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1.1大型水電站施工供電的重要性
很多水電站施工現場對施工供電的重視程度往往停留在口頭和書面資料上,對其真正的重要性認識很淺薄,認為施工供電系統是輔助生產系統,只要電量能基本滿足施工即可。其實不然,為讓大家了解大型水電站施工供電的重要性,下面列舉幾個實例進行說明。二灘水電站建設過程中曾發生一起大壩混凝土澆筑冷卻系統特種變壓器故障的事件,由于沒有備用變壓器,為減少損失,業主動用了伊爾-76大型運輸機從北京特種變壓器廠“搶”了1臺變壓器到現場,大壩混凝土澆筑前后停了5d,由此產生的直接費用(停工損失、變壓器運輸費用及間接費用(工期損失已遠遠超出變壓器本體價格。長河壩大壩防滲墻灌漿時,由石造成供電線路癱瘓,設備失電造成正在鉆孔的鉆頭無法拔出,灌漿管路漿液凝固在管內,導致這批進口鉆頭全部報廢,給業主和施工方均造成巨大損失。黃金坪在大壩基坑清理時正值汛期,一次突然的停電,造成基坑水泵及各種施工機械設備全部被水淹沒,險些引發重大安全事故,事故停電只30min,卻造成了重大損失。
1.2大型水電站施工供電負荷都很重
從上面的數據看出目前已建和在建的大型水利水電工程的施工供電負荷,都呈現負荷重的特點,其規模不遜于城市用電量。
1.3大型水電站施工供電電壓等級高
一般大型水電站施工區面積達幾十平方公里,工程浩大,作業點多、面廣,且負荷較重。為保證電能質量需要進行高電壓輸送,這是導致施工供電電壓等級高的直接原因。如三峽工程施工主供電源和備用電源額定電壓分別是220kV和110kV,下設35kV變電系統和6kV供電網絡;錦屏一級電站建設現場規劃設計有子耳河110kV線路和兩回110kV磨錦線;錦屏二級規劃有110kV磨瀘線、110kV聯松線和來自磨房溝的110kV線路;長河壩水電站現場規劃有35kV金長Ⅰ回、35kV金長Ⅱ回和35kV長江線,并下設6條10kV供電主線;黃金坪規劃有甘孜州州網110kV供電線路一回,35KV黃江線一回,下設5條10kV供電主線??梢娫谶@些大型水利水電工程現場,施工供電的電壓等級都是萬伏級的。
1.4大型水電站施工供電網絡復雜
大型水利樞紐工程主要包括大壩系統、導流泄洪系統、引水發電系統三大系統。每個電站的樞紐布置都不盡相同,同時巨大的庫區帶來延伸幾時公里的復建公路,這些分散的作業面決定了大型水利水電工程供電網絡的復雜性。如三峽工程6kV配電變壓器200多臺套,6kV架空線路約125km,供電網絡十分復雜;長河壩與黃金坪為相鄰的梯級電站,其施工供電線路相互延伸,10kV輸電線路共計11條,長約90km,35kV輸電線路4條,長約30km,供電網絡呈樹枝狀發散分布。
2存在的問題
大型水利水電工程施工供電系統與傳統施工供電系統相比,因為它的重要性高、負荷大、電壓等級高和供電網絡復雜,若仍以以往的傳統供電模式運轉會產生較多的困難。總結以往參與施工供電管理工作的經驗,借鑒其他大型水利工程用電管理模式,認為普遍存在如下問題:1施工供電負荷重、變化頻繁、變化幅度大,電壓波動不易控制。施工供電系統負荷受工程進度的影響,一般在施工初期、末期用電較少,中期用電量多。1d之內,白天用電多,晚間用電少,峰谷差較大。加之很多水電工程在經濟不發達的山區,外部電網和施工區內部電網抵抗故障能力差,且自然環境惡劣,極端氣候和地質災害時有發生。施工區供電線路長,電壓壓降大。電網故障及大負荷的投、切,均易引起電壓大幅波動。2施工供電系統負荷分布離散,線路和設備故障率高。水利水電施工現場多為大山深處,沿河道進行布置,工程結構復雜、作業面多,工區范圍半徑長達幾十公里,受這些因素影響,施工供電線路多為樹枝狀分散布置。同時由于作業面隨施工進度不停在增減變遷,加上高邊坡開挖、區域爆破和地方公共設施影響等多方原因,造成施工供電支線不斷地改遷和增加。隨著工程進展,多年之后施工現場供電網絡變得分散復雜,在自然災害(泥石流、飛石、大風、雷雨等和施工措施不當(爆破、短路等情況下,使得供電線路故障率大大增加。而終端用電設備這方面因為工區灰塵大,空氣污穢度高,供用電設備露天安放,絕緣降低,使工區設備的故障率平均比城市電網高,還有一部分設備使用在陰暗潮濕的隧道內,加上防護措施不當也極易發生故障。且施工單位為節省成本,使用的供配電設備往往采用低標準設備或三無產品,有些供用電設備維護不當、超期服役,造成故障率居高不下。3施工供電系統臨時性設備多,線路變更頻繁。一般大型水電站的建設周期在10年左右,隨著工程的進展,施工作業面交替開工,供、用電設備經常移位,線路架設、拆除頻繁。從控制成本角度考慮,施工用電單位采用的臨時性設備較多。由于臨時用電線路拆除成本高,考慮地理環境多為高山陡坡,很多施工用電單位在局部工程完成進行設備清場時都不愿意拆除廢舊線路,這些失去維護的不規范線路隨時會爆發連鎖的安全問題。4施工供電系統備用電源不足,超半徑供電。由于大型水電站的建設基本在深山峽谷中,各施工作業面基本上是沿河的左、右岸鋪開。加上受其他供電網絡輸電線路走廊影響,施工供電走廊有限,變電站的選址和出線布置又受地形、施工的影響,線路架設困難,大多采取單電源輻射形式供電,合環點少,備用電源不足,有些負荷超半徑供電。特別是電站復建的省道或國道施工,其最遠施工點與電站樞紐區相聚幾十公里。例如長河壩S211復建公路長約35km,而施工供電電壓等級為10kV,已遠遠超出供電范圍半徑,導致末端電能質量極差。5功率因素普遍偏低。水利水電施工用電設備中動力設備占絕大多數,均為感性負荷,導致施工供電網絡功率因數偏低。施工區中的用電設備多為大功率電動機,工作時段集中,功率因數控制困難,不僅增加供電線路的損失,降低電壓質量,同時也降低了工區供電設備的有效利用率,增加了工程成本。嚴重時還會造成用電設備燒毀,受到地方供電電網的經濟處罰。6“外行”管理,隱患較多。水電工程施工用電單位眾多,隊伍參差不齊,且前期多為土建單位,在用電管理上存在專業薄弱問題,且責任心不強。水電站施工單位流動性大,人員更換頻繁,真正取得《電工進網作業許可證》的“電工”很少,缺乏專業基礎知識,不僅對自身所轄范圍不熟悉,對電網調度系統也是異常陌生,規章制度的執行落實不到位,甚至抗拒執行工區供電系統調度命令,在線路或設備發生故障后,巡查不到位或誤報、瞞報,拖延了事故處理時間,有時甚至擴大了事故范圍,給人身安全帶來極大的威脅。同時施工單位的主要精力放在主體工程施工任務上,對供用電等輔助生產系統的重要性認識不夠,投入的資金、人員不足,安全意識淡薄,管理松懈,施工單位往往只在業主供電管理的部門辦好報裝手續,將供電電源終端建好,其他的事就依靠施工單位的“電工”完成。沒有認真嚴肅地進行用電技術措施、安全措施、管理措施等施工組織設計工作,至于安全工器具,則是因陋就簡。很多施工單位根本沒有執行建設部JGG46—88《施工現場臨時用電安全技術規范》,試驗設備基本沒有,甚至弄虛作假,嚴重影響了電網的安全運行。常見的不合格用電例如:施工方架設線路不規范,變壓器、避雷器、斷路器、線路等未進行驗收試驗和年度試驗。設備安裝也不規范,現場電纜泡水泡油、設備護欄高度不夠、安全距離不夠、標識警示牌沒有、設備接地不可靠等,存在極大的安全隱患。7施工供電系統通訊不暢,應急反應慢。一般水電站的建設都是在經濟不發達地區,基礎設施較差,特別是通訊系統很不可靠。因地處山區,信號覆蓋面不全,各種電網信息不能及時、準確匯集到調度員處,調度指令也不能順利傳達;另一方面施工單位的用電負責人無固定值班點,人員頻繁更換又不及時通報,并且通訊手段配置單一,施工供電系統調度員指令下達時往往找不到接令人。這些都對負荷調整、電網操作、事故處理造成嚴重影響,延誤最佳的處理時間,造成供電質量下降,甚至擴大停電范圍。
3優化措施
關鍵詞:現代水電廠管理
1概況
1.1電廠概況
廣州蓄能水電廠(簡稱廣蓄電廠)位于廣州市東北,離廣州約120公里,總裝機容量2400MW,目前是世界最大的抽水蓄能電廠。A廠和B廠分別裝有四臺300MW可逆式水泵/水輪/電動/發電機組。主要機電設備從國外進口。
A廠第一臺機組1993年6月29日投產,1994年12月1日竣工。
B廠第一臺機組1999年4月6日投產,2000年6月26日竣工。
廣蓄電廠上、下水庫容量均為2700萬m3,落差535m,可供8臺機組滿負荷發電約6小時,抽水約7小時。經多年運行,其循環效率達76%。
A廠50%容量使用權賣給香港中華電力有限公司,期限40年,兩臺機組由設在香港的中電系統控制中心直接控制。A廠的兩臺機組和B廠的四臺機組由廣電調度中心直接控制。
廣蓄電廠擔任廣東電網和香港中電電網調峰填谷、事故備用的作用,是廣東電網主力調頻電廠,是實現西電東送和三峽電力送廣東的主要技術保證,同時也是廣東大亞灣核電站和嶺澳核電站安全經濟運行的技術保證。表1是廣蓄電廠投產以來主要運行參數。
廣蓄電廠投產以來主要運行參數表1
電網大型機組或線路跳閘造成電網周波下降,我廠機組快速啟動恢復電網周波。下表為十年來,我廠對電網153次故障快速響應啟動成功率100%。造成電網周波下降損失功率均為600MW以上,因此每次啟動都為多臺機組同時啟動。詳見表2。
廣蓄機組對電網故障快速響應統計表表2
1.2機構設置
廣東蓄能發電有限公司(簡稱廣蓄公司),屬下有廣蓄電廠和在建的惠州蓄能水電廠(簡稱惠蓄電廠)。
廣蓄公司由廣電集團控股(占54%),廣東核電投資有限公司占23%股權,國家能源投資公司占23%股權。
廣蓄電廠機構設置"三部兩室"。香港中華電力有限公司派來電廠工作的員工,是作為電廠聘用的員工,分別安排在電廠機構的相應崗位。早期12人,現在只有4人,到今年底將剩3人。
1.3主要職能
運行部負責實時運行分部和水工觀測分部管理。實時運行分部負責全廠范圍內機電設備運行管理;水工觀測分部負責上、下水庫,地下廠房,引水隧道,廠區公路,邊坡和廠區建筑的觀測、維修管理。
檢修部負責電氣分部、機械分部和自動化分部管理。電氣分部負責全廠電氣一、二次設備檢修和維護;機械分部負責全廠機械設備的檢修和維護;自動化分部負責計算機監控系統的硬件、軟件和傳感器的檢修和維護,工業電視、通訊等設備運行和檢修。
生技部負責物資采購,倉庫管理,安全監督、考核,檔案管理,生產統計,培訓和生產系統對外聯系。
辦公室負責文秘、人事、勞資、行政、財務、汽車管理、保衛和對外聯系,同時還是電廠黨、政、工、婦、計生的日常歸口部門。
總工室負責技改審批,重大技術問題攻關和非常規的大型試驗組織協調。下屬網絡中心負責辦公自動化的硬件、軟件維護管理。
2運行管理
電廠運行是一個特殊的崗位,他們是第一線生產人員,要求知識面寬,熟悉全廠設備及系統,具有實踐經驗和事故分析能力,責任心強,反應敏捷,他們的工作表現直接影響到電廠的安全生產。他們要連續倒班,生活沒有規律,設備正常時工作量不大,設備故障時工作量大,安全責任重大。
我們針對運行崗位特點參考國外經驗,將運行人員的工作分成值守、待命值班(ON-CALL)和定期巡檢三部份。
實時運行分部有值長、全控值班員和值班員。其中值長從全控值班員中選拔,經驗豐富能勝任事故處理,有最高等級授權;全控值班員為能同時勝任A、B兩廠值守工作的運行人員;值班員為只能勝任A廠或B廠值守工作的運行人員。
2.1值守工作
值守工作崗位要連續倒班,每班人數多少對運行人數影響最大。以前電廠每班運行人員人數,按能完成電廠設備較大事故處理的原則進行配備。我廠是按設備正常時的日常工作量進行配備。
我廠值守工作由全控值班員擔任,實行六班四倒,每班1人,在廠外行政大樓值守中心上班,負責對A、B廠八臺機組進行監控。我廠機組啟/停工況轉換和負荷調整由廣電調度和中電調度負責,只有在通訊故障或監控系統故障時才把控制權收回由值守人員操作。
2.2待命值班(ON-CALL)
待命值班(ON-CALL)由一位值長和一位值班員組成,他們周一至周五,8小時內在廠房上班,周末和8小時外在廠區待命。接到設備故障或事故報告后駕車進廠房處理,若需要檢修人員配合時直接通知檢修ON-CALL人員到現場參加事故處理。
他們負責將檢修設備退出備用和檢修后將設備恢復備用的安全隔離措施操作。如果需要監護的話,由值班員操作,值長監護。ON-CALL值長還負責辦理工作票許可和結束手續。
運行ON-CALL人員A廠、B廠各設三組,每組由一位值長和一位值班員組成,每周輪班一次。ON-CALL值長是處理事故的第一線指揮員,他有權直接通知各部門人員參加事故處理。
A廠、B廠分別由電氣、機械、自動化各一名組成檢修ON-CALL組,周一至周五,8小時內他們仍在本班組工作,8小時外在廠區待命。
廠部每周設一名中層干部作為ON-CALL負責人,當班的一周內負責協調較大的事故處理工作,周末行使生產副廠長的職權。
2.3設備定期巡檢
為了使巡檢到位,能及早發現設備缺陷和事故苗頭,我們制訂了巡檢規程,詳細規定各設備巡檢周期、巡檢內容、要摘錄的數據和每天巡檢路線。這些都輸入到具有條碼識別的"智能巡檢"數據采集器內,數據采集器會自動提示運行人員一步步做下去。定期對采集的數據在計算機上進行分析。
我廠定期巡檢工作由不是當班的一組ON-CALL運行人員負責,從周一至周五,8小時內執行。也就是三組運行ON-CALL人員,一組當班,一組巡檢,一組休息,每周輪換一次。
2.4防誤操作閉鎖
我廠電氣設備廣泛采用封閉式結構,400V以上的電氣設備均有可靠的防誤操作程序鎖,500KV采用計算機程序閉鎖。設備退備檢修時,值長把完成這臺設備的安全隔離措施所有鑰匙鎖進一個小盒子內,鎖這個盒的鑰匙連同辦完工作許可手續的工作票交給這項檢修工作的工作票負責人。這樣在檢修工作結束之前運行人員無法改變安全隔離措施,確保檢修人員的安全。
我廠投產初期經原廣東省電力工業局安監處同意,除500KV操作和裝拆臨時接地線操作外,均可實行一人操作。十多年來沒有發生過誤操作。
我們一直采用經認真編寫、認真審核的標準操作票。對運行人員進行較長時間培訓,分階段、分系統進行考核,使他們都掌握全部標準操作票。對不同水平人員進行不同的授權。獲可以一人在電氣設備上操作的只有幾位經驗豐富的值長。
有這種授權的幾位值長技術水平是電廠最高的,只由他一人操作,沒有監護人也就沒有依賴,自己要對自己生命負責。派出去操作的人要注意他當時的心理狀態穩定,這是保證安全的重要條件。
防誤操作閉鎖裝置要象其他主要設備一樣定期維護。嚴格執行閉鎖程序,堅決杜絕隨便解鎖。
2.5規范管理、量化考核
針對我廠運行人員少,素質較高,大部份工作都是一個人獨立完成,監管難度大。我們制訂了《運行人員規范化工作條例》共有八章179條,盡量詳細規范值長、全控值班員、值班員的各項工作,以及"兩票三制"等各種制度。
還制訂了《工作績效量化考核實施細則》共有八章87條,每條都有扣分或加分的具體規定。每年都組織運行人員參與對"條例"和"細則"進行修訂。成立一個由運行部長和實時運行分部長等人員組成的考核小組,負責定期對每位運行人員進行考核評分??己私Y果每季度在廠內局域網公布,有不同意見可以在10個工作日內向考核小組提出。
年終結算,對分數排在最后的一位,要從新競爭上崗。
我們積極開展多方面探索,力圖逐步做到"凡事有人負責、凡事有人監督、凡事有章可循、凡事有據可依"。
3檢修管理
我廠檢修部人員不多,但他們要完成八臺機組的小修、事故檢修和日常維護工作,機組的大修外聘公司提供勞動力,電廠檢修人員也要參加。
3.1"ABC工作卡"系統
為了規范我們的檢修工作,避免部份設備檢修的關鍵技能只有個別員工掌握,萬一該員工離開電廠后造成影響。我廠建立了設備檢修"ABC工作卡"系統。
該系統把設備檢修分成A、B、C三類。A類是不用退出設備運行的巡視測量、試驗等;B類是需要退出設備并做安全隔離的檢修(類似一般小修);C類是將設備解體處理修復(類似大修和事故檢修)。
制訂每臺設備A、B、C三類檢修的周期,按計劃申請執行。
編寫詳細的工作卡,主要內容包括工作人數、工期、安全措施、風險分析、工作步驟,有些還附有照片,使用工具、儀器、儀表,驗收標準等。力圖讓具有一定經驗的員工拿到這份工作卡就能進行工作,而且要求達到不同的人做同一工作,方法步驟一樣,標準一樣。編寫"ABC工作卡"的工作量十分大,而且還要不斷完善。但這是電廠十分重要的基礎技術資料。
該系統對檢修新員工培訓,實現檢修人員一專多能都起到不可替代的作用。
3.2設備維護管理系統
1999年我廠引進美國工業企業廣泛使用的MAXIMO設備維護管理系統。該系統主要分三部份:設備管理、工作單管理、物資和備品備件管理等。
設備管理部份:要求將電廠每臺設備每個元件都給出一個編號,各種設備的故障類型都有一個標準名稱和代碼。我們"ABC工作卡"都是該系統的數據庫資料,設備出現的各種故障、事故及其處理結果都輸入到該系統。積累了設備的這些數據后,方便進行統計和分析,從中可以找出一些規律為狀態檢修打下基礎。
工作單管理部份:我們建立的標準操作票都是該系統數據庫資料。每項檢修工作從申請到運行操作票、工作票簽發、工作許可都歸該系統管理。我們通過對這些工作票、操作票統計分析,得知一年中各種檢修工作用工情況,也可以得出相關人員一年內完成工作的情況,為考核員工提供依據。
物資和備品備件管理:我廠從采購申請、采購批準、材料入庫到領料和領料批準的過程都必須經過該系統,手填采購單和領料單的模式在我廠已經廢止。這些基礎數據的積累,方便備品、備件材料成本統計。本系統還有各種備品備件和各種材料的最低庫存設定,到達最低庫存時可自動生成采購單。
3.3開展以可靠性為中心的維修(RCM)
以可靠性為中心的維修(RCM)早期在美國應用于民航飛機維修,現已廣泛應用于核電、石油化工和電力等多種行業。
該系統認為設備故障模式不只是以前認為的浴盆曲線特性,而是共有六種故障模式。通過對各個系統的各部件的功能和故障模式進行分析制訂出該系統各元件的維修策略。既可以避免維修不足也可以避免過分維修造成設備的可靠性降低。它可以在確保可靠性的前提下節省設備的維修成本。
3.4機組大修管理
我廠機組投運十年才進行第一次大修。2002年底和2003年底分別對#1機組和#3機組進行大修。
大修項目確定、技術措施、安全、質量和進度控制均由電廠負責。自動化設備和電氣設備(除定子槽楔更換)的大修工作由電廠檢修部員工完成,設備拆、裝和機械部份由外包公司完成。
大修現場指揮由電廠檢修部正/副部長擔任。大修監理由廣州健翔咨詢有限公司承擔。
兩臺機組大修后處理了安裝期間的遺留問題,處理經十年運行積累起來的設備缺陷,還進行多項更新改造。大修后運行情況良好。
4安全生產管理
安全管理要體現"以人為本"和"預防為主"的方針。我廠一方面執行上級關于安全生產管理的各種規章,另一方面積極探索一套有效的安全管理系統,逐漸擺脫強調事后追究,而強調加強安全基礎工作,在預防上下功夫。
根據"海恩法則"一次嚴重事故背后有29次輕微事故,有300次未遂事故,有1000起事故隱患。要清除一次事故必須將隱藏的上千次的隱患、未遂事故等清除,否則事故不可避免。根據安全專家對170萬起事故分析得出:人為因素占88%,工程因素占10%,自然災害占2%。只要我們探索一套科學適用的方法控制人為因素和工程因素,那么絕大部分事故就可以避免。
從1995年開始我廠引進了南非NOSA安、健、環"五星安全"管理系統,逐步把這套系統的理念和具體做法結合到我廠的工作實踐中,逐漸變成每位員工的自覺行動。2000年~2003年連續4年獲"四星"級,今年八月下旬南非評審專家到我廠評審,我廠獲"五星"級,得94.41分的好成績。91~100分為"五星"級。NOSA安、健、環評定的星級只在一年內有效,不是終生制。
NOSA安全、健康、環保"五星安全"管理系統分為五個方面,共七十二個元素。我們結合本廠情況按國家或行業標準制訂這七十二個元素涉及的各項工作的標準,用這些標準來規范我們的各項工作,在日常實踐中要有文字記錄反映員工是遵從這些標準工作的,現場狀態也反映所有設備、設施、環境都符合這些標準。
該系統強調每個員工的參與,在進行每項工作開始前要進行風險分析,然后采取措施盡量降低風險。強調采用技術措施降低風險,而個人防護只是最后一道防線。
每年自己內審兩次,內審查出的不足,限期整改。每年請南非NOSA公司專家來廠進行評審,重點查有關記錄,其次是現場。最后給出得分和星級,并提交詳細報告,指出不足和需要整改的地方。評審過程對前一年提出的整改項目也是重點,若只停留在去年水平,則達不到原來分數。該系統重視不斷改善、不斷提高。
5結束語
1.1影響水利水電大壩的安危水利水電大壩工程由于環境地質條件復雜、需要考慮的荷載數量較多、運行過程中不確定因素較多。這些因素都很難確定和控制的條件下,對基礎質量控制顯得愈加重要,基礎設計不夠科學合理會給整個大壩都會帶來安全隱患,導致工程事故或者無法抵御自然災害。
1.2技術復雜,基礎工作重要水利水電大壩下部受復雜多樣的地質條件影響,上部受結構物的各種要求,在上部和下部結構都復雜的情況下,基礎工程顯得十分重要。在進行基礎工程之前,首先要對施工區域進行嚴密的勘探工作,施工前有必要還可以進行現場試驗。
1.3工程質量評價較難由于基礎工程屬于隱蔽工程,工程完工后,對其質量難以進行有效的驗收和評價,工程的可靠性智能在運行之后才能了解,但是如果大壩運行之后發現基礎工程質量問題,其返修工作很難開展,因此在前期應特別重視施工設計和施工過程中的質量控制。
1.4施工工期短大壩一般建立在河流上,其基礎工程一般在枯水期、水位較淺的時段施工,而這段時間受天氣影響較大、工期也比較短、工程任務也較多,對施工過程需要進行周密的準備和布置,盡量選擇施工效率高、效果可靠的機械設備和方法。
2水利水電大壩工程基礎的處理方法
2.1斷層的處理
(1)重力壩,將斷層處的土質抽出,并澆灌混凝土,如果需要提高混凝土與巖石之間的粘結,可以進行灌漿處理。
(2)大壩上下游方向的斷層,需要檢測巖石的抗壓強度,并檢驗其抗剪摩擦系數是否符合相關規定,如果檢測的結果不符合規范要求,可以進行混凝土回填處理,從而提高其抗剪強度。
(3)拱壩的斷層處理,當拱壩壩基存在斷層時,需要判斷斷層的規模和具置,如果拱推力過大,可能使壩基產生滑動或變形時,可以用混凝土回填處理。
2.2混凝土壩基礎處理在進行壩基選址時,應盡量避免軟弱基層,因為軟弱基層的抗滑能力較小,很容易造成大壩抗滑安全系數不足而無法承擔水流的壓力,使大壩壩基發生位移。
2.3混凝土支撐修建大壩時,我們會看到基巖中存在很多不連續的巖層,最理想的情況是將這些斷層全部用混凝土回填進行置換處理,但是不符合現實情況,需要科學合理的選擇混凝土支撐方式以解決壩基不穩、抗壓能力弱的情況。
2.4巖基預應力拉錨由于壩基基巖會受到水的沖擊作用,在受到水壓的情況下,無論基巖是否存在斷裂層,都會或多或少發生形變。為了降低水能對大壩的影響,通常用鋼筋來進行加固處理。向基巖鉆孔至預定深度,然后插入鋼筋,并進行拉張預應力處理,預應力的大小視地質條件、應力分布和變形特征而確定。
3水利水電大壩工程基礎處理設計
3.1案例簡介某攔河大壩,壩高79m,壩軸線長度為334m。大壩用途為防洪,大壩的類型為混凝土重力壩,大壩對地質條件要求不算很好,壩基附近有發現6條斷層。壩基巖體透水性一般,防滲功能較好。
3.2處理內容
(1)軟弱夾層,軟弱夾層的工程特性存在明顯的降低,其變形模量為0.03~0.05Gpa,抗剪強度f值僅有0.24~0.34,相比于周圍的巖體,這些力學特性都顯著的降低,導致壩基整體抗剪強度容易過小。
(2)壩基滲漏,雖然壩基周圍巖石防滲性能較好,但是由于有部分斷層貫穿了壩基,使巖基容易出現裂縫、滲水等情況,對于這些問題都需要進行相應的處理。
3.3基礎的處理方式
(1)基礎開挖方式。大壩的基礎開挖方式通常為臺階式,臺階的高差和平臺的寬度需要能夠保障壩體抗滑要求。本工程開挖平臺的寬度比壩底的深度之比為1.5∶1,臺階高差超過8m,確定開挖坡比為1∶0.35。考慮到實際工程需求,設計時將壩基面向上游方向傾斜6度左右,使壩基處于一個較好的狀態。對于泄洪過程中會產生霧化水,這些霧化水會侵蝕兩岸,使邊坡開挖過程中對壩基造成一定的影響,這個需要我們采取一定的措施進行處理。
(2)建基面的開挖高程。該大壩兩岸高程壩段過高,需要根據基巖的工程特性來改進河床,裂隙和間隙夾層使巖石的風化程度加重,表部巖石的完整性較差。我們應從多個方面來考察建壩巖體的使用情況,對壩基巖體的風化厚度、表部巖體的完整性以及巖體巖性都需要進行一個了解,另外由于該河段存在河床溢流壩段,在基面建設時需要將開挖高程控制在64m左右,而且對于兩岸的擋水壩段應不斷增加。
(3)對地質缺陷進行處理。壩基中的地質缺陷主要是斷層和軟弱夾層這兩方面,在進行地質處理之前應該對地質的實際情況進行深入的了解,制定出有針對性的方案,通常情況下主要為利塞和掏挖這兩種處理方法。開挖斷層時其開挖深度與開挖寬度之比應控制在1~1.5左右,處理范圍需要延伸到壩外2~3m處。如果采用掏挖的方式,除了需要將深度與寬度之比控制在1~1.5倍以外,還應對夾層密集區域和斷層交匯區域進行處理。
4壩基滲流控制
4.1設計方案該河床泄洪壩段的抗浮穩定性較差、高程較低、水頭位置較高。本工程的排水方案主要有兩種,一是封閉帷幕抽水排水,試驗表明,能夠有效的降低地基的揚壓力,使壩的穩定性較好;二是封閉抽水排水方案,其揚壓力折減系數控制在0.25為宜。
4.2防滲帷幕的設置本工程防滲帷幕設置在上游基礎灌漿廊道內,并沿著兩岸的壩肩進行擴展。設置的標準為河床壩基的透水率應不超過1Lu;山體、壩肩的透水率應不超過3Lu。通常情況下選擇單排孔的防滲帷幕,經過考察發現壩基只有兩處透水性較好,根據實際情況分別采用分段鉆灌和孔內循環灌注,漿材為525號普通硅酸鹽水泥。
4.3基礎排水的設置設置基礎排水孔主要是為了降低壩基揚壓力,在防滲帷幕后面和水墊塘附近都需要設置排水孔,另外在封閉抽排區內設置輔助排水孔,從而完善封閉抽排的作用。從滲透流變試驗結果來看,壩基軟弱夾層的抗滲能力較弱,排水孔設置時,應盡量避免軟弱夾層。
5結束語
1淺談混凝土大壩的分縫分塊技術
在大壩澆筑過程中,由于整個工程的巨大任務量,不可能做到大壩澆筑的一次性完成,因而大壩的澆筑工作是分若干塊、若干次來進行的。對于常見的壩體分縫分塊主要有通倉澆筑、縱縫分塊、錯縫分塊三種形式,首先對于通倉澆筑來說,這種澆筑方式所涉及的倉面較大,是根據整個壩段逐層實施混凝土的澆筑,不用設置所謂的縱縫,因此也就不需要埋設冷卻水管;同時也便于機械設備的使用,可以使得工程的進度得到保障,但是這種方法也不是完美的,也存在著一定的缺陷。通倉澆筑的缺點就在于它跟其他的方法比,它的澆筑時間略長,如果對于溫度的掌控不到位的話,則極易引起壩體出現裂縫,最終導致大壩作廢的嚴重后果。其次討論縱縫分塊,對于此種技術來說,顧名思義就必須要進行接縫灌漿,從而確保壩體的完整性。它具備以下幾點明顯的優勢:對于溫度的控制以及施工的工藝來說都比較簡單,澆筑塊之間的干擾也小,能夠靈活地進行施工安全。在混凝土大壩的分縫分塊技術當中,最后要闡述的就是錯縫澆筑,這是一種根據高度防線,對豎塊進行錯開的分塊澆筑,它的優點在于不需要通倉澆筑那樣嚴格的溫度要求,而且澆筑工程中無需接縫灌漿。但是它的缺點也明顯的體現在它的施工過程當中,極易產生溫度裂縫,澆筑塊之間的相互約束,以致施工過程中澆筑塊之間會有明顯的互相干擾。
2淺談大壩的混凝土接縫灌漿技術
大壩的混凝土接縫灌漿技術屬于隱蔽工程,采取合理的施工工藝和工序非常重要,也只有這樣才能保證灌漿的施工質量。而且對于接縫灌漿來說,它有其獨特的管路系統布置,依次是重復式灌漿管路系統、盒式灌漿管路系統與騎縫式灌漿系統。這三種灌漿管路系統適用于不同的情況,而且都有其獨特的優勢。不會造成管路的堵塞,重復式灌漿管路的優勢在于可以保證重復進行灌漿,盒式灌漿管路系統的進漿和回漿管不易造成堵塞,因此有效保證了灌漿的質量,唯一的缺點就是縱縫灌漿需要耗費較多的管材。主要體現在灌漿流暢,相對來說,騎縫式灌漿的優勢最為明顯,且管路不易堵塞,而且升降均勻。不過對于接縫灌漿技術整體來說,需要注意的也不少。要注意在施工過程中因為壩體變形而使得兩個相鄰的接縫張開度變小甚至閉合;還要注意堤壩初期蓄水的高度,在澆灌的時候為了使得壩體穩定切忌橫縫和縱縫同時澆灌。
二淺談水利水電工程混凝土施工管理的有效方法
對于水利水電工程混凝土施工管理的有效方法作者有以下幾點建議:首先要加強施工計劃的管理,要對所進行的工程進行合理性規劃的計劃,以保證目標合理有序的進行。其次,由于水利水電工程一旦實施起來就是造價高、工程量大的項目,因此為了避免工程中出現不必要的損失,要按照計劃嚴格的執行,提高企業的經濟效益和社會效益;在保證工程高質量的前提下,重視施工技術管理在水利水電工程混凝土施工中,加強對技術的管理是保證施工進度和工程質量非常重要的因素。施工技術是決定其成敗的關鍵,在實際的水利水電工程施工中,我們需要引進大量技術過硬的高素質人才,配備先進的技術裝備,制定合理的技術計劃,保證技術及時開發以及合理運用等,以提高水利水電工程混凝土施工技術管理的水平,保證工程的高質量和工程建設的高效率。我們還要注意施工過程中的質量管理,水利水電工程是大型的工程項目,如果存在著安全隱患的話,會嚴重威脅人民生命財產的安全和國民經濟的發展。在具體的操作過程中可以通過嚴格控制施工材料的質量,保證在源頭上符合國家標準,這是學會整體質量管理的其中一種方式。另外,要是能在施工的每個環節都嚴把質量關,那么再通過嚴格的管理,相信最后所完成的工程項目都會是高質量的項目。
三結束語
1.1人才技術
當今時代,科學技術的功能幾乎已經覆蓋所有領域,為社會的發展做出重大貢獻。水電水利工程涉及水力學、電力學以及物理學等多門學科,其節能降耗方面還涉及生態學等領域,需要投入這項事業的人才具備較高的綜合素質,掌握較為精湛的技術。技術的應用依靠人才,可以實現人才和技術之間必須進行良好地整合,如此才能確保水利水電工程的節能降耗事業順利向前發展。
1.2精神因素
節能降耗理念的出現為社會發展提供了較為明確的方向,但是實際情況并不樂觀。廣大人民的思想觀念仍然停留在傳統狀態,對于節能環保沒有較為深刻的認識,這種狀況使得水利水電工程的節能降耗工作遭受較為嚴重的阻礙。但是社會范圍內仍然存在一部分節能意識較強的人們,正在為我國的的節能事業奮斗。
1.3生態因素
節能降耗的提出的重要原因就是為了應對生態問題,自然資源是否可再生能夠對節能事業產生重要影響。在進行水利水電工程建設的過程中,對所在區域的環境會產生一定的影響,針對這個方面進行研究,對水電工程的節能降耗具有重要的意義。針對以上四個方面進行分析可知,它們共同對水利水電工程的節能事業產生重要影響。因此,可以從這個四個方面分別建立起節能降耗的評價指標。
2ANP概述
ANP被稱為網絡層次分析法,是在層次分析法(AHP)的基礎上形成的,其設立為決策服務。在對現實中的問題進行分析的過程中,系統中的組成要素是根據網絡形式進行排列的,網絡中的每個要素都能夠對其他要素產生擾動作用,也可能在其他要素的限制下出現相應的變動。如此的作用形式可以對ANP實現合理的描述。其結構相較于AHP來說具備一定的復雜特性。利用其達到決策的目的,首先需要對決策的內容進行劃分,利用相關原則對其進行限定,每個原則的權重需要進行確認,需要通過AHP的方法達到這個目的。然后需要對網絡結構進行相應的解析,對系統中的每一個要素進行相應地確認,確保其能夠按照某種關系進行排列,使系統能夠準確表述出元素之間的作用。在進行網絡構建的過程中網絡分為兩種情況,即獨立和依存。但是在解決現實問題的情況中,獨立和依存通常是并存的。對其模型進行構建,需要確認計算權重,這個部分就需要具備一定的數學知識,對初學者來說難度較高。
3確認評價指標權重
針對評價指標進行分析,解讀各個指標之間的相互作用關系,根據ANP概述中的內容,參考權重的確定步驟,針對節能降耗評價指標的權重進行計算。權重的確認需要在計算展開的過程中,需要按照一定的準則進行逐次逐個計算。
4啟示與建議
水電水利工程的建設應該符合節能降耗的要求,務必將其控制在一定的范圍內,確保其能夠符合研究的現實狀況。
4.1工程設計合理
水電水利工程在進行設計的過程中,需要對當地的情況進行細致調查。當地的氣候、水文地質條件、人口因素等要素都是調查的重要內容,安排專門的小組,通過實地考察收集信息,到當地水電管理部門查閱資料,作為工程設計的參考數據。設計方案要兼顧成本控制,確保資金的使用效率,同時考慮環境因素,使工程的建設對環境的破壞控制在最小的程度。工程的可靠性是設計的重點,在設備選用方面也應該注意對其質量進行控制,確保其能夠消除安全隱憂。
4.2控制材料消耗
水電水利工程的建設需要運用大量材料,土石方面的使用量需要進行合理規劃,要運用科學的方法對其進行事先計算,在進行建設的過程中將土石的用量與計算的結果進行對比,確保現實建設用量與計算量保持同步,一旦出現較大的偏差,需要對施工現場進行控制,調整建設方案,對土石的用量進行較為嚴格的限制,將工程的土石等材料的消耗量控制在合理的范圍內。
4.3科學挑選挖掘設備
工程的建設涉及挖掘的部分相對較多,設備的選擇對于能源的消耗的限制顯得尤為重要。這種消耗不僅僅指的是挖掘的土壤資源消耗,也與設備自身的消耗有關,如果選用的挖掘機械耗油量或者耗電量較大,就會使得能源的利用率下降,出現不合理消耗的情況。因此一定要選用耗油量相對較小,進行操作的過程中也要注意水土資源的流失問題。
5總結
受地形和施工用電部位的限制,施工供電系統建設位置選擇性很小,部分變電站為滿足施工需要建設在施工隧洞中。一方面水電站建設地海拔高、氣候多變、地質災害頻發,另一方面施工產生的粉塵、震動、施工爆破的飛石等,都會對供電線路、設備的安全運行造成較大威脅,惡劣的運行環境對設備可靠運行的考驗極大。
2大型水電站施工供電管理工作中的重點和難點
大型水電站施工供電管理是一項復雜而龐大的系統工程,涉及業主單位、施工單位、電網運行維護管理單位、地方供電公司等多層面、多部門,需要各單位之間有良好的協調,既要保證施工進度的正常進行,還需要確保施工供電安全、可靠,這正是施工供電管理工作中的重點和難點所在。
1)大型水電站施工供電多由業主進行供電系統的建設并擁有產權,而后委托具有相關資質的電力企業進行運行維護管理。電網運行維護管理單位既對業主負責,同時也對施工單位進行管理、提供服務。由于業主投資重心多放在工程建設上,加之施工供電具有臨時性,業主對施工供電設施往往在建設初期進行投資后,很少再進行改造升級,電網運行維護管理單位無法采用新技術、新設備來提高施工供電管理水平,只能從人員配置、響應速度等方面提高管理,無形中對管理工作提出了更高要求。
2)施工供電作為工程建設的基礎保障,理應受到施工單位的重視,但大多施工單位多首先考慮的施工進度及減少投資,對供電等輔助生產系統的認識不夠,投入的人力、資金、不足,存在現場管理混亂,安全措施不到位,用電安全隱患整改力度不夠等諸多問題。
3)施工現場人員流動性較大,施工單位現場管理人員素質良莠不齊。部分單位用電管理人員未持證上崗,人員調整未進行必要工作交接,造成新來人員對本單位線路、設施、運行方式不清楚,對電力調度命令執行不力,甚至未辦理相關手續就進行各類操作,對電網安全、可靠的運行造成極大威脅。
4)用電現場管理混亂,缺乏對用電危險源的辨識。施工用電屬臨時用地,私搭亂接現象嚴重,私自拆除、遷移用電設備的現象時有發生,電氣設備老化,用電設施配件不全,用電設備周邊缺乏必要的安全警示、標識裝置。
3提高大型水電站施工供電管理水平的必要舉措
由于電力行業的特殊性,國家相應的法律、法規,行業規范,標準化工作流程等已較為規范,但由于施工供電的具有自身的特點,如何在滿足上述條件下推陳出新,提高管理水平,更好的為工程建設服務,是當下施工供電管理工作應該思考的。
1)建立健全各項管理體系,制定落實管理制度,強化用電安全意識。根據電網運行狀況及業主管理要求,建立健全施工供電管理體系,制定各項管理制度和工作流程,力爭做到制度落實到位、工作按流程執行,確保施工供電管理體系有效運行。強化人員用電安全意識,制定并定期演練各類應急預案,做好事故預想及反事故措施。
2)提高認識,轉變觀念,加大投資。施工供電作為大型水電站建設過程中輔助生產系統,是保證工程建設進度、質量等的基礎工作之一,應得到足夠的重視,業主及施工單位應具有“安全出效益”的理念,加強供電設施的投入,淘汰老舊設備,合理配置人員,加強人員培訓。
3)落實用電安全隱患整改,杜絕違章操作,提高安全意識。用電安全重在防范,因此用電安全隱患的排查和整改是預防用電安全事故必要措施,各單位、層面應積極配合,強化整改力度,做到整改閉環。同時,對相關操作人員進行培訓,杜絕違章操作,提高安全意識。
4結束語
關鍵詞:水利水電工程;施工技術;注意問題
水利水電工程是一項我國的基礎工程,由于使用資源的特殊性,需要相關的工程設計人員具有一定的專業知識,同時整個水利水電工程時間較長,對水利水電工程當中的是、相關環節都需要進行一定的控制。并且水利水電工程中的大壩施工是整個水利水電工程當中的樞紐環節,在其施工的過程中需要對施工的人員以及施工材料進行一定的控制,而且大壩施工工程出現一定的質量問題,勢必會對整個水利水電工程產生一定的影響,根據目前的水利水電工程的發展情況,對相關的施工技術進行一定的控制是非常重要的,本文將對水利水電大壩工程的施工技術以及在施工過程中需要注意的相關問題進行舉例分析。
1 水利水電工程施工技術探析
在水利水電施工中需要注意壩體的填筑施工技術,通過在施工前對施工環境的了解,從而制定相關的壩體施工方案,接下來就是對施工技術進行一定的控制,按照施工的方案進行相關的施工工作,保證工程整體的完整性,以下將對實際的施工步驟進行舉例分析。
(1)在實際的施工之前需要對施工的環境以及施工工程的長度范圍進行了解,這些都需要設計相關的施工圖紙,利用施工的圖紙對整個施工工程進行階段的劃分,通過細節的劃分保證每一個施工區域內的誤差有一定的減少,同時在施工設備的選擇上需要注意施工機械的長度和范圍,保證實際的順利施工。
(2)在實際的施工過程中需要對施工的順序進行一定的安排,同時根據實際的施工需要進行設計,通常根據壩體的鋪料順序,以及整體的施工范圍進行設計,在考慮整體因素之后進行壩體的施工劃分工作。
(3)在水利水電壩體工程施工的過程中,需要嚴格控制施工材料的質量,對在實際施工中的施工材料進行檢查,保證每一個投入到施工中的材料都是合格品。
2 關于壩體填筑的施工工藝
2.1 對壩體進行填筑
在通常情況下,需要對壩體進行填筑工作。壩體填筑過程中需要按照步驟進行,首先要對壩基進行施工,然后對相應的部位進行澆筑,最后才能進行壩體填筑。但是在進行壩體填筑以前,需要充分考慮到第二年的汛期情況,所以在施工工期方面些許緊張。在進行截流以后,在趾板區雨以及壩后多少會受到外界的影響,因此要根據設計的要求優先進行施工。施工中主要采用的方式為流水作業,對壩體施工加以一定的組織,可以分為幾個組成部分進行,這樣對于后續的工作進展也會起到幫助。
2.2 進行測量
當基面在得到驗收并取得合格之后,對于各個填筑區的交界線,要按照原先設計的要求進行測量,然后采用灑石灰劃線做標識,對于墊層的上游邊線,可以采用竹樁進行吊線控制,然后在兩岸的巖坡上寫明樁號、高程,對于墊層上游的邊線、過渡層與墊層的交界線、主堆石區與過渡層的交界線等,在每層有所上升時,都要先進行測量放樣,對于主次交界線以及下游的邊線,則可以放寬要求,在放寬到2至3層時,才進行相應的測量放樣一次,在進行施工放樣時,則是以預加沉降量的壩體斷面為標準。由于要對沉陷之后的高程以及外形的尺寸進行相關考慮,對于壩頂高程,則要以最終的沉降高程為標準,在對壩體進行填筑時,則首先要有0.5%至1.0%作為沉降浮動范圍。
2.3 將壩料進行攤鋪
對壩體進行填筑時,要從填筑區的最低點開始進行,然后沿著壩軸線的方向開始鋪料,在填筑墊層料、砂礫料、過渡料以及壩體兩邊的接坡料進行卸料的時候,宜采用后退法進行卸料;主堆石、次堆石以及低壓的縮區料進行填筑時,宜采用進占法進行填筑。在攤鋪的過程中,采用自卸汽車運輸填筑料,推土機進行平整,對超大直徑石塊、界面分離料,一般是采用小型的反鏟機進行處理,而過渡料、墊層料,則要采用人工進行平整。
2.4 對石料進行灑水
對壩體進行灑水時,一般是采用壩面或者壩外加水的方式進行,具體操作方式要根據施工的條件采取不同的措施。而為了避免石料在強烈的振動壓力下,塊石與塊石之間的棱角受到碰撞而碎裂,從而產生孔隙率,因此要對石料進行灑水潤濕。對于孔隙部分,則要以細料進行填充,從而增加碾壓的密實度。對于灑水量的確定,則要以碾壓試驗之后的結果進行確定,因為有些部分摻有風化巖的配料,所以要增加灑水量,從而使得配料能夠得到潤濕而變得軟化。
2.5 對石料進行壓實
對于墊層料、過渡料,一般采用碾進退錯距法進行壓實,對于砂礫石料、主、次的堆石料,則采用牽引式振動碾進行碾壓,采用振動碾進行碾壓時,一般是沿平行壩的軸線方向來進行,對于施工道路邊的邊坡處、岸坡處,在采用順向碾壓的基礎上,還要采用液壓振動夯進行碾壓,對于主、次堆石料的碾壓,則采用進退錯距法進行碾壓。對于大的碾壓設備無法到達之處,可以采取液壓振動夯或者小型手扶式的振動碾進行。
3 壩體填筑時注意的問題
3.1 岸坡與壩體結合部分的填筑
對于壩體的地基,要求其不能有反坡現象的發生,因此,對壩料進行填筑時,要對邊坡的反坡部位先進行混凝土的回填或者進行削坡,對壩料進行填筑時,在岸坡的結合部位,比較容易出現大塊石集中的現象,并且碾壓機械無法到達,從而導致了結合部位的碾壓不夠密實。所以,在對結合部位進行填筑時,要把填筑鋪料的厚度相應降低,對所有的大塊石進行清除,然后采用過渡層料進行填筑。
3.2 大壩各區料進行界面處理要注意的問題
對于大壩填筑各區料的交接面進行填筑時,要避免大塊石太過集中,特別對主堆石料與過渡料之間、過渡料與墊層料之間,更要防止填筑料的粒徑出現太大差距。在進行卸料時,可以采用后退法進行卸料,并且在填筑的過程中,要避免超大直徑的石塊太過集中。對于界面上的大塊石,則要采用推土機或者反鏟挖土機進行清除,避免過渡區侵占到墊層區、主堆石區侵占到過渡區等現象的發生。
結束語
我國水利水電施工技術得到了很大的提高,在實際施工中,通過實際情況選擇適合的技術開展各項工作。水利水電工程施工技術關乎水利水電行業的發展,良好的技術不但可提高工程質量,而且還能為企業帶來更大的經濟效益,因此,對水利水電施工技術依然要給予高度重視。
參考文獻