.0
二 发电引水工程 183.4 183.4 43.7
三 发电厂工程 18.8 18.8 4.5
四 升压变电站工程 0.3 0.3 0.1
五 交通工程 0.1 0.1 0.0
六 房屋建筑工程 4.0 4.0 1.0
七 其他工程(2%) 0.4 0.4 0.1
第二部分 机电安装工程 0.7 103.8 104.5 24.9
一 发电设备及安装工程 0.5 94.0 94.5 22.5
二 升压变电设备及安装工程 0.1 8.9 9.0 2.1
三 其他设备及安装工程 0.0 1.0 1.0 0.2
第三部分 金结安装工程 4.1 18.7 22.7 5.4
一 挡水及泄洪工程 0.0 0.1 0.1 0.0
二 引水工程 3.5 16.0 19.5 4.6
第四部分 临时工程 5.0 5.0 1.2
一 导流工程 0.9 0.9 0.2
二 施工交通工程 0.1 0.1 0.0
三 施工房屋建筑工程 1.5 1.5 0.4
四 其他临时工程 2.6 2.6 0.6
第五部分 独立费用 38.3 38.3 9.1
一 建设管理费 16.6 16.6 4.0
二 生产准备费 1.3 1.3 0.3
三 科研勘测设计费 16.8 16.8 4.0
四 建设及施工场地征用费 1.1 1.1 0.3
五 其他 2.5 2.5 0.6
一至五部分合计 258.6 122.5 38.3 419.4 100.0
基本预备费 41.9 10.0
静态总投资 461.4 110.0
动态总投资 461.4 110.0
表11.2 建筑工程估算表
序号 工程项目及名称 单位 数量 单价(元) 合计(万元)
第一部分 建筑工程 248.8
一 挡水及泄洪工程 41.8
1 拦水坝 41.8
土方开挖 m3 2382.50 9.862 2.3
石方开挖 m3 5.60 27.142 0.0
c15砼垫层 m3 162.90 224.129 3.7
坝体m7.5浆砌块石 m3 558.60 157.249 8.8
150#砼防渗面板 m3 43.20 227.955 1.0
c20砼溢流面 m3 71.40 223.905 1.6
放水孔c20砼 m3 0.63 223.905 0.0
翻板闸及安装 m2 180.00 1250.000 22.5
m7.5浆砌块石护坡 m3 115.40 154.450 1.8
细部结构 m3 115.20 11.900 0.1
二 发电引水工程 183.4
1 进水口 0.2
土方开挖 m3 6.79 13.809 0.0
石方开挖 m3 0.50 11.381 0.0
土方回填 m3 1.70 15.510 0.0
c20砼 m3 0.72 250.000 0.0
m7.5浆砌块石闸墩 m 7.18 157.249 0.1
钢筋制安 t 0.10 5540.865 0.1
细部结构 m3 0.72 6.200 0.0
2 引水渠道工程 11.7
土方开挖 m3 915.00 13.809 1.3
石方开挖 m3 78.48 11.381 0.1
土石回填 m3 200.80 15.510 0.3
c15砼边墙 m3 31.50 355.253 1.1
c15砼底板 m3 20.30 355.253 0.7
m7.5浆砌块石边墙 521.90 157.249 8.2
细部结构 m3 51.80 6.200 0.0
3 隧洞工程 167.6
土方开挖 m3 15.00 9.862 0.0
石方开挖 m3 3.50 11.381 0.0
石方洞挖 12567.00 130.108 163.5
c20砼衬砌 m3 45.15 366.909 1.7
m7.5浆砌块石封堵 m3 74.55 157.249 1.2
c15砼防渗面板 2.66 223.905 0.1
钢管c20砼 10.99 223.905 0.2
钢筋制安 t 1.67 5540.865 0.9
细部结构 m3 58.80 6.200 0.0
4 压力管道工程 3.9
土方开挖 m3 129.60 9.862 0.1
石方开挖 5.80 33.757 0.0
c15砼镇支墩 m3 158.00 187.016 3.0
钢筋制安 t 0.50 5540.865 0.3
细部结构 m3 158.00 30.800 0.5
三 发电厂工程 18.8
一般土方开挖 m3 2184.00 18.249 4.0
一般石方开挖 m3 89.60 27.142 0.2
土方开回填 1476.00 15.510 2.3
c20砼墙柱基础 m3 19.60 236.951 0.5
c20砼厂房下部结构 m3 245.30 229.896 5.6
c20砼厂房上部结构 m3 45.00 236.951 1.1
钢筋制安 t 4.20 5540.865 2.3
砖墙砌筑 m3 70.00 100.000 0.7
铝合金窗 m2 38.40 200.000 0.8
铝合金卷闸门 m2 10.80 55.000 0.1
厂房户外工程(10%) 万元 1.00 3685.000 0.4
细部结构 m3 309.90 27.300 0.8
四 升压变电站工程 0.3
一般土方开挖 m3 89.90 9.862 0.1
石碴回填 m3 2.50 15.510 0.0
m7.5浆砌石边墙 m3 5.20 157.249 0.1
c20砼地面整平 m3 9.00 10.000 0.0
钢筋制安 t 0.20 5540.865 0.1
细部结构 m3 5.20 24.500 0.0
五 交通工程 0.1
公路维修及改建 km 0.10 10000.000 0.1
六 房屋建筑工程 4.0
办公、生活等房屋(框架结构) m2 100.00 400.000 4.0
七 其他工程(2%) 0.4
其他工程 项 1.00 4330.000 0.4
其他工程 元 1.00 0.000 0.0
表11.3 机电设备及安装工程估算表
序号 设备名称及规格型号 单位 数量 单价(元) 合价(万元)
设备单价 安装单价 设备合价 安装合价 合计
第二部分 机电安装工程 0.00 0 0 103.8 0.7 104.5
一 发电设备及安装工程 0.00 0 0 94.0 0.5 94.5
(一) 水轮机设备及安装 0.00 0 0 94.0 0.5 94.5
水轮机(zd560a-lh-100) 台 2.00 135000 1500 27.0 0.3 27.3
调速器 台 2.00 17000 0 3.4 0.0 3.4
2 发电机设备及安装 0.00 0 0 44.2 0.2 44.4
发电机(sf400-12) 台 1.00 170000 1500 17.0 0.2 17.2
发电机(sf500-12) 台 1.00 241000 0 24.1 0.0 24.1
励磁装置(sf400-12) 台 1.00 15000 250 1.5 0.0 1.5
励磁装置(sf500-12) 台 1.00 16000 0 1.6 0.0 1.6
3 进水阀设备及安装工程 0.00 0 0 9.0 0.0 9.0
主阀(d1200) 台 1.00 40000 250 4.0 0.0 4.0
主阀(d1400) 台 1.00 50000 0 5.0 0.0 5.0
4 起重设备及安装工程 0.00 0 0 4.5 0.0 4.5
单梁起重机 台 1.00 45000 0 4.5 0.0 4.5
5 水力机械辅助设备及安装工程 0.00 0 0 0.2 0.0 0.2
水系统 套 1.00 2000 0 0.2 0.0 0.2
6 电气设备及安装工程 0.00 0 0 4.9 0.0 4.9
配电屏(bksf-72) 套 1.00 19000 200 1.9 0.0 1.9
配电屏(bksf-82) 套 1.00 24000 0 2.4 0.0 2.4
自动化控制系统 套 1.00 3000 200 0.3 0.0 0.3
厂用电系统 套 1.00 500 0 0.1 0.0 0.1
母线 m 20.00 50 0 0.1 0.0 0.1
其他 元 1.00 1000 0 0.1 0.0 0.1
7 通信设备及安装工程 0.00 0 0 0.1 0.0 0.1
电话机 台 1.00 1000 0 0.1 0.0 0.1
8 通风采暖设备及安装 0.00 0 0 0.5 0.0 0.5
空调机 台 1.00 4500 0 0.5 0.0 0.5
9 机修设备及安装 0.00 0 0 0.3 0.0 0.3
机修专用工具 套 1.00 2500 0 0.3 0.0 0.3
二 升压变电设备及安装工程 0.00 0 0 8.9 0.1 9.0
1 变压器设备及安装工程 0.00 0 0 8.5 0.1 8.6
变压器(s9-1250/10) 台 1.00 85000 1250 8.5 0.1 8.6
2 高压电气设备及安装工程 0.00 0 0 0.4 0.0 0.4
高压断路器 组 1.00 600 0 0.1 0.0 0.1
隔离开关 个 1.00 1500 0 0.2 0.0 0.2
避雷器 组 1.00 700 0 0.1 0.0 0.1
其他 元 1.00 1000 0 0.1 0.0 0.1
三 其他设备及安装工程 0.00 0 0 1.0 0.0 1.0
消防设备 套 1.00 2000 0 0.2 0.0 0.2
交通设备 台 1.00 4500 0 0.5 0.0 0.5
全厂保护网 套 1.00 1200 0 0.1 0.0 0.1
全厂接地 套 1.00 2000 0 0.2 0.0 0.2
表11.4 金属结构设备及安装工程估算表
序号 设备名称及规格型号 单位 数量 单价(元) 合价(万元)
设备单价 安装单价 设备合价 安装合价 合计
第三部分 金结安装工程 0.00 0 0 18.7 4.1 22.7
叉管(d1400) t 4.84 5300 1200 2.6 0.6 3.1
一 挡水及泄洪工程 0.00 0 0 0.1 0.0 0.1
放水孔 t 0.18 5300 1200 0.1 0.0 0.1
二 引水工程 0.00 0 0 16.0 3.5 19.5
引水口事故闸门 t 2.00 4500 1200 0.9 0.2 1.1
进水口拦污栅 t 2.50 4500 1200 1.1 0.3 1.4
lq-50kn手电两用螺杆启闭机 台 1.00 4500 200 0.5 0.0 0.5
加劲环、支承环制安 t 0.40 5300 1200 0.2 0.0 0.3
钢管(d=2000) t 18.70 5300 1200 9.9 2.2 12.2
伸缩节制安(d=2000) 根 1.00 12000 1200 1.2 0.1 1.3
叉管(d1200和d1400) t 4.14 5300 1200 2.2 0.5 2.7
表11.5 临时工程估算表
序号 工程项目及名称 单位 数量 单价(元) 合计(万元)
第四部分 临时工程 5.0
一 导流工程 0.9
围堰填筑 m3 260 16 0.4
围堰拆除 m3 260 19 0.5
二 施工交通工程 0.1
施工交通工程 km 0 3000 0.1
三 施工房屋建筑工程 1.5
施工仓库 m2 100 150 1.5
四 其他临时工程 2.6
其他临时工程 元 2560624 0 2.6
表11.6 独立费用概算表
序号 工程项目及名称 单位 计算公式 合计(万元)
第五部分 独立费用 38.3
一 建设管理费 16.6
(一) 项目建设管理费 6.7
1 建设单位开办费 6.7
建设单位开办费 元 35000 3.5
建设单位人员经常费 元 16000*2 3.2
工程管理经常费 元
(二) 工程建设监理费 9.5
工程建设监理费 元 3810758*0.025 9.5
(三) 联合试运转费 0.4
联合试运转费 元 2000*2 0.4
二 生产准备费 1.3
生产及管理单位提前进厂费 元
生产职工培训费 元 2586230*0.003 0.8
管理用具购置费 元 2586230*0.0002 0.1
备品备件购置费 元 1224528*0.004 0.5
三 科研勘测设计费 16.8
工程科学研究试验费 元 2586230*0.005 1.3
工程勘测设计费 元 2586230*0.06 15.5
四 建设及施工场地征用费 1.1
建设及施工场地征用费 元 11000 1.1
五 其他 2.5
定额编制管理费 元 2586230*0.0015 0.4
工程质量监督费 元 2586230*0.0015 0.4
工程保险费 元 3810758*0.0045 1.7
表11.7 分年度投资表
单位:万元
工程项目及名称 第一年 第二年 合计
一 建筑工程 79.2 174.7 253.9
1 建筑工程 74.7 174.2 248.8
2 临时工程 4.5 0.5 5.0
二 安装工程 0.1 4.7 4.7
1 机电安装 0.1 0.6 0.7
2 金属结构安装 4.1 4.1
三 设备工程 10.4 112.1 122.5
1 机电设备 10.4 93.4 103.8
2 金属结构设备 18.7 18.7
四 独立费用 15.3 23.0 38.3
一至四部分合计 105.0 314.4 419.4
表11.8 资金流量表
单位:万元
工程项目及名称 第一年 第二年 合计
一 建筑工程 79.2 174.7 253.9
1.分年度完成工作量 79.2 174.7 253.9
二 安装工程 0.1 4.7 4.7
1.分年度完成安装费 0.1 4.7 4.7
三 设备工程 27.2 95.3 122.5
1.主要设备分年度完成设备费 27.2 95.3 122.5
四 独立费用分年费用 15.3 23.0 38.3
一至四部分分年度完成投资 121.8 297.6 419.4
基本预备费 10.5 31.4 41.9
总投资 132.3 329.1 461.4
价差预备费
建设期融资利息
总投资 132.3 329.1 461.4
表11.9 建筑工程单价汇总表
单位:元
序号 工程单价名称 单位 单价 其中
人工费 材料费 机械费 其他直接费 现场经费 直接工程费 间接费 计划利润 税金 材差
1 土方开挖(渠道) m3 13.81 10.09 0.20 0.00 0.26 0.93 11.47 1.03 0.88 0.43 0.00
2 土方回填 实方 15.51 7.99 0.46 3.10 0.29 1.04 12.88 1.16 0.98 0.48 0.00
3 c15砼垫层 m3 224.13 34.11 128.35 12.44 4.37 13.99 193.27 9.66 14.21 6.99 0.00
4 150#砼防渗面板 m3 227.96 37.15 133.31 7.44 4.45 14.23 196.57 9.83 14.45 7.11 0.00
5 c15砼溢流面 m3 223.90 33.37 128.19 13.16 4.37 13.98 193.08 9.65 14.19 6.98 0.00
6 坝体m7.5浆砌块石 砌体方 157.25 44.67 68.25 8.60 3.04 8.51 133.06 9.31 9.97 4.91 0.00
7 c15砼边墙 m3 355.25 69.58 170.59 37.06 6.93 22.18 306.34 15.32 22.52 11.08 0.00
9 c20砼厂房下部结构 m3 229.90 40.53 125.20 11.98 4.44 14.22 196.37 11.78 14.57 7.17 0.00
10 c20砼厂房上部结构 m3 236.95 48.34 123.86 12.71 4.62 14.79 204.32 10.22 15.02 7.39 0.00
13 钢筋制安 t 5540.87 567.02 3410.93 345.97 108.10 345.91 4777.94 238.90 351.18 172.85 0.00
15 c20砼溢流堰 m3 187.02 18.29 120.92 6.73 3.65 11.68 161.27 8.06 11.85 5.83 0.00
17 土方开挖(前池) m3 18.25 13.33 0.27 0.00 0.34 1.22 15.16 1.36 1.16 0.57 0.00
18 土方开挖(压力管) m3 9.86 7.20 0.14 0.00 0.18 0.66 8.19 0.74 0.63 0.31 0.00
19 土方开挖(坝) m3 9.86 7.20 0.14 0.00 0.18 0.66 8.19 0.74 0.63 0.31 0.00
20 石方开挖(坡面) m3 33.76 16.18 6.05 2.91 0.63 2.26 28.04 2.52 2.14 1.05 0.00
21 石方开挖(坑) m3 27.14 13.24 4.30 2.67 0.51 1.82 22.55 2.03 1.72 0.85 0.00
22 一般石方开挖 m3 11.38 2.60 4.07 1.80 0.21 0.76 9.45 0.85 0.72 0.36 0.00
23 石方洞挖 m3 130.11 28.58 21.45 46.90 2.42 8.72 108.08 9.73 8.25 4.06 0.00
24 m7.5浆砌块石护坡 砌体方 154.45 36.16 80.60 2.59 2.98 8.35 130.69 9.15 9.79 4.82 0.00
25 隧洞砼衬砌 m3 366.91 71.21 166.76 48.36 7.16 22.91 316.39 15.82 23.25 11.45 0.00
表11.10 建筑材料价格汇总表
序号 材料名称 单位 原价(元) 运杂费(元) 采管费(元) 预算价(元)
1 汽油 kg 3.400 0.000 0.000 3.400
2 柴油 kg 3.200 0.000 0.000 3.200
3 电 kw.h 1.000 0.000 0.000 1.000
4 风 m3 0.190 0.000 0.000 0.190
5 水 m3 0.100 0.000 0.000 0.100
6 煤 kg 0.400 0.000 0.000 0.400
7 木柴 kg 0.500 0.000 0.000 0.500
8 园木 m3 850.000 0.000 0.000 850.000
9 板枋材 m3 1000.000 0.000 0.000 1000.000
10 砂 m3 40.000 0.000 0.000 40.000
11 石子 m3 40.000 0.000 0.000 40.000
12 块石 m3 40.000 0.000 0.000 40.000
13 粉煤灰 kg 0.120 0.000 0.000 0.120
14 添加剂 kg 2.000 0.000 0.000 2.000
15 碎石 m3 56.000 0.000 0.000 56.000
44 钢筋 t 3100.000 0.000 0.000 3100.000
76 水泥425# t 210.000 5.000 2.150 217.150
81 炸药 kg 8.000 0.000 0.000 8.000
89 导电线 m 2.000 0.000 0.000 2.000
90 导火线 m 1.350 0.000 0.000 1.350
94 雷管 个 1.350 0.000 0.000 1.350
118 铁丝 kg 4.000 0.000 0.000 4.000
132 合金钻头 个 18.000 0.000 0.000 18.000
164 电焊条 kg 6.000 0.000 0.000 6.000
表11.11 机械台时、组时费汇总表
单位:元
编号 机械名称 台时费 其 中
折旧费 修理 安拆费 人工费 燃料费 其他费
替换费
1043 推土机 74kw 90.50 19.19 23.04 0.87 13.49 33.92 0.00
1062 拖拉机 履带式 74kw 66.95 9.75 11.49 0.55 13.49 31.68 0.00
1094 刨毛机 56.98 8.44 10.98 0.39 13.49 23.68 0.00
1095 蛙式夯实机 2.8kw 14.93 0.17 1.02 0.00 11.24 2.50 0.00
1096 风钻 手持式 36.70 0.55 1.91 0.00 0.00 34.25 0.00
1097 风钻 气腿式 50.55 0.83 2.48 0.00 0.00 47.24 0.00
1121 装岩机 风动 0.26m3 158.58 3.65 5.47 0.27 13.49 135.70 0.00
2002 混凝土搅拌机 0.4m3 25.70 3.32 5.39 1.08 7.31 8.60 0.00
2032 混凝土输送泵 30m3/h 93.93 30.78 20.84 2.12 13.49 26.70 0.00
2047 振捣器 插入式 1.1kw 2.36 0.32 1.23 0.00 0.00 0.80 0.00
2080 风(砂)水枪 6m3/min 39.55 0.24 0.42 0.00 0.00 38.89 0.00
3004 载重汽车 5t 50.60 7.85 10.97 0.00 7.31 24.48 0.00
3074 胶轮车 0.91 0.26 0.65 0.00 0.00 0.00 0.00
3103 电瓶机车 5t 22.05 5.19 4.15 0.00 7.31 5.40 0.00
3124 v型斗车 窄轨 1m3 0.87 0.69 0.18 0.00 0.00 0.00 0.00
4030 塔式起重机 10t 113.85 41.78 17.06 3.13 15.17 36.70 0.00
6021 灰浆搅拌机 16.95 0.84 2.30 0.20 7.31 6.30 0.00
9063 轴流通风机 14kw 21.40 2.47 3.81 0.59 3.93 10.60 0.00
9126 电焊机 交流 25kva 15.23 0.33 0.30 0.09 0.00 14.50 0.00
9136 对焊机 电弧型150 94.33 1.71 2.59 0.77 7.31 81.96 0.00
9143 钢筋弯曲机 φ6-40 15.55 0.54 1.46 0.24 7.31 6.00 0.00
9146 钢筋切断机 20kw 27.71 1.19 1.73 0.28 7.31 17.20 0.00
9147 钢筋调直机 4-14kw 19.28 1.62 2.72 0.44 7.31 7.20 0.00
9170 电床φ400-φ600 26.15 5.88 4.91 0.05 7.31 8.00 0.00
9711 混凝土拌制 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
9715 混凝土运输 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
9717 石渣运输 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
9718 土料运输 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
表11.12 工程量汇总表
序号 工程项目及名称 土方开挖m3 石方开挖m3 土石回填m3 混凝土浇筑m3 浆砌块石m3 钢筋制安t 石方洞挖m3 钢材制安t
合计 5732 183 1681 1067 732 7 12567 32
第一部分 建筑工程 5732 183 1681 1067 732 7 12567 0
一 挡水及泄洪工程 2383 6 0 458 674 0 0 0
二 发电引水工程 1066 88 203 299 52 2 12567 0
三 发电厂工程 2184 90 1476 310 0 4 0 0
四 升压变电站工程 99 0 3 0 5 0 0 0
表11.13 主要材料量汇总表
序号 工程项目及名称 电(kwh) 水泥(t) 木材(m3) 钢筋(t) 炸药(t)
合计 3809 391 0 7 17
第一部分 建筑工程 3809 391 0 7 17
一 挡水及泄洪工程 1183 147 0 0 0
二 发电引水工程 1699 146 0 2 17
三 发电厂工程 875 97 0 4 0
四 升压变电站工程 52 0 0 0 0
表11.14 人工工时汇总表
单位:工时
序号 工程项目及名称 总工时 工长 高级工 中级工 初级工
合计 139421 2340 1913 47081 88088
第一部分 建筑工程 139421 2340 1913 47081 88088
一 挡水及泄洪工程 15137 244 54 3960 10879
二 发电引水工程 106881 1739 1613 41306 62224
三 发电厂工程 17108 350 240 1783 14735
四 升压变电站工程 295 7 6 32 250
表11.15 砂石料汇总表
单位:m3
序号 工程项目及名称 砂子 石子 块石
合计 889 735 1196
第一部分 建筑工程 889 735 1196
一 挡水及泄洪工程 386 235 637
二 发电引水工程 346 242 554
三 发电厂工程 156 258 0
表11.16 混凝土材料配合比计算表
编号 混凝土材料名称 水泥号 单价 预算量 材料价格
水泥 砂子 石子 水 水泥 砂子 石子 水
(元/m3) (t) (m3) (m3) (t) (元/t) (元/m3) (元/m3) (元/t)
704 纯砼 150# 一级配 76 122.58 0.32 0.63 0.73 0.20 217.15 40.00 40.00 0.10
705 纯混凝土c15 2级配 76 117.63 0.28 0.56 0.84 0.18 217.15 40.00 40.00 0.10
708 纯砼 200# 二级配 76 116.12 0.30 0.48 0.79 0.16 217.15 40.00 40.00 0.10
777 砌筑砂浆 75# 76 104.81 0.29 1.04 0.00 0.19 217.15 40.00 40.00 0.10
12 经济评价
12.1 概述
12.1.1 工程规模、效益和建设计划
本水电站总装机容量900kw,多年平均发电量293.3×104kw·h,保证出力(p=90%)355.2kw。工程估算总投资461.4万元。送出工程投资10万元。总工期8个月。
12.1.2 经济评价的基本依据、方法和结论
本项目经济评价以水利部的《水利建设项目经济评价规范》、《小水电建设项目经济评价规程》(sl16-95)及有关规定为依据,社会折现率为is=10%,财务基准收益率为ic=8%,建设期1.0年,生产期20年,则经济评价计算期为21.0年。
根据《小水电建设项目经济评价规程》(sl16-95),本电站装机在6000kw以下、施工期不长于三年且全部机组投产期在一年以内,经济评价按附录a的简化方法进行。计算成果为:财务内部收益率firr=8.59%,大于财务基准收益率8%;经济内部收益率eirr=11.1%,大于社会折现率10%。
12.2 国民经济评价
国民经济评价的主要指标是经济内部收益率,辅助指标是经济净现值和经济净现值率。
12.2.1 经济内部收益率(eirr)
按以下简化公式计算
[(1+eirr)m-1] (1+eirr)n-m-[msv(eirr)]/i
-------------------------------------- =[m(b-c)]/i
(1+eirr)n-m-1
式中:
m——施工期, m=1.0年;
n——计算期, n=21.0年;
i——投资, i=516.77万元
b——年收益, b=70.94万元(影子电价计算以国家颁布的华东电网影子电价为基础,采用相应的调整系数计算得影子电价为0.32元/kw·h)
c——年运行费,c=8.99万元
sv——计算期末回收固定资产余值,sv=191万元
计算得:
国民经济评价主要指标:
经济内部收益率: 11.1%
经济效益费用比(is=0.10):1.07
eirr=11.1%>is=10%,经济评价可行。
12.2.2 经济净现值(enpv)及经济净现值率(enpvr)
按以下简化公式计算
(1+is)n-m-1 i[(1+is)m-1] sv
enpv = {(b-c)------------ - ------------------} + -----------
is(1+is)n m [is(1+is)m] (1+is)n
enpvr = enpv/{i[(1+is)m-1]/m is(1+is)m}
经计算得,经济净现值(is=0.10):40万元大于零。
由以上计算可知,经济内部收益率eirr=11.1%>is=10%,且经济净现值大于零,故认为经济评价可行。
国民经济效益费用流量表见表12.1
12.2.3 敏感性分析
本次经济评价就水电投资、火电投资等不确定因素的变化对工程经济指标的影响作了敏感性分析,见表12.2。
表12.2 国民经济评价敏感性分析成果表
项目 投 资 变 化 效 益 变 化
指标 -20% -10% 10% 20% -20% -10% 10% 20%
财务内部收益率firr(%) 13.9 12.8 9.6 7.9 7.8 9.5 12.7 13.7
由表12.2可以看出,当投资增加10%时,经济内部收益率接近10%,而收益减少10%时,经济内部收益率接近10%,可分析出项目在国民经济方面的有一定的抗风险能力
12.3 财务评价
简化评价方法中财务评价主要指标是财务内部收益率、固定资产投资贷款偿还期,辅助指标是财务净现值和财务净现值率,当计算的财务内部收益率与贷款偿还期同时满足要求时,财务评价才认为可行。
12.3.1 基础数据
(1)上网电量:本电站由10kv线路送电至----变电站,距离3km,上网电量为厂供电量扣除专用配套变电损失电量;厂供电量为有效电量扣除厂用电量。本工程为径流式电站,电量有效系数为0.96,厂用电率取1.0%,专用配套输变电损失率取0.2%。由此计算得本电站上网电量为69.7×104kw·h。
(2)固定资产:按《规程》规定,固定资产形成率为1.0,即电站固定资产投资为461.4万元。
12.3.2 总成本费用计算
电站财务实行独立核算。发电成本主要包括折旧费、年运行费、利息支出等。
(1)折旧费=电站固定资产价值×综合折旧率(取3%)=13.84万元
(2)年运行费:包括职工工资及福利费、材料费、水资源费、修理费及其他费用等。
机构定员及工资:机构定员为5人,年工资按0.6万元/人计,年工资总额为3.0万元;
职工福利费:按工资总额的12%计为0.36万元;
材料费:材料费用定额按5元/kw计为0.5万元;
水资源费:按上网电量的0.0015元/kw·h计为0.44万元;
修理费:按电站固定资产价值的0.8%计为3.69万元;
其他费用:其他费用定额按10元/kw计为1.0万元;
12.3.3 发电效益计算
(1)发电收入=上网有效电量×上网电价(上网电价为0.25元/kw·h)=69.55万元
(2)税金
电力产品销售税金包括增值税和销售税金附加。
增值税为价外税,此处仅作计算销售税金附加的基础,按照有关规定,增值税在县以下地方水电按销售收入的6%计算。
销售税金附加包括城市维护建设税和教育费附加,以增值税额为基础征收,按规定税率分别取用1%和3%。
(3)利润
发电利润=发电收入-总成本费用-销售税金附加
12.3.4 财务内部收益率(firr)
按以下简化公式计算
[(1+firr)m-1] (1+firr)n-m-[msv(firr)]/i
-------------------------------------- =[m(b-c-t)]/i
(1+firr)n-m-1
式中:
m——施工期, m=1.0年;
n——计算期, n=21.0年;
i——投资, i=461.4万元
b——年收益, b=69.55万元
c——年运行费,c=8.99万元
t——税金及附加,t=4.51万元
sv——计算期末回收固定资产余值,sv=170.76万元
计算得:
税后财务内部收益率:8.59%
firr=8.59%>ic=8%,财务评价可行。
12.3.5 财务净现值(fnpv)及财务净现值率(fnpvr)
按以下简化公式计算
(1+ic)n-m-1 i[(1+ic)m-1] sv
fnpv = (b-c-t)-------------- - ----------------- + ----------
ic(1+ic)n m [ic(1+ic)m] (1+ic)n
fnpvr = fnpv/{i[(1+ic)m-1]/m ic(1+ic)m}
经计算得,税后财务净现值:22.3万元,大于零。
财务净现值率(fnpvr):0.05%
由以上计算可知,财务内部收益率满足要求,且财务净现值大于零,故认为财务评价可行.
全部投资现金流量见附表12.3
资本金现金流量见附表12.4
损益表见附表13.5
总成本费用估算见附表12.6。
12.3.6 财务敏感性分析
财务敏感性分析是以财务现金流量为基础,分别计算固定资产投资变化和收益单项因素变化时,其财务内部收益率firr变化。财务敏感性分析结果见表12.7。
表12.7 财务敏感性分析
项目 投 资 变 化 效 益 变 化
指标 -20% -10% 10% 20% -20% -10% 10% 20%
财务内部收益率firr(%) 12.8 10.13 7.28 4.2 4.4 6.57 10.5 12.9
由表12.7可以看出,当投资增加10%时,财务内部收益率才接近财务基准收益率8%,而收益减少10%时,财务内部收益率才小于财务基准收益率8%,可分析出项目在财务方面的有一定的抗风险能力。
电站财务评价指标汇总见表12.8
表12.8 电站财务评价指标汇总表
项目 单位 指标 备注
装机容量 kw 900 400+500
保证出力 kw 355.2
年发电量 万kw·h 293.3
有效电量 万kw·h 278.22
借款偿还期 年 8.9
财务内部收益率 % 8.59
财务净现值 万元 22.31
经济内部收益率 % 11.1
经济净现值(is=10%) 万元 40
单位千瓦投资 元/kw 5127
单位电能投资 元/(kw·h) 1.57
12.4 综合评价
该水电站工程财务效益及国民经济效益均可行,各项评价指标值满足规范要求,该工程的建设将有较好的效益.该工程建成后,可为**县提供稳定的财政税收,对**县的经济发展和人民生活水平提高起到积极的促进作用。因此,本项目综合评价结论可行,建议项目早开工建设,早发挥效益。
表12.3 财务评价全部投资现金流量表 万元
序号 项目 年份 合计
建设期 运行初期 运行期
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
1 现金流入量ci 0 69.6 69.6 69.55 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 241 1632
1.1 销售收入 69.6 69.6 69.55 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 1461
1.2 回收固定资产余值 171 171
1.3 回收流动资金 1 1
2 现金流出量co 461.4 12.2 11.2 11.24 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 699
2.1 固定资产投资(含更新改造投资) 461.4 461
2.2 流动资金 1 1
2.3 年运行费 0 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 189
2.4 销售税金及附加 0 2.25 2.25 2.253 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 47.3
3 净现金流量(ci-co) -461.4 57.3 58.3 58.31 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 230 934
4 累计净现金流量 -461.4 -404 -346 -287 -229 -171 -113 -54 4.05 62.4 121 179 237 296 354 412 471 529 587 645 704 934
5 所得税前净现金流量 -461.4 57.3 58.3 58.31 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 230 934
6 所得税前累计净现金流量 -461.4 -404 -346 -287 -229 -171 -113 -54 4.05 62.4 121 179 237 296 354 412 471 529 587 645 704 934
评价指标 财务内部收益率: 8.59%
财务净现值(is= %) 22.3 万元
投资回收期
表12.4 财务评价自有资金现金流量表 万元
序号 项目 年份 合计
建设期 运行初期 运行期
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
1 现金流入量ci 0 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 241 1632
1.1 销售收入 0 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 1461
1.2 回收流动资金 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
2 现金流出量co 461.4 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 698
2.1 固定资产投资中自有资金 461.4 461
2.2 年运行费 0 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 189
2.3 销售税金及附加 0 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 47.3
3 净现金流量(ci-co) -461.4 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 58.3 763
4 累计净现金流量 -461.4 -403 -345 -286 -228 -170 -112 -53 5.05 63.4 122 180 238 297 355 413 472 530 588 646 705 763
评价指标 财务内部收益率: 8.59%
财务净现值(is= %) ¥22.3 万元
表12.5 损益表 万元
序号 项目 年份 合计
建设期 运行初期 运行期
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
1 财务收入 0 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 69.6 1460.6
2 销售税金及附加 0 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 47.3
3 总成本费用 0 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 479.4
4 利润总额 0 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 933.8
5 应纳税所得额 0 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 933.8
6 所得税 0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
7 税后利润 0 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 933.8
9 可供分配利润 0 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 44.5 933.8
9.1 盈余公积金 0 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 28.0
9.3 未分配利润 0 43.1 43.1 43.1 43.1 43.1 43.1 43.1 43.1 43.1 43.1 43.1 43.1 43.1 43.1 43.1 43.1 43.1 43.1 43.1 43.1 43.1 905.8
10 累计未分配利润 0 43.1 86.3 129.4 172.5 215.7 258.8 301.9 345.1 388.2 431.3 474.5 517.6 560.7 603.9 647.0 690.1 733.3 776.4 819.5 862.7 905.8
表12.6 总成本费用估算表 万元
序号 项目 年份 合计
建设期 运行初期 运行期
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
1 材料、燃料及动力费 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 40.7
2 工资及福利费 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 70.6
3 维护费 3.69 3.69 3.69 3.69 3.69 3.69 3.69 3.69 3.69 3.69 3.69 3.69 3.69 3.69 3.69 3.69 3.69 3.69 3.69 3.69 3.69 77.5
4 折旧费 13.8 13.8 13.8 13.8 13.8 13.8 13.8 13.8 13.8 13.8 13.8 13.8 13.8 13.8 13.8 13.8 13.8 13.8 13.8 13.8 13.8 291
8 总成本费用 0 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 479
9 年运行费 0 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 189
表12.1 国民经济效益费用流量表 万元
序号 项目 年份 合计
建设期 运行初期 运行期
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
1 效益流量b 0 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 263 1682
1.1 项目各项功能的效益 0 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 1490
1.1.1 发电效益 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 70.9 1490
1.2 回收固定资产余值 191 191
1.3 回收流动资金 1 1
2 费用流量c 516.77 9.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 707
2.1 固定资产投资(含更新改造投资) 516.77 517
2.2 流动资金 1 1
2.3 年运行费 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 189
2.4 项目间接费用 0
3 净效益流量 -516.77 61 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 254 975
4 累计净效益流量 -516.77 -456 -394 -332 -270 -208 -146 -84 -22 39.8 102 164 226 288 350 411 473 535 597 659 721 975
评价指标 经济内部收益率: 11%
经济净现值(is=12%) ¥22.3.00 万元 经济效益费用比(is=12%): 1.1
经济净现值(is=7%) ¥186.86 万元 经济效益费用比(is=7%): 1.33
目 录
1 综 合 说 明 1
1.1 绪言 1
1.2 水文 1
1.3 工程地质 1
1.4 工程任务和规模 2
1.5 工程总体布置及主要建筑物 2
1.6 水力机械、电工及金属结构 3
1.7 工程管理 3
1.8 施工组织设计 3
1.9 水库淹没处理和工程永久占地 4
1.10 环境影响评价及水土保持 4
1.11 工程投资估算 4
1.12 经济评价 4
附:工程特性表 5
2 水 文 10
2.1 流域概况 10
2.2 气象 10
2.3 水文基本资料 12
2.4 径流 13
2.4.1 参证站的选择 13
2.4.2 代表年的选择 15
2.4.3 径流系列特性 19
2.4.4 径流系列合理性和代表性 19
2.5 洪水 19
2.5.1 暴雨洪水特性 19
2.5.2 设计洪水 20
2.6 泥砂及水位流量关系 20
2.6.1 泥沙 20
2.6.2 水位流量关系 21
3 工程地质 29
3.1 区域地质概况 29
3.2 坝址的工程地质条件 29
3.3 引水工程地质条件 29
3.4 厂址工程地质条件 29
3.5 天然建筑材料 29
3.6 有关地质参数建议值 29
4 工程任务和规模 30
4.1 地区社会经济发展状况及工程建设的必要性 30
4.1.1 地区社会经济发展状况 30
4.1.2 电站建设的必要性和可行性 31
4.2 综合利用 31
4.2.1 正常蓄水位选择 31
4.2.2 发电尾水位选择 31
4.2.3 洪水调节计算 31
4.3 水力发电 31
4.3.1 装机容量选择 31
4.3.2 径流调节及能量指标 32
4.4 防洪 34
4.5 灌溉 34
4.6 治涝 34
4.7 城镇和工业供水 34
4.8 通航过木 34
4.9 垦殖 34
4.10 附 图 34
5 工程选址、工程总布置及主要建筑物 37
5.1 设计依据 37
5.1.1 工程等别和标准 37
5.1.2 设计基本资料 37
5.2 工程选址 38
5.2 1 坝址选择 38
5.2 2 厂址选择 39
5.3 工程总布置及主要建筑物型式 39
5.4 主要建筑物 40
5.4.1 挡水建筑物 40
5.4.2 发电引水系统 41
5.4.3 厂房及升压站 47
6 机电及金属结构 47
6.1 机组 47
6.1.1 电站基本参数 47
6.1.2 机组台数及机型选择 47
6.1.3 调保计算 48
6.2 接入电力系统方式 49
6.3 电气主接线 49
6.3.1 水电电气主接线方案 49
6.3.2 厂用电 49
6.4 主要机电设备选择 49
6.4.1 机械设备选择 49
6.4.2 电力设备选择 50
6.4.3 控制保护及通信设备 51
6.5 机电设备布置 52
6.6 金属结构 52
6.3.1 发电引水系统金属结构 52
6.3.2 压力钢管 52
6.7 采暖通风 53
6.8 消防 53
7 工 程 管 理 53
7.1 管理机构 53
7.2 管理方法 53
7.2.1 工程管理范围和保护范围 53
7.2.2 主要管理设施 54
7.2.3 工程调度运用 54
7.2.4 建筑物管理 54
8 施工组织设计 54
8.1 施工条件 54
8.2 天然建筑材料 55
8.3 施工导流、截流 55
8.4 主体工程施工 55
8.4.1 大坝及导流工程施工 55
8.4.2 引水系统施工 55
8.4.3 厂房、升压站施工 56
8.4.4 机电设备及金属结构安装 56
8.5 施工交通及施工总布置 56
8.5.1 施工交通 56
8.5.2 施工总布置 56
8.6 施工总进度 57
8.6.1 施工分期 57
8.6.2 施工总进度计划 57
8.6.3 主要建筑材料 57
9 水库淹没处理及工程永久占地 57
9.1 水库淹没处理范围及实物指标 57
9.2 工程永久占地 57
10 环境影响评价 58
10.1 环境状况 58
10.2 环境影响预测评价 58
10.3 综合评价与结论 58
10.3.1 综合评价 58
10.3.2 结论 60
10.4 环境保护投资估算表 60
11 工程投资估算 60
11.1 编制说明 60
11.1.1 工程概况 60
11.1.2 主要投资指标 61
11.1.3 编制依据 61
11.2 投资估算表 62
12 经济评价 76
12.1 概述 76
12.1.1 工程规模、效益和建设计划 76
12.1.2 经济评价的基本依据、方法和结论 76
12.2 国民经济评价 76
12.2.1 经济内部收益率(eirr) 76
12.2.2 经济净现值(enpv)及经济净现值率(enpvr) 76
12.2.3 敏感性分析 77
12.3 财务评价 77
12.3.1 基础数据 77
12.3.2 总成本费用计算 77
12.3.3 发电效益计算 78
12.3.4 财务内部收益率(firr) 78
12.3.5 财务净现值(fnpv)及财务净现值率(fnpvr) 78
12.3.6 财务敏感性分析 79
12.4 综合评价 79
关键词:中小河流;河流治理;水土保持方案;防治措施;防洪工程 文献标识码:A
中图分类号:TV87 文章编号:1009-2374(2017)06-0103-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.06.052
1 中小河流治理户县涝河流域防洪工程建设概况
涝河,古长安八水之一,发源于秦岭,是户县境内最长的河流,也是户县人民的“母亲”河,该河属渭河右岸一级支流,河长82公里,其中山区段43.8公里,平原段38.2公里;流域面积663平方公里。其中山区流域面积416平方公里,平原流域面积247平方公里。
20世纪80年代,户县对涝河流域进行了治理,但由于投入少、标准低,部分河段甚至没有堤防,加之河道挖砂取土和工程水毁失修,致使涝河流域水土流失现象极为严重,流域防洪基础设施十分薄弱,大雨大灾,小雨小灾,流域洪涝灾害频繁发生。为此,我们争取国家支持,从2011~2016年,先后实施了四期中小河流治理工程项目,共治理河道长度19.6公里,新修加固河道堤防工程40.9公里,新建护坡工程36.4公里,堤防临水侧和背水侧植草护坡40.9公里,硬化了堤顶道路及其他附属设施,工程总投资1.2亿元。
2 中小河流治理户县涝河流域防洪工程水土保持方案与防治措施
中小河流治理户县涝河流域防洪工程的实施,提高了涝河的防洪能力,有效改善了流域水土流失恶化的现状,减少了洪涝灾害,同时优化、美化项目区的生态环境,提升我县城市品味,可凸显经济及社会效益,并实现良好的生态效益。但是,很多工程在开展施工时,由于未采取必要保护措施,导致很多新增水土流失现象,引起大面积水土流失,严重影响到工程的对生态效益。为此,在开展工程建设过程中,需对环境保护问题加以关注,并对工程区水土流失采取必要的预防和治理措施。
2.1 水土流失预测
水土流失主要是由水土资源不合理开采造成的,使得土壤覆盖物遭到严重性破坏,受到多种因素的影响,水土流失逐渐加重。水土流失可分为水力侵蚀、重力侵蚀和风力侵蚀三种类型。水土流失出现后,不仅对人类生产活动造成明显影响,同时也会对人们生活带来一定制约,其危害主要包括:其一,土壤肥力丧失。土壤是绿色植物生长的必要条件,土壤肥力能够为农作物提供良好的生长环境,是供应植物正常生长的主要来源。若肥料逐渐丧失,则会加重沙漠化进程;其二,加剧沟壑发展。随着水土流失程度的加深,沟壑发展也日益加剧;其三,阻塞河道。水土流失必然会导致水库淤积,不仅抬高河床高度,同时也会阻塞河道,导致河道泥沙量明显增加。这种情况下,大量泥沙会对河道流失造成严重影响,同时也会导致河道通航里程被缩短,对河道航运事业产生制约,并导致我国水利工程建设落后。在此基础上,河床不断抬高后,很多河流可形成“地上河”。若遇洪涝灾害,则易导致“地上河”出现溃堤,严重威胁人民财产生命安全。
2.1.1 水土流失预测时段。结合工程的特点,根据运行状况,通常工程施工所带来的地面扰动主要集中在正式施工期间,这个期间取土、弃土等施工环节,也会对植被造成明显破坏,从而导致水土流失,因此水土流失预测时段选择为施工建设期。
2.1.2 水土流失预测内容及范围。针对新增水土流失区域,要对相关防治范围、防治责任等进行明确,并采取必要、有效的管理措施进行相应治疗。水土保护责任范围一般分为两个区域:一是项目建设区;二是直接能够影响到的区域。其中,对于项目建设区来说,其主要保留取料场、施工临时道路、主体工程区域等位置。而直接影响区主要是项目建设区周围5~10米范围。
2.2 水土流失防治措施
根据相关法律、法规,结合预防要求和技术规范,对项目水土保持方案编制的总体目标进行明确,根据项目建设特点,积极合理地配置各种水土保持防护措施将因工程建设带来的人为水土流失减少到最小程度。
2.2.1 防治原则分析。在开展水土流失预防和治理工作时,要以“预防为主”,做到全面立体规划,采取综合防治措施,因地制宜实施相关防治工作,并在此过程中强化管理实效。将上述作为水土保持防治原则及主要方针,对工程施工管理进行合理配置工程,兼顾到生物预防措施,使两者达到统一协调。与此同时,在主体工程设计时就要关注环保问题,将水土保持上升到工程建设未来发展高度上,保证施工同时投产使用;根据主体工程施工和产生水土流失的特点,实行分区治理;尽量减少对原地貌和植被的破坏。
2.2.2 水土保持方案与防治措施。工程施工过程中的水土流失防治措施按照分区防治的碑帖,采取工程措施和生物措施相结合的方式。
在施工设计环节,本工程不仅仅作为一个单独个体,而是充分兼顾建筑项目所在地区社会、经济发展程度,并对生态条件、环境质量进行分析,使建筑项目能够与上述因素联系起来,突出城市文化底蕴。为此,应对资源进行优化和正确配置,从而使施工设计更为合理。减少环境负荷原则:建筑工程施工过程中,要消耗大量各类能源,同时也需要占用大量自然生态能源与资源。在绿色管理理念的指导下,尽量降低建筑项目对环境带来的破坏,并减少环境负荷。
第一,主体工程防洪区。根据堤防开挖余土填筑调配情况,施工期间没有挖余土方堆放。堤防主体工程在背水侧布置草皮护坡,水土保持增设防护林措施设计。堤防土方工程竣工后,根据用地宽度营造o堤林带,并配置种草,发挥速生草的防风固土的作用;考虑到堤防两岸房屋、道路等建筑分布情况,堤防背水侧耕地分布情况,因地制宜布设防护林带。堤防工程采取了格宾石笼护坡和草皮护坡等措施,同时在堤顶及堤坡建设纵向和横向永久排水沟,不再产生因水流冲刷造成新的水土流失。对堤顶及护堤地采取种植灌木及散播草种等植皮措施进行生态绿化,以达到绿化美化的作用。堤防防治区堤防经过的草地段,在距堤防2.0m外布设护堤林,株行距为1.5m×1.5m,三角配置,裸地全面种草;城镇居民密集段,根据房屋道路布设情况,建造绿地花园,绿地点缀观赏性强的绿化灌木;途经耕地段考虑农业生产环境的要求布设护堤林,距堤防2.0m栽植双行乔木,行距为1.5m,三角配置,裸地全面种草;根据当地的土壤及气候条件,选择适生草种和树种。另外,为了减少项目施工中发生新的水土流失,可沿施工场地周边布设修建临时排水沟,接入自然排水系统。
第二,取料防治区。取土场防治区取土场开采前,先剥离腐殖土,在取土场一侧堆放保存;要求采挖时按设计挖深取料,避免超深度取料给土地功能恢复带来困难;施工期间水土保持重点布置好地面径流疏导措施;采料结束,利用工程挖余弃土填筑取土场,进行土地整治,回填腐殖土,恢复土地功能。(1)临时排水措施取土场利用编织袋填土设置挡水埂,控制外水汇入采区,造成土料含水量增加,避免因增加土料晾晒程序而带来的一系列水土流失问题;(2)取土坑治理措施取料结束后,根据弃土筑情况进行土地整治,整理边界,分层压实。经取土、弃土平衡分析,弃土足够填筑取土坑到原来的地面高程,整地覆回腐殖土,恢复土地功能;(3)土地功能恢复措施取土场全面整地,撒播草籽恢复草地,草籽选用当地适生的草种。
第三,弃渣场防治区。弃渣场工程施工时,应先对表土进行剥离,将其堆置一侧,然后进行取土。施工结束后,进行场地清理、弃土场表面应平整,表面及边坡水土流失防护采用绿化措施。
第四,临时道路防治区。在施工结束后,对临时道路进行清理、表面整平,然后复耕绿化;对工程区临时排水沟,及时回填,然后植被绿化恢复。
2.3 水土流失监测
实现绿色施工,要对项目管理模式进行彻底转变,并对管理理念进行不断更新,打破传统管理模式的桎梏。为此,要不断对绿色施工管理范围进行有效拓展,从而使施工环节得到优化和整合。水土流失监测就是从保护水土资源和维护良好的生态环境出发,运用多种手段和方法,对水土流失的成因、数量、强度、影响范围及后果等进行动态的监视和测定活动。根据工程实际总体布局情况,确定工程水土流失重点区域为主体工程施工区、取料场、弃渣场、场内临时施工道路等部位,并在各个监测区布设监测控制点。对水土流失危害(包括泥沙淤积、植被破坏、生态环境破坏)及水土保持工程的效果进行评价。水土流失监测对堤防建设有着重大的意义:(1)通过长期监测,为深入认识水土流失规律奠定基础;(2)水土流失监测为土壤侵蚀预报模型提供数据支撑;(3)水土流失监测是坡面和流域水土保持效益分析的有效手段;(4)水土流失监测可为区域水土保持的决策提供技术服务;(5)对水土流失情况开展动态化监测,可对项目水土保持方案错做出定量评价。
3 结语
现阶段,国家对环保重视程度逐渐加深,人们的环保意识也不断加强。重视生态环境质量,倡导“绿色革命”,推广绿色管理理论,能够为相关管理学科变革产生一定促进作用。在工程建筑项目中不断渗透绿色管理理论,能够推进生态环境治理,并节约更多建筑材料,避免浪费。水土保持方案与防治措施在中小河流治理户县涝河流域防洪工程施工建设中具有重要的作用,构建科学、完善的水土流失防治体系,减少水土流失,确保工程建设的顺利实施和工程效益的及时发挥。户县涝河流域防洪工程水土保持方案与防治措施,对促进地区经济发展意义重大。
参考文献
[1] 水土保持防治、勘测教材[S].
[2] 全国重点地^中小河流近期治理建设规划(2009~2011、2013~2015)[S].
[3] 水土保持工程设计规范(GB 51018-2014)[S].
【关键词】土石坝 溢洪道 安全隐患 加固处理
1广泛采用土石坝的原因
土石坝是一种充分利用当地材料,石料、土料或混合料,经过抛填、碾压方法堆筑而成的挡水建筑物。土石坝是世界水利工程建设中应用最为广泛的一种坝型,现今仍在世界各地大规模新建,土石坝用量很大,在选坝阶段需要对土石坝的料场全面调查,施工前配合施工组织设计,要对料场作深入勘测,并从空间、时间、质量等方面进行全面规划。土石坝历史悠久,大力发展的原因在于:筑坝材料可以就近、就地取用,节省大量钢材、水泥、木材等,减少工地的外线运输量,降低造价,较其它坝型经济;适应地基变形的能力强,对地基的要求比混凝土坝低;土石坝为土料或石料填筑的散粒结构,能较好地适应地基的变形,对地基的要求在各种坝型中是最低的;构造简单,工序少,施工技术容易掌握,便于组织机械化施工;运用管理方便,工作可靠,寿命长,维护加固和扩建均较容易;由于岩土力学土坝理论、试验手段和计算技术的发展,提高了大坝分析计算的水平,加快了设计进度,进一步保障了大坝设计的安全可靠性;大容量、多功能、高效率的施工机械的发展,提高了土石坝的施工质量,加快了进度,降低了建坝的造价,促进了高土石坝建设的发展。
2土石坝存在的问题
土石坝在给人们来各种好处的同时,也存在一些缺点,围堰及导流洞等施工导流没有混凝土坝方便,大坝坝顶一般不能溢流,需要另外设置溢洪道,气候条件会较大的影响粘性土料填筑大坝,土石坝为人民提供多种便利的同时也存在许多的安全隐患,在运行过程中会出现不同程度的损坏将会给人民群众的生命财产构成严重威胁:按事故原因统计,洪水漫过大坝坝顶,多数因为洪水设计不恰当,水文资料较少并且短缺,泄洪能力不足、设计标准太低造成,占总事故的51.5%;施工、设计质量比较差,主要是坝体和坝基会出现渗流,防渗效果不好导致稳定性较差,出现滑坡、管涌、开裂等坝体、坝坡或坝体连同坝坡的一部分一起破坏,占总事故的38.5%;运行管理过程中出现的问题,包括缺少安全监测系统,防洪度汛准备不足,泄洪设施、闸门故障、水库操作不当等占总事故的4.2%;其它原因,包括泄洪设施失去作用、人为原因干预等占总事故的4.6%;原因不详占总事故的1.2%。由此看出洪水漫顶事故最多,渗透破坏和滑坡、开裂占第二位,其它事故较少。比如广东省揭西县横江水库(中型),库区连续降雨555mm,因土坝质量差,坝身渗漏,出险处理不及时,渗漏管涌,导致垮坝。
因此我们需要掌握土石坝的选型设计及施工工艺。掌握如何根据地形、地质、建筑材料、施工情况、工程量、投资等方面,经综合比较选定坝型,掌握土石坝枢纽各建筑物组成、建筑物的工作特点以及在枢纽中的布置;掌握调洪演算的方法和水库各种特征水位的确定;在土石坝运行过程中进行监视和控制,对于不满足运行要求的土石坝要进行除险加固处理。
3土石坝的处理的方法
土石坝由于设计、施工不当等原因,施工中的材料、设备等工程条件可变性较大,工程所处的地质条件差别比较大,土石坝中常常出现裂缝,在渗流等因素的作用下,裂缝将发展的更大对大坝的安全构成威胁。目前土石坝的裂缝处理技术虽然众多,但其大都有各自适用的范围、局限性以及优缺点,仍然不够完善,对于可能存在的工程病害,具体应从病害实际情况出发;研究和解决坝的抗冻问题,主要依靠半经验和半理论的方法;出现加固条件以及加固要求、工程所能提供的最高预算及工程的安全鉴定结果进行综合分析,确定最终加固方案。在实际加固过程中,要努力克服完全复制一种国内外的技术或者方案,应根据工程病害的具体情况,通过多组加固方案的技术、经济、施工等方面对比,确定一个合理科学的加固方法,具体的方法有:滑坡加固方法、防渗排渗加固方法、裂缝加固方法。
3.1 滑坡加固方法。土石坝滑坡为一种复杂的失稳破坏,土石坝是否稳定是根据最小抗滑稳定安全系数进行判断的,从本质上而言,即为边坡滑动力增加与抗滑阻力的不足所导致,其为多因素共同影响下产生的结果。当土石坝出现裂缝、滑坡等病害之后,基于最小抗滑稳定安全系数大于规范规定的最小安全系数的加固准则,需要进行筑坝材料设计与填筑标准,且要选取抗剪强度设计参数,最终实现一套比较科学的坝坡加固设计方案,一般采用主动滑动段减重和滑坡体前缘抛石固脚,加重压坡、放缓坝坡、全面培厚、下游坝坡堆石压载等加固方法。
3.2 防渗排渗加固方法。该方法一般用来解决土石坝坝体以及坝基的渗流问题,对于防渗排渗加固方法而言,其基本原理为,上游降低水流入渗到坝体或坝基的可能,下游确保坝体或坝基的变形和强度不变情况下增强渗入坝体或坝基的水的排出,以实现加强土石坝及其坝基的抗渗防渗能力。垂直防渗措施主要有:混凝土防渗墙(机械造槽法、倒挂井法、射水造槽法)、土质截水槽、桩柱式防渗墙(套孔冲抓法)、粘土防渗墙(机械造槽法)、防渗板墙(高压喷射灌浆法)、灌浆帷幕、泥浆槽防渗墙、自凝灰浆防渗墙以及混凝土防渗墙和灌浆帷幕的组合等。
3.3 裂缝处理方法。对裂缝要查明性状,分析原因,根据其危害程度,分别采用不同的处理措施,坝身和坝基的不均匀变形为土石坝裂缝的主要原因,对表面裂缝,先用沙土填满,在以低塑性粘性土封填、夯实。对于深度不大的裂缝,可将裂缝部位的土体挖出,回填含水量稍高的土料分层压实;对于深层裂缝 ,可进行灌浆处理,用低塑性粘性土做灌浆材料自流或适当加压灌注,对高的心墙或斜墙坝不宜采用高压灌浆;对严重的裂缝,可在坝内做混凝土防渗墙,效果好,但造价高,施工时间长,在蓄水情况下施工有风险。
3.4 接头处理。在坝体填筑中,层与层间的分段接头应错开一定的距离,分段条带应与坝轴线平行布置,各分段间不应形成过大的高差;坝体填筑中,为了保护粘土心墙,斜墙等长时间暴露在大气中受到影响,要采用先填土料后填砂砾反虑料或先填砂砾反虑料后填土料的沙土平齐的施工方法;对于坝身与混凝土建筑物的连接,连接前要对混凝土建筑物表面进行处理,清除杂物,表面上刷浓泥浆,碾压时要采用小型机具或人工分层压实,不能用大型机械。
4裂缝的防治措施
土石坝在建造过程中一般要发生较大的变形,当变形和应力超过坝体材料的承受能力时就会产生裂缝,变形裂缝按其形态可分为:纵缝,与坝轴线平行,多发生在坝顶和坝坡中部;横缝,与坝轴线垂直,多发生两岸坝肩附近。
4.1重视坝基处理、改善坝体结构。对于不利的岸坡地形、高压缩性土、软弱土的坝基土层均应按要求进行处理;将坝轴线布置成略凸向上游的拱形;根据需要适当放缓坝坡;进行土料分区时避免将粒径相差大的土料相邻布置,不同土料间的变形要逐步变化,上游面宜铺设较厚的堆石区,斜墙与下游坝壳之间宜设置过渡层;在渗流出口处敷设足够厚度的反滤层,特别是对易于出现裂缝的部位要适当加厚。
4.2坝身土料的选择要适当。土料的选择与设计应综合考虑强度、渗透性和土料的变形性能。对坝壳料,浸润线以下和浸水区宜采用粒粗质坚的沙砾、堆石、卵石,不宜采用粉砂、细沙或易于软化的风化料;对可能的裂缝冲刷区宜采用抗冲刷的反滤料;对过渡区及渗流入口宜填筑自动淤填土料;针对不同类型的防渗体、不同部位的防渗体应选用不同的土料,斜墙对不均匀变形比较敏感,对土料变形适应的要求高,对土料压缩性的要求则适当放宽。心墙的中上部对土料的要求与斜墙类似,但中下部承受的荷载较大,对变形的要求可适当降低,对土料的压缩性的要求较高。
4.3采用合适的施工措施和运行方式。压实含水量对土的变形有一定的影响,压实含水量稍高于最优含水量的粘性土,压实后土体的压缩性较大适应变形的能力较好,在坝体中、下部宜提高压实度,减小压缩性,河槽段中部、上部的压实度也宜比两岸坝段稍高,两岸坝肩等易开裂的防渗体宜填筑柔性较大,适应变形能力强的塑形土;当上游坝壳料易于湿陷时宜边填筑边蓄水;在施工间歇期要妥善保护坝面,防治干缩、冻融裂缝发生,一旦发生要及时进行处理;运行期水位的升降速度不能过快,以免坝体各部位的变形来不及调整,产生高应力;心墙、斜墙易于开裂的部位,填筑速率应放缓,使下部坝体能充分达到预期的沉陷量;
5小结
通常采取以下措施确保土石坝安全:在土石坝上下游坝坡设置护坡,坝顶及下游坝面布置排水措施,防止风浪、雨水及气温变化带来有害影响;坝顶在最高库水位以上留有一定距离,防止洪水漫过坝顶造成事故;布置泄水建筑物时,进出口离坝顶有一定距离,防止泄水时对坝坡产生冲刷;为防止坝顶低于设计高程和产生裂缝,施工时应严格控制碾压标准并预留沉陷量;大坝坝体和坝基的不均匀沉降是土石坝产生裂缝的主要原因,通常采用夯实法,裂缝灌浆等进行处理。国内外一些土石坝工程,在裂缝控制方面受到了良好的效果,努列克等高坝自竣工来无开裂信息,我过50年代修建的南湾等坝运行30年也未见明显裂缝。
参考文献:
[1]碾压式土石坝设计规范.北京:水利电力出版社,2001.
[2]祁庆和.水工建筑物.北京:中国水利电力出版社,1996