工厂水电设计大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇工厂水电设计范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

篇（1）

中图分类号：TV文献标识码： A

一、水利水电工程的施工特点

1、首先是施工位置的特殊性。水利水电工程的位置和一般的建筑不同这就导致施工材料的采购、运输，机械工具的进出成本比较高，有可能影响施工的整体质量。其次在水利水电工程的施工中，水上、水下、隧道开挖及高空作业的工程比较多，所以要特别的注意施工安全。再者是水利水电工程项目一般都位于江河上，所以受当地的地形和水文等因素的影响较大，其中施工排水、导流、基坑等是影响水利水电工程施工质量的重要因素。还有就是水利水电工程建设点多、面广，受环境因素的影响也比较强，施工的难度相对较高，所以在施工的方案选择上必须要反复优化之后再施工。还要注意根据实际的施工动态情况进行控制与调整，保证工程施工的质量。

2、有效控制水利水电工程的重要性

作为重要的基础建设工程，对水利水电工程进行质量控制不仅可以有效的保证国民经济的效益的发挥，更是对人们生产和生活用水问题负责的一种表现。因为在水利水电工程的施工过程中，需要使用到大量的资金，所以如果不对其质量进行严格的管理和控制，那么这些建筑资金将无法发挥其应用的作用，也就导致了国民经济的浪费。此外，如果水利水电工程的质量存在着问题，那么在后期的使用过程中，很可能导致各种故障引发的水利灾害，也会威胁周围的人们生命健康和财产安全。因此，在对水利水电工程进行管理的过程中，有关部门要充分全而的考虑工程施工过程中的各种参与因素，以便实现更好的质量控制。同时，由于水利水电工程施工过程中涉及到的范围比较广，所以如果不对其加以严格的质量管控，任何一个环节的疏忽和失误，都容易导致工程施工过程中的严重事故，威胁人们的生命财产安全。

二、水利水电工程设计中存在的问题

1、前期规划工作未落实到位

水利水电工程的设计工作需以工程施工建设地点的具体情况为依据，要对该地的水源情况、周边环境、地形构造、生物资源、矿产资源等情况进行详细、全面的调查和研究，总结该施工地点是否适合该水利水电工程的施工建设。但有些水利水电工程设计单位，为了减少成本，降低工作强度，故意删减工作环节，不仔细收集项目资料，不对施工地点的具体情况进行勘察和分析，工程选址、工程结构形式、规划等都与实际情况相悖，致使设计方案不全面、不准确，有的设计方案甚至根本不适合用于该项目。这些现象都是设计水平低下的表现。

2、分析对比不科学

对方案进行科学的分析对比是必不可少的重要环节，不论是处于研究阶段、初步设计阶段还是施工图计设计阶段。工程的选址、建筑的构造、总体的布置等都可以是对比方案是可选择的内容。通过比较社会经济收益、成本投入、施工日期等方面，可以选出最佳的方案，从而按照该方案施工。在对方案进行比较分析时，不能仅仅比较成本的高低，还要考虑方案的可实施性，比如技术是否达标，环境是否影响等。

3、投资概算不准确

在设计环节中，对于工程实际建设情况、影响造价的各种因素不进行详细分析说明，直接引用以前所做项目的有关内容，使工程预算审定人员难以做出正确的判断，审定金额与工程的实际造价不相符，使工程的投资准确性大大降低。工程单价分析不合理，在单价分析上缺少依据。不考虑当前的市场形势和工程所在地的具体情况，照搬以前的项目单价表。设计取费不结合具体的工程情况加以调整，导致工程概算失真。

4、工程图纸不完整

设计人员对工程设计图纸的细节不加以重视是一个很普遍的现象。设计图纸尺寸标注不明不白，不符合科学规范，特征点尺寸标注有缺失、不够完整，这些看似是小问题，但却都会给日后的施工、计算带来非常大的困难，从而影响工程的进度。还有的图纸缺少必要的标准说明和性能要求。

三、提高水利工程设计水平的措施

1、加强市场管理

要规范水利水电工程建设项目勘察设计招标投标活动。根据我国相关法律法规，要对水利工程勘察设计的市场加强管理并努力规范勘察设计市场，力求建立、公平、公正、公开的市场新秩序，有效抑制压价竞争、出卖资质、出卖证章、乱挂靠等不规范的现象。首先勘察设计招标投标办法要高标准、严要求地落实，规范水利水电工程建设项目勘察设计招标投标活动，其次要加强勘察设计市场的管理，打破地域封锁，严格按照管理制度执行。

2、提高设计人员专业素质

众所周知，设计人员的专业水平对于水利工程设计的影响非常大，因此想要提高水利工程设计水平，就必须要提高水利工程设计人员的专业素质。首先，在聘请水利工程设计人员时，对其资质进行仔细核查，并对其实际设计水平进行测试，保证每一个设计人员都专业过硬。其次，定期对工作人员进行业务培训，保证其工作水平始终处于业内先进水平，进而保证设计方案的科学性和可靠性。除此之外，还要对设计人员的道德素质进行考核。俗话说：“要做事，先做人”，因此一个人的道德素质与其专业素质之间存在一定联系。做好设计人员的专业素质培养，可有效提高水利工程设计水平。

3、强化服务意识

服务意识是勘察设计单位所需要具备的，当前服务水平也是有待提高的。在勘察设计阶段，勘测设计人员需要和项目建设单位有良好的沟通，要多加交流，以便能及时掌握建设单位的设计目的和要求还有其基本的状况。使得设计出来的作品不仅能满足项目建设单位的需求，还符合地方、国家的标准和规范。在勘察后期的服务阶段，勘测设计单位需要完善现场服务制度，完善现场服务工作，认真做好交底工作，及时解决项目建设单位的疑问和问题。施工现场的服务工作要按时到达，不能早到或早退，以免影响工程建设的进度。另外，如果面对重大或复杂的建设工程需要有设计代表现场服务，为的是及时解决现场可能出现的各种突发事件，避免贻误工期。

4、重视水利水电工程设计方案的对比

一般来说，在水利水电工程方案的设计中都会多设计出儿套方案以供选择。通过对设计方案的投资成本、经济效益以及施工技术等方面的分析，选择出最合适的设计方案，这就是水利水电工程设计方案的对比工作。设计方案的对比需要遵循以下儿个原则:

4.1最优原则。在评比设计方案时，不能只考虑设计方案的优点或是缺点，而是必须要以实际为基础，从客观的角度对所有参选的设计方案一视同仁，公平对比，选择最优秀的设计方案;

4.2标准原则。设计方案的对比必须要遵循一定的标准，要保证所有参选的设计方案必须处于相同条件下进行对比;

5、保障设计审核的科学性

设计审核是对水利工程科学性、合理性等方面进行综合评定的重要阶段，因此想提高水利工程设计的水平，就必须保证设计审核方面的科学性。为此，必须保证审核单位的独立性，避免施工单位出现影响或控制审核结果的情况出现。除此之外，还要提高审核工作人员的专业及道德素质，保证其工作上的客观性与真实性。另外，由于水利工程使用年限较长，所以审核工作还必须具有一定的前瞻性，应及时更新审核的内容、要求以及相关软件与硬件工具，以保证审核内容的科学性和全面性，避免在审核后出现设计问题，使审核部门丧失其基本职能作用。

结束语

总而言之，水利水电工程是关系着国计民生的重要工程，对于人们的日常生活有着重要的影响。所以保障水利水电工程的施工质量是非常重要的，而水利水电设计的有效性能进一步为工程的高质量完成作保障，所以在以后的施工设计中一定要结合以往的经验再及时的采用新理念、新技术，同时强化工程的各管理手段，以此保证整个工程的质量，为社会的持续快速发展提供有力支持。

参考文献

[1]孟友培.水利水电工程设计中关于环境保护的几点思考[J].电源技术应用，2014，01:368.

篇（2）

1 工程概况

XX电厂供热改造新增供汽能力92t/h，蒸汽来源为2×25MW机组打孔抽汽，抽汽量为2x40t/h，其锅炉为中温水压锅炉；新建75t/h锅炉对外供汽12t/h。全厂锅炉总的补给水量需要125t/h，原有的化水车间的设计制水量为50t/h，现有的实际供水能力约30t/h，必须新建化学水处理系统，最大出力按100t/h设计。经与甲方协商，并经实地考虑，新建的化水车间考虑利用原化水车间东侧的旧厂房，其面积和高度均能满足新增设备的要求，室外场地也能满足各类水箱及处理构筑物的布置要求。

化学水用水直接从冷却循环水供水母管上接入。

2 水质分析资料及锅炉给水水质要求

橡胶坝水库水分析资料平均值主要项目摘录如下：

硬度≤20μmol/L

氧≤15μg/L

铁≤50μg/L

铜≤10μg/L

pH 8.8-9.2

油＜1.0mg/L

其中SiO2的含量以不影响蒸汽品质为准，中温中压锅炉蒸汽中SiO2的含量≤20μg/kg。

3 系统选择

根据有关规程和相应的设计导则，中压锅炉采用一般除盐离子交换系统，即能满足补水水质的要求，但锅炉的补给水率高，根据XX电厂的实际运行情况，其补给水率为锅炉蒸汽量的15-22%，约是正常计算补水量的2.5倍。根据供水水质和改造成供热机组后要求的补给水水质标准高等情况，可采用一级除盐加混床系统，这样是能够减少锅炉的排污率，减少锅炉的超额补水量，使之维持到正常水平的补水量。

以上处理系统曾经是厂院双方所共同认可的，设计院提供给厂方的高级阶段的设计文件中推荐的也是一级除盐加混床的系统。该项目从立项到施工图设计阶段有近三年的时间，所以当我接手施工图，并提出反渗透（RO）加混床（MB）的系统时，厂方技术人员是有疑问的，原因有以下几点：

① 根据有关设计原则，一般认为当进水含盐量≥500mg/L时，采用反渗透是技术可行，经济合理的。在原水含盐量为370mg/L时采用反渗透是否经济合理。

② 原化水车间采用电渗析（ED）加一级除盐（H-O-OH）系统，厂方的技术人员对一级除盐系统的运行管理比较熟悉，另外，原有的电渗析系统由于多方原因基本上建成后就无法运行，大家对反渗透系统也存有疑虑。

③ 厂方认为反渗透系统比一次除盐系统一次性投入大得多。

实际上随着反渗透技术应用的增多，特别是反渗透低压膜、超低压膜（或抗污染膜）的使用，大大降低了运行成本，尤其是电力费用，以至于认为含盐量超过100mg/L的原水（在美国的价格条件下，原水总溶解固形物大于75mg/L时，采用RO是经济的），采用反渗透作为预除盐也是经济合理的，再者，RO系统可减少酸碱用量，排水对环境污染小，操作容易，对原水质变化适应性强，产品水有机物含量低，在有效地去除胶体硅等技术上有优越性，因此，供水量比较稳定的热电厂反渗透装置的使用是可适当放宽的。另外，单从反渗透系统的综合造价而言，已从原来的每吨水5-6万元，降至每吨水2-4万元，初投资与一般除盐系统相比，根据水质情况而稍有差别，是基本持平或稍高，但反渗透的制水成本要远小于一级除盐的，这一点是有共识的。

根据对临近的部分电厂正在运行的反渗透系统的考查，厂方最终同意采用RO+MB系统，具体流程如下：

预处理和后处理流程的选择考虑了下列因素：①水源为地面水，雨季及红薯收获水质变化较大；②满足供热机组的用水水质要求，工艺设备要可靠；③操作简单，适应水质改变和设备故障的能力强，处理设备的备用情况；④废液的处置与排放；投资和运行费用，具有可靠的监测手段。上述流程还应包括反渗透装置的清洗过程，具体内容下面的有关章节有详述。

4 处理构筑物和设备

针对流程中涉及的处理构筑物和设备，文章从设计计算、工程使用、设备性能、在线仪表等方面简介如下：

4.1 机械搅拌澄清池

其对反渗透进水水质的要求如表四所示。

其中SDI量用来衡量反渗透装进水水质的一个很有用指标，即污染指数FI，也可称为淤泥密度指数SDI。SDI值测试与膜元件运行状况不是一致的，与浊度指标相比，也是仅能更好反映反渗透装置污染程度而已，SDI值与污染程度关系见表五。

在反渗透装置中，通常用15min的SDI值。SDI值的极限值为6.7。

2)反渗透膜结垢的控制

中空PA膜和复合膜不能忍受氧化剂如残余氯、碘、溴、臭氧等，这些氧化剂对膜有侵蚀破坏作用。当水中存在铁锰、铜等金属时，它们会起催化剂作用，加速残余氯的氧化侵蚀作用。去除水中氧化剂通常加入还原剂亚硫酸钠，本工程无需加入还原剂，是因为澄清池投加是非氧化杀菌剂。投加还原剂工程设计时可采用成套的加药装置。

反渗透系统通常防止CaCO3在膜上沉淀的方法是加酸调节水的pH值，加酸的多少就是要使浓水中朗格里尔指数小于或等于零，使CaCO3无法在膜上沉淀出来。一般情况下加HCL，加药装置可采用成套的加药设施。

防止硫酸盐（CaSO4）等的结垢的方法，通常是在给水中加入六偏磷酸钠（SHMP）等。一般来说，判断硫酸盐是否在RO膜上析出，需要用溶度积KSP来判断。加药装置可采用成套的加药设施。本工程经计算不需单独投加SHMP。

实际上，现在的膜的供应商都是根据原水的水质情况，提供一种综合的药剂，满足调pH值、阻垢等要求，使加药系统简化。

3)RO装置

在设计反渗透除盐装置时应考虑如下因素：

a. 系统的出力、系统回收率、系统脱盐率；

b. 选择合理的膜类型和膜构型；

c. 计算所需膜元件（组件）的数量；

d. 测算膜组件合理的排到组合，尽量使各段膜元件的出力和压降相当；

e. 确定高压泵的位置，本工程高压泵与膜组件分开布置；

d. 合理选择连接管道；

e. 合理选择与水接触的就地仪表及探测敏感元件等，实际工程中基本是由设计人员提出相应的要求，由膜供应商根据原水水质及反渗透膜的具体数据给出RO装置的整体安装、加工方案，并配供相关的附件，如必要仪表、管道、阀门等。

以下仅就系统回收率、膜元件的渗透水量、高压泵的选择等给以介绍。

① 系统的回收率

在采取适当预处理的情况下，通常采用75%回收率，该回收率也称为标准系统回收率。这主要由下面两个因素决定：

a. 采用75%回收率时，可选用6m长的压力容器（内装6个40"长的膜元件或4个60"长的膜元件），每个压力容器最佳回收率为50%，当采用2:1排列时，系统回收率为75%。该排列无需使用浓水循环，即可把相当高比例的给水转为渗透水。

b. 回收率不大于75%，对整个RO渗透水质量不会有太大的影响，当回收率超过75%时，水质急剧下降。

② RO渗透水量

单个膜元件的渗透水量q可按下式计算

式中PN——膜元件的实际净运行压力；

α——污染系数，小于1；

qv.d——单个膜元件的额定渗透水流量（由膜厂商提供）；

Pd——单个膜元件的额定运行压力（由膜厂商提供）；

TJ——温度校正系数（由膜厂商提供）

根据单个膜元件的渗透水量q和总出力即可计算所需的膜元件数。作项目估算时，可按单个膜元件的额定渗透水量的70%计算。本工程经计算共需108只CPA3膜元件，供两套装置，2:1排列，回收率75%，每套RO装置设计出力50t/h。

③ 高压泵

与RO装置配套的高压泵通常选用丹麦格兰富泵，一套RO装置配一台泵（或两台泵），不备用，本设计选用SRN65-7-1型泵2台。高压泵的实际运行压力由净运行压力PN、渗透水的压力（背压）Ppea、系统压差Ppd的一半、系统平均渗透压пar相加得到。对溶液TDS低于1000mg/L的RO系统，当回收率为75%时，渗透压对膜的透过水量的影响可以忽略不计。

④ 反渗透装置的清洗

在正常运行条件下，反渗透膜可能被无机物垢、胶体、微生物、金属氧化物等污染，这些物质沉积在膜表面上，将会引起反渗透装置出力下降或脱盐率下降，因此，为了恢复良好的透水和除盐性能，需对膜进行化学清洗。

清洗条件应根据膜制造商提供的清洗导则进行，如果膜制造商未提供清洗导则，则应遵循下列原则，即凡是具备下列条件之一的情况，均需要对膜元件进行清洗。

a.标准渗透水流量下降10%-15%。

b.标准系统压差增加10%-15%。

c.标准系统脱盐率下降1%-2%或产品水含盐量明显增加。

c.已证实有污染或结垢发生。

至于清洗药剂的选择，不同的膜生产厂商对污染物采用的药剂有不完全一致的要求。具体清洗配方或专利清洗液向膜供应商索取。

一般清洗系统由清洗泵、清洗水箱、5μm保安过滤器及所需的管道、阀门和控制仪表（如pH计、温度计、流量表）等组成。清洗流程见下图。

本工程设V=3.0m3清洗水箱一个，ф600mm保安过滤器一台，CRN64-2-2清洗泵一台等设备。提醒注意的是清洗泵应耐腐蚀，一般压力可为0.3-0.5Mpa，流量数据可向生产厂商索取，确定清洗水箱的体积时，应考虑压力容器的容积、保安过滤器的容积、有关管道的容积等。

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4.7 混床

RO装置的出水水质不满足锅炉补给水的要求，必须增设后续处理设施，设计采用混床，混床出力按105t/h，选用2台ф1500mm混合离子交换器，树脂层高500（阳）/1000（阴），阳树脂型号D001MB，阴树脂型号D201MB。考虑混床同时运行，混床出口加装树脂捕集器。

混床出水质量：电导率（25℃）＜0.1µS/cm，二氧化硅＜0.02mg/l，满足锅炉补给水的要求。

混床的在线监测仪表主要有：进口流量计、出口电导仪、进出口压力表等。

4.8 相关的配套设施

1）再生设施

新建化水车间紧临原化水车间东侧，酸、碱贮存设施均可利用原有设施，仅需增设酸计量箱一个，碱计量箱一个。计量箱可根据树脂装填量、树脂的交换容量及再生剂耗量（应最终换算至再生浓度）计算得到，计量箱的有效容积应满足再生一次用量，并应有富余量。设计酸计量箱容积为1.5m3，碱计量箱容积为1.5m3，采用喷射器输送再生液。计量箱应单独放置一个房间内，并需通风。

2）罗茨风机

机械过滤器反洗用气和混床清洗时用气采用罗茨风机供给。罗茨风机的供气量及供气压力可根据有关导则算出，并最终确定罗茨风机型号，本工程罗茨风机型号L41WD，罗茨风机的供气量仅需满足最大一台设备的供气量即可。罗茨风机设计时要加装空气过滤器和消声器等配套设施，并要求单独放在一个房间内。

3）水泵

水泵主要包括原水泵、反冲洗水泵、中间水泵、除盐水泵、再生泵、清洗水泵等，均布置在水泵间。原水泵、中间水泵、除盐水泵的扬程按0.4Mpa选用，反冲洗水泵的扬程按0.2Mpa选用，再生泵的扬程按0.3Mpa选用，清洗水泵的扬程按0.3-0.5Mpa选用（前已述及）。原水泵、中间水泵、除盐水泵均为二用一备，考虑多工况运行情况，反冲洗水泵不备用，再生泵一用一备，清洗水泵不备用。

设计时应注意水质不同，选择的泵也应不同，原水泵、反冲洗泵可采用一般的清水泵，其他泵要选用防腐蚀的泵。

4）加氨系统

氨与给水中残留的游离二氧化碳化合，提高给水的pH，以防止氢去极化腐蚀，保护金属氧化膜。加药量为每毫克CO2消耗0.4-0.8 NH3，药剂可以采用钢瓶液氨或氨水。加氨点设在除盐水泵出口处，这有利于保护除盐水管。

控制给水的pH值8.5-9.2，给水含氨量在1.0-20mg/L以下。

利用成套加药装置投加氨液，该装置为2箱2泵式，包括500L加氨桶2个，J2-40/4.0柱塞计量泵2台及搅拌器等，平面尺寸为3000x2400mm，加氨需单独一个房间，并需排风。

5）各类水箱

水箱的容积可根据规范要求确定，设计时可适当放大。具体如下：

原水箱2台，单台容积150m3，与澄清池成组布置。

中间水箱1台，容积50m3。

除盐水箱2台，单台容积200m3。水箱液面铺设液面球，以减少空气中的CO2、O2重新溶入水中。

上述水箱均为钢制，外刷防锈漆两道，油性调和漆一道，原水箱、中间水箱内衬酚醛玻璃钢6层，除盐水箱内涂环氧树脂漆6层。水箱均布置室外。

6）化验设施

化验设备与原化学车间的化验设备合用，新车间设运行值班室，可做简单的监测化验。

5、存在的问题

项目设计完成后，没有立即实施，近期建设方决定实施该项目，经与建设方、意向的设备供货方讨论，认为设计存在以下不足，应予改正。

(1)机械过滤器滤速偏高，对保证后续设备的进水水质安全有一定的影响，应增加一台机械过滤器。

(2)混床虽已考虑单独运行的可能性，但原设计直径偏小，无备用，应把混床直径由ф1500mm改为ф1800mm，考虑备用。

6、化水设计简述

通过本工程的设计，总结出一些经验和建议，希望能有些参考价值。

(1)设计出步骤及内容

1）要求建设方提供水源的水质全分析资料，校核水质，确定水质类型。

2）计算设计出力，包括正常出力和最大出力。

3）根据水质分析情况和锅炉对补给水的要求，确定经济合理的处理流程。

4）确定主要处理设施的设计出力，应考虑自用水量，可从后向前计算，工程初期可估算，混床按5%，过滤器按10-15%，机械机械加速澄清池按15%。

5）根据设备的设计出力确定处理设备的型号、尺寸，选择合适的滤料和树脂；选择合适的膜元件，并确定其数量和布置方式。

6）确定各类水泵的参数、数量、备用情况，应满足不同工况（如一套RO装置清洗时）的运行要求。

7）根据过滤器和混床的用气参数，确定罗茨风机的型号，应有备用。

8）根据混床树脂装填量、树脂的交换容量、进水水质数据计量出一次再生酸、碱用量，并以此算出计量箱大小、酸碱贮罐的容积、中和池的容积及调节用酸碱的用量。计算计量箱时要换算成再生浓度，而酸碱贮罐的容积应按工业供货的浓度计算，根据中和池的容积得出排污、搅拌用水泵的参数。

9）根据规范计算出各类水箱的容积，并确定其尺寸。

10）画出工艺处理流程图，流程图中应标示出各种设备连接方式、管径、在线仪表的安装和阀门等，应给出图例、主要设备清单。

11）画出设备的平面布置图，其中澄清池、水箱、酸碱贮罐和中和池宜布置在室外，一般水处理车间分高低两跨，高跨主要布置过滤器、RO装置、混床等，低跨主要布置泵类、计量箱、罗茨风机、加药设备等。设备布置时，管道连接要简捷、顺畅，泵类的布置和室外水箱应统一考虑，避免管道交叉过多，应考虑通行的要求。

应考虑值班、电气、实验室的面积。

12）给出化水车间管道布置的总体方案，包括位置、标高、管道间距等。

13）根据管道布置的总体方案画出各分册的施工图。

以上即为化水设计包括的内容，其中一些步骤次序可以调换。

(2)向其他专业提资要求

设计不同时段时，应及时向相关专业提出设计资料及相应的技术要求。

1）总平面布置完后，应向建筑专业提出设计资料，图中应给出门、窗尺寸，厂房净高，室内外高差、管沟、排水沟等数据。

2）在建筑返回设计资料后向结构专业提出设计资料，图中应包括设备基础大小、设备荷重、基础预留螺栓孔、基础和梁（板、柱、墙体、沟壁）上的预埋铁、留洞等数据。

3）向电气专业提供用电设备的用电负荷、控制要求等数据，并提供平面布置。

4）向热控专业提供各种监测仪表的要求，如测量范围、平面位置、安装高度等条件，并确定各类设备的控制方式，如集中或分散控制，就地还是远程控制等，并提供设备平面布置图及工艺流程图。

5）向暖通专业提供需要通风的房间的所要求通风次数。

以上是基于个人的经验提出的建议和相关数据，供同行参考。

参考文献

1．火力发电厂化学设计技术规程（DL/T5068-1996），中华人民共和国电力工业部，1996年。

2．火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量（GB/T12145-1999）。

3．中国市政工程西南设计研究院，给水排水设计手册第一册，中国建筑工业出版社，2000年。

4．上海市政工程设计研究院，给水排水设计手册第三册，中国建筑工业出版社，1986年。

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中图分类号：TV544 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）01-0143-02

水电站的厂房施工设计过程中涉及到工程结构的设计、施工现场的布置、施工材料的选择等，并且在技术、工艺、设备的使用上都有相应的标准。施工方案对水电站厂房的施工质量有着直接的影响，对水电站的运行也有着重要的作用。因此，在水电站的建设过程中，做好厂房施工设计的研究是十分必要的。

1 厂房施工特点和混凝土分期

1.1 厂房施工特点

水电站厂房的类型主要有立式机组厂房和卧式机组厂房两种。立式机组的特点是水轮机与发电机是竖向摆放的，分为上下两层结构。上层结构是水轮机组，下层结构是发电机组。卧式机组的特点则是采用平行的结构来布置发电机和水轮机。与立式机组相比，卧式机组的优势在于结构更为简单，因此，厂房的施工流程也相对简单。本文主要介绍的是立式机组的设计特点和要求。其具体的施工特点有以下几点：第一，施工道路布置有一定的困难。这主要是由于立式机组在施工时对地基的深度要求较大，给道路布置增加了一定的难度；第二，厂房下部结构较为复杂。在立式机组中，厂房的下部基础中包含着蜗壳、排水管、孔洞等设施，使得内部的结构相对错杂，对施工精度的要求较高；第三，模板支撑的工作量很大。由于水电站的上部结构跨度通常都较大，在施工时为了确保结构的稳定，通常需要较大量的模板进行支撑。此外，厂房的施工采用的是交叉平行的结构，在施工的后期对混凝土的需求量也较大，对施工的精度要求也较高，有时甚至需要对温度进行严格的把关。

1.2 混凝土分期

为了确保机组安装的质量，水电站厂房混凝土浇筑通常需要分为两期进行。第一期的混凝土浇筑的主体主要包括排水管、基础板、横梁等。在进行第一期的浇筑时就应当预留出第二期的混凝土。当第一期的浇筑完成后，再进行第二期的浇筑。第二期浇筑的内容包括的金属蜗壳、风道墙、机墩等。厂房混凝土的分期受到厂房类型和机组类型的影响。

2 厂房混凝土施工

2.1 水电站厂房混凝土浇筑的分层分块

水电站的上层结构由横梁、挡板、柱子等结构组成。水电站厂房的施工技术与一般厂房的施工技术基本相同。水电站厂房的下部结构则是由大体积的混凝土和杠杆组成的，其中具有较多的孔洞和零部件，因此，其受力状况较为复杂。为了确保厂房建设的质量，对水电站厂房的建设应当采用分层施工的方式。在进行分层时，应当做到科学合理，这样就能减少施工过程中的问题和失误，从而确保工程的整体施工效果。

水电站厂房的混凝土浇筑对于分层的精度要求较高，在进行这一项工作时，有几个原则应当遵守。首先，在分层时应当以厂房的下部结构作为出发点，根据其内部的结构、受力状况、尺寸等进行合理的分类。注意不得在受力较大的位置或结构相对薄弱的位置进行分层。其次，必须按照厂房的结构特点和施工环境温度来严格制定分层的厚度。通常，厂房的基础厚度应当在1-2米左右。基础以上的部位在厚度上可以有一定的提高。再次，要按照混凝土的浇筑性质和温度来确定混凝土面积的大小。混凝土的面积不应过大，长宽比应当控制在5：1左右。最后，在进行分层时，应当考虑到施工的可行性和便捷性。例如，为了便于进行模板的捆扎，在排水管的设置上要做到单独分层。为了提高厂房稳定性和安全性，可以在厂房的薄弱位置加筑防裂钢筋。

2.2 分层分块施工的形式

在厂房的施工过程中，采用分层分块施工方式的结构主要有错缝、封闭块、宽槽等。基本的施工工艺包括以下几个方面。首先是分层通仓的浇筑。当水电站厂房中不设置纵缝，就需要采取分层通仓浇筑的方式。这种施工方式的优势在于，加工的效率较高，并且在结构的稳定性上有较高的保障。分层通仓浇筑的方式通常适用于厂房面积较小、在低温季节中施工的项目。第二种施工工艺是错缝分块浇筑。这种施工工艺也被称为砌砖法，施工过程是将上下两层的砖块进行相互搭接，从而确保结构的稳定性和整体性。错缝分块的长度通常在8-30米之间，分层的厚度则控制在2-4米的范围内。在厂房的薄弱环节施工过程中，需要加筑键槽。第三种工艺是预留宽槽。在建筑规模较大的厂房施工时，为了提高施工的效率，减少外部环境对施工过程的干扰，需要在一些施工环节中设置一定的宽槽，宽槽的宽度通常为1米。第四种施工工艺为设置封闭块。当厂房的结构跨度较大时，在施工的过程中容易受到温度的影响。采用一般的温度控制方式很难起到良好的效果，这时可以考虑设置一定的封闭块，在混凝土的施工基本完成后，进行回填工作。

2.3 以机械为主，人工为辅的施工方案

水电站厂房的施工规模通常较大，对精度的要求也较高，采用机械化的施工方式可以极大的提高施工的效率，同时还能确保施工的质量。但在机械化的施工过程中还要进行人工的辅助，尤其是一些对精度要求较高的施工项目中，必须有相关的施工人员进行现场的监督。在小型厂房的施工过程中，经常采用满堂脚手架的施工方式，在这种施工方式下，更要做好对施工现场的监管，确保施工人员的人身安全。

3 厂房上部结构施工方案设计

水电站厂房的上部结构包括立柱、吊车梁、预制屋架、圈梁等几个部分。厂房的上部结构施工通常分槿个环节，分别为立柱施工、吊车梁施工、屋架施工。

3.1 立柱施工

厂房的立柱通常设置在厂房的混凝土层上，并与厂房的基础相互连接。为了便于立柱的施工，通常会在施工前进行机组的埋件安装。在完成立柱的基础施工后，应当立即进行现场的浇筑。浇筑的顺序为先进行钢筋的设置，再进行模板的安装。在立柱的施工完成后，应当对立柱的垂直状态和模板的位置进行检查和调整，从而确保模板的强度和稳定性。

3.2 吊车梁施工

吊车梁的设置通常采用的是预制的方式。由于吊车梁的钢筋密度较大，在浇筑时对混凝土的配置要求也较高，一般需要采用一级配置。在大型厂房的施工过程中，可以采用一期混凝土的起重设备用于吊车梁的安装。当厂房的规模较小时，则选用履带式的起重机就可以起到良好的安装效果。在吊车梁的安装完成后，应当对其位置进行校对，确保各个部件之间的连接准确无误。

3.3 屋架施工

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1、工程概况

南郊水厂位于东营市东城东南部，供水覆盖范围约18km2。水厂下辖南郊水库占地面积2.73km2，有效库容550万m3。南郊水厂1998年5月投产，日供水能力5万m3/d；2005年5月扩建后，日供水能力达10万m3/d；2009年采用超滤膜水处理技术实施了水质改善工程，供水水质达到了国家新颁布的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)106项指标要求。

根据《东营市中心城给水工程规划》，2010年东城日最大需水量为l2万m3。而南郊水库有效库容仅550万m3，仅能满足供水区约30天的用水需求，引水频繁且存在诸多隐患，威胁东城的供水安全。

广北水库占地面积9.08km2，总库容3200万m3，有效库容2600m3。广北水库基础设施建设完备，主水库处于闲置状态，供水水质良好，水量充足，后期管理方便，故选取广北水库作为南郊水库补充水源。

2、设计方案及要点分析

本工程尽管供水量不大、管径不大，但作为长距离压力供水管道，其规模确定，断面布置，管材选择，水锤防护设计，附属设施设计，跨路保护等问题都应地形、压力等而显得格外重要。

(1)供水规模。南郊水厂供水管道工程主要是为解决南郊水库库容不足兴建的，后期作为水厂扩建水源而继续使用。根据《东营市中心城给水工程规划》，2010年东城日最大需水量为l2万m3，故确定供水规模为12万m3/d。

(2)管道管径。采用大管径方案水头损失小，管道投资大，但可以减少泵站扬程，降低泵站投资和系统的运行费用；采用小管径方案水头损失大，管道投资小，但需要增加泵站扬程，增加泵站投资和系统的运行费用；经过技术经济比选最终选择管道管径为DN1200mm，泵站扬程为34米。

(3)管材比选。目前在管道输水工程中比较多的采用钢管、球墨铸铁管、预应力砼管、玻璃钢管、聚氯乙烯管（UPVC）。参考各种管材在东营的应用情况，本项目工程最终确定采用UPVC管、玻璃钢管和钢管三种管材进行技术经济比选。通过管材的施工难易、使用寿命、连接方式、抗冲击、耐压力、抗耐腐蚀、维修方便等方面进行技术经济比较，UPVC管和玻璃钢管具有良好的水力学性能，它们的糙率系数达到了0.008～0.009，两者在价格上也相近；钢管具有良好的力学指标，可承受较大的水头，但价格较贵，并且它的水力学性能不如UPVC管和玻璃钢管。根据UPVC管、玻璃钢管和钢管三种管材方案的技术经济比较，确定本项目工程的管材选用玻璃钢管。

(4)管道设计。进行管道水力学分析计算时，重点研究水头损失、水锤现象。本次玻璃钢管水力计算采用《室外给水设计规范》和《给水排水设计手册》中介绍的公式计算，即先计算雷诺数，然后根据水温计算水力坡降和水头损失。

水锤现象计算公式参考水力学，按不同壁厚计算本工程不同压力发生水锤时的最大流量及流速变化，从计算结果分析，均可以满足要求。为安全起见，在泵站出口处加设缓闭止回阀，防止过大水击压力破坏管道及水泵。

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（二）几点建议

2.2、泵站建成半地下式，主要是为了减低噪音，有利于管道布置和水泵吸水，但设计施工时要考虑地坪积水问题，因为泵在运行时，水泵轴封处必须保持少量滴水，以和冷却轴封，水泵在小修、大修时难免会有水流到地坪上，以及平时卫生打扫用水冲洗等，因此在设计施工中应注意地坪坡度提出要求，并考虑相应的排水沟槽或集水坑。

2.3、水泵在高速连续运行时水温一般在20—40度之间，室内温度往往高于室外，冬季问题不大。一到夏季，泵房如蒸笼一般，检修，操作热不可耐。通风不好也不利电机稳定运行，加之半地下式泵站建筑设计为了使外整齐划一，统一设计了平开窗，结果为了开启窗户，要搬动爬梯爬上爬下十分不便，致使泵站窗户如同虚设，长年无人开启。因此设计时要考虑做成翻窗或设置开窗走道方便开窗通风。

2.4、泵工值班室一般设计成与泵站互为一体，为的是便于操作和日常观察。泵站尤其是大型水泵，运行时一般噪音很大，值班室与泵房仅一窗之隔，故在设计施工时要充分考虑，尽可能采取措施减轻泵站噪音对值班室的影响，如值班室的门不宜直接开向泵站，观察窗要做成隔热隔音的双层窗等。

2.5、泵在杨程较小的情况下（几何扬程小于10米）建议不要在出水管路上设置止回阀，因为突然停电断水事故发生时，倒流水头不是很高，一般不能使水泵高速回转。去掉或不装止回阀，平时可节省电能，停电、断水时反而更有利于防止水锤事故发生。

2.6、为了保证泵的安装质量，一般设备固定在基础上，均需留出50mm厚的二次灌浆层，但有些设计图未加说明，土建做基础一步到位，就可能给安装施工带来麻烦。一般水泵出厂很少配防护罩，特别是大型水泵，在安装调试前就要自行设计配置好水泵防护罩，对安全生产是极为重要的。

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中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

引言：本文通过对软土地质的特征分析，对水电站厂房的设计以及施工奠定了基础。而后针对软基上的水电站厂房工程提出了具体的设计和施工方案，为类似工程的软基设计以及施工提供了可供参考的经验。

一，软土地基

1.1 软土

软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。

1.2 软土地基的含义

我国公路行业规范对软土地基定义是指强度低,压缩量较高的软弱土层。多数含有一定的有机物质。日本高等级公路设计规范将其定义为：主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。地下水位高,其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。

1.3 软土地基的分类

我国的软土分布广、种类多。根据软土的分类及其工程特点可将工程中软土地基分为淤泥软土地基，砂性软土类地基，斜坡软土地基，岩溶红土软土地基，泥炭土软土地基，粘性软土类地基等。

1.4 软土地基的特点

1.4.1 淤混软土地基特点

淤泥软土地基主要由淤泥、淤泥质土构成的地基，其承载能力低。淤泥土主要分布在沿江冲积平原区、沿海地区、内湖区，其工程地质特性有：含水量高、具有高压缩性、渗透性小、抗剪强度较低等方面。

1.4.2 砂性软土类地基特点

砂性软土是砂粒粘土混杂构造，内部常常含有封闭砂团，出现在砂层与软土层的过渡段。砂性软土类工程特性受其砂粒含量多少、形成历史而变化，其工程地质特性是：天然含水量高、压缩系数的高和渗透系数小等方面。

1.4.3 斜坡软土地基特点

斜坡软土是一种分布于斜坡上、岩层间的坡残积、坡洪积、溶蚀沣地型斜坡软土，其工程特性为：天然含水量一般小于或接近液限、有机质含量一般为4％～31％、孔隙比较大、天然抗剪强度较高和压缩性较高等方面。

1.4.4 粘性软土类地基特点

粘性软土分布广，以长江口北侧粘性土为典型，其工程特性为：：粘性土中砂层多、粉粒含量高、指标偏好、孔隙比—般大于，等于或接近1以及天然含水量一般大于或等于液限等方面。

软基上的水电站厂房设计与施工

2.1 厂房基础情况

软基处理施工技术难度较大，质量要求高，且因其为隐蔽工程，如掌握不好，极易出现偏差，位于不同地区软基上的水电站厂房情况各有不同，要分别具体认真对待，电站厂房不同于普通的工业与民用建筑，尤其是机组运行时的震动，会使砂土的抗剪强度相应降低，易造成土体液化，进一步恶化地基，不利于机组安全运行；当遭遇地震时，地震首先引起的场地变形会加剧建筑物的破坏。为此，对厂房的软基必须慎重处理！

2.2 厂房基础处理方案

对厂房基础处理的方案选择，主要遵循以下四条原则，即安全性、科学性、经济性和可操作性，然后根据工程的具体情况，选择一个相对合适的基础处理方案。设计先后考虑了强夯、桩基和固结灌浆三种处理方案。

2.2.1 强夯法

强夯法是在极短的时间内对地基土体施加一个巨大的冲击能量，使得土体发生一系列的物理变化，如土体结构的破坏或液化、排水固结压密以及触变恢复等。强夯法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。对非饱和的粘性土地基，一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法，并根据工程需要通过现场试验以确定夯实次数和有效夯实深度。其作用结果使得一定范围内地基强度提高，孔隙挤密并消除湿陷性。强夯法具有加固效果显著、适用土类广、设备简单、施工方便、节省劳力、节约材料、施工工期短、施工文明和施工费用低等优点，但是对地下水位较高、饱和度较大的碎石土采用强夯法处理，就会使其孔隙水排除很困难，难以压实，且强夯法处理会扰动原状土。

2.2.2 桩基法

桩基由桩和连接桩顶的桩承台（简称承台）组成的深基础或由柱与桩基连接的单桩基础，简称桩基。桩基具有承载力高、沉降量小而较均匀的特点，几乎可以应用于各种工程地质条件和各种类型的工程，尤其是适用于建筑在软弱地基上的重型建（构）筑物。用桩基处理基础，抗震效果很好，但由于桩基种类繁多，施工工序复杂，施工工艺差异大，加之地层变化复杂，施工过程中可能会使桩身出现缩径，扩径，夹泥，离析，断桩等缺陷，并且要求深入稳定土层的深度较大，对深覆盖层基础而言，势必会增加投资。

2.2.3 固结灌浆

固结灌浆为改善节理裂隙发育或有破碎带的岩石的物理力学性能而进行的灌浆工程，其主要作用是：①提高岩体的整体性与均质性；②提高岩体的抗压强度与弹性模量；③减少岩体的变形与不均匀沉陷。采用固结灌浆方法能将松散的地基固结成整体，形成持力层，对提高地基承载力、防止地基沉降、减小不均匀沉降量及抵御地震破坏都有很好的作用。

2.3 基础处理施工和其他处理

厂房基础处理的施工要依据所选择的厂房基础处理方案。不同的厂房基础处理方案对应不同的厂房基础处理施工。水电站厂房的其他处理要根据厂房的具置以及具体要求，具体问题具体分析，力求做到最好。

安全、质量保证措施

3.1 深化安全教育，强化安全意识

所有参加施工人员在上岗前进行安全教育和技术培训，坚持“预防为主，安全第一”的宗旨，安全员和特殊工种全部持证上岗，并配备相应的劳保用品和工具。

3.2 安全操作，遵守劳动纪律

参加施工的所有工作人员和作业人员，都将严格按照相应的安全操作规范和程序进行施工，严肃劳动纪律，严禁出现违章指挥与违章作业。

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0. 前言

近年来，随着城市经济的快速发展，城市面积的扩大，人民生活水平的提高，对供水的水质和水量有了更高的要求。同时也出现了部分城市现有水源被污染，水量水质不能满足供水要求等的现象。故通过长距离输水的方式，把距离城市较远的优质水源引入城市的长距离输水工程成为了一些城市供水发展必然选择。长距离输水工程具有取水量大，输送距离长，建设难度复杂，投资巨大等特点，属于城市大型给水工程。

盾构法作为一种非开挖施工方式在大型输水工程中有很大的应用前景，目前国内已有一些成功实施的工程。已建成的上海长兴岛青草沙取水工程，输水规模为708万m3/d，采用重力流盾构隧道输水方式，输水管全长约13.9km，2010年已建成通水，运行良好[1]。

下表0-1为国内运用盾构法施工的输水隧道情况[2]。

表0-1

1.工程简介

西江引水工程是为广州市民供水的大型市政工程，从广东佛山三水区境内下陈村的西江引水，输送至广州市自来水公司的江村、石门及西村水厂。解决水厂的水源置换以及未来新建水厂的水源供给。西江引水工程规模为350万m3/d，采用压力管道（隧道）输水方式，输水管道（隧道）全长12 km，其中小塘立交段、官窑立交和白坭水道段采用单隧道方式压力输水，盾构段隧道内径为4.8米，其余的采用双管道输水，管材为PCCP管，内径为3.6米。

2.设计要点

2.1水力坡降

水力坡降的计算对整个长距离输水工程有较大的影响，如计算损失数值偏小，则输水能力达不到设计要求；如计算损失偏大，则会造成工程投资浪费，管网末端消能难度加大。对水头损失的计算不准，都可能会造成相关的加压水泵长期不在高效段运行，效率偏低，增加工程后期运行费用。

西江引水工程盾构段内径为4.8米，可采用普通地铁施工的盾构进行施工，但由于输水隧道建成运行后，需要承受一定的内水压力，属于压力隧道输水，国内关于此类型的隧道没有相关的经验可以借鉴。已建成的青草沙水源工程，其输水隧道为重力输水，内压相对较小。如何解决输水隧道的内压问题，是本次工程设计的重点难点，也是保障工程建成后顺利实施的重要因素，需要设计阶段重点考虑。

整个管线水力坡降的计算，影响到取水头部水泵的选取、隧道段内压计算、水锤分析及二次泵站的设计等，不同材料的管道摩阻系数在《室外给排水设计规范》中有相应取值范围规定，可直接选取。但是盾构隧道的摩阻系数取值，没有相关规范可以参考，需经过具体分析计算确定。

2.1.1混凝土管片手孔封堵

盾构的混凝土管片有拼装手孔，建成后的隧道断面如图2-1所示，可清晰看见手孔分布。地铁交通隧道中，管片手孔不影响使用，可以不做封堵。但作为输水隧道，手孔会影响隧道内壁光滑，影响水力条件，在管片拼装完毕之后，应对手孔进行封堵抹平，设计需考虑这部分的工程量。

图2-1盾构的混凝土管片有拼装手孔图

2.1.2水力坡降计算

封堵完毕的的输水隧道采用达西公式和Colebrook-White（柯尔勃洛克 怀特公式）进行计算[3]：

英国建筑业研究中心根据 15 条水工隧道的观测及水力试验结果，编写了《CIRIA Report 96 - Hydraulic Roughness of Segmentally Lined Tunnels》报告建议如下[4]：

在计算水工隧道的水头损失应使用粗糙高度―ks 及Colebrook-White公式进行计算；粗糙高度，ks 可用下列公式来估算：

（2-3）

西江引水隧道工程环宽1.5m，但环与环的施工误差目前并不知道，因此假设不同的施工误差来计算粗糙高度ks。如表2-1所示，

表2-1

根据目前的施工工艺水平，一般环与环的施工误差不会超出5 mm，因此粗糙高度ks 不大于1.3 mm。根据计算的粗糙高度，可计算出隧道的水力坡度和沿程水头损失。

2.2高内水压隧道段压力计算

输水隧道取水口位于佛山下陈，整个输水段属于高压输水，随着沿程和局部的水头损失，输水管线（隧道）的内压是沿线下降的，参见图2-2

图2-2输水管段（隧道）水力坡降图

输水管道采用预应力钢筒混凝土管（PCCP），其承受内水压最大可达到2.0Mpa，为了施工的便利以及工程的安全可靠，整个输水管道可采用同一承压规格。

但针对隧道管段，需要区别考虑，隧道管片自身通过螺栓连接，无法承受这么高的内水压，因此，需要具体计算每段隧道段的承压能力，采用不同的结构形式。针对四段盾构段不同的内水压力，采用在隧道内侧趁钢内衬或混凝土内衬两种结构形式。

根据内水压的计算结果，在输水段上游内水压力较大，为承受较高的内压，小塘立交、官窑立交及和顺立交采用普通地铁管片内衬钢管的方法，输水管道下游白坭水道至鸦岗泵站采用内衬混凝土管的方法。

3设计难点

3.1备用水源

根据《室外给排水设计规范》，“输水干管不宜少于两条，当有安全贮水池或其它安全供水措施时，也可修建一条”。

西江工程输水隧道段的内径为4.8米，为单隧道输水，设计时必须考虑备用水源的问题。

广州市供水目前依赖流溪河、珠江西航道、东江水源，西江供水工程建成后，应考虑保留现有的西村水厂、石门水厂、江村水厂的取水构筑物，在西江供水工程发生事故时作为备用水源启用，水利等部门要将备用水源规划纳入水资源规划。

3.2管道段与隧道段的连接

内径4.8米的单输水隧道与双管3.6米的钢管如何连接是设计需要重点考虑的，根据设计图3-1，3-2所示，盾构施工时修建工作井施工完毕后可作为双管转单管的工作井，双管通过焊接的45度三通与内径4.8米的钢管在井内连接，通过4.8米内径的钢管与隧道段相连。因为隧道段较管道段埋深要深很多，隧道段的埋深约在15米左右，管道在与隧道的连接处有一个急速的转弯，因此，在转弯的高点设置排气阀，在转弯的低点设置泄水阀，便于日后的运行安全和维修便利。

图3-1 管道与隧道连接平面图

图3-2管道与隧道连接剖面图

4结语

本文通过总结大型长距离输水工程的设计要点，总结了有压输水隧道的水力计算方法，针对输水隧道不同于一般重力输水隧道的特点，隧道的结构形式进行了一系列的改变，在普通的地铁管片基础上，增加了钢板内衬及混凝土内衬，以克服不同的内水水压，为输水隧道设计提供了类似的参考经验。

目前，西江引水工程已建成通水，运行效果良好。

参考文献

陆晓如，沈庞勇，季军，王琪.青草沙水源地原水过江管隧道工程综述.给水排水，2009，（07）50-54

吴，凌霄.南水北调中线穿黄工程隧洞设计研究.人民黄河，2004，（1）29-30

成都科技大学.水力学（上册）.重庆：人民教育出版社，1983

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华能玉环电厂海水淡化工程自2003年3月开始采用“双膜法”方案。为了充分验证方案选择的可行性，该厂于2004年4月至8月在现场进行了超滤装置的中试运行（现仍在运行），鉴于国内工程公司尚未有如此大规模的海水淡化项目，为了确保工程的先进性与安全性，该厂在承担玉环工程的概念

设计、技术方案及实施方面做了大量工作。

1系统设计

1.1设计参数

海水含盐量：34000mg/L；水温：15～32℃；水量：总制水量1440m3/h，单套出力240m3/h。

（34560m3/d）分为6套，

1.2系统流程

海水混凝澄清超滤一级反渗透二级反渗透

1.3总平面布置

玉环海水淡化工程的总平面布置充分利用了循环水系统的取排水系统的布置，紧靠防浪大堤一侧，自取水、混凝澄清、超滤过滤、反渗透制水、浓水排放，形成了完整流畅的布局。

2主要系统介绍

2.1海水取水系统

华能玉环电厂海水淡化系统充分利用了电厂的循环水系统，以降低造价，同时可以利用发电厂余热

文章编号:1000-3770(2005)11-0073-03

使循环排放水温升高9～16℃的有利条件，降低海水淡化工程的能耗。海水取水口位于电厂海域-15.6m等深线附近的海域，排水口设置在-5m等深线附近的海域。

循环水系统工艺流程为：取水口自流引水隧道循环水泵供水管道凝汽器排水管道虹吸井排水沟排水工作井排水管排水口。

海水经过循环冷却之后，冬季工况有16℃左右的温升，夏季工况有9℃左右的温升，因此，玉环电厂的海水淡化系统采用了两路进水，一路取自循环水泵出口（未经热交换的海水），一路取自虹吸井，根据原海水的水温变化采用不同的进水方式，基本保证水温在20～30℃，调整后维持25℃左右。

2.2海水预处理系统

海水反渗透（SWRO）给水预处理技术包括消毒、凝聚/絮凝、澄清、过滤等传统水处理工艺及膜法等新的水处理工艺，膜法预处理主要包括微滤

（MF）、超滤（UF）和纳滤（NF）等。预处理的目的：除去悬浮固体，降低浊度；控制微生物的生长；抑制与控制微溶盐的沉积；进水温度和pH的调整；有机物的去除；金属氧化物和含硅化合物沉淀控制。

2.2.1混凝澄清沉淀系统

为了降低海水中的含砂量以及海水中有机物、胶体的含量，必须进行混凝沉淀处理。混凝沉淀系统设有四座微涡折板式1000m3/h的混凝澄清沉淀池，为钢筋混凝土结构，设备内部没有转动部件，可有效地减少防腐成本。经混凝沉淀处理后海水浊度小于5NTU，运行参数为：混合时间：3s；絮凝时间：10min；沉淀池上升流速小于2.4mm/s。混凝沉淀处理后水质见表1。

表1预沉池处理效果

参数

预沉池出水最大值

预沉池出水最小值

预沉池出水80时间内的值

浊度(NTU)

20

1

TSS(mg/L)

20

5

COD(mg/L)

20

3

2.2.2过滤系统

该厂过滤系统采用了加拿大泽能（ZENON）公司浸入式ZeeWeed1000型超滤膜系统，膜元件主要的技术参数为：膜材料：聚偏乙烯（PVDF）；膜通量：50～100L/m2·h；运行压力：0.007～0.08MPa；最大操作温度：40℃；pH范围：2～13；化学清洗间隔期：60～90d。

2.3高压泵

高压泵是SWRO系统的重要部件，正确选择高压泵性能对系统安全性影响很大，它是运转部件，出现故障的概率高。

对于大型的海水淡化装置，一般采用的高压泵是离心泵。常用离心泵的结构形式有水平中开式和多级串式。两者相比在结构上应是水平中开式占较大的优势，据称可以达到6年不开缸维修，缺点是其设备价格昂贵。

2.4能量回收装置

由于PX系列的能量回收装置具有回收效率高，噪音低等特点，逐渐受到用户的青睐。由于设计中它仅有一个转动部件，没有机械密封和表面磨损，因而维护工作量很低。

2.5海水淡化系统

海水经过超滤后，经海水提升泵进入保安过滤器，然后进入一级海水淡化系统。一级海水淡化系统共设6组，每组设有压力容器58个，每个压力容器内装有7支膜元件，设计出力240m3/h（5760m3/d）。系统总出力为34560m3/d。

3玉环电厂海水淡化五个技术关键点

3.1高效混凝沉淀系列净水技术

该技术是在哈尔滨建筑大学承担的国家建设部“八五”攻关课题“高效除浊与安全消毒”的科研成果中“涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术”的基础上发展而来的。其中涉及了水处理工程中预处理的混合、絮凝反应、沉淀三大主要工艺，特点是上升流速比较快，占地面积比较少；没有类似机械搅拌澄清池中的转动设备，也没有类似于水力加速澄清池中的大量金属构件，这对于防止海水中突出的腐蚀问题是一个比较好的解决方案。

3.2超滤作为海水淡化预处理系统

为了验证超滤在工艺系统中设置的安全可靠性，以及寻找最适合的工艺参数，以最大限度地优化系统的配置。该厂组织了有六家公司参与的中试。试验结果表明高效混凝澄清技术、超滤系统用于该海水淡化工程是可行的。

3.2.1超滤出水SDI

试验结果显示，产水SDI总体上稳定在2.5左右，从整体趋势来看，随着时间的推移，超滤产水SDI有略微上升的趋势，这可能是由于在试验过程中超滤膜没有得到有效的维护，如化学清洗等；进水消毒不彻底；进水混凝澄清效果不理想等，造成了海水中的微粒、胶体、有机物和微生物等和膜发生了物理化学反应，改变了膜的分离能力。试验显示客观上虽然存在这种膜污染导致的分离能力下降，但这种表现为SDI的上升的下降趋势极为缓慢，并不明显。

水温升高，超滤出水的SDI随之升高；进水pH值升高，超滤出水的SDI也高，反之亦然。铁离子的影响：水中可溶解性的过渡金属离子，如Fe2 因氧化而形成沉淀使SDI升高；氧化剂的影响：试验过程中发现，如果加入次氯酸钠，超滤出水的SDI升高。

3.2.2超滤出水浊度

乐清湾海水浊度一般在100NTU以上，但是由于潮汐及天气的影响，浊度变化幅度非常大，实测最高达到2456NTU，经过混凝澄清之后，一般在15～20NTU，个别值达到50NTU。从超滤产水来看，产水浊度相对比较稳定，基本上在0.10NTU左右，虽有个别值达到了0.20NTU，但没有出现大的波动，基本上控制在0.15NTU以下。

3.2.3超滤出水中的铁

超滤进水铁的浓度变化范围在25.5～1451μg/L，去除率在80～90。

3.2.4超滤出水中的硅

超滤进水的胶体硅含量变化范围在1.081～

10.74mg/L，出水的胶体硅含量是比较稳定的，一般小于2mg/L，去除率最低时只有10，最高达到98，大部分去除率在70～90之间。

3.2.5超滤出水中的COD

玉环海水中CODMn不超过10mg/L，经过超滤之后，产水CODMn最高不超过5.0mg/L，也就是说超滤对CODMn去除率比较低。相对进水CODMn的波动，产水CODMn比较稳定，但还是呈现比较缓慢的上升趋势。

3.2.6超滤出水细菌总数

超滤对细菌的去除率达到100。

3.3系统回收率的确定

目前的海水淡化工程，回收率一般在38～50之间。决定回收率高低的因素主要有原海水水质、预处理系统出水水质、膜的性能要求、运行压力、综合投资和制水成本等。由于玉环项目采用超滤作为反渗透的预处理，原海水的含盐量通常在28000～32000mg/L之间，而最低水温高于15℃，因此在反渗透允许的设计条件下，回收率越高，系统的经济性越好。按照回收率40，45，50，进行了技术经济比较（表2）。经分析比较，我们确定的回收率为45。

表2不同回收率下的性能

40的回收率

45的回收率

50的回收率

一年运行压力(MPa)三年运行压力(MPa)一年内脱盐率()三年内脱盐率()设计通量(L/m2h)要求预处理的出力(m3/h)与45投资比较()系统运行安全性结垢可能性

5.395.6299.4899.3815.43600125高较低

5.675.9099.4499.3315.43200100高低

6.046.2699.3999.2815.4288080低高

3.4新材料的应用

海水淡化系统中另一个重要问题就是设备及管道腐蚀，根据工艺流程中接触介质种类及压力的不同，分别采用了双相不锈钢2205、2507以及奥氏体不锈钢254Mo，低压系统大量的采用衬里、塑料及玻璃钢管道。

3.5浓水排放综合利用

海水淡化系统中浓水排放是全球业内要解决的问题，由于发电厂循环水中一般采用氧化性杀菌剂来抑制循环水系统中藻类、贝类的生长，在海滨电厂大都设有电解海水制氯系统，反渗透浓水相当于在原海水的基础上浓缩了1.6倍，因此将一部分直接用于电解海水制氯，可以简化制取次氯酸钠系统设置，又可提高电解制氯系统的效率。

4制水成本分析

海水淡化的运行成本是大家比较关注的问题，也是评价系统方案可行性的重要依据。根据玉环工程投标商的报价情况、性能指标、使用保证寿命，综合考虑设备折旧、人工、药品、检修维护等各方面的因素，以上网电价为基础，吨水的制水成本在4元左右（表3）。

表3华能玉环电厂海水淡化工程成本测算

项目

金额

单项成本(元/m3)

以年运行

以年运行

7000h计

6000h计

工程动态投资(万元)

19244

其中贷款(万元)

14433

利率()

6.12

15年经营期利息

0.11

0.13

(万元，假设15年平均还贷)

110.41

化学药品消耗(元/m3)

0.3184

0.32

0.23

电力消耗(元/m3，

1.2

电价0.30元/kW·h)

1.20

1.20

大修及检修维护费(万元/年)

193

0.19

0.22

反渗透膜更换费用(万元/年)

980

0.73

0.88

人员工资(万元/年)

60

0.06

0.07

固定资产折旧费用(万元/年)

1282.9

1.24

1.48

单位运行成本(元/m3)

2.49

2.69

单位制水成本(元/m3)

3.84

4.30

5结论及建议

沿海电厂采用海水淡化方案无论经济上还是技术上是可行的。沿海电厂采用海水淡化技术可以充分利用电厂的取排水系统，而不必单设，可节省很大的初投资费用，并且电厂循环排放水的温升可使海水淡化的水温得到保障，有利于淡化能耗的降低。目前沿海城市淡水资源相对比较紧张，水价也在逐步上升，玉环工程海水淡化制水成本4元/吨左右的水平对于工业用水水价，二者已经基本持平，甚至低于工业用水的价格，因此沿海电厂选用海水淡化，不仅社会意义重大，经济技术上也是可行的。

采用超滤作为海水淡化的预处理系统虽然是膜法处理的发展方向，但是毕竟成熟的经验还少，有待于进一步的分析研究。玉环工程自招标前期即开始超滤中试工作，到现在还在继续进行，目的也是在进一步探索超滤作为海水淡化系统预处理的经验。

海水淡化虽然不是一门新的技术，但是毕竟我国目前大型的海水淡化工程经验还少，项目也不多，与国际上一些著名的公司相比，采购成本及技术合作上我们还处于劣势，这对我们的技术进步和海水淡化产业的发展是不利的。

该工程于2003年2月动工，2003年12月建成并试运行，2004年3月通过环保验收。整套设施自运行以来至今一直高效稳定。其处理效果见表2。表2数据表明，废水经处理后，出水各项指标均达到要求。从表2可知，废水经“水解酸化 混凝气浮 接触氧化法”处理后，其COD、悬浮物、石油类和磷酸盐总去除率分别为92.1、96.4、88.36和93.3。

表2废水处理效果表

项目

COD(mg/L)

SS(mg/L)

石油类(mg/L)

磷酸盐(mg/L)

调节兼水解酸化池气浮池出口好氧池出口过滤器出口

258.50185.6842.1320.18

117.6041.626.104.20

15.906.374.301.85

15.1010.712.81.0

4经济分析

该工程总投资143.78万元，其中设备费为88.2万元，土建47.83万元，其它费用7.75万元。该工程每m3产水总运行费用1.13元，其中电费0.23元，药剂费用0.70元，人工费0.2元。

5工程实例经验

（1）生产废水中的石油类污染物都是来自金属件表面保护性油膜，容易发生乳化反应，并被混凝成

“矾花”，含有一定的油质，有粘性，易结成团，浮于水面。根据这种特性，采用混凝气浮法具有较好的泥水分离效果。可见，气浮工艺对该废水不仅可高效去除石油类污染物，而且还可对废水进行预充氧，从而提高了废水的可生化性，更有利于后续的生化处理。

（2）生产过程中要对金属件用工业洗涤剂反复清洗，故所排废水富含工业洗涤剂成分，经曝气搅拌，会产生大量泡沫，在好氧池之前使用消泡剂，改变洗涤剂的表面活性，否则好氧池由于鼓气产生大量泡沫，无法正常运行。

（3）生产过程中所用到的工业洗涤剂及少量染色剂，都是一些难以生物降解的高分子化合物，因此在设计时先用水解酸化工序使一些复杂的大分子物质、不溶性有机物水解成小分子物质、溶解性有机物，然后再用接触氧化法对小分子物质和溶解性有机物进行氧化分解，才能取得较好的生化处理效果。

（4）水解酸化池中采用机械搅拌器进行搅拌，以增强废水与污泥之间的接触，消除池内的梯度，避免产生分层，提高效率。

（5）好氧处理段采用接触氧化法。池内填料比表面积大，池内曝气装置设在填料之下，供氧充足，池内生物活性高，生物膜更新速度快，可以承受的浓度负荷是其它生物法的几倍，因此可以减少占地，节省能耗。

（6）混凝沉淀池出水经过过滤器，保证悬浮物的水质指标达到排放要求20mg/L以下。

篇（9）

一般情况下，给水处理、输水管线、厂区给排水管线、辅助生产设施给排水、污水处理、取水泵站、中水系统以及车间内的给排水等都属于水泥厂在给排水方面的设计施工范围。作为水泥厂建设中的重要组成部分，水泥厂的给排水的设计施工既有专业上的普遍性，同时又具有行业上的特殊性。所以，要想保障水泥厂各种生产设备的正常运行，保障各项生产程序的顺利完成，必须对水泥厂给排水设计施工给予足够的重视，将设计施工中的每一个细节都认真的做好。

一、水泥厂给水系统设计施工中的注意事项

水泥厂中冷却水的用水量在水泥厂总用水量中占到的比例在五分之四以上，为了更好的保护水泥厂的用水资源，在实现降低水泥厂给水成本的同时，还能够保障不对环境造成污染和伤害，应该对水泥厂的冷却水系统采取的方法是对给水的循环再利用。压力回流循环水系统是水泥厂给排水设计施工中优先使用的方法，这种方法能够对循环管道的剩余压力进行有效的利用，实现能量的节约，减少给水的损耗和补充水的使用量。

1.设置自动的排气阀门

在循环给水系统停止给水然后又再次开启的时候，给水系统的管道中会存积大量的空气，如果缺少排气装置，将会对回水的畅通性造成严重的影响。所以，当水泥厂的给水系统使用压力回水的时候，必须将自动排气装置设置在给水管道系统的最高点上。如果将自闭阀设置在给水系统的最顶层，那么也应该将自动排气装置设置在循环水系统最高点处。如果缺少自动排气阀门装置，在恢复给水系统的供水之后，给水系统的管道中存积的空气就会在给水管道的顶部形成一个空气压缩区，当自闭阀开启之后，管道中的压缩空气就会在压力的作用下随着水流喷出。但是如果加设自动的排气装置，就可以保持回水的畅通度，避免水泥厂污水的随意喷溅。

2.在地面设置龙门弯

当水泥厂室外的地下阀门发生故障或者是损坏的时候，埋在地下的给水管道不能够及时的进行伸缩，在进行阀门的更换的时候，无法将法兰垫片塞到阀门中，甚至需要割断管道或者是挖地坑，不仅造成了长时间的停水，对水泥厂的生产工作造成了很大的影响，而且还费时费力。这就需要我们在设计施工的过程中，在每一个阀门和法兰连接的地方设置一个龙门弯。这样不仅能将阀门安装在地面上，而且可以同时起到膨胀伸缩节的效果。地面龙门弯的设置能够缩短对给水系统检修的时间，提高工作的效率。一方面减少了投入的资费，另一方面还能够省去很多的修理工作中的麻烦。这种装置在实际的水泥厂的给水系统中发挥着重要的作用，所以应该成为水泥厂给水系统中加以推广的设计设施。

3.设置可曲挠橡胶接头

在对水泥厂的水泵房进行设计施工的过程中，应该在水泵的进出水管道上安装可曲挠橡胶接头，在对水泵房的基础浇筑过程中出现的偏差进行调节的时候，还能够起到消除水泵房噪音和减震的功能。

4.压力循环水环节中的阀门设计

水泥厂的给水系统设计中，循环水的生产环节中大多采用的是压力回水的方式，在设计施工的规范中规定，在管网中只要有3-5个用水点，就要设置相应的阀门控制。事实上，也可以在每个给水系统的进车间给水管道上设置阀门。由于水泥厂排水系统的循环水使用压力回水的方式，所以要想确保水路畅通在回水管道上就要增加相应的阀门。这样就可以保证将每个车间建设为单个的独立系统，就不会对其他的车间造成影响。在对管道的故障进行检修或者是对管道进行试查的时候，又能保障各个车间能够相互独立、互不影响。在车间内进出水的特别连接处设置放空阀和管道，当冬季停产或者是设备检修的时候，可以将设备中的冷却水给放空，避免设备被冻坏，同时也有利于检修工作。由于循环水泵一般都是一用一备，如果一台运转就是系统正常运行，所以必须要确保一台循环水泵的不断运行，这样才能说明整个系统是正常状态。同时打开设备上的连通阀，保障循环水的流动，减少设备的冻伤情况。另外，为了防止冬季过冷、夏季过热对循环水道造成不良影响，冬季要注意做好循环水道的保温工作，夏季做好循环水道的降温工作。

5.使用具有节水节能功能的设备和产品

随着社会经济的发展，环保理念也在生产领域得到了大规模的宣传和实践，在水泥厂的给水设计施工中，要对水泥厂的实际产出比率进行综合的考虑，然后选择新型管材和节能设备，实现节能降耗的目的，减少水泥厂的水质污染以及水量的渗漏，实现水泥厂在给水系统中的完美设计和施工，从而保障水泥厂的正常生产工作。

二、水泥厂排水系统设计施工中的注意事项

生活污水、生产废水、雨水排水等都属于水泥厂的排水内容。这个水泥厂的污水通过污水管网进入水泥厂的污水处理站，经过处理达到国家相关规定的标准之后，才能够回流到水泥厂的中区水管道中进行再利用。

1.科学合理的选取管径

水泥厂的排水系统的设计施工中首先应该注意的一个问题就是对管径进行科学合理的选择。输水管径过小容易在排水过程中发生堵塞现象，疏通的过程中也比较困难。水泥厂的排水管一般埋在地下，这是与地面排水系统不一样的地方。如果是地面排水系统的雨水沟堵塞，可以在地面上直接挖开进行疏通。但是对于水泥厂的排水系统应该在30米左右设置检查井，这样即使水道阻塞也可以通过检查井进行疏通，这样就能及时解决排水阻塞的问题，降低施工和维修的成本。

2.设置中和池

目前，我国大多数的水泥厂都是采用的循环给水的系统，这种系统产生的生活污水和生产废水比较少，但是水泥厂实验室中排放出来的水存在很大的酸碱度问题。中和池在水泥厂排水设施中表面上作用不大，甚至还会增加排水设施建设的成本，但是站在整个水循环的角度来看，水泥厂排水系统设置中和池是十分必要的。目前我国水泥厂排水设施中很少有中和池，大都是在污水处理时才设置中和池。但是如果水泥厂实验室直接排放的污水酸碱度不合适就会污染附近的水源以及其他的相关资源，表面上看与水泥厂无关，但也是对国家资产的破坏和浪费。所以，需要在水泥厂的排水设计施工中，针对水泥厂实验室排放水的酸碱度设置相应的中和池，让排出的水在中和池中经过中和达到排放标准之后再进行排放。

结束语：

综上所述，在水泥厂的给水和排水系统的设计和施工过程中，应该做好水泥厂各个用水点的统计工作，采取一水多用、循环用水以及中水回用的措施，减少水泥厂污水废水的排放，提高水资源的利用率。水泥厂在对给水和排水系统进行设计和施工的时候，应该结合水泥厂的生产工艺和实际生产情况，对长期运行和近期的投资做一个对比，再加上对环保理念的考虑，选择一个最优方案，实现水泥厂给水和排水的顺畅，保障水泥厂正常生产活动的顺利进行。

参考文献：

[1] 陶波.混凝土外加剂有关问题的探讨[J].中国电力教育，2010（31）.

[2] 李经波.建筑给排水设计的几点经验[J].考试周刊，2011（16）.

[3] 吴思谦.对高层建筑给排水及消防设计方法探讨[J].华章，2011（24）.

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（一）布局不合理

在诸多正在进行的建设项目中存在着整体建设布局不合理。从总体来看，我国大量投资在大型的水利水电的建设，忽视小型惠民建设的施工，虽然有关部门对农村、基础设施、农田水利、偏远地区建设有所要求，但是地方政府因引起绩效成果小，并不愿做这些基础性的惠民工程，尽可能的争取大型的项目或资金。因此，国家水利设施在建设上存在着项目大小明显的倾斜[1]。

（二）环境破坏较重

我国部分水利水电工程只看重经济效益、未进行全面的实地查看与论证，设计过程也未进行考虑，导致大量的水利水电工程在投入使用时，对周边的生态造成了严重的破坏。河流水利有所变化对河流、河岸、洪泛平原等生态也有影响，对原有河道及河床有着影响。此外，水库蓄水会使水流速度下降，导致泥沙淤积，破坏物种生态平衡。

（三）存在质量隐患

因水利水电工程的大量修建，使得工程的设计、施工、管理缺少规范，队伍内部鱼目混珠；一味的追求利益，使工程施工标准下调，偷工减料；管理人员管理懈怠，能力不足；监管部门监管力度不足，监管不及时，再加之监管法律法规尚不完善，致使部分工程存在质量问题。施工过程中不按照规章制度进行建设。

（四）监管不足

长期以来，我国的项目建设管理主要由项目主办单位临时组建管理人员，这其中大部分人对于工程的施工、经济管理不具备专业知识，对建设规程不了解，在管理过程也不能进行合理的管理，这便导致出现诸多的管理问题，如任意改变施工方案、周期等。此外，由于权力集中，缺乏监管，易导致腐败问题的发生。

二、水利水电工程建设管理解决措施

（一）完善科学的工程质量管理

对于质量管理体系的不完善，要从如下几方面进行改善。首先，在施工过程中进行质量监管的人员要时常到现场进行检查，确保监管发挥出应有的作用。其次，对于监管人员的选用要进行严格的审查，进行有效的约束，防止不具备资格的管理人员进行管理工作。再次，建立合理责任与评比制度，激励管理人员的作用。最后，竣工时有专业人士进行验收，合格后才可以进行使用。

（二）健全法律法规，加强执法

在工程全面完工后，有有关部门对工程进行全面的检查，对于不能达到质量标准的项目，迅速告知施工单位进行修复，进行相关管理体系的完善。管理人员进行专业水平与素质的提升，自觉按照规程办事，规范行为标准，严格抵制不能满足质量标准的工程，从源头进行风险控制。

（三）工程建设前期工作准备

在建设前要将准备工作做好，根据国家相关规划及规定，坚持“整体规划、开源节流、防洪抗旱”等原则进行规划，同时依据当地实际进行施工方案的设计，从而提升施工效率。为弥补前期规划为工程建设带来的时间损失，在施工时采用一定的方式来减小影响。此外，一定要避免勘测、设计、施工同时进行[2]。

（四）确保资金投入

水利水电工程规模浩大，其中涉及大量复杂工序，为此工程会被投入大量的资金。但实际情况，政府部门将工程资金进行剥离，所剩资金已无法完成工程建设，因此对于资金投入要进行保障，要确保专款专用，杜绝挪用公款等行为。同时政府各部门加强协调沟通，使工程的资金可以快速到位。

（五）控制原料的选用

在施工过程中对工程所使用原料进行选用时，要确保施工施工材料来源正规，对材料的指标、数据、资料等进行严格的审核，由供货方提供出相应的质量检测报告，保证没有问题后方可投入施工，管理者不能重视工期而忽略工程质量问题。还有，对于施工过程的机械设备定时的检查、维护，对于陈旧的设备及时更换，保证施工机械完备、性能良好，确保施工进度。

（六）提升管理人员意识

水利水电工程工期长、资金投入大、涉及面广等，工程质量对于社会的稳定，人民的生命、财产安全有着重要的作用，同时还为施工单位设计、施工的效益有关，质量保障重要的一环便在工程施工过程。因此，质量管理人员对于工程质量具有重要的作用，管理人员要对工程内外的质量进行管理。此外，不定时进行全体员工的质量安全教育活动，提升员工的质量管理意识，令员工知道工程质量管理的重要性。

（七）项目施工成本控制

在工程的质量与工期得到保障的前提下，要进行控制工程的成本控制，对水利水电工程施工过程中的所有费用有计划、组织的进行协调控制，来达到对成本的控制，同时采取一定的管理，把工程成本控制在预期，尽量的减少不必要的成本支出，施工阶段是成本控制的主要阶段，施工单位要认清成本控制的重要性，这对整个工程的经济效益有重要意义[3]。

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一.引言

电厂水工结构属于电厂水利工程的重要组成部分，在电厂水工结构设计年限内，水工结构必须要能够安全运作，要满足抗拉、抗冻、抗渗、抗压以及抗风化、抗侵蚀和抗冲耐磨等耐久性要求。在电厂水工结构工程中，必须要重视耐久性设计。

二.电厂水工结构耐久性概述

电厂水工结构耐久性是水工结构抵抗气候变化、化学侵蚀、磨损或其它破坏过程的能力，主要包括：抗碳化能力、抗冻性、钢筋锈蚀、抗渗性。水工结构由于水的渗入、冲刷、冻融、侵蚀等因素使其工作环境比其它建筑物更为恶劣，不仅要承受正常的使用荷载，还要承受环境水的各种作用。因此，提高水工结构的耐久性，比保证强度更有意义。水工结构的耐久性提高需从使用材料、结构形式、环境条件、施工工艺、保护措施等方面综合考虑，其主要措施是原材料的优化选择。

1.裂缝

电厂水工结构中，水工混凝土体积大，在硬化初期容易产生大量水化热，形成温度应力，而此时混凝土抗拉能力弱导致裂缝的形成；同时大体积混凝土还产生收缩裂缝，引起如渗漏溶蚀、环境水侵蚀、冻融破坏和钢筋锈蚀等病害的发生，这些病害与裂缝形成恶性循环，对建筑物的耐久性产生极大危害。

2.冻融循环

冻融破坏是混凝土在浸水饱和或潮湿状态下，温度正负交替变化使其内部孔隙水冻结膨胀、融解收缩产生疲劳应力，导致混凝土由表及里逐渐削蚀的破坏现象。经调查，我国有22%的中小型水工建筑物存在冻融破坏问题。

3.碳化与钢筋锈蚀

空气中的CO2和水中的碳酸组分都可能与水泥水化物发生反应，使之碳化，产生裂缝，使CO2等进入混凝土内部，加速碳化。碳化使混凝土中性化，导致钢筋失去保护膜而产生锈蚀，使结构承载力逐渐丧失。

三.电厂水工结构工程中耐久性设计及应用

1.砼原材料质量检测的内容和方法

（1）水泥。在水泥厂家统一采购1-2种水泥。运至工地的每一批水泥，应有生产厂的出厂合格证和出厂试验报告，进场水泥应立即进行复验，同一批次，同品种、同强度等级的水泥为样本。以200吨袋装水泥为一检验批，而散装水泥则500吨为一检验批。如不足200t或500t也作为一个检验批。常规检测项目有：细度、凝结时间、胶砂强度、比表面积、胶砂流动度等。

（2）细骨料。细骨料是指粒径为0.16-5mm颗粒，有天然砂及人工砂两类。细骨料应清洁、级配良好、质地坚硬。人工砂的细度模数应控制在2.4-2.8的范围内，天然砂的细度模数宜在2.2-3.0范围内。以400t或600m3为一检验批。常规检测项目有：颗粒级配、含泥量、泥块含量、表观密度等。

（3）粗骨料。粒径大于5mm的骨料叫粗骨料。普通砼通常采用的粗骨料有卵石和碎石两种。常规检测项目有：含泥量、泥块含量、针片状含量、压碎指标、颗粒级配等。

（4）水。凡符合国家标准的饮用水，都可用于拌合与养护砼。地表水、地下水和其他类型水在首次用于拌合与养护砼时，须按现行有关标准，经检验合格方可使用。常规检测项目有：PH值、不溶物、可溶物、氯化物、硫酸盐的含量。

（5）掺合料。在电厂水工结构中，普遍的使用掺合料。如：粉煤灰、硅粉、粒化高炉矿渣及各种天然火山灰质混合料等。掺合料的品质必须符合现行的行业和国家的标准。

2.水工混凝土结构极限

水工混凝土的结构极限可以分为承载能力与正常使用两种极限状态。水工混凝土的承载力极限状态是指结构材料强度超过了破坏的最大承载力，或由于变形严重而导致的不能继续承载。在使用水工建筑作为挡水结构时，要将受压破坏极限值来作为设计根据。设定最低的应力限值，使最大的拉力要低于此值。所以在水工混凝土结构设计中要确定好应力约束极限状态，来测定混凝土的不连续点，减少裂缝的产生。

3.裂缝的控制

裂缝控制是水工混凝土结构设计中的重要环节。水利工程中，多数结构都是受裂缝要求控制，而不只是承载力的控制。要通过一些办法来减少裂缝的出现。要确定出容许裂缝的宽度，要根据当地的潮湿环境、荷载性质以及水压力的变化等参数来进行确定，综合考虑。一般而言，不同的安全等级的水工建筑，耐久性指标也会不同。现代工程中，裂缝的控制适用于一些标准弯拉构件上，在水工建筑结构中多数使用的是非常规的杆件，所以如何控制好裂缝的宽度是水工混凝土结构设计中的难点与要点。对裂缝的设定要根据钢筋混凝土构件的裂性评估后结论，根据断面的作用力变形情况所导致的裂纹开度制定相应的标准。

4.抗冲蚀材料应用

对于水工泄水结构的抗磨防蚀设计，抗冲蚀材料的性能也是其中的一项重要指标。其中材料的硬度对于其抗磨防蚀性能至关重要，若材料的韧性良好则可以吸收一定的冲击能量，从而减少其因疲劳破坏而产生断裂破坏。常见的抗磨防蚀材料有混凝土类、砂浆类、护面板材类和抗冲蚀涂层等。混凝土类包括钢纤维混凝土、高标号混凝土以及微纤维多元复合混凝土等，砂浆类包括钢纤维砂浆、硅粉砂浆和聚合物砂浆等，护面板材类包括钢板、高铝陶瓷和铸石板等，抗冲蚀涂层包括聚脲弹性体材料、双组分合成橡胶等。而对于抗冲蚀材料的使用，要针对含沙水流对于结构破坏作用的复杂性，并结合相应水流的具体情况，进行全方面的分析和设计，选用最合理的材料。

5.设计指标的确定

根据相应的规范进行抗冲磨混凝土厚度的估算，但要考虑工程正常运行的需要，充分分析其存在的隐患和效益损失，进行及时的维修，并且在具体的工程实践中进行相应的调整，如果有明显的不合理情况要及时重新选择设计方案。设计指标的控制，主要是对于混凝土抗压强度和抗冲磨防空蚀性能的研究，这两项指标的影响因素很多，主要包括水灰比、骨料种类和骨料配合比等，还有混凝土的抗冲磨性能和耐久性的结构指标，往往会伴随着其他的破坏形式，如碳化、渗透以及冻融等。因此，既要注意对于结构的强度指标的控制，也要注意其耐久性相关指标的观测控制

6.结构外形

一个合理的结构外形对于水工泄水结构的抗磨防蚀性能有着至关重要的作用，并且鉴于结构的一次性，结构一旦成形，对于其抗磨防蚀性能很难在技术上再加以改善，并且费用也会进一步提高，因此应该在结构建设之前就对结构外形进行缜密的设计。分水导墙等薄壁结构，对于结构的作用性以及水流流速的防御要求很高而且费用会占很大比例，要通过水弹性模型试验来研究水流的脉动壁压作用，进行合理的结构外形设计，确保在动态的影响情况下，对结构的共振进行合理的控制，从而来解决流激振动破坏的影响。而为了防止空蚀对泄水结构的破坏，要对结构的边界轮廓形状进行改进，从而使泄水运行过程中各个部位的水流空化数大于其初生的空化数。另外，在泄水结构选择和水力设计过程中，应该注意沿程动水压强的分布，限制测压管水头出现负压的范围和绝对值，从而间接地控制水流空化数。从而控制合理的过流边壁体形，对含沙高速水流的冲磨和空蚀形成进行有效控制。

四.结束语

电厂水工结构工程中的耐久性设计是确保电厂水工结构整体安全的必须措施，结合电厂水工结构实际特点，开展针对性设计，确保电厂水工结构安全。