水利水电工程生产实习报告.doc

合肥工业大学毕业实习报告 岩土与地下工程2008级生产实习报告实习时间：2012.12.10-2012.12.21实习地点：凤台永幸河泵站、城北湖泵站，陈村水库姓 名 学 号 专业班级 水利水电工程专业2009级 指导教师 王慧 魏松 张瑞钢 范文莹 院系名称 土木与水利工程学院 2012年12月22日13 合肥工业大学生产实习报告 水利水电工程2009级目 录一 、生产实习报告21、实习目的22、工程简介22.1 凤台县永幸河泵站重建工程22.2 凤台县城北湖泵站32.3 陈村水库33、实习内容与收获33.1 听关于两座泵站的报告33.2 永幸河水泵站重建工程现场实习43.3 城北湖水泵站现场实习73.4 听关于陈村水库的报告93.5 陈村水库现场实习94、总结12二、参考文献14三、致 谢15四、指导教师评语16一 、生产实习报告1、实习目的1.通过生产实习，使学生对水利水电工程的施工技术与施工组织管理知识能有更为深刻的理解。 2. 实现理论联系实际，验证、巩固和深化已学的理论知识，扩大视野，为后继课程的学习建立感性认识，也为以后参加实际工作打下良好的基础。3学习施工技术、施工组织、施工管理与技术经济等方面的实际生产知识，培养学生分析问题、解决问题和独立工作的能力。4通过学习期间的工作和劳动，了解主要工程的施工工艺和技术要求；通过与技术人员和工人的接触，学习他们的优秀品质，促进学生德、智、体、美全面发展，树立正确的世界观。2、工程简介2.1 凤台县永幸河泵站重建工程永幸河泵站是一座大型排灌枢纽工程，位于县城北永幸河与淮河交汇处，始建于1976年11月，1978年6月建成并发挥效益，是永幸河灌区的主干控制性工程。整个工程由节制闸、防洪闸、泵站及其出水涵等部分组成，具有抽排、自排、抽灌以及通航等功能。灌溉提水为淮河，排涝时由永幸河抽排入淮。泵站总装机25台，装机容量3785千瓦，设计总流量37.5立方米每秒，设计总扬程7米，灌溉面积55万亩。随着社会经济不断发展，凸显出永幸河泵站装机规模偏小、排涝标准偏低，老化损毁严重等问题，已难以满足今后当地经济社会发展的需求。 图1 永幸河重建泵站效果图永幸河泵站重建工程等级为等，工程规模属大（2）型。泵站装机5台，单机容量为1250千瓦，总装机容量6250千瓦。工程由新建节制闸（上闸）、前池、泵房、压力水箱、穿堤出水涵、灌溉引水涵、变电站、引水渠、出水渠等建筑物组成。重建工程批复概算投资约9000万元人民币，计划工期 4个月。永幸河泵站工程建成后，排涝标准提高到5年一遇，抽排流量为80立方米每秒，设计灌溉流量40立方米每秒，灌区面积达到560平方公里，耕地55万亩。届时凤台县农田排涝能力提升和干旱期引水灌溉将发挥重要作用。2.2 凤台县城北湖泵站凤台县城北湖站是一座新建的大型排涝泵站工程，位于凤台县城北湖东岸、淮北大堤饶荆段桩号47+414处。城北湖站设计排涝流量为100m3/s，设计扬程6.3m，泵站安装5台机组，单机容量2200kw，总装机容量11000kw，设计排涝标准20年一遇，泵站工程等别为等，泵站规模为大（2）型。泵站工程由新建引、出水渠、生产桥、前池、泵房、压力水箱、穿堤出水涵、变电站、供电线路等建筑物组成。2.3 陈村水库安徽省泾县的陈村水电站，位于长江支流青弋江上，是一座以防洪、发电、灌溉为主、兼有航运等综合效益的水电站，水库总库容24.74亿立方米，为多年调节水库。经调蓄可提高下游66万亩农田的防洪标准；与下游灌溉引水综合利用工程纪村水电站（装机容量3.4万kW）联合运用，扩大灌溉面积146万亩。电站装机容量15万kW，年发电量3.16亿kWh，是目前安徽省已建最大的水电站。 本坝址地处峡谷，坝基为志留系砂页岩、地质条件较复杂。坝型为重力拱坝，最大坝高76.3m。厂房坝段两侧，有岸坡滑雪式溢洪道及坝内中孔、底孔、分别宣泄各种不同频率的洪水。厂房位于河床中部，装有3台单机容量5万kW的水轮发电机组。升压站、开关站均布置在厂坝之间。右岸有斜坡式升船机，通航能力30t级，年货运量27万t。3、实习内容与收获3.1、听关于两座泵站的报告现场实习前，永幸河水泵站重建项目、城北湖水泵站项目总设计、总负责人朱彤总工来到我们学校给我们做关于这两座泵站的介绍。报告会上，朱总首先给我们介绍了老的永幸河泵站的相关情况：凤台县永幸河泵站是一座大型排灌枢纽控制工程，位于凤台县城北约1公里的永幸河入淮河口处，泵站具有自排、抽排、抽灌以及通航等功能。工程自1978年建成以来发挥了良好的经济效益、社会效益和生态环境效益，为凤台县经济发展作出了巨大贡献。随着社会经济不断发展，凸显出永幸河泵站装机规模偏小、排涝标准偏低，老化损毁严重等问题，已难以满足今后当地经济社会发展的需求，所以进行重建。泵站重建工程等别为等，工程规模属大（2）型。泵站装机5台，单机容量为1250千瓦，总装机容量6250千瓦。工程由新建节制闸（上闸）、前池、泵房、压力水箱、穿堤出水涵、灌溉引水涵、变电站、引水渠、出水渠等建筑物组成。重建工程批复概算投资约9000万元人民币，计划工期24个月。城北湖站是一座新建的大型排涝泵站工程，位于凤台县城北湖东岸、淮北大堤饶荆段桩号47+414处。城北湖站设计排涝流量为100m3/s，设计扬程6.3m，泵站安装5台机组，单机容量2200kw，总装机容量11000kw，设计排涝标准20年一遇，泵站工程等别为等，泵站规模为大（2）型。泵站工程由新建引、出水渠、生产桥、前池、泵房、压力水箱、穿堤出水涵、变电站、供电线路等建筑物组成。总投资1.5亿元人民币，计划工期28个月。报告会上，朱总还给我们一一介绍了设计图纸、设计构思，介绍了泵站地基所处的不利的地质条件及处理方法，介绍了双向混凝土搅拌桩等新工艺、新技术，我们获益匪浅。3.2 永幸河水泵站重建工程现场实习 图2 排涝出水闸来到永幸河泵站施工现场，朱总首先给我们介绍了穿堤涵洞的情况。穿堤涵洞为3孔涵洞（3.5m4.0 m），为一级涵洞，涵洞出口即为排涝出水闸。为便于闸门对称开启，使过闸水流均匀，避免由于偏流造成闸下局部冲刷和使闸室结构对称，闸孔孔数采用3孔。闸门已经安装完毕，启闭设备尚未安装。闸门上方大 堤采用浆砌石护坡。如图2，从图中可以看到闸门、闸墩、底板、翼墙、护坡等水闸组成部分。翼墙上设有排水孔，用以降低作用在翼墙上的渗流压力，确保其稳定性。 新泵房位于老泵房北面，为钢筋混凝土框架结构。泵房主体框架已经完工，如图 3，可以看到泵房顶面为肋形板结构，支承吊车梁的柱子为典型的偏心受压构件，柱子上设有牛腿结构，牛腿上的轨道已经安装完成，起重设备已经正常工作。起重设备的先行安装是非常必要的，因为泵房中的水泵、电动机、闸门及管道等设备都是非常沉重的，其安装、检修都是要靠起重设备来完成的。在泵房里面可以很清楚的看到5个直径三四米的泵房电机预留安装孔，如图4. 图4 预留电机安装孔图3 泵房结构及起重设备泵站进水建筑物主要是指取水管道、引水渠末端与泵房之间的前池和流道，其作用是保证向泵房所有的进水孔口均匀直接供水，防止带涡水流进入水泵，给水泵的正常运行带来不利的影响。 但是，实际工程中，往往出现进水池中主流来不及充分地向整个取水前缘扩散的现象，水流在取水前缘之前发生水流转弯，在主流一侧或两侧出现旋涡区，水流斜向进入流道，特别是靠边的进水流道更为严重。 水流从侧向进入流道一般会形成旋涡漏斗，使水泵吸水管入流不均匀甚至发生水泵吸水管吸入空气，导致水泵效率降低乃至引起水泵振动，影响水泵正常、高效、安全运行。大型泵站由于取水前缘长，进水池扩散锥角大，水流流态问题更为突出。由于永幸河水泵站前池进水纵轴线与泵房纵轴线的夹角为60，为了改善进入泵房的水流流态,设置了5个导流墩，如图5.这样的设计能有效的改善水流的流态，保证泵站机组安全运行。图5 导流墩对下游设置铺盖的大坝或者有天然弱透水覆盖层堤防，常由于铺盖和覆盖层的透水性较下层土为小，使位于堤坝下游下卧砂层压力水头过大，以致地基覆盖层渗透坡降超标，发生严重渗透变形，影响堤坝安全。较好的解决措施是设置减压井。减压井导渗原理是：通过滤水管将来自上游渗透水流直接导入井内，阻止水流往下游流动，在地下迅速降低压力水头，以达到保护大坝的稳定和降低下游地下水位的目的。永幸河泵站在导流墩与水泵进水口闸门之间设置了减压井，原因是该处的地层地质为轻粉质砂土，渗透性较大，地下水位高，为了保证混凝土底板的稳定性而设置了减压井。前池地层为砂性土，上层原来为淤泥，由于淤泥的抗剪承载力很低、抗冲能力差、压缩性很高，对于基础的稳定极为不利，必须清除干净，泵房基础与前池的淤泥已经在地基处理时完全清除。砂性土在渗流压力作用下会产生渗流变形，带来危险。其抗冲刷的能力也很低，因此必须采取工程措施减小渗透压力的破坏作用。永幸河泵站在前池底板采用分块浇筑钢筋混凝土板护底，厚度大概80cm，可以防止水流对于砂性层的冲刷。由于钢筋混凝土板为刚性板，而地基为柔性砂性土。因此，必须在钢筋混凝土与砂性土的交界处铺设垫层。垫层具有应力扩散的作用，可以防止钢筋混凝土板由于地基的不均匀沉降而产生裂缝。同时底板上设有排水孔，可以防止渗流破坏。采用分块浇筑不仅可以节省模板，而且可以预留沉降缝，防止地基发生不均匀沉降而破坏底板。沉降缝需要设置止水，此处采用橡胶止水。如图6，为已经浇筑好的底板。图7，工人正在架设底板混凝土模板，采用的止水为橡胶止水。图7 护底模板的架设 图6 浇筑好的护底 由于水流会对岸坡产生冲刷，掏空岸坡、造成岸坡不稳定，对水工建筑物及岸上居民住房、公路等产生不利影响，所以在水利工程中必须采取相关措施保证岸坡的稳定性。永幸河泵站采用空箱式岸墙，空箱式岸墙有许多优点：在挡墙外形尺寸基本选定的情况下，挡墙的自重力可通过改变箱内填料高度、改变隔墙或前墙厚度、改变墙体砌筑材料或改变相邻隔墙间距等方法进行调整；空箱式挡墙从失稳到破坏一般不会在瞬间发生，顷刻崩溃，总是有一段时间上的持续过程，这就为采取补救措施争取了时间；空箱式挡墙虽然构造较复杂些，但是施工操作还是比较简单的。 重建后的永幸河泵站具有自排、抽排、抽灌等功能。永幸河泵站的设计构思是相当巧妙的，新泵站充分利用了老泵站的保留建筑物，综合考虑设计。其自排、抽排、抽灌过程及水流流向大概如下:当永幸河水位高于淮河水位时，泵站进行自排。水流流向为：永幸河上游来水泵站上闸泵站下闸淮河；当永幸河上游发生内涝，而永幸河水位低于淮河水位时（淮河涨水），泵站进行抽排。水流流向为：永幸河上游来水泵站上闸前池泵房压力水箱排涝出水闸淮河；当永幸河流域发生干旱时，泵站进行抽灌。水流流向为：淮河水泵站下闸前池泵站机房压力水箱灌溉控制闸门灌溉水涵永幸河上游。图8为正在浇筑的灌溉水涵。 图8 正在浇筑的灌溉水涵3.3 城北湖水泵站现场实习图9 泵房基础正在进行换填水泥土工程项目建设一般要经过规划、设计、施工等阶段，城北湖泵站已经完成了规划、设计工作，目前正在进行施工工作。城北湖泵站在规划、设计后，邀请了江苏省水利勘测设计院、安徽省驷马山灌区管理处，安庆市河道管理局、安庆市水利勘测院、六安市水利水电设计院、滁州市水利设计院的专家组对泵站的设计进行审查，选出了最优方案。城北湖泵站目前正在进行的施工工作是泵房基础处理的工作，泵房基础淤泥已经全部挖除，正在换上厚度为80cm到100cm的水泥土。水泥土是由水泥浆液和地基土充分搅拌好，经过水化和化学反应后形成的增强体。对于增强泵房基础的地基承载力、防渗是很重要的。如图9，泵房基础正在换填水泥土。泵房基础处理还采用钉形水泥土双向搅拌桩，采用同心双轴钻杆，在内杆上设置正向旋转叶片，并设置喷浆口。在外钻上安装反向旋转叶片，通过反向叶片的旋转过程中的压浆作用和正向反旋转叶片同时从双向搅拌混凝土，阻断水泥浆上冒途径，把水泥浆控制在两组叶片之间，保证水泥浆在桩体内部均匀分布和搅拌均匀，确保成桩质量。基础处理的同时也在进行基坑排水，基坑周围开挖出排水沟收集渗水，渗水由排水沟流进集水井，集水井布置在建筑物轮廓线以外较低的地方，然后用水泵将渗水排至淮河。图10，打桩机正在打桩。图10 打桩机正在进行打桩作业施工场地的布置在水利工程施工中是非常重要的，在作出现场布置总体规划的基础上，通常是根据对外交通方式，按实际地形地貌，依照一定的顺序布置各项临时建筑物和施工长地的。当对外交通采用标准轨铁路或者水路时，宜首先确定车站或码头的布置，以满足站台停车线和线路设计等方面的专门要求，然后布置内外交通的衔接和场地内交通干线，再延干线布置各项施工工厂和仓库等设施，最后布置办公、生活设施以及水、电和动力供应系统等；若对外交通采用公路时，则可与场内交通联成一个系统来考虑，再据以确定施工工厂、仓库、办公、生活设施以及水、电和动力供应系统等。城北湖泵站利用公路作为对外交通，施工工厂、仓库、办公、生活设施以及水、电和动力供应系统等布置如图11所示。图11 城北湖泵站的施工场地布置3.4 听关于陈村水库的报告来到了陈村水库，大唐陈村水利发电厂书记、我们合工大水工专业78级杰出校友佘书记给我们作关于陈村水库的报告。佘书记给我们介绍了陈村水电站的建设历史、大坝存在的问题和测控以及水电站的管理工作，最后佘书记还给我们这些即将走入工作的同学一些工作上的建议，我们受益匪浅。佘书记介绍大唐陈村水力发电厂始建于1958年，1962年停工缓建，1968年复工，1970年10月首台机组并网发电。全厂分为二级开发，总装机容量184MW。一级陈村站装机150MW；二级纪村站装机2台共34MW。平均年发电量3.36亿kwh。拦河大坝为混凝土重力拱坝，水库容量27.06亿立方米。三十多年以来在发电、防洪、灌溉、旅游等方面都取得了巨大效益。陈村水库存在的问题是：105 m高程处的水平裂缝、111.5m高程处的水平裂缝、坝顶纵向裂缝、横缝漏水严重并串到两侧水平裂缝，影响大坝寿命，同时库区存在库区存在朱家门滑坡体。最后，佘书记告诫我们要超越自己、勤思考、不要急功近利，努力向上，我们获益良多。3.5 陈村水库现场实习图12 泄洪时的陈村水电站沿着上坝的路，远远地就可以看见陈村水电站为混凝双曲土拱坝，水电站两岸基本对称，岸坡平顺无突变，坝端下游侧有足够的岩体支承，以保证坝体的稳定。拱冠两侧各布置一组溢流表孔，拱坝坝身泄水方式为滑雪道式。滑雪道式泄水是拱坝特有的一种泄洪方式，其溢流面由坝顶和与之连接的泄槽组成，而泄槽为坝体轮廓以外的结构部分。水流过坝后，流经泄槽，由槽尾端的挑流鼻坎挑出，挑射水流在空中对冲，并沿河槽纵向扩散，从而消耗大量的能量，以减轻对下游河床的冲刷。泄洪时两侧闸门必须同时开启，否则射流将直冲对岸，危害更甚。闸门为弧形闸门。拱坝右边设有斜坡式升船机。如图12，正在泄洪的陈村水电站。图12 正在泄洪的陈村水库 登上陈村拱坝，沿着工作桥可以看见启闭机室、坝配室、坝坝变室、启闭设备都设在坝顶。沿着工作桥下坝可以看见著名的111.5缝和105缝，如图13,从网上查阅资料可知陈村水库出现裂缝的主要原因有以下几点：(1)陈村拱坝混凝土浇筑层较厚，而采用温控措施有限，因此在每个浇筑层内部最大温度值较高，尤其是高温季 节浇筑的混凝土，浇筑块内部最高温度高达48-52。温度峰值较高致使坝体内部产生较高的温度应力。(2) 施工期在坝体下游面105m 和111.5m 高程附近产生了1.2-1.5MPa 的垂直向应力。考虑到105m 高程是一二期混凝土的分界面，111.5m 高程是两种标号混凝土的分界面，而对于多数坝段而言，两个高程正好处在混凝土浇筑仓的交界面上；同时，两个高程附近区域采用的是110 和150 号低标号混凝土，材料抗拉强度较低，因此，在较大的拉应力作用下，混凝土易沿薄弱面脱开，产生沿坝轴线分布的水平裂缝。(3) 一二期混凝土浇筑间隔时间较长，在二期混凝土浇筑前对一期混凝土作了单缝留键槽并灌浆的处理措施，但是由于浇筑块较大，温控措施不严格，后浇的贴坡混凝土收缩在一二期新老混凝土结合面附近引起较大的坡向应力，该超标拉应力致使混凝土沿结合面脱开。(4) 坝体封拱灌浆时内部混凝土温度仍未降至稳定温度，因此，灌浆后横缝在气温周期变化的反复作用下逐渐脱开，大坝主体混凝土浇筑完后的第一个冬天，90%以上的横缝已经脱开。(5) 仿真模拟所得超标应力部位与坝体实际出现裂缝的部位基本吻合，施工期温度应力超标是导致坝体开裂的主要原因。图13 陈村拱坝105缝 陈村括站厂房为坝后式明厂房。厂房在大坝的下游，不起挡水作用，发电所需水经过坝式进水口沿着坝身压力管道引入厂房。厂房的组成主要由主厂房、副厂房、主变压器场、开关站组成。厂房中的主要设备包括主机组、电气设备和机械设备等。如图14，水电站厂房结构图。陈村水库水电站厂房结构下图类似。图14 水电站厂房结构图图15 灌浆廊道陈村拱坝内部总共有三道廊道，最上方的一道为检修廊道，下面两道为灌浆廊道和排水廊道。灌浆廊道是专门进行帷幕灌浆、固结灌浆、接触灌浆的，排水廊道主要作用就是排除大坝渗水。帷幕灌浆的目的是减少坝基的渗流量，降低坝底渗透压力，保证基础的渗透稳定。帷幕灌浆一般安排在水库蓄水前完成，这样有利于保证灌浆的质量。固结灌浆的目的是提高基岩的整体性和强度，并降低基础的透水性。固结灌浆宜在一定厚度的坝基上进行，这样可以防止基岩表面冒浆，并采用较大的灌浆压力，提高灌浆效果。接触灌浆的目的是加强坝体混凝土与坝基或岸肩之间的结合能力，提高坝体的抗滑稳定性。接触灌浆应在坝体混凝土达到稳定温度以后进行，以防止混凝土收缩产生拉裂。如图15 陈村水电站灌浆廊道图15，为灌浆廊道。陈村水库虽然有好多裂缝，但运行这么多年一直很安全，这主要得益于其先进的管理、监测措施。有许多科学技术在大坝安全管理中得以应用，主要有：(1)建立水情自动测报系统防汛工作是大坝安全管理工作的重要组成部分。陈村水电站与南京水文自动化研究所合作，研制了陈村水电站水情自动测报系统，并于1993年12月投入运行。该系统由2个并行中心站，1个中继站和9个遥测站组成。系统自投入运行以来，发挥了巨大的作用，已在1995年汛期成功地与下游洪水错峰并削减洪峰，拦蓄洪尾增发电量153万kW.h；在1996年战胜100年一遇洪水中，准确提供水情，预报水位。(2)水情测报系统的建立为大坝安全渡汛提供了强有力的保障。建立大坝安全监测自动化系统在陈村大坝监测系统更新改造的同时，陈村水电站先后到葛洲坝等水电厂调研，拟定了陈村、纪村两座大坝观测自动化的总体规划，并委托南京水文自动化研究所做规划设计。目前已完成了陈村大坝观测自动化期工程，并投入考核试运行。(3)其他科学技术的运用陈村水电站与合肥工业大学合作，完成了陈村、纪村梯级电站最优化调度方案；与河海大学合作，运用三水源新安江模型研制陈村水库洪水预报方案；与中国水利水电科学研究院、河海大学、南京自动化研究院等单位合作，对陈村水电站大坝进行三维有限元结构分析、105裂缝性态分析等。科学技术的成功应用为提高大坝安全管理水。4、总结生产实习是水利水电工程教学计划中重要的实践性教学环节，是水利水电工程专业四年级学生所进行的专业基本技能的实习，也是进行工程师基本训练的有机组成部分。实习过程中，学生深入施工现场，接触实际工程，较深入地了解了水利工程施工工艺过程技术员的业务工作以及水电站的运行、管理、维护，巩固和加