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1、工程简况
贵州省金沙县油沙河水库是一座以城镇供水为主的水利工程,水库供水范围包括金沙县城、石场乡和箐门乡。坝址处控制流域面积196km2,多年平均流量2.52m3/s。水库校核洪水位815.79m,总库容1377万m3,正常蓄水位为812m,相应库容为1190万m3,死库容362万m3。工程主要向金沙县城和石场乡、箐门乡供水,供水规模为3.97万m3/d。
油沙河水库的主要任务是向金沙县城和周边区域供水,主要监测对象为大坝和环境量。监测自动化观测能够及时采集到大坝安全所关心的观测数据,提高测读精度和频次,而且能够及时对采集到的数据进行分析处理,及时了解大坝的运行状态,如发现异常问题可以及时采取相应的处理措施,防患于未然。同时可以大大减少运行管理人员的工作量,改善工作条件,符合现代企业“无人值班,少人值守”的运行管理模式的需要。
2、安全监测自动化系统设计
2.1总体结构
监测自动化系统包括数据采集系统和工程安全监测信息管理系统两部分。
自动数据采集系统主要是把布设在枢纽各建筑物内各类永久观测仪器的观测数据按照事先给定的时间间隔准确无误地采集到指定的位置,并按照一定的格式存储起来。工程安全监测信息管理系统主要是对采集系统和人工采集来的观测数据实时进行管理、分析、处理,实时掌握工程的运行状况,为及时、准确判断工程的安全状况提供可靠的依据,对整个工程实现在线监控和离线监控。
2.2自动化监测项目的选择
自动化监测项目选择的基本原则为:将反映建筑物安全而设置的监测项目进行自动化监测,而把施工期监控及校核、反馈设计的观测仪器不予联网;需要进行高准确度、高频次监测而用人工观测难度、强度较大的监测项目以及人工不易到达部位布置的监测项目;纳入自动化监测的项目已有成熟的、可供选用的监测仪器设备。根据上述原则,拟将大坝的渗压计、堰流计等20支传感器做为自动化监测项目。
2.3采集系统的布设、通讯方式及网络结构设计
本工程拟采用分布式自动化监测系统,共设1个自动化测站,将MCU布置在测站内。监测仪器联入自动化系统前,需对各仪器的稳定性和可靠性进行鉴定,对已损坏或测值不可靠的测点不予联网。
监测自动化系统由数据采集装置、监测管理站计算机等组成,其中数据采集装置布置于各个测站,计算机布置监测管理站。拟设置2个数据采集装置,将监测管理站设在水库管理方办公楼内。
自动化监测采集网络由1监测管理站、2个现场测控单元及48个传感器组成。网络结构采用总线拓扑结构。
各级网络通信方式如下:
(1)现场测控单元直接与传感器相接,各测控单元有其自身的日历和时钟,可独立完成监测数据采集、A/D转换、工程单位转换,同时可接受采集计算机的指令完成有关操作等。
(2)监测管理站通过通迅光缆和坝区测站相连。
2.4工程安全监测信息管理系统要求
工程安全监测信息管理系统应包括数据采集与数据管理两大方面的功能,数据采集软件要求基于Windows2000以上环境下开发,采用开放式数据库(SQL Server2000/MSDE,支持多窗口操作,可视化中文操作界面,菜单、选项式的操作,具有多重加密功能以及开放式数据库结构,提供良好的可扩充性能。
(1)数据采集功能
数据采集软件包括人工采集和自动化采集两部分。对于人工采集的数据,要求提供一个人机界面窗口,直接由键盘输入进库;自动化采集软件要求为图视化的窗口软件,所有测点均显示在布置图中,每一个测点都与数据库相连接。同时,布置图中的每一个测点又与现场采集模块的对应仪器相通,当操纵和选择屏幕上的测点状态就可以完成测点的采集(单点、选测、巡测、定时等)、换算、处理、入库等全部过程。自动采集软件还可用于单机采集和网络采集,通过对计算机的设置,局域网(甚至广域网)上的任意一台计算机均可以控制监控主机进行数据采集并把采集的数据传输到本地计算机上。
(2)信息管理及分析功能
①系统管理功能:具有用户管理及系统日志管理、可视化的系统配置、参数修改、测点编辑等功能。特别是监测系统配置发生改变、测点增减、测点属性发生变化、时钟设置时能够十分方便地进行安全监测软件系统的管理和更新。
②数据库管理功能:能够方便实现测值换算及测值维护功能,成果计算、公式编辑、数据查询、数据统计、数据编辑、故障查询、不同平台之间数据转换和连接以及人工数据入库、数据库备份等。
③图形、表格制作功能:可灵活方便地制作各种过程线图、分布图及矢量图;能显示动态信息;能根据需要编辑图形的比例、颜色、线条类型、图幅大小及数量等参数。能按类生成监测数据特征值统计表、变位率统计表、测值年报表、月报表和日报表等生成功能,并保存为EXCEL格式,便于用户修改和调整。
3、安全监测系统投资
安全监测专项投资概算由施工期观测、安全监测建筑工程、安全监测设备及安装工程三项费用组成。
结 语
中图分类号: S611文献标识码:A 文章编号:
工程简况
贵州省金沙县油沙河水库是一座以城镇供水为主的水利工程,水库供水范围包括金沙县城、石场乡和箐门乡。坝址处控制流域面积196km2,多年平均流量2.52m3/s。水库校核洪水位815.79m,总库容1377万m3,正常蓄水位为812m,相应库容为1190万m3,死库容362万m3。工程主要向金沙县城和石场乡、箐门乡供水,供水规模为3.97万m3/d。
建坝河段长约1.5km,河流呈不规则反“S”形,与区域构造展布方向基本一致,为走向谷,河谷狭窄,岸坡有宽缓平台,其上为陡崖。根据野外地质测绘,并结合工程地质条件分析,选定的坝址位于牛路沟与油沙河的汇合口下游150m处。水库坝址位置由于两岸岩体风化较深,弱风化带下限深度达127m,垂直岸坡深度达60~70m;不适合建拱坝,因此,在设计过程中坝型设计考虑采用混凝土重力坝方案和面板堆石坝方案进行比较选择 。
坝型适宜性分析
工程地处金沙县箐门乡附近,距离遵义市较近,遵义到金沙有326国道。工程所需水泥考虑从遵义购买,粉煤灰可从金沙县黔北发电总厂购买。从建筑材料供应角度看,工程具备修建混凝土坝的条件。
坝址处土料缺乏,砂石料和堆石料储量丰富,开挖出来的弱风化块石可作为堆石料的来源,不足部份,可到坝址下游右岸石料场开采,料场岩性是白云岩及白云质灰岩。混凝土骨料可到平坝乡消洞坡附近石料开采。从筑坝材料分析,工程具备修建混凝土坝和面板堆石坝的条件。
坝型比较方案
选定坝址河段属深切斜向谷,两岸地形基本对称,河谷断面呈不对称的“V”字型,宽高比2.5:1;地层岩性为白云岩。
根据坝型适宜性分析,结合工程规模、枢纽布置以及施工条件,设计过程中拟定碾压混凝土重力坝和面板堆石坝两种坝型结合枢纽布置进行坝型比选。
3.1 混凝土面板堆石坝方案
枢纽布置格局为:混凝土面板堆石坝+右岸溢洪洞+右岸抽水泵站。
混凝土面板堆石坝设计:根据调洪成果,大坝设计水位(P=2%):813.43m,相应下游水位746.93m;大坝校核水位(P=0.1%):815.79m,相应下游水位748.49m;正常蓄水位:812m,死水位:786.00m。
本方案堆石坝布置于主河道,坝顶高程817.00m,河床趾板建基面高程728m,最大坝高89m,坝顶净宽度8m,坝顶长190m。上下游坝坡均为1:1.4,下游在797m、777m、762m高程均设一马道,综合坝坡1:1.56。坝体分区从上游到下游依次为上游盖重区1B、上游铺盖区1A、钢筋混凝土面板F、 垫层区2A、过渡区3A、主堆石区3B、下游次堆石区3C、下游主堆石排水区3F、下游块石护坡3D等几个区。
钢筋混凝土面板采用C25 W8 F100混凝土,顶部厚度0.3m,底部厚度0.6m。为适应坝体变形,面板设缝,两岸受拉垂直张性缝间距6m,中间受压垂直压性缝间距16m。趾板采用平趾板型式,厚0.8度m,趾板宽度统一取为6.0m,不分缝,趾板与基岩间用φ25 L=4.5m @ 2×2m锚筋锚固。对基础进行固结灌浆处理,基础固结灌浆布置为两排,孔深均为10m,间排距均为3 m,裂隙密集区等地质缺陷部位视具体情况加密和加深灌浆孔,同时对趾板开挖边坡进行喷锚支护。
3.2碾压混凝土重力坝方案
枢纽布置格局为:碾压混凝土重力+坝身溢流表孔+右岸抽水泵站。
碾压混凝土重力坝设计:碾压混凝土重力坝坝基持力层为弱风化白云岩层,坝轴线方位为N70.81°W,坝顶高程817.50m,坝底最低处高程726.00m,最大坝高91.5m,坝顶宽度8m,最大坝底宽度81.03m,坝顶全长188.0m,其中左岸非溢流坝段63m,右岸非溢流坝段长66m,河床溢流坝段长54m。
大坝共设8条诱导缝,最大间距29.5m,最小间距14m。基础灌浆排水廊道布置在坝基靠上游侧,分2层,底板高程分别为730.50m、772.00m。坝体排水管布置在上游坝面防渗混凝土分区后,分竖向和水平方向布置,形成一个整体。排水管采用排水盲材,在浇筑过程中预埋在坝内,排水管底部接至廊道内,以形成排水通道。
坝型比较与选择
4.1地形地质条件比较
坝址河段属深切斜向谷,两岸地形基本对称,河谷断面呈不对称的 “V”字型,下游无河床深槽;河床覆盖层为漂卵石层,两岸基岩;坝址右岸有河湾地形,可建溢洪道或溢洪洞。从地形条件角度重力坝和混凝土面板坝方案相差不大。
坝址地层岩性主要为白云岩、泥质白云岩、白云岩夹泥质粉砂岩、白云质灰岩等,场地稳定性较好,坝址具备建重力坝和混凝土面板堆石坝的基本条件。
重力坝方案最大坝高91.5m,坝基需开挖至微风化层,坝基开挖工程量较大,且河床坝基出露地层岩性主要为薄~中厚层泥质白云岩、白云岩夹泥质粉砂岩,岩层产状为80°/NW∠6°~8°,倾下游偏左岸,岩体陡倾裂隙发育,坝基岩层倾角平缓,与不利结构面组合存在深层或浅层滑动的边界条件。而混凝土面板坝对坝基岩体的强度和变形性能要求不高,坝轴线以上坝基挖至弱风化岩体,坝轴线以下将河床卵层表面清理干净即可,坝基处理简单。从地质角度,混凝土堆石坝方案优于重力坝方案。
4.2枢纽布置条件比较
在挡水建筑物方面,混凝土面板堆石坝方案坝基开挖较少,右岸有河湾地形地质条件布置溢洪洞,各建筑物基础开挖的弃渣大部份可作为筑坝材料,施工弃渣较少。两方案相较,混凝土面板较优。
在泄水建筑物方面,重力坝方案利用坝身表孔泄洪,挑流消能,洪水基本在原河道内,对下游两岸冲刷影响较小。面板坝方案采用溢洪洞泄洪,挑流消能,水流与原河道呈47º夹角,对左岸河道存在一定的冲刷,但是河床基岩为白云质灰岩,抗冲刷能力较强。
两个坝型方案的坝首抽水泵站布置基本相同。从枢纽布置条件比较来说,面板坝方案略优。
4.3施工条件比较
两方案场外交通条件相同,两个方案的弃渣场、施工企业等均布置在相同位置,混凝土面板堆石坝方案,坝体填筑量较大,相应施工企业、施工仓库、砂石混凝土加工系统等面积也较大。但由于白云岩存在隐节理容易碎裂,可能不能作为混凝土骨料,因此混凝土的骨料场选择在平坝乡的消洞坡附近,运距15km。砼面板堆石坝方案的混凝土用量较少,坝体以堆石为主,枢纽各建筑物的开挖料均可作为坝体填筑料,不足部份可在下游1.0km的右岸石料场开采。因此从筑坝材料看,面板堆石坝方案较优。
4.5工程估算投资比较
碾压混凝土重力坝方案工程估算投资16422.23万元,面板堆石坝方案工程估算投资13990.48万元(其中面板坝投资10651万元,溢洪洞投资3338.90万元),混凝土面板堆石坝方案投资比重力坝方案少2431.75万元。在工程投资方面面板堆石坝方案较优。
坝型选择结论
Boye mouth Reservoir Water Supply Project siphon wear line Highway ancient Wu Jacking Quality Control
Ma Liang-zhu
(Shanxi North Dragon Engineering Supervision Co., Ltd. Shanxi Taiyuan)
Abstract: the Baiyekou reservoir water supply project construction bid I inverted siphon in ancient Wu Road Take the pipe jacking construction, this paper describes the pipe jacking construction process quality control, production safety, including measuring and positioning, casing, pipe jacking, welding joint between sleeve and pipe irrigation mud, sand backfill, backfill construction town pier, aspect etc.
Keywords: Boye mouth Reservoir Water Supply Project; pipe jacking; Quality Control
1.基本情况
由山东水利工程总公司承建的山西省吕梁市交城县的柏叶口水库供水工程土建Ⅰ标的倒虹吸工程需要横穿古吴公路,该路原况为沥青砼路面,路面高程为863.60 m,路面宽9m,两侧路肩宽2m。由于该公路为文水、交城、吴城去古交的省级干道,车流量较大,原设计方案为大开挖埋管方案,施工时需要断路,施工便道拆迁难度大,公路部门及当地政府不同意该方案,施工单位本着技术可行,安全可靠,和不影响交通的原则,提出设计变更申请,由原设计大开挖施工方案改为顶管施工方案,监理、设计、业主各方经仔细审核从安全、经济、科学几方面考虑同意该方案。
2.施工过程控制
倒虹吸1#穿公路段顶管起止桩号为3+090.67至3+114.67,总长度为24米,倒虹吸轴线与公路夹角为77度,其中公路及路肩宽度为13.34米,两侧边坡坡比约为1:0.7,具体布置见附图1和附图2。采用DN1600混凝土套管顶进,然后DN1200钢管边焊接边顶进的施工方案。顶进工作坑设置在桩号3+114.67处,顶进坑内靠背采用C25钢筋砼,底板采用C20素砼,具体尺寸见附图2。钢管与PCCP管焊口处各设C20钢筋砼镇墩1个,镇墩具体尺寸按设计图纸施工。
施工程序为:测量工作坑的设置设备安装混凝土管顶进钢管铺设镇墩浇筑场地恢复。
2.1测量放线控制
通过全站仪准确地测定管道的中心线,设立标高控制点,并建立地面与地下测量控制系统,控制点应设在不易扰动、视线清楚、方便校核、易于保护处。在钢筋砼管顶进过程中,实施测量全过程监控,前两节管是关键,保持30cm测一次,根据测量结果调整顶进方向,前2节管入土后,保持50cm测一次,保证砼管中心平面和高程偏差在施工规范允许范围内。
2.2工作坑施工
工作坑设置在公路一侧,工作坑采用机械配合人工进行开挖。工作坑内作素砼底板,砼底板尺寸为长5.5米,宽4.5米,厚0.3米。靠背采用C25钢筋砼结构,靠背尺寸为高4.5米,宽2.5米,厚0.3米。靠背紧靠土体,并且与管道顶进方向垂直,工作坑的支撑形成封闭式框架,矩形工作坑的四角应设置剪力支撑,防止塌方。
具体顶管法布置图示见附图1。
2.3设备安装
2.3.1顶管所需机械设备清单
序 号 设备名称 规 格 单 位 数 量 用 途 备 注
1 汽车起重机 50T 台 1 下管与垂直吊土
2 千 斤 顶 500t 台 1 顶 进
3 导 轨 24M 根 2 导 向
4 顶 铁 15×40×200mm 块 4 前、后横向用
5 顶 铁 20×30×200mm 块 2 后坐立向
6 顶 铁 20×30×100mm 块 1 后坐立向
7 顶 铁 20×30×120mm 块 2 前纵向用
8 顶 铁 20×30×60mm 块 6 前纵向用
9 顶 铁 20×30×30mm 块 4 前纵向用
10 顶 铁 20×30×15mm 块 4 前纵向用
11 顶 铁 20×30×10mm 块 4 前纵向用
12 顶 铁 20×30×5mm 块 4 前纵向用
13 顶 铁 20×30×2mm 块 6 前纵向用
14 顶 铁 20×30×1mm 块 1 前纵向用
15 照 明 24~32V 套 1 照 明
(图1 、图2)
2.3.2设备安装质量控制
设备安装时应达到以下要求:
(1)两导轨应平行、垂直等高,其纵向坡度与管道设计坡度一致,且安装后的导轨应牢固,防止在使用中产生位移,并应经常检查校核。
(2)千斤顶应固定在支架上,并与管道中心的垂线对称,其合力的作用点应在管道中心的垂直线上;
(3)油泵应设置在千斤顶附近,油管应顺直,转角少,且油泵应与千斤顶相匹配,并应有备用油泵。油泵安装完毕,应进行试运转。
(4)顶铁应有足够的刚度,采用型钢焊接成型,焊缝不得高出表面。
(5)顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫。顶铁拼装后应牢固锁定。
2.4砼管道顶进施工
2.4.1顶进前全部设备必须经过检查合格,并调试正常,具备正式施工的条件。
2.4.2将一节套管先置于导轨上,用全站仪、水准仪校正其平面与高程位置,使其达到设计要求。
(3)派工人进入管内,一人在工作面挖土,一人用小车将土运至工作坑,再用起重设备将土运往地面。
(4)启动千斤顶,将套管顶进,千斤顶行程结束,再复位千斤顶,加塞垫块后复顶。
(5)顶进中,及时用水准仪监测管道是否偏离中心位置,否则应进行纠偏后再行顶进。
(6)顶进时在顶管外侧涂刷泥浆减少阻力,对于砼管与顶进土层间空隙采用从砼管注浆孔中注泥浆进行填充。
2.5钢管的铺设
采用50t汽车吊将钢管吊入工作坑内,然后用葫芦拉至套管内部,每节钢管均在工作坑内进行焊接。根据规范要求进行管底垫层处理。钢管与砼管间孔隙采用砂进行填充,即能保证间孔隙密实度,又能保证钢管外面的柔性。
2.6管道安装就位后,做好管道两端的封闭施工。
2.7顶管完成后在进出口工作坑和接受坑。与PCCP管连接处各设镇墩一个,确保管线安全固定不偏移。
2.8场地修复
顶管段施工完毕后,进行现场清理,拆除工作坑和顶管设备,镇墩施工完毕后分层回填,进行场地修复,质量达到设计要求。
3.施工安全保证措施
3.1顶管工作坑采用机械挖土方时,现场应有专人指挥装车,堆土应符合有关规定,不得损坏任何构筑物和预埋立撑;工作坑如果采用混凝土灌注桩连续壁,应严格执行有关的安全技术规程操作;工作坑四周或坑底必须有排水设备及措施;工作坑内应设符合规定并固定牢固的安全梯,下管作业的全过程中工作坑内严禁有人作业。
3.2吊装顶铁或管材时,严禁把杆回转半径内人员停留;往工作坑内下管时,应穿保险钢丝绳,并缓慢的将管子送入轨道就位,以便防止滑脱坠落或冲击轨道,同时坑下人员应站在安全角落。
3.3垂直运输设备的操作人员,在作业前对设备各部分进行安全检查,确认无异常后方可作业,作业时精力集中,服从指挥,严格执行起重设备作业有关的安全操作规程。
3.4安装后的轨道应牢固,不得在使用中产生位移,并应经常检查校核;两导轨应顺直、平行、等高,其纵坡应与管道设计坡度一致。
3.5在拼接管段前或因故障停顿时,应加强联系及时通知管头操作人员停止挖进,防止因超挖造成塌方,并应在长距离顶进过程中加强通风。
3.6顶进过程中,油泵操作工应严格注意观察油泵压力是否均匀渐增,若发现压力骤然上升,应立即停止顶进,待查明原因后方能继续顶进。
3.7管子的顶进或停止,应以管头发出信号为准。遇到顶进系统发生故障或在拼管子前20min,即应发出信号给管头操作人员,引起注意。
3.8在工作坑及接受坑上方周围设警示标志,加设防护栏;顶进作业时,一切人员在护栏外,不得在顶铁上方、两侧站立操作,严禁穿行。对顶铁要有专人观察,以防发生崩铁伤人事故。
3.9管道内的照明电信系统应采用安全电压宜采用12V,每班顶管前电工要仔细检查各种线路是否正常,确保安全施工。
4.结语
柏叶口水库供水工程土建Ⅰ标倒虹吸穿古吴线公路采取顶管施工,避免了大开挖断路施工对公路交通的影响,又减少因修施工便道对民房的拆迁费用,施工单位针对施工特点和难点,提高施工工艺,配置合理施工设备,注重安全生产,监理人员全过程旁站,对安全生产、测量定位、套管顶进、钢管接头焊接、灌泥浆、套管和钢管之间砂土回填、镇墩施工,土方回填等方面重点控制,完工后经闭水试验,质量达到了设计及规范要求。
中图分类号:TV697.3 文献标识码:A
一、水库供水成本核算的目的及水库供水成本的构成要素
(一)水库供水成本核算的目的
供水成本核算的直接作用就是为供水定价提供依据,根本目的在于保障供水生产的正常运行,通过核算供水简单再生产的实际费用,为实现有利于保障水利设施的投资、运营和服务质量可持续性,促进供水运营效率的提高。水作为一种工农业生产必须的相对稀缺资源,在利用过程中,不仅有地域性、时间性的特性,而且具备了构成商品的基本要素。[1]实践证明,在市场经济条件下,价格是市场资源配置的最有效工具,而成本核算就是形成工程水价的基础。
(二)水库供水成本的构成要素
供水成本是指供水工程的物化劳动价值的货币表现(C)与劳动者为自己所创造价值的货币表现(V)之和。水利工程的供水生产成本和费用包括供水生产成本、营业费用、管理费用、财务费用和税金5个部分。
1、供水生产成本
供水生产成本是指正常供水生产过程中发生的直接工资、直接材料费、其他直接支出和制造费用。
2、营业费用
营业费用指水管单位为组织对用户供水而发生的水费计收机构经费,包括人员工资、职工福利费、差旅费、办公费、折旧费、修理费、物料消耗、低值易耗品摊销,代收水费手续费及其他营业费用。
3、管理费用
管理费用指水管单位为组织和管理供水生产而分配的管理机构经费、工会经费、职工教育经费、劳动保险费、待业保险费、咨询费、审计费、诉讼费、绿化费、土地(水域岸线)使用费、土地损失补偿费、技术转让费、技术开发费、无形资产摊销、开办费摊销、业务招待费、坏帐损失等。
4、财务费用
财务费用指水管单位为供水生产筹集资金而发生的费用,包括水管单位在经营期间发生的利息支出(减利息收入)、汇兑净损失、金融机构手续费以及筹资发生的其他费用。
5、税金
主要涉及房产税、车船使用税、印花税、营业税、增值税和所得税。其中有些可以分别记入不同的成本费用,不能重复计算。
二、水库供水成本核算中存在的问题
(一)供水成本核算的基础规则有缺陷
目前绝大多数水管单位属于事业单位,执行财政部 1996 年颁发的《事业单位财务规则》,同时普遍采用以《水利工程管理单位财务会计制度》为基础制定的《水利工程供水生产成本费用核算管理规定》,由于缺乏科学、完整的成本核算资料,很难规范地按照《水利工程供水生产成本费用核算管理规定》进行供水生产成本核算。
(二)成本核算的办法和内容不准确、不完整
采用《事业单位财务规则》的水管单位只能实行内部成本核算,从核算内容上讲,是不完全的成本核算,从核算方法上讲,它又是不严格的成本核算。
(三)供水成本费率取值不严密、不明确
由于水利工程供水生产成本、费用的核算是一个非常复杂的问题,现行的《水利工程供水生产成本费用核算管理规定》 自身也存在着一些问题,特别是在固定资产价值、修理费率标准、人员定额、水资源费标准、供水保证率以及管理费用的分摊等方面缺乏较为明确的规定,尚需进一步的修订和完善。
(四)缺乏动态性
同一供水区域,不同年代,其供水条件和供水环境发生很大变化,各种功能供水量也相应有很大变化,目前的核算方法,尤其是分摊方法,不能够适应供水量及水库功能的动态性变化,分摊比例往往一旦确定,多年不变。这也是导致水价制定不准确的原因之一。
三、水库供水成本核算的原则及核算方法
(一)水库供水成本核算
1、权责发生制原则
凡是本期成本应负担的费用,不论款项是否支付,均应计入本期成本;凡是不属于本期成本应负担的费用,即使款项已经支付,也不能计人本期成本。
2、坚持合法性原则
不符合《中华人民共和国会计法》等有关法律、行政法规和财务会计制度规定的费用不能计入供水成本。
3、坚持相关性原则
凡与供水经营无关的费用,一律不能计人供水成本。
4、坚持分类核算原则
水库供水定价成本按供水对象和供水环节分类核算。供水对象分为农业、工业、自来水厂、水力发电、社会公益等;分环节(或级次)管理的水利工程供水,可按供水所分的环节(或级次)确定供水生产成本、费用核算对象。
5、坚持客观性原则
水利工程供水成本,必须以经审计的财务会计报告和有关部门或有资质的机构审核无误、手续齐备的原始凭证及账册为基础,做到真实、准确、完整、合理。
(二)水库供水成本核算方法
1、水利工程供水是指将自然水通过蓄、引、提等水利工程措施,向各类用水户提供的生产和生活等用水。水利工程供水计量点是指核算水利工程供水成本的计量位置,不同的计量点均有与其相对应的供水成本、供水量。
2、工程投资计算的范围
(1)工程投资是指完成达到设计能力的固定资产的全部基本建设费用,包括扩建、续建、除险加固等二次性投资。水利工程投资由国家投资和群众投资两部分组成。国家投资指中央、地方和工程管理单位自筹的投资,群众投资指集体集资、群众投劳、投料等折资,均按现行价格计算。
(2)水利工程建设项目费用,由建筑工程费、安装工程费、设备费、水库淹没处理补偿费、其他费用、预备费和建设期还贷利息组成。
3、固定资产核定
(1)水利工程固定资产在价值重估的基础上核定原值,按工程投资总额减去不构成固定资产价值的费用,即大型临建回收,应核销其他支出,移交其他单位的财产等。水利工程的固定资产形成率一般在80%-90%之间。水库的固定资产形成率经典型测算均值为 8600;灌区工程为 8800。固定资产的核定可按照水利部颁发的《水工建筑物价值重估标准目录》进行计算。
(2)固定资产的分摊
①具有防洪和兴利等多效益目标的综合利用水利工程,核算各效益项目供水价格时,应进行共用固定资产的分摊。
②水利工程全部固定资产中,将各受益项目的专用固定资产划分出来,由各受益项目单独负担。在全部固定资产中减去各受益项目专用固定资产,即为共用固定资产。
(3)水利工程供水保证率一般按照以下规定,农业灌溉用水50%~75%,城镇综合用水95%,工业用水97%。水力发电用水分摊兴利固定资产,专用水发电按实际用水分摊,如果是结合用水发电的电站一般是季节性小型电站,发电量小,一般可以不核算供水成本,不分摊兴利固定资产。
4、供水成本核算
(1)水利工程供水成本是在供水过程中发生的各项供水生产成本、费用的总和。是水管单位为供水生产发生的各项直接支出和各项间接费用,包括以下内容:
①水资源费:指按规定缴纳的水资源费。
②水源费:指从其它的水利工程调水支付的水费。
③燃料动力费:指供水生产过程中所耗费的燃料动力费用。
④工资及福利费:指直接从事水利工程供水的运行人员的工资、奖金、津贴和补贴。
⑤折旧费:指根据水利工程供水固定资产价值和国家规定的折旧率计算的折旧费,主要用于供水固定资产更新改造、除险加固等。
⑥工程养护修理费:是指为维持工程正常供水而发生的日常维修养护费,一般防汛费和工程大修理费。[2]
⑦其他直接费用:是指其他直接用于供水的各项费用,包括水文观测、水质监测、测水量水、科技推广运用、灌溉试验、工程绿化等其他应计入供水成本的直接费用。
(2)在成本核算中,供水固定资产的折旧费和大修理费按照水利部、财政部颁发的 《水利工程供水部分固定资产折旧率和大修理费率表》,采用固定资产分类折旧率和大修理费率,计算折旧费和大修理费。
(3)年供水量是影响单方水成本的重要因素,由于自然环境、工程配套和水文情势的变化等方面的影响,使得年际间的供水量离差较大,为了使其尽量具有代表性,可选用近期内包涵不同丰、枯水年份的年供水量平均值。[3]城镇、工业供水的保证程度高,在水量调度运用中一般均需优先保证,因此,可用设计取水量作为年供水量;遇特殊情况据实进行分析确定。
(4)在计算单方供水成本时,应掌握成本分析与供水计量点互相对应的原则,供水计量点一般规定如下:
①水库、河道枢纽工程按放水洞、闸;
②城镇、工业供水按专用供水工程取水口;
③机电排灌站按出水池口或出水管口;
④灌区按支渠进水口,成本费用中包括干、支渠为供水发生的全部费用。
参考文献
中图分类号:F285文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2010)03-294-02
一、水库水源地概况
长潭水库位于台州市黄岩区境内,于1958年10月动工兴建, 1964年竣工,水库集雨面积441.3km2,原设计库容6.91亿m3,灌溉面积69513.33hm2,基于安全原因,水库于2002年10月开始实施了除险加固工程,完工后总库容增加到7.32亿m3。
二、城镇管道供水工程回顾
台州淡水资源紧缺,水资源总量为91亿立方米,人均的水资源占有量低至1650立方米,仅为全国全省和世界人均占有量的85%、75%和19.5%,尤其是南片的椒江、路桥、温岭、玉环四县市经济发达,缺水严重,人均水资源占有量不足700立方米。预计到2002年,台州南片缺水量达2.5亿立方米。特别是上世纪70年代以来,随着经济的飞跃式发展,大量的地表水受到污染,水质日渐恶化,水位逐年下降,供需矛盾十分尖锐,到上世纪80年代末,台州南片上千家企业因之频繁停产,百万市民的生活用水面临困境。
1993年,被市民称为“德政工程”的台州一期供水工程正式立项,决定从长潭水库引水,设计引水规模28万立方米,共铺设地下输水管道61千米,总投资为2.5亿元。涉及百万居民生活用水和工业用水。但随着台州经济社会的快速发展,下游的用水量也急剧攀升,到2007年,日平均供水已经达到了27.33万立方米,最高峰时达到了31万立方米,超出设计通水能力的10.7%。为此,2003年1月起,设计日供水规模49万立方米的台州市二期引水工程破土动工,地下管道总长78千米。总投资达11.47亿元,2009年正式建成通水,城镇总供水量达到了77万立方米。
三、管道供水量和用水结构分析
水库城镇供水开通以后,水库的原水价格执行0.08元/立方米,与其他相同供水体相比,价格十分低廉,价格与价值严重背离,没有体现出水资源作为关系国计民生的重大战略资源的价值。在社会各界的呼声中,台州市政府于2005年、2006年和2009年召开了长潭水库城镇供水原水价格调整的专题市长办公会议,台州市发展和改革委员会相继下发了《关于调整长潭水库原水价格的通知》等系列文件,明确将原水价格调整到0.12元/立方米、0.15元/立方米和0.20元/立方米。即便如此,相对于全国其他水库供水0.25元/立方米~0.80元/立方米原水价格,这个价格还是显得比较低廉,没有凸显出水资源价值。
从表1、表2可知,台州市从2001年至2008年居民用水量和工业用水量逐年上升,前者说明该市的城镇化发展步伐加快、城镇人口不断增加和生活环境质量不断提高;后者则反映出该市工业蓬勃发展的势头强劲。
根据台州市国民经济和社会发展第十一个五年规划,到2011年,完成台州供水二期、黄岩新水厂建设等工程,积极推进全市自来水管网改造,使全市自来水漏损率下降到12%以下。随着产业结构渐趋稳定和合理,工业的规模逐渐扩大,集约化水平更高,工业生产效率将进一步提高,水的二次利用率也得到进一步挖掘,预计到2015年后,居民的生活用水量和工业用水量都将逐年提升,水资源稀缺性越加明显。
四、万元产值用水量
根据《台州市统计年鉴》、《台州市水资源公报》、《浙江省水资源公报》和浙江水利统计等资料,结合实际调查,得出台州市2001年到2008年工业万元增加值耗水量和万元GDP用水量,具体数据见表3,根据趋势法的统计预测原理,预测出2009年以后各年工业万元增加值耗水量。计算结果见表4。
截至2008年,浙江省的工业万元增加值用水量和万元GDP用水量分别为71立方米和113立方米。可见,台州市作为浙江省相对发达地区,其工业万元增加值用水量和万元GDP用水量都低于全省的平均水平,报告期的用水量逐年减低,体现出了水资源利用效率的进一步提升。不过,与周边发达国家如日本的万元工业增加值用水量低于25立方米、工业用水重复利用率一般在88%至92%以上相比较,差距明显。对照浙江省水资源保护和开发利用总体规划和浙江省“十一五”工业节水计划,到2020年全省平均万元工业增加值取水量小于130立方米/万元,万元GDP用水量小于64立方米/万元。到2030年工业万元增加值取用水下降到30立方米以下。那么作为水使用率领先的地区,要逼近日本的先进水平,台州市仍然需要不断努力。
五、效益计算
1.供水效益。根据水利部颁布的“SL72-94”《水利建设项目评价规范》,水库供水效益包括:灌区69513.33hm2农田的灌溉效益、年均1800万KWH的尾水发电效益、不可估量的防洪效益、难以统计的明渠工业用水效益以及生态和环境用水等所产生的巨大社会效益。本次仅计算通过城镇供水管道产生的效益。计算采用城镇供水效益常用的计算方法――分摊系数法,按水在工业中的地位分摊工业效益中供水贡献率,计算水库工程及供水工程的项目投资效益。
假定供水工程建设和其他工程建设具有一样的收益率,工程固定资产采用《固定资产评估报告书》评估值,供水工程总的固定资产23.78亿元,其中水源地工程管道供水工程分摊的固定资产3.82亿元,一、二期引水工程和自来水公司的固定资产约19.96亿元,城镇管道最大供水量为3.1025亿立方米。可以利用以下公式定量计算供水效益:
2.单位效益。1995年以前,水库的效益主要来自于发电和养殖,多年平均发电量不足1800万KWH。随着城镇管道供水工程的通水,确保城镇管道供水水量成了水库水量调度的首要考虑因素之一,水库的其他用水量相应减少,发电收入也随之降低;加上为了发挥水体生物链净化水体作用,水库在养殖方向进行了反相调整,捕捞和放养出现负收入;从表1可以看出,随着原水价格的提升和供水量的扩大,水库城镇管道供水的经济效益日渐凸显并成为主要经济来源,贡献十分突出。即便这样,对于拥有360多名在职和退休职工的水库管理局说,步履却并不轻松,如从2008年水库的运行成本构成来分析,当年水库原水销售收入2330万元、发电收入550万元、人员工资及公务费用约1800万元,水库管理及运营成本核算为1250万元、还贷利息308万元、折旧提取2380万元,收支平衡亏损2858万元。随着供水二期的通水,预计到2015年,按原水价格0.20元/立方米计算,水库的原水销售收入将提高到3600万,养殖等水质保护增加投入300万,人员工资及公务费用增加200万元,假设其他收支与2008年相似,则水库收支平衡仍将亏损1988万。虽然亏损额度逐年减少,但是经营压力仍然很重,这对进一步提升管理效率形成制约。
六、供水展望
1.水资源供需预测。2003年,长潭水库城镇供水范围内的总人数为292.5万人,到2010年时供水总人数将达到315万,预计到2020年供水总人数将超过350万人。根据台州市城市供水工程专项规划,到2020年,水库供水区域不同水平年单位人口日平均用水约为0.30m3/人・d。其州市区用水量2020年为105万m3/d,温岭、玉环收益区用水72万m3/d,总用水量为177万m3/d。但城镇管道总的供水量极限约为85万m3/d。假设2010年至2020年的10年中生活、工业需水量年均增长率为3.3%。随着人们环保意识的提高、节能减排措施的落实、科学技术的进步、生产工艺的改进,灌区内城镇的生活、生产用水年增长率的总趋势是逐年递减。但受总的可支配的水资源量的限制,城镇用水的供需矛盾仍然非常突出。
2.实行北水南调。二期供水工程的开通,极大地缓解了台州南片特别是温岭、玉环的用水紧张,但由于台州的经济发展速度和城市化推进速度较快,结合多年来的长潭库容调蓄特征和灌区农业和环境生态等其他用水情况,如果遇到2003年等干旱年份,水库的可供水量存在较大缺口。鉴于台州市南片缺水、北片富水的自然条件,台州市跨流域引调水工程作为台州市水资源调度的战略性工程被提到了议事日程,总体的设想是在毗邻长潭水库北部的仙居县境内的永安溪支流修筑库容超过1亿立方米的水库,通过隧洞工程引水到下游的长潭水库,实行联合调度,利用北面富余的水资源解决供水症结。据专家测算,此举将会使长潭水库多年平均的供水量增加1.18亿立方米,从而实现在台州水资源最大优化组合、配置。2001年,市政协在二届八次常务协商会议上提出了《关于实施“北水南调”工程的建议案》,同年11月市政府成立了北水南调工作领导小组,目前有关工程的具体方案和实施细则正在进一步论证之中。
3.提高水资源费。水库作为台州市的命脉工程,为灌区的经济、社会的快速和谐发展作出了卓越的贡献,但受资金制约,水库的经营管理仍步履艰难,两者形成鲜明的矛盾。鉴于目前水资源费用低廉,严重脱离了水在本地区承担的实际价值。因此,适当提高水资源定价应该是一条可行的路径,此举既能进一步提高全体市民惜水、爱水的意识,提高水资源的利用效率,又能保证水源地管理单位各项管理措施的正常落实和健康运行。在水价的定价上可参照各地的成功做法,结合本地实际,按照市场价值规律进行操作,逐步提高原水价格和水资源保护费,综合考虑政治账、经济账、和谐账、生态账,学习东阳向义乌市场化配置水资源的成功经验,水库属地行政主管部门应直接同椒江、路桥、温岭、玉环谈水权价格,站在灌区的大局上,兼顾短期和远期利益,真正反映出水资源战略资源。
七、结论
城镇管道供水是挖掘水库功能和发挥水资源效益的重要举措,自开通以来,为供水区域的经济和社会发展作出了卓越的贡献,分析、计算和预测城镇管道供水的经济效益,能进一步实现水资源优化配置,促进水库更好地为灌区的经济发展服务,意义重大。
参考文献:
1.朱晓荣,项国枚.台州市南片水资源供需现状及合理配置研究[J].浙江水利科技,2008(3)
2.台州市水利局.2001-2008台州市水资源公报.
由于压力管路中流速的突然变化,引起管中水流压力急剧上升或降低的现象称为水锤或水击。水流是具有惯性的,在供水工程中,当突然启动、停止或为调节流量而起用阀门,都将使水流速度发生变化而产生惯性力,惯性力的大小等于水流质量m与加速度的乘积,方向与加速度方向相反。在出水管路中,这个惯性力就表现为水锤压力。突然启动、停止或为调节流量而起用阀门所产生的水锤压力往往较大,一般可达正常压力的1.5~4倍或更大,破坏性强,常造成意外损失。所以对关阀水锤必须进行认真分析,并做出较精确的计算,以便采取必要的防护措施。
重力流水锤是在突然停电或者在阀门关闭太快时,由于压力水流的惯性,产生水流冲击波,就像锤子敲打一样,所以叫水锤。水流冲击波来回震荡产生的力,有时会很大,从而破坏阀门。当打开的阀门突然关闭,水流对阀门及管壁,主要是阀门会产生一个压力,由于管壁光滑,后续水流在惯性的作用下,压力迅速达到最大,并产生破坏作用,这就是水力学当中的“水锤效应”,也就是正水锤。在长距离供水工程中必须考虑这一因素。相反,关闭的阀门在突然打开后,也会产生水锤,叫负水锤,也有一定的破坏力,但没有前者大。wwW.133229.cOm水锤效应具有很强的破坏作用,可导致管子的破裂或疮陷、损坏阀门和紧固件,为了消除水锤效应的严重后果,在管路中需要设置一系列缓冲措施和设备。
通过计算机数值计算方法来模拟各种工况条件下输水管路系统的水锤状况,包括压力、流量等,进而分析超常水锤压力可能出现的情况,校核阀门和压力管路的承受压力,针对计算分析结果采用必要的水锤防护措施,寻求阀门的最优关闭 规律 ,来确保整个供水工程的安全运行,为供水工程的安全运行和供水工程的优化设计提供技术依据,因此意义重大。
1 重力流水力过渡过程计算原理
1.1 水锤基本方程
水锤基本特性方程包括运动方程和连续性方程[1]
(1)运动方程:
式中:v、h:分别为产生水锤时管中的流速和测压管水头;
f、d、g:分别为管道摩阻系数、管径、重力加速度;
x、t:分别为水锤波传播的距离、时间。
(2)连续性方程:
1.2 水锤特征线方程及其解法
根据流量和流速的关系q=av,用v=q/a代替方程式(1)和(2)中的v值,经推导得水锤基本方程的另一种形式:
从公式(5)、(6)、(7)的对比中可以看出,如果令c2=dx/dt,则式(5)中前一括号内可写成dq/dt,如令1/=dx/dt,则后一括号内的值可写成dx/dt,即令:
ap和bp直线,并交于p点。
如果把式(10)写成下列形式:dx=±c•dt
则dx是表示在dt时段内水锤波面以波速c沿管路移动的距离,例如,在t0时,管路a处生产或传出一正水锤波+c,在t0+t时移动了x距离而到达p点(即对应+1/c线上的p点),如下图所示:
同理在管路b点生产或传出一反向水锤波-c,在t0+t时也到达p点。所以我们把这种斜率为±1/c的直线分别称之为正水锤特征线和负水锤特征线,它们实质上反映了水锤波的传播过程,把+1/c值分别带入公式(9)和(10)中。
两组方程式说明:式(11)是(12)成立的条件;而式(13)是式(14)成立的条件,即对正特征线方程式(12)成立,对负特征线方程式(14)成立。由此可见,特征线即反映了水锤波面沿管路传播过程,也确定了管路中流量和水头的关系。
1.3 重力流水锤波速的计算
本段重力流采用玻璃钢管,管径dn800 mm,计算可得水锤波波速c=929.49 m/s。
2 张峰水库输水二干管线工程重力流水锤计算机数值模拟
2.1 张峰水库二干管线计算主要技术资料
2.1.1 张峰水库输水工程简介
张峰水库位于山西省晋城市沁水县郑庄镇张峰村沁河干流上,距晋城市城区90 km,水库总库容3.94亿m3,是以城市生活和 工业 供水、 农村 人畜饮水为主,兼顾防洪、发电等综合利用的大(2)型水库枢纽工程。
2.1.2 二干重力流段供水工程简介
(1)工程规模:二干起点为总干末端调蓄水池,输水线路全长18.28 km(总干末端蓄水池至二干末端蓄水池),向南供巴公地区工业用水,设计流量1.11 m3/s,管道及其建筑物的级别为3级,采用20年一遇洪水设计、50年一遇洪水校核。
(2)重力流工程组成;二干起点为总干末端调蓄水池,向正南方向在唐庄西约1 km处穿s331公路,经北陈、窑则头(在桩号r4+249穿铁路,在桩号r6+777处穿过许河)在桩号r9+350到达界牌岭,然后向南(在桩号r10+216.69穿s227公路,在桩号r10+567.22穿铁路)经莒山煤矿、双王庄、南庄、东、西板桥村至渠头村西南侧的二干末端蓄水池。输水线路全长约18.1km(总干末端蓄水池至二干末端蓄水池),向南供巴公地区工业用水,设计流量1.11 m3/s。重力流系统布置图见图2,供水管道采用玻璃钢管,管径dn800 mm,糙率率选用0.009。供水管道水锤计算的基本资料见表1。
总干末端调蓄水池水位(920.5 m)~二干末端蓄水池水位771.0 m,其中的管道长度18.1km,管道采用dn800 mm玻璃钢管,该区段静水头为149.5 m,设计流量q=1.11 m3/s。
重力流最终的削能减压措施为网孔套筒式减压阀。
2.1.3 本研究的主要内容及工况
计算流量为设计流量q=1.11 m3/s,摩阻系数分别取f=0.0089、f=0.0090、f=0.0095计算。本课题研究的主要水力过渡过程的数值模拟即:阀前输水管道压力控制在1.3倍的工作压力以下,确定套筒阀阀的关闭规律;模拟计算分析压力管线的压力分布情况。
2.2 张峰水库二干管线重力流水锤计算机数值模拟结果分析
本研究在设计流量工况、不同摩阻系数、调流调压阀不同关阀规律(时间)条件下,根据重力流供水工程水锤计算的有关技术要求,模拟计算整个供水系统的水锤压力。在本工程重力流的相关技术资料已经提出的基础上,通过模拟计算提供重力流最大水锤压力分布状况,提供最大水锤压力的包络线及对应的时间过程,校核该供水工程的设计方案的合理性。
2.2.1 模拟 计算 的工况优化和计算结果分析
管材为玻璃钢管,管径dn=800 mm,水击波速c0=929.49m3/s,设计流量q设=1.11 m3/s,分20段计算。静水头h0=149.5 m,计算中取摩阻系数f=0.0089、f=0.0090和f=0.0095,分别在调流调压阀不同关阀 规律 (时间)和不同摩阻系数下计算关阀时间分别为200 s、350 s、400 s时的关阀水锤压力特征值。
为避免阀门使用中出现震动和超常的噪声,阀门的最小进口水头与阀门最大出口水头之差控制在规范运行的条件下,在供水系统稳态运行研究的基础上,以关阀指数不同进行模拟计算的工况优化,通过模拟计算提供重力流最大水锤压力分布状况,提供最大水锤压力的包络线及对应的时间过程,校核该供水工程的设计方案的合理性,计算结果见表2。
鉴于以上计算结果,现列出设计流量q设=1.11 m3/s,摩阻为0.0 095、关阀指数为1、关阀时间为400时的个参数关系图:
分析本段重力流的计算结果,关阀指数为2时,各个摩阻系数计算下的最大压力值均超过稳态工况压力的1.3倍,但均在稳态工况压力的1.5倍范围内。其他工况下计算的最大压力均在稳态工况压力的1.3倍以内。计算中关阀时间小于200 s时,最大压力均超出稳态工况压力的1.5倍范围,因此关阀时间设置在350以上。计算关阀时间超出400 s后,最大压力值变幅较小,结果表明关阀时间在400 s以内即可满足供水系统的运行要求,因此建议关阀指数取y=1,关阀时间取350 s~400 s。在满足供水系统安全运行的基础上,通过上述的分析,在大量的计算方案比较研究的基础上,建议调流调压阀阀门开度与流阻系数满足下列要求,调节阀特性曲线图见图6,建议调节阀特性数据表见表3。
在上图和上表中,y表示调节阀开度相对值,当y=0.0时,表示阀门全关;当y=1.0,表示阀门全开。表示阀门局部阻力系数。
2.2.2 模拟计算结果分析
(1)从调流调压阀防护下的水锤模拟计算的压力管路最大压力的分布结果可以看出,该阀作为压力管路的主要安全防护手段,效果较好.但该阀门在供水工程的运行中,要经过调节阀门的合理现场调试,才能真正实现水锤的消除。
(2)模拟计算结果(见前面的分析)提出了调流调压阀防护下对于该系统压力管路安全防护的最优关闭行程;供水工程利用调流调压阀防护下作为压力管路的主要安全防护手段,满足系统的水力过渡过程情况下的特殊安全要求。
(3)压力管路最大及最小水锤压力包络情况的分析,为压力管路的合理设计提供了技术支持。
1.1工程地理位置
本水库是以灌溉、县城供水为主,兼有农村人畜饮水的综合利用工程,主要是解决5个乡镇的农田灌溉及江口县城的供水问题,以及农村人畜饮水问题。工程坝址位于县城西面的锦江闵孝河段一级支流英溪河下游河段上,坝址距县城12km,距闵孝镇5km,305省道从坝址下游约1km处通过,另有乡村公路通往坝址及库区,交通较为便利。
1.2工程等别及建筑物级别
1.2.1工程等别及建筑物级别
本工程由首部枢纽、灌区工程和县城供水工程3部分组成,水库总库容1500万m3,坝型为拱坝,最大坝高50m,属中坝;灌区总面积2893hm2,县城供水人口8.38万人,乡镇农村人畜饮水供水23720人,总干渠渠首设计引用流量3.52m3/s;县城日平均供水15571m3/d,最大日供水量20242m3/d。灌区工程还包括两座泵站,其中舒家龙泵站装机容量4×1250kW+3×900kW,何家坝泵站装机容量3×1000kW。可研报告审查意见中,同意本工程水库规模中型、工程等级为Ⅲ等,其枢纽主要建筑物如大坝、溢流表孔、放空底孔、放水管为3级,灌区建筑物泵站为3级,渠道及渠系建筑物、供水管道及其它建筑物为5级,临时建筑物如导流建筑物为5级。初步设计阶段按照审查意见及规程规范对工程等别及建筑物级别复核如下:根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)、《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288—99)及《泵站设计规范》(GB50265—2010)的规定,本工程为III等中型工程,枢纽主要建筑物大坝、溢流表孔、放空底孔为3级建筑物;灌区及供水工程为小(1)型,灌区泵站为3级建筑物,渠道及渠系建筑物、水池、县城供水管道为5级建筑物,临时工程为5级建筑物。
1.2.2洪水标准
本工程地处山区,根据工程等级、规模及拟定的各建筑物级别,从而确定相应的洪水标准如下:
1.2.2.1首部枢纽建筑物洪水标准
拱坝及溢流道、放空底孔洪水标准按50a一遇(P=2%)洪水设计,500a一遇(P=0.2%)洪水校核;消能防冲建筑物设计洪水标准按30a一遇洪水设计。
1.2.2.2灌区及供水区建筑物洪水标准
灌区泵站建筑物洪水标准按30a一遇(P=3.33%)洪水设计,100a一遇(P=1%)洪水校核;县城供水管道、渠道、渠系建筑物按10a一遇(P=10%)洪水设计,涵洞洪水标准按10a一遇(P=10%)洪水设计。
1.3工程布置及建筑物
1.3.1首部枢纽工程布置
水库位于英溪河与闵孝河汇口上游约2.1km,距江口县城约15km,江口县城与水库之间分布有大量的农田、村寨、公路干线等,为保证紧急情况下能快速放空水库,水库设置放空底孔。根据选定的坝线及坝型,其首部枢纽布置为:拱坝+坝顶溢流表孔+右岸重力墩+放空底孔+取水口及放水管+环境放水管。大坝坝型为C15混凝土双曲拱坝,建基面高程404m,最大坝高50m,两岸坝肩段置于弱风化下至中上部,坝顶宽4m,坝底最大宽度12m,大坝厚高比0.24。坝顶高程为454m,坝顶长113.354m,溢流表孔处设交通桥,交通桥宽为4.0m,为保证人行安全,坝顶上下游面均设栏杆。上坝公路布置于右岸,从下游面由交通洞穿过孤峰通往左坝端。重力墩布置在右坝端,底板高程430m,顶面高程454.0m,总高24m,顺水流方向顶部宽15m,底部宽25m,沿坝轴线方向长33m,墩体材料为C15混凝土。溢洪表孔布置在河床段顶中部,溢流净宽48m,堰顶高程449m,堰顶不设闸门控制,溢流堰为WES型实用堰;为方便运行管理,溢流堰顶布置交通桥,桥面宽4m,3个桥墩坐落在溢流堰斜坡至溢流堰反弧段位置,桥墩厚1m,宽6m,高11m。放空底孔靠溢流坝右侧布置,轴线方向与拱中心线成23°角,进口底板高程424.17m,孔身断面尺寸2.0m×2.5m,设事故检修平板钢闸门一扇。根据压坡设计要求,出口断面尺寸缩小为2.0m×2.0m,设弧形工作钢闸门一扇,在433.67m高程设置启闭机室,布置一台启闭机。底孔全长35m,出口采用挑流消能。取水口及放水管位于右坝段,桩号0+020.366,采用塔式取水,采用塔式取水,取水口底板高程433.0m。沿水流方向依次设固定式拦污栅、检修闸门。喇叭口后为闸门井,高21m,事故闸门后设通气兼进人孔,闸门井后设渐变段,长3m,圆孔后接放水管。放水管沿河岸通过悬崖段,经Φ1.6m锥形阀后进入消力池。放水管总长222.5m,明管布置,光面管。锥形阀布置闸室内。在放水管末端地形平缓的位置布置消力池,使水流平稳进入总干渠,放水管1~2#镇墩之间地形稍缓的位置设Φ300环境水管,兼作放水管的放空设施。
1.3.2灌区工程布置
1.3.2.1灌区分布
根据灌区地形、地质条件,结合灌区耕地、水源等特点,将灌区分成3个大片区:1)第一片区为总干渠片区,包括本下游至塘坎寨洞湾一带,本片区大部分灌面已由铜东灌区英溪引水工程解决,渠系配套工程已于2009年完成,水源来自英溪河,保证灌溉面积260hm2,修建本将截断其水源。因此,本将还原其灌溉流量,并覆盖本总干渠与英溪引水渠两个高程之间的农田40hm2,本将为此300hm2农田提供灌溉水源,为自流灌溉。2)第二片区为塘花干渠片区,包括龙回至坝盘之间的锦江两岸广大农田,由塘花干渠解决,灌面共计884hm2,其中改善灌溉面积20hm2,为自流灌溉。3)第三片区为凯德干渠片区,包括黑岩、双岑、洪坪、何坝、凯里、革张坝等江岑公路沿线的高山缺水地区,灌面共计1750hm2,其中改善灌面60hm2,为提水灌溉。
1.3.2.2渠系布置
为覆盖上述灌区范围,经布置:1)第一片区有总干渠和英溪支渠,总干渠自水库引水沿英溪河右岸至1+664处跨过英溪河经水银沟、周家屯、水泥厂至塘坎寨,长15.903km;英溪支渠为已建渠道,沿英溪河左岸至鱼粮溪村,再经水银沟、周家屯、水泥厂、塘坎寨、五里桥直至洞湾,长约15km,分布高程比总干渠低10余m。2)第二片区有塘花干渠、塘花干管和坝盘支管,塘花干渠从塘坎寨经滑石板、龙回,在庙湾跨过闵孝河,沿闵孝河右岸布置坝干管顺河而下直至坝盘电站坝址位置,长13.665km,其中塘花干渠长4.125km,塘花干管长9.45km;坝盘支管从坝盘电站坝址沿闵孝河右岸顺河而下至坝盘椅子湾水库,长9.45km。3)第三片区有凯德干渠、舒家龙泵站、洪坪支管(长4.549km)、岑洞坪支管(长2.21km)、何坝支渠(渠道长2.05km,管道长10.4km)、何家坝泵站及渠系建筑物。凯德干渠在水泥厂处从总干渠分水跨过闵孝河,经凯德、蛇湾寨至舒家龙泵站,渠线4.7km;舒家龙泵站从舒家龙蓄水池提水至569m高位水池和天堂650m高位水池;洪坪支管从569m高位水池引水经大湾、围子边、张海溪至小土坪高位水池,管线总长4.549km;岑洞坪支管在大湾从洪坪支管分水,通过压力管线经陶岭、下寨、上寨至谭井高位水池,管线总长2.21km;何家坝支渠从天堂650m高位水池引水,以明渠型式通过天堂,再采用压力管线经格洋溪、三道河、店上、沙坝直至何家坝,引水线路总长12.45km;何家坝泵站从何家坝蓄水池提水至雷打坪840m高位水池。
1.3.3供水工程布置
本工程城镇供水对象为江口县城,规划的新水厂位于江口县城西侧城郊的沙子坳,原始地面高程410~440m。本项目负责将水采用自流方式引至沙子坳。充分利用灌溉总干渠,从水库至塘坎寨一段,利用灌溉总干渠引水,即是将县城供水所需的0.3m3/s流量叠加到总干渠,再从塘坎寨修建供水管道平行公路布置,经过五里桥、基北自流至沙子坳水厂位置。县城供水的引水线路总长18.603km,其中总干渠长15.903km,供水管道长2.7km,引水渠道两侧设置栅栏,以保证渠道水质不受污染,供水管道采用埋管型式布置,以适应城郊地带的运行和管理。乡镇供水及农村人畜饮水涉及到闵孝镇、双江镇、民和乡等3个乡镇,供水范围较为分散,本工程只为各受水点提供水源,供水管网、供水设施等根据国家政策另行解决。初步设计作了如下规划:1)闵孝镇供水:受水点位于水库附近,且水库水位能满足供水自流要求,由闵孝镇从水库自行引水或从总干渠上自行引水。2)双江镇总干渠沿线村寨的农村人畜饮水由各村组自行在总干渠引水或总干渠末端的水池引水。3)双江镇天堂片区的农村人畜饮水由各村组自行在天堂坪高位水池引水。4)洪坪片区的农村人畜饮水由各村组自行在洪坪支管沿线或小土坪高位水池引水。5)岑洞坪片区的农村人畜饮水由各村组自行在谭井高位水池引水。6)何家坝片区的农村人畜饮水由各村组自行在何家坝水池引水。7)凯里片区的农村人畜饮水由各村组自行在雷打坪高位水池引水。
2优化效果说明
设计优化主要采用新工艺、新思路、新材料,结合工程现场精打细算,以期以最节约的方式做出符合规范要求的工程产品,节约社会资源、创造社会财富。其优效果主要体现在两个方面:
中图分类号TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)88-0153-02
1 工程概述
大伙房水库输水工程是辽宁省“十五”、“十一五”期间重点基础设施建设项目。该工程从浑江引水,通过85km输水隧洞引至苏子河后入大伙房水库,经大伙房水库调节,通过235km密闭输水管道向下游的抚顺、沈阳、辽阳、鞍山、营口、盘锦、大连七城市供水,年总供水量为17.86亿m3,工程总投资105亿元。本工程运行特点为长距离、多目标、大流量的密闭压力输水系统, 2010年底完成主体工程建设,具备供水条件。本工程共采用VAG各类口径调流阀19套,现就VAG调流阀在该工程上的应用做一些介绍和总结,以供同行参考。
2 活塞式调流阀简介
在抚顺配水站干线、沈阳2配水站干线、鞍山加压站干线下游和各配水支线设置活塞式调流阀。其结构原理是:阀门驱动装置,通过曲柄连杆机构,带动阀内一个类似于活塞状的圆柱体(简称活塞),在阀腔内作轴向运动,从而改变阀体出口的过流面积,来实现流量和压力的调节。同时,连接于活塞前的出口节流部件,可根据具体工况条件而进行设计改变,以适应不同系统对阀门抗气蚀及过流能力的要求。水流延弧状进入活塞阀腔体,阀内的流道为轴对称环形,在出口处向轴心作流线形收缩,使介质流过阀时不会产生紊流,有效克服噪音及振动。调流阀在设计流量运行过程中的最大噪声为80dB(1m范围内)。阀门出口部位的线性收缩和出口节流部件产生的引导对撞及阻力,可产生消能减压效果,并避免因节流对阀体或管道产生的气蚀影响。无论活塞被驱动到任何位置,阀腔内的水流断面均为环状,使阀门开度与流量成线性关系,具有良好的流量或压力调节特性。活塞式调流阀由电动头驱动,电动驱动装置接收流量和压力信号进行动作,调整阀门开度,使目标参数达到设定参数,实现调节。电动活塞阀调节灵敏,动作均匀,无卡阻、异常振动及压力波动现象。
3 调流阀的控制方式及计算
1)控制方式分为自动控制和人工控制两种方式。
(1)自动控制方式:开停、流量调节不需人工干预,而由监控系统根据内部程序计算结果自动进行。此种模式只有在被控阀组处于“自动控制方式”时才能实现;
(2)人工控制方式:人工设定阀的开度值,改变阀的开度来改变流量。此种模式只有在被控阀组处于“人工控制方式”时才能实现。
2)调流阀的计算
根据各配水支线需水量Q需和各约束边界条件,通过恒定流程序计算各调流阀的开度或选择直通阀。
调流阀计算流程:
首先输入以下参数:面临时刻水库水位H现、调流阀公称压力等级PN、调阀直径DN、调流阀出口型式、调流阀前压力水头H1、调流阀后压力水头H2、调流阀下游管道直径、调流阀上游管道直径、调流阀上游管道流阻系数ζ1、调流阀下游管道流阻系数ζ2、调流阀控制流量Q控。
将以上参数输入VAG调流阀计算软件,通过计算将得出开度流量曲线、开度流阻系数曲线、开度过流系数曲线、开度气蚀系数曲线、开度噪声曲线。
通过以上曲线查得所需对应流量及所需参数。
4 调流阀的运行调度
活塞式调流阀在大伙房输水工程中与主干线管道阀门并联安装在输水管线中。其主要作用是进行前期和检修结束后小流量低压力充水调度,以及在重力流供水过程中的压力和流量的调节。各控制点调流阀正常运行最小开度不低于10%,最大开度不大于90%。
4.1 调流阀正常轮换调度
采用其当前开关次数(m)和总开关次数(N)进行控制。调度中心将同一配水站各调流阀总开关次数(N)作比较。调流阀中N值最多的设定为备用阀,对于全部投入使用的工况除外。由于调流阀的流量参数来源于该阀前和阀后超声波流量计、支线电磁流量计,为保证对调流阀的监测和调节精度,调度中心密切关注主线超声波流量计与支线电磁流量计(或支线电磁流量计之和)的差异是否出现异常。
1)当m≤N次时,可保持调流阀的正常运行状态;
2)当m>N次时,由调度中心发出轮换指令,即可在调度中心的监控下,同时关闭工作阀和启动备用阀,在轮换过程中应确保二者开、闭同步,备用阀开启后的流量与关闭前工作阀的流量相等;
3)轮换过程完毕后,即可正常检修退出的调流阀,并进入备用状态;调整后的工作阀继续运行。
4.2 调流阀检修轮换调度
由于原水中不可避免带有少量污物、杂质,调流阀长时间运行可能造成部分开孔堵塞,使得实际过流量偏离开度流量关系曲线。当偏离值较大时,应对工作阀进行轮换。
调流阀在运行中采取恒压运行,阀后压强根据并网运行压强值通过计算后确定,阀前压强是根据用户需求,结合规划高低加压需求,适当调节抚顺取水头部的阀后压强,最大可调至总水头,该阀门采用电动方式,远程控制,满足了自动化调度的需求。
在阀门控制程序中,我们要求阀门在下游流量突增情况下报警提示、由调度人员分析流量增大的原因。如果运行正常,可以保持阀后压强,如果下游有爆管事故,可以迅速远程关闭,防止事故进一步扩大,减少次生事故的发生。
5 维护
活塞式调流阀所需要的维护工程量很小,轴承和运动部件所采用的材料都是耐腐蚀的,并且具有干运转的特性,安装的时候轴承表面只要一次性剂,齿轮箱注满流体油脂(Oest Spezial EP),在正常情况下,为维持一个好的操作条件一年至少运转阀门一次是很有必要的。
6 结论
1 工程概况
澄碧河水库位于百色市右江区北部7.0km的澄碧河上,是一座以发电为主,结合防洪,城市供水、旅游等综合利用的大(一)型多年调节水库,总库容11.5亿m3,建成于1961年。澄碧河水库水质经检测达到国家一类饮用水,是百色市城区生活用水的主要水源。1993年建成了水库向百色市供水一期工程,取得了良好的经济效益;2004年又建成了二期供水工程。
澄碧河水库向百色市输水二期工程是由水库向市城东第三水厂输水,近期建设为DN800单管输水,建设规模为5×104m3/d;远期建设规模为20×104m3/d,工作压力0.6Mpa。管路大部分通过地形地质条件复杂的山区或穿越隧洞,工程施工难度较大,因此部分管路使用了大口径夹砂玻璃管道(FRP)。这是百色市首次在输水工程中尝试应用了夹砂玻璃管道,积累了一定的经验。
2 工程设计要点
2.1 工程地质 输水管沿线为三迭系和第四系地层。三迭系河口组(T2h)主要为绿色砂岩、粉砂岩、泥岩等,中~厚层状,风化后呈浅灰、黄色、棕黄色,出露条带宽度大于700m,分布在输水管道全线;第四系坡积层(dlQ)为含碎石粘土,呈黄至棕黄色,稍湿,较坚硬,厚度1~3米,分布于管线大部分地段。第四系冲积层(alQ)为粉砂质粘土及砂土、砾质土,分布于一级阶地及河床、漫滩,分布于管线前段过河边部分。第四系人工填土(rQ)主要为含碎石粘土,取看破泥岩区的风化层及坡积层填筑,密度较大,分布于管线中段通过火柴厂、烤烟厂部分。工程地质条件复杂,给施工增加了难度。
2.2 输水管线布置 澄碧河水库向百色市输水二期工程输水管道从已铺设的一期输水管道1+830m桩号处引接,管路设计大部分沿324国道两侧3公里范围内的山脚布置。管路总长9.2Km,除有0.61Km通过农田外,其余均通过地形地质条件复杂的山区,其中穿越隧洞1151m。
输水管以预应力钢筋混凝土管为主,在连通管及跨度较大的架空管处采用钢管,在交通、运输不便的管段采用重量较轻的夹砂玻璃钢管。夹砂玻璃钢管共2370 m,其中架空1336m,其余为地埋。
3 夹砂玻璃钢管及其性能和优点
3.1 夹砂玻璃钢管 夹砂玻璃钢管是近年来国内外逐渐在石油化工、供排水等领域推广使用的一种新型柔性非金属复合材料压力管道,其实质是以玻璃纤维为增强材料,以不饱和热固性聚酯树脂为基体,中间夹石英砂的压力管(英文缩写名FRP,代号FWRPMP,简称夹砂管)。FRP管道目前执行国家建材行业标准《玻璃纤维缠绕增强热固性树脂夹砂压力管》。
3.2 夹砂玻璃钢管的性能和优点 ①比强度高。玻璃纤维按一定的规律通过张拉缠绕形成一种多层网状分布,大大地提高了管道环轴向强度指标。②刚度大。管壁内、外层之间夹有0.3~0.8mm粒径的石英砂,经浸透树脂固化后提高了玻璃钢管的刚度。③抗渗防腐性能好。高分子化合物不饱和聚酯树脂填充于玻璃纤维网络空间并与玻璃纤维良好的浸润,固化后不但起到传递荷载和防渗漏的作用,而且起到防止酸、碱、盐侵蚀的同时,也保护输送的介质无二次污染。④耐久性好。夹砂玻璃钢管的使用寿命与使用环境温度以及扫用材料及管壁结构形式有关,按现行标准JC/T838-1998的规定,通常寿命为50年。⑤重量轻。夹砂玻璃钢的比重为15~20g/cm3,约是钢材的1/4。该工程使用内径800mm,管壁厚12~14 mm,单管长12m,重约0.8T的夹砂玻璃钢管,非常适应山区非机械施工。⑥流通能力强。夹砂玻璃钢管内壁表面糙率系数在0.008~0.009之间,管内不易被微生物玷污蛀附及结垢,压力损失小,管道具有较高的流通能力。
此外,FRP管采用承插连接方式,双“O”型食品级橡胶圈密封,每完成一个接头立即充气检查其严密性;另外,管道内衬为食品级树脂,所以此类管还具有综合造价低,安装方便、运行可靠、无毒无害等优点。
4 玻璃钢管施工
4.1 施工方法 玻璃钢管施工实行《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268—97)标准。采用手推车运至沟槽,手拉葫芦完成安装、连接,具体方法和步骤如下:①检查沟槽,基础不允许有沉降,保证无块石管道直接接触。②检查管道是否有运输、吊装过程的损伤,橡胶圈是否受损。③用小车或人工将管道移至沟槽内,橡胶圈涂上食用油,套于插口,保证其在槽内不扭曲,承、接口干净。④两端管道调直,偏角小于2°,均匀插入至规定尺度。⑤用试压机对双胶圈之间进行充气试压,检查严密性,合格后用铜螺栓封堵。⑥使用无块石的粘土对安装好的管道周围15cm范围进行夯填,然后机械取土掩埋。
4.2 施工质量管理 ①经监理人员现场取样试验,检测结果为:在5%挠度下管刚度5002Pa,A、B级挠度水平均合格;管壁材料环向拦伸强度为1858Kn/m;巴氏硬度外壁53,内壁57。试验结果表明所用玻璃钢管材料强度符合现行国家标准JC/T838-1998,管材质量合格。②管道注水试压:管道完成安装、除接头外的管道回填后,分段进行注水法管道严密性试验,试验压力为设计工作压力的1.5倍。经试验管道严密性符合标准,施工质量合格。
5 应用效果
5.1 管道安装简便、成本低。管路2+567~3+609 m的桩号段为穿越原作他用途的DN3000的旧隧洞,由于隧洞横断面积过小,吊装机械无法进入;而5+420~5+624m桩号段及6+375~7+349m桩号段为地形地貌变化较复杂山沟及基本保护水田,用机械吊装则施工道路、措施等临时工程费用较高。采用夹砂玻璃钢管后,由人工通过双胶轮车运入、就位,手拉葫芦完成安装、连接。
5.2 管件制安准确快速。该工程管路经过地形多变的山区,沿线有十多个直供用户,管件较多,共33个,使用玻璃钢管件后根据实际尺寸现场加工制作,尺寸精确,速度快,每组一天完成一个弯头的制作安装。
5.3 管道严密性可靠。由于使用了双胶圈,每安装完成一个承插接头,现场立即通过双胶圈的气孔充气检查接头严密性,从而很大程度上保证整条管道严密性的满足,为及时回填创造了条件;该工程投产至今夹砂玻璃钢管运行正常。
5.4 项目投资省。由于夹砂玻璃钢管管壁薄,管槽开挖宽度比砼管小10cm,本工程管槽开挖深2.0m,由此减少工程量为200m3/km,单管长且重量轻,减少场内运输费及管道安装费和临时工程费,项目节省投资。
5.5 减少了维修费用。12m长的玻璃钢采用密封承插连接,节点减少,不易渗漏。
6 结语
夹砂玻璃钢管道相对于传统的管道来说,具有独特的耐腐蚀性,比强度高,寿命长、重量轻,安装容易,无毒害、防渗漏,不污染水质和不结垢,内表面光滑等优点,在同管径下,加大了水的流量,不会产生阻碍物;输水水头沿程损失减少,同时输水加压消耗动力也减少,而且玻璃钢管道使用寿命长,正常使用条件下能安全运行50年。玻璃钢管在澄碧河水库输水二期工程的成功应用,不仅表明了其产品的性能可靠、质量稳定,而且取得了良好的社会、经济效益,有着广阔的发展前景。
1.1哈尔滨市磨盘山水库供水工程建设地点在黑龙江省拉林河干流上游,五常市沙河子乡沈家营村上游1.8km处,距河口343km,坝址距哈尔滨市180km;是一座以向哈尔滨市居民生活供水为主,兼向沿线城镇供水,并结合下游防洪、灌溉、环境用水等综合利用的水利枢纽工程。
1.2磨盘山水库为大(Ⅱ)型二等工程,主要建筑物为二级,水库防洪标准设计为100年,校核为5000年。水库设计总库容5.23亿立方米。
1.3磨盘山水库枢纽部分主要包括:拦河坝、溢洪道、导流灌溉洞、供水隧洞及取水塔、水库管理区等。
2、磨盘山水库工程监理检测范围
粘土心墙砂砾石坝、溢洪道、导流灌溉洞、供水遂洞、坝下交通桥、永久1、2、3号路、管理区房建、水文测报工程。
3、检测工作内容
3.1、严格按照有关规程规范检查各项项目的工程质量是否符合设计文件及施工技术规程规范质检测与评定标准的要求。
3.2、工程开工前监理机构监督承包人建立健全质量保证体系,并督促其贯彻执行;审批承包人提交的工艺参数试验方案,对现场试验实施监督,审核试验结果和结论,并监督承包人严格按照批准的工法进行施工。
3.3、检测监理工程师依据业主合同中授予的职责和权限,按照有关工程建设标准和强制性条文及施工合同约定,根据磨盘山水库工程的具体施工质量活动及质量活动的相关人员、材料、工程设备和施工设备、施工工法和施工环境进行监督控制,按照事前审批、事中监督和事后检验等监理工作环节控制工程质量,并制定了切合实际的质量检测和质量控制计划,充分运用科学检测技术和技能有效地开展检测工作。
3.4、抽检和复检施工单位在施工过程中的各项检测资料和成果。
3.5、检查施工单位的质检工作,审核施工单位提出的试验报告,检验报告和质检资料。
3.6、不定期检查施工单位的检测试验室,核查试验室仪器设备配置情况及其率定的计量检验证明。
3.7、参与所监理工程项目的阶段验收(单元及隐蔽工程)的竣工验收,并提供抽检和复检资料成果。
3.8、配合责任监理,作好工程质量的预控和监控工作,及时报告检测中发现的质量问题。
3.9、定期对检测试验资料进行统计分析,提出工程质量阶段检测分析报告。
4、监理检测工作程序
4.1承包人首先对工程施工质量进行自检。未经承包人自检或自检不合格、自检资料不完善的单元工程(或工序)监理机构有权拒绝检验。
4.2监理机构对承包人经自检合格后报验的单元工程(或工序)质量,应按有关技术标准和施工合同约定的要求进行检验,检验合格后方予签认。
4.3监理机构可采取跟踪检测、平行检测的方法对承包人的检验结果进行复合。平行检测的检测数量,混凝土试样不少于承包人检测数量的3%,重要部位每种标号的混凝土最少取样1组;土方试样不应少于承包人检测数量的5%;重要部位至少取样3组。跟踪检测的检测数量,混凝土试样不应少于承包人检测数量的7%;土方试样不应少于承包人检测数量的10%。
5、检测工作实施
5.1磨盘山水库监理检测工作重点是土坝填筑质量控制、溢洪道、引水洞、灌溉洞、土坝防渗墙混凝土质量控制。围绕以上重点,将严格按照有关规程、规范做检测试验工作,以检测各项目的工程质量是否符合设计文件、施工技术规范规程质量检测和评定标准的要求,做到以试验数据讲话,严格、认真、公正把好质量关;同时,依照国家档案管理技术要求作好质检资料的分析整理工作。
5.2对于土坝填筑部分,主要检测重要填筑工序,加强料场控制力度保证坝料质量,紧紧抓住设计指标这个尺度,每填筑一层(数个单元)或一个单元由施工单位质检部门自检,自检合格后,报到监理部,再由监理部人员通过试验手段抽样验证其指标是否达到要求,如合格,由监理部认定后进入下一道工序,如不合格,要求施工单位整改后再检测,直至合格为止;土坝防渗墙混凝土:控制原材料质量,和重要工序的检测。同时监理人员对于土坝填筑部分相关的技术指标按一定频率试验,为土坝提供数据技术资料的支持,以保证填筑质量。
5.3对于溢洪道、引水洞、灌溉洞的砼工程的砼工程质量控制,质量监控人员应本着“预防为主”“过程控制”的原则,由原材料入场着手,每进一批水泥、砂石等立刻进行抽检,及时提供数据技术资料,坚决杜绝不合格品入场;同时对混凝土施工过程进行控制,发现问题,立即制止,并提供技术资料,控制好混凝土质量;对于与混凝土质量相关的技术试验,按质量检测抽样和频率的要求定期试验,为混凝土工程质量控制提供数据技术资料的支持。
5.4在及时完成规程、规范要求的检测试验同时。监理对各工程施工质量进行巡回检查,及时收取各部监理人员的质量信息,做好预控和监理工作,严格审核施工承包单位提出的试验报告、检验报告和质检资料。
6、磨盘山质量检测工作体会
6.1、在水利工程建设监理制中的质量工作是采用科学可靠的跟踪检测手段与重点平行检测为主,防止了单凭主观经验来判断的做法,是监理质量控制的基础工作。保证工程质量的科学依据。
Abstract: where the river of a reservoir of Guizhou Province full length is 45.2km, control the drainage area 237 square kilometers, according to the engineering task of the reservoir, in this paper, by analyzed the terrain、the landform and the geological characteristic of the river, preliminary determine the region of river fit to build the reservoir, after compare the program of hub on different dam site , choice the best dam site and dam type. the analysis process is available for reference to mountainous reservoir to determine the dam site.
Key words: reservoir determine the dam site hub
中图分类号: TV62文献标识码:A文章编号:
一、工程概况
某水库工程位于贵州省某州的大河(又名菜地河)上,坝址距市区直线距离约8km。本工程任务为满足都匀经济开发区近、远期的生活、生产用水需求和沿线农业、人畜用水需求。某水库水源工程由水源工程和供水工程两部分组成。
初步拟选水源工程建设规模属中型水库(工程等别为III级),总库容为4138万m3,正常蓄水位以下库容为3498万m3,死库容为135.1万m3。
二、建库河段的选择
大河为马尾河右岸的一级支流。该河流发源于都匀市摆忙乡,流经都匀市摆忙乡、江洲镇、河阳乡、在小围寨办事处的毛滩汇入马尾河。河流全长45.2km,流域面积237km2,是马尾河较大的支流。河流天然落差673m,河道平均比降14.9‰。该河流中下游河床高程为735~900m之间。该河流河口多年平均流量为5.6m3/s,年径流量为17775万m3。枯水期流量为0.99m3/s,日来水量为8.6万m3。
大河入马尾河河口向上至大河村段(约7.8km)地形开阔,并且有大河旅游度假村、都匀市南北向交通干道国道G210、通信光缆等重要设施,淹没损失巨大,因此不具备修建水库的条件。
大河村至贵新高速公路(海兰高速)都匀大河口段(约3.4km),该段高速公路路面高程最低点807.758m。由于受贵新高速公路高程限制,在该河段筑坝修建水库,水库的库容只能限制在430万m3以下。因此在该段修建水库远远不能满足都匀经济开发区供水要求,而且该河段为灰岩区域,库区溶洞发育,不宜作为建坝所在地。
贵新高速公路(海兰高速)跨河大桥至上游平子窑段(约1.0km),该段河道右岸山体高程1200m,岩层倾向河床,存在较大滑坡风险,不宜作为建坝所在地。
工程选址示意图
平子窑上游葫芦口段,河道地形为“V”型横向谷,右岸为陡崖,左岸地势稍陡,左岸山顶高程1011m,右岸山顶高程986m。河床高程809m,河床宽34m。该区段地形较完整,无深切沟谷;地层以基岩地层为主,第四系地层单薄,基岩地层为较软岩,岩体较完整;地质构造不发育;坝基地层存在良好隔水层;近坝区无大的滑坡体存在,附近库岸稳定;两岸山体高大,地下水位总体上较高。根据上述基本地质条件,坝址区适宜建坝,适宜坝型可为低-高面板堆石坝、低-中混凝土重力坝等坝型。因此选定该处为本工程下坝址。
葫芦口上游1.15km处下寨村下游0.41km处河谷地形为“V”型横向谷,两岸地势较缓,左岸山顶高程1166m,右岸山顶高程1237m,两岸多有陡崖分布。河床高程827m,河床宽36m。该区段地形较完整但不对称,无深切沟谷。地层以基岩地层为主,河床和右岸第四系地层很薄,多基岩出露,坝基基岩地层完整性差-较破碎。左岸覆盖层较厚,且受构造、崩塌影响,覆盖层厚度较大,且复杂,基岩地层岩体较破碎-破碎;地质构造较发育,尤其左坝肩断层构造发育;坝基地层较破碎,相对隔水层较深;近坝区无大的滑坡体存在,附近库岸整体稳定,存在小方量崩塌问题;两岸山体高大,地下水位总体上较高。根据上述基本地质条件,坝址区基本适宜建坝,适宜坝型可为面板堆石坝、混凝土重力坝、砌石坝和拱坝等坝型,但因左岸断层构造对拱坝稳定性不利,低-中等拱坝基本具备建坝条件,高拱坝是否适宜需要进一步调查论证。左岸坝基清基范围和深度较大,而且防渗工程量也较大。因此选定该处为本工程上坝址。
上坝址至上寨村段(约1.0km)河道宽度扩大,建坝工程量巨大,不适宜建坝,上寨村以上属河道上游段建库,受地形和淹没限制水库库容小,不能满足都匀经济开发区供水要求,不适合建库。
因此,根据河道基本特征及地质情况,某水库的选址分为上、下两个坝址
三、坝址的选择及枢纽工程布置
上、下两个坝址各有优劣。其中在地形、岩性、坝基岩体类型、抗滑稳定、溢洪道布置、坝基清基等方面下坝址具有优势,在地质构造、物理地质现象、防渗条件、导流隧洞稳定性和坝高等方面上坝址具有优势,两坝址总体上均具备建坝条件,上坝址适宜修建土石坝、堆石坝、混凝土重力坝等坝型,下坝址适宜修建土石坝、堆石坝、混凝土重力坝和拱坝等坝型。
经过对上、下坝址的枢纽方案进行比选。从地形条件和施工条件看,上坝址略优于下坝址,从地质条件看,下坝址略优于上坝址,从工程投资看,下坝址溢洪道开挖料直接上坝,可节省一部分开挖、运输费用。上、下坝址堆石坝方案投资较为接近。鉴于下坝址为硬岩,地质条件略优,投资也略低于上坝址,因此推荐坝址选定下坝址方案。
下坝址推荐坝型为混凝土面板堆石坝。大坝枢纽由水库大坝、河岸溢洪道、放水隧洞等主要建筑物组成。
水库正常蓄水位891.5m,死水位841.0m,坝顶高程896.0,坝顶长度206.6m,坝顶宽度8m,最大坝高89.8m,坝底最大宽度285m。上游趾板基础置于弱风化岩上部,建基面最低高程806.20m,坝体基础置于强风化岩上部。
河岸式溢洪道布置在左坝肩,采用正槽式溢洪道。溢洪道由控制堰段、泄槽段及消能工组成,溢流堰顶总长为60m,堰型为WES实用堰,堰顶高程为正常水位891.5m;泄槽底板宽度60m~40m,泄槽分两级纵坡,分别为i=0.22、i=0.5 ,两级纵坡采用抛物线连接;泄槽底板采用C40砼衬砌厚0.5m。出口消能工采用挑流消能,反弧半径30m,挑射角21°,挑流鼻坎高程为814.00m。
左岸导流隧洞后期改造为放空、环境水放水洞,放水洞进口闸布置在大坝左侧,放水洞进口采用塔式结构,进口设拦污栅和事故、检修闸门,闸门闸孔尺寸为2.5m×2.5m,进水口底板面高程837.00m,下游采用龙抬头型式与导流洞连接,放水隧洞出口底高程803.0m。放水隧洞出口设锥型阀接入下游河道作为放空出口和环境下放水出口。
参考文献:
[1] 贵州某水库可研报告
[2] SL274-2001混凝土面板堆石坝设计规范
[3] 曹克明等,混凝土面板堆石坝 中国水利水电出版社 2008.12