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水利水电工程专业前景精选(九篇)

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水利水电工程专业前景

第1篇:水利水电工程专业前景范文

1 我国水利水电工程施工技术的发展现状

我国经济的发展逐步提升到了新的高度,为保证生产生活的正常运行,更好的防范自然灾害,我国在水利水电工程的建造上投入了更多的资源。近几年来,全国各地都建立起了大大小小的水电站和大坝,为人们的生产生活提供了有效的保障。随着科学技术的突飞猛进,应用到水利水电工程上的技术不断得到改革和创新,使水利水电工程的质量得到了更为可靠的保障。目前受到广泛关注的水利水电工程施工技术主要有GPS 定位技术、AutoCAD 计算机辅助技术、数据库技术与 GIS 技术,这些技术的应用大大提高了施工技术的应用效率和质量。

但是,由于水利水电工程技术的发展并不是一蹴而就的,在探索和改革的过程中难免会遭遇挫折和风险。加之水利水电工程施工过程复杂,伴随着劳动力密集,传统工艺过于落后等问题的存在,使得工程质量和施工人员的生命健康不能得到有效保障,因此,对水利水电工程施工技术的进一步探讨和改革于人民乃至国家都有不可忽视的现实意义。

2 现代水利水电工程施工技术分析

随着科学技术的发展,计算机信息技术渗透到了各行各业之中,水利水电工程施工行业也不例外。依靠信息技术的发展可以有效提高施工技术在测量和运算等方面的质量和效率,极大地推进了水利水电工程的建设进程。下面对应用在现代水利水电工程中的几项施工技术进行具体的分析。

2.1GPS定位技术

随着科学技术的不断发展,GPS定位系统在水利水电工程技术中的应用已经非常普遍。GPS定位系统是指卫星测试测距导航,以卫星为基础的无线电导航定位系统,应用于水利水电施工技术时,具有高精度、高效率和高速度等其他定位系统无法比拟的优势。以往企业在遭遇一些地形较高的施工地点时,为了得到地形数据,往往要求测量人员进行高空作业,这使得工作人员的生命安全难以得到保障,不仅如此,通过高空作业得到的数据一般也存在误差较大、测量范围不甚广泛的情况。而利用GPS技术,不仅可以对施工地点实施全方位的测量,还可以通过计算机进行实时数据的分析,从而减少数据误差,不但大大提高了测量数据的准确性,还在很大程度上节约了人工成本。

2.2AutoCAD 计算机辅助技术

AutoCAD 计算机辅助技术是一种特殊的绘图软件,能够绘制出水利水电工程中的水坝或其他建筑的图像,并通过2D、3D的形式显示出来。在水利水电工程中,常常涉及到复杂数据的计算和分析,传统的手工作图往往会出现各种人为的失误,导致绘图效果出现较大误差。而AutoCAD 计算机辅助技术,可以通过计算机信息技术建立精确的数据模型,并对数据进行科学分析,熟练运用此技术,还可以进行工程建筑的设计,对水利水电工程中各种建筑工程进行计算和绘制,不仅可以大大提高工程设计的效率,减少施工失误,减轻工作负担,还能有效节约劳动力及其他资源成本。

2.3数据库技术与 GIS 技术

水利水电工程涉及的数据非常繁多,单位需要对数据进行综合分析,并根据分析得出的结果对整体工程施工进行全面的布控和资源的分配。在传统的数据采集和分析技术中,此项工作要求非常高,步骤程序也异常复杂。自从引入了数据库技术与GIS 技术,数据的收集工作就便利许多,GIS 技术可以以地理空间为基础,提供多种空间和动态的地理信息。而数据库技术则可以储存大量的测量数据并对其进行分类储存,结合GIS 技术,对数据进行整理和分析,建立立体的数字地形模型,把地形的情况通过数据全面立体地呈现出来,直观且清晰。不仅如此,通过这两项技术的结合,还可以有效提高数据的利用率,减少数据失误,从而为水利水电工程减少资源浪费,降低工程成本。

3 水利水电工程施工技术存在的问题

随着社会经济的高度发展,水利水电工程的建设在预防水害和利用水力两个方面发挥着越来越重要的作用,在施工技术上也有了明显的改革和创新,但仍然存在着不少问题亟待解决。

3.1缺乏先进技术的支撑

水利水电工程的施工技术经过多年的探讨和研究,通过与计算机信息科技的有机结合,在GPS、GIS、数据库技术以及AutoCAD技术上的运用上已经进入了一个相对成熟的阶段。但是,仅仅依靠这些技术实际上是难以支持飞速发展的水利水电工程施工的。我国的水利水电工程施工技术大多借鉴国外先进经验,缺乏真正适用于国内水利水电工程建设的核心技术;尽管我国意识到核心技术的重要性,关于该方面的科学技术研发也在努力探索中,但真正应用到实际施工工程上的仍是凤毛麟角,致使施工技术总体仍然停留在较落后的层面,严重减缓了水利水电工程的建设进程。

3.2水利水电工程设备更新与技术更新不同步

我国水利水电工程的建设需要用到大量施工设施,在引进先进技术的同时,需要依靠先进的设备作为载体才能使技术的更新得到实现。但我国很多水利水电工程施工设施老化现象严重,且企业施工设备购置不全,导致技术与设备的配备不同步,造成资源的不合理配置,严重阻碍了先进技术在实际施工中的应用程度。

3.3专业人才储备不足

由于水利水电工程建设步伐的不断加快,不少地区的水利水电工程建设虽然在技术和设备上都努力跟上时代的潮流,但却遭遇了水利水电专业人才过于匮乏的尴尬局面。目前我国水利水电工程的施工队伍中,大部分工作人员都年龄层偏高,对于新技术和新设备的应用和操作不够熟练,对水利水电施工技术的专业知识没有进行过系统学习,造成面对新技术和新设备时往往无从下手。因此,培养和引进先进的施工技术人员是当前面临的迫切任务之一。

4 改进水利水电工程技术的措施

为加强水利水电工程技术的改革和创新,需要在充分发挥现有技术的前提下,创新施工技术的运用,积极研发先进施工技术,以此不断满足水利水电工程发展的需要。

4.1实现现代施工技术和传统先进技术的结合

传统的水利水电工程施工技术中存在着许多通过实践检验的优秀工艺,在进行技术的改进和创新时,建议可以结合现代施工技术和传统施工技术的优点进行技术整合。预应力锚固技术是一项具有远大发展前景的施工技术,在增强建筑物预应力方面具有其他技术不可比拟的独特优势,通过对它的有效利用,结合现代技术中的GPS定位技术,可以实现很多传统施工技术难以实现的独特功能。

4.2完善施工技术管理制度

水利水电工程施工技术的管理关系到整个施工过程的质量监管,因此,建立完善的施工技术管理制度对工程质量的保障具有深远意义。在进行施工的过程中,要根据相关技术标准,严格监管施工技术的应用以及各项指标是否符合行业标准及国家法律法规,建立严格科学的指标分析规范,使各项技术指标得到有效监管,避免因技术管理不规范带来的工程隐患,保障工程整体质量。

4.3培养施工技术人才

在水利水电工程建设的准备阶段,应对施工技术人员进行筛选和进行施工前的专业培训,提高技术人员对工程的了解程度以及专业知识素养,要求他们学习工程中涉及的先进技术应用方法和先进设备的操作方法,提升技术人员的综合素质,把工程的质量安全放在首位。

4.4加大技术创新力度

科学技术是第一生产力,提高水利水电工程施工技术最关键的途径就是加大施工技术改革创新的力度。企业应当加大技术研发资金的投入,结合我国水利水电工程建设的实际情况,通过与高校的合作,共同致力于新技术的研发;创立研发专项资金,利用激励的方式鼓励技术创新力的发展;与国内外先进企业合作,进行技术合作交流研讨,共同促进技术的革新。

第2篇:水利水电工程专业前景范文

关键词:水利水电工程;施工;新技术;应用

目前,我国的水利水电工程正在快速发展的过程中,对于我国国民经济的发展有着重要的促进作用。水利水电工程在具体施工中应用新技术,不仅可以缩短工程的施工时间,还能降低施工人员的劳动强度,保证水利水电工程的整体质量和安全性能。总的说来,新技术对于水利水电工程有重要的意义和作用。

一、水利水电施工应用新技术的作用

第一,保证施工质量。水利水电工程的具体施工,不仅关系到相关水利水电事业发展,更关系到人民的生活。因此,水利水电工程在施工中一定要保证具体的施工质量,避免在日后使用中威胁到人们的生活安全。一些落后的施工技术在使用中具有滞后性,无法保证工程质量,这就需要在施工中应用新技术。

第二,缩短工期。新技术的使用,可以加强水利水电工程施工的具体效率,还能有效降低施工人员的操作强度。新技术的应用,能够加快工程的建设速度,有效缩短相应的施工工期。

第三,提高建设队伍整体素质。新技术在水利水电工程的应用与推广,会促进相关人才的培养工作,水利水电专业的院校和相关企业都会根据新技术的具体应用形势加强人才培养。这样,就可以很好地提升水利水电建设队伍的整体素质。

二、新技术在水利水电工程施工中的具体表现

(一)混凝土施工

在水利水电公衡的具体施工中,混凝土施工技术是最常见、应用最广泛的技术之一。由于水利水电工程在施工及日后使用的过程中会受到外部很大的作用力,因此自身的承重程度和受力能力就需要施工人员给予高度重视,以避免水利水电工程的使用性能和整体质量受到影响。

图1 某工程大体积混凝土施工现场

如上图所示,某施工企业在水利水电施工过程中应用了新型的大体积混凝土施工技术,并且在施工的具体过程中对相关的技术要点进行了合理控制。由于大体积混凝土在施工中所选用的混凝土会产生强烈的吸热效应,因此要保证混凝土施工中的相关温度。在此次施工之中,施工人员对于大体积混凝土施工中的混凝土温度进行了严格的控制。施工人员在施工中随时对混凝土的内部温度及外部温度进行测量,严格将混凝土施工中的内部温度及外部温度控制在一个具体的可接受程度之内,只有将大体积混凝土施工的混凝土温度进行监督控制,才能保证大体积混凝土施工的合理进行。该施工企业由于在水利水电工程的具体建设中应用了新型的混凝土施工技术,不仅保证了工程的整体质量,还获得了较好的经济效益。

(二)GPS技术

在水利水电的新技术当中,GPS技术也是其中的主要技术。在水利水电工程的具体施工中,需要对相应的施工位置进行一定程度的测绘和定位,这样才能有效加强施工的整体质量。传统的施工技术,在进行距离测绘、角度测绘和相应的水准测绘的时候,主要采用的是地面定位测绘。这种老式的测绘技术,不仅在测绘中具有一定的难度,还会使测绘人员的劳动强度加大,造成工期的延长。

某施工企业在水利水电施工的测绘工作时,应用了新型的GPS技术。这种新型的测绘定位技术与传统技术相比,具有一定的应用优势。这种GPS测绘技术在应用时具有很强的操作性,并且定位比较精准,在测绘的时候数据十分准确。这几点优势对于具体的施工人员来说,不仅可以加强测绘工作的实效性,还能有效降低自身的施工强度。与此同时,测绘定位工作的精准开展,可以为接下来的施工环节奠定坚实的基础,保证施工的具体质量和安全性能。GPS技术在水利水电工程建设中的应用,不仅能够保证相关企业最终的经济效益,还具有广阔的应用前景和发展空间。

(三)CAD技术

在水利水电工程施工建设中,需要进行大量的运算和分析,在进行运算分析的过程中,相关人员经常会遇到体形差异较大且联系紧密交叉的情况。在这样的复杂运算要求下,如果使用纯手工计算的方式,不仅需要大量的计算时间,也不能很好地保证计算分析的精准性,容易出现计算数据的偏差。现在很多施工企业在进行水利水电工程的建设中,都会应用新型的CAD技术,这种技术主要是用于施工中的解析运算分析工作。CAD技术与传统的手工计算相比,更加清晰、直观,相关人员可以直接得出相应的数据,具有很强的应用价值。CAD技术可以应用在水利水电工程施工中的很多环节,如计算横截面的具体面积、绘制工程纵断面图谱、绘制工程横截面图等。CAD技术在操作时容易上手,且运算分析的时间很快,所得出的分析结果及相应数据具有很高的准确性。这样,就很好地提高了工程施工的具体效率,也保证了施工的精准性,进而提升具体的施工质量。

(四)GIS技术

水利水电工程的施工建设,过程中会进行大量的数据采集与相应的分析工作。传统的数据采集和分析都是依靠人力进行,这样不仅加重相关人员的工作强度,也无法保证所采集的数据的真实性和准确性,在日后使用数据的时候,查找过程也比较繁琐、复杂。在这样的情况下,新型的GIS技术应运而生,应用这种技术,可以将施工过程中的大量数据和结果存储在GIS技术系统内部。这样一来,在以后的施工中,如果想要使用数据,就可以很快地进行查找,在一定程度上提高了数据查找的具体效率。

与此同时,GIS技术在水利水电工程中的具体应用,还可以对整体工程进行建模,将施工中的各个方面都建立在相应的模型中,并进行动态仿真演示。这样一来,工程中的各个方面和环节就可以很好地展现在人们面前。相关人员想要知道哪个环节出现问题或者从整体上对工程进行把握,就可以通过GIS技术对相应模型进行分析。这样一来,不仅节省了工程的施工时间,还促进了整体的施工效率,工程的整体质量得到了很好地保证。需要注意的是,在应用GIS技术的时候,相关的操作人员一定要按照相应的操作规范来进行操作。只有这样,才能保证GIS技术自身的使用效果,发挥其重要价值。

结语:

水利水电工程施工应用的技术相对较多,工期一般较长,需要相关的施工人员注重所选用的施工技术。水利水电工程的质量想要得到合理保证,并加强工程的施工效率,就需要施工人员在工程建设中应用新技术。新技术在应用过程中可以有效加强工程的整体质量,具有一定的优势,也具有广阔的应用前景和发展空间。

参考文献:

[1]周拥军,刘明,丁善锋.水利水电工程施工中的新技术应用和环境保护[J].科技与企业,2013(14).

[2]吴金凤.浅析水利水电工程施工中的新技术应用和环境保护[J].门窗,2013(12).

[3]庄伟,鄢旭燕.水利水电工程施工中的新技术应用和环境保护探析[J].科技风,2014(10).

第3篇:水利水电工程专业前景范文

关键词:水利水电;技术;问题;工程施工

更好的发展意味着更高的要求,水利水电要从功能、质量、效率等方面进一步发展,需要从完善施工技术和解决施工问题两方面双管齐下,因此对其研究对工程发展具有重要的现实意义。

一、水利水电工程概述

我国国土面积辽阔、水资源丰富,水利水电工程得到了广泛的应用,其发展对我国国家建设据具有重要意义。

1、意义

从概念出发,水利水电工程是以“兴水利,除水害”为目的,以建立工程设施及水利枢纽为主要途径的。水利水电是社会进步的产物,是人民追求更高生活水平的要求,水电是目前唯一可大规模开发的可再生资源,对现代化发展具有重要意义。

2、我国水利水电发展概况

我国对水利水电的开发已有长时间的基础,对其开发一直居世界前列。水电工程方面,基于水电资源清洁、环保、可再生的优势,始终是政府投资的重要产业,截至2010 年底,全国水电装机容量2.13 亿千瓦,占电机装机总容量22.18%。水利方面,水利工程是民生建设的重点,近年来南水北调等大型工程全面提速,国家提出一系列加快水电发展的政策,各方财政也对此加大投资,水利市场前景良好。

二、施工技术

水利水电工程施工技术是工程质量的重要保障,也是其产生经济效益与社会效益的基础。

1、特点

水利水电工程具有规模大、工期长、投资多、影响大、技术复杂的特点,其施工技术也因条件等因素有着对应的要求。首先,地理因素。水利工程多建于河流上游,必须采取措施对水流进行控制。第二,天气因素。天气对露天施工影响较大,为保障进度必须根据季节采取不同措施。第三,地质因素。工程所在地质条件多样,需进行对应地基处理。第四,质量因素。水利水电工程关系到下游居民生命财产安全,因此工程质量至关重要。第五,安全因素,工程涉及复杂作业,施工安全难度大。第六,民生因素。工程涉及防洪、发电、灌溉、用水等多方面,需全面统筹、做好协调。

2、主要传统技术

水利水电工程中传统施工技术对工程基础建设作用重大,并结合现代信息技术进行了改良。一、预应力锚固技术。该技术在预应力混凝土基础上结合了GPS定位技术,可按照设计要求进行精准施工。二、施工导流及围堰技术。此技术主要用于解决导流问题,是保障施工进度的重要环节,对设计合理性有较高要求。三、大体积碾压混凝土施工技术。该技术在筑坝过程中广泛应用,拌和物干硬,坍落度为零,对施工效率和经济效益均有利处。

3、现代化技术

随着信息化技术的快速发展,越来越多的科技成果经改良应用于工程中。一、GPS定位技术。此技术为工程测量、测绘提供了新方法,逐渐取代传统地面定位技术,为工程效率、精度、速度提供帮助。二、数据库技术与GIS技术。通过建立数据库或信息系统实现现代化管理,通过对复杂工程建设的施工动态描述,实现施工的高效应用。三、AtuoCAD辅助设计技术。该技术在极大程度上为复杂计算和图纸绘制提供了帮助,并为施工提供了准确的科学依据。

三、主要问题及探讨

如今水利水电工程的发展朝着更功能化、复杂化的方向发展,伴随着工程产生的问题不容忽视。

1、工程质量

水利水电工程工程特点为施工质量与管控带来诸多难题,而偷工减料、质量不过关等问题也时有发生,工程质量问题是水利水电工程最急需解决为问题。对此需全面强化组织与管理:一、建立统筹兼顾的施工原则;二、实行制度严谨、赏罚分明的管理体系;三、施工过程符合系统工程原理;四、严格按照程序施工;五、紧密结合实际情况、实际需要。

2、安全

关于安全问题,关系到工作人员施工安全、工程使用安全、居民安全等多方面问题。首先施工安全方面,工程施工涉及地下作业、水上水下作业、高空作业、爆破作业等,必须建立完善的安全措施。第二,工程使用安全方面,除保障工程质量外,还需保证工程使用说明、合格证等资质的齐全,保证使用过程的规范操作。第三、居民安全方面,水利水电工程对周边居民的生活影响颇大,因此应在设计环节做好统筹,在施工环节做好协调,在工程完成后做好调研回访。

3、环境

在不少项目中出现尘、毒、噪音污染问题。对此:一要严格遵守环境保护法律。妥善处理工程废水、废物,积极开展治理,减少对周边环境的不利影响。二要建立完善的管理体系。建立管理制度并严格执行,设置专门人员对环境相关问题进监督、管理、治理、维护,项目管理层对此需重视并积极参与。三专业化治理。接受监理工程师指导,学习工程环境保障知识,建立保护与治理计划并严格执行。

结语:

水利水电工程关系国计民生,其发展现状也表明着其对国家发展的重要性,本文从工程技术入手,挖掘问题关键并提出针对性解决方法。然而,在实际项目中,往往存在更多的不可控因素,不可以偏概全,需施工者更多的关注实际、积累经验,为工程负责、为水利水电发展奠基。

参考文献

第4篇:水利水电工程专业前景范文

【关键词】水利水电工程;地基工程;施工技术;应用

引言:水利水电工程在我国的经济发展中发挥了重要的作用,并且近年来兴建的数量和规模得到了快速的提升。由于水工建筑物的施工不同于其他工程建设,地基施工有时需要在水下进行,由此为施工带来了很大的难度。地基工程需要具有非常强的牢固性,不仅承受上层建筑的重力荷载,同时还要承受水力冲刷,为了发挥蓄水功能,还需要具有很强的抗渗性和耐侵蚀性。地基工程作为水利水电工程重要的组成部分,是整个工程能否顺利完工的基础保障。

1、分析地基工程施工技术在整个水利水电工程中的重要作用

地基在任何工程中的重要作用不言而喻,因而就水利水电工程来看,由于其地基的地质条件往往较为复杂,且大都在不良地质条件下进行,因此其在水利水电工程的作用亦是如此。而地基施工技术作为确保地基工程质量的关键所在,所以只有在水利水电工程中切实加强地基工程施工技术的应用,才能最大化的避免地基质量问题的出现,进而最大化的确保整个水利水电工程质量。由此可见,地基工程施工技术在整个水利水电工程中具有十分重要的作用[1]。

2、分析水利水电地基工程施工的技术性准备工作要点

2.1切实做好施工设计和技术交底工作

水利水电地基施工是一项系统而又复杂的工作,因而在实际施工之前,必须对设计的地基施工方案进行技术交底,明确设计人员的意图,及时的掌握和分析设计中存在的不足,并加强与设计方的沟通和交流,与此同时,还应深入施工现场,对设计的地基施工方案进行复核,以最大化的确保设计中的不足在施工之前得以全部的发现和解决,并对地基施工的技术方案、施工工艺流程、施工技术类型和需要注意的有点进行全面细致的梳理,并做好施工人员的技术交底工作,使其对整个地基施工过程有一个全面细致的了解,为地基处理质量的提升奠定坚实的基础。

2.2切实做好地基施工的组织设计工作

良好的施工组织设计是确保整个施工安全、高效、有序进行根本性前提,所以在地基施工之前,作为施工企业必须切实做好施工组织设计工作。根据确定的施工方案对施工现场进行平面布置图的绘制,科学的制定进度控制目标和计划,并配备相应的进度控制措施,科学的组织人员、材料和机械的使用计划,并设立相应的应急预案,建立健全工程质量保障体系。

2.3切实做好施工全员的教育和培训工作

通过教育,不断强化施工全员的质量意识和安全意识以及环保意识,通过培训断强化施工人员的专业技术水平和安全防护技能,从而确保整个地基施工按照施工组织设计安全高效的进行[2]。

3、水利水电地基工程中如何加强地基施工技术应用的探析

近些年来,随着我国科学技术的不断发展,越来越多的新型地基施工技术在水利水电工程中得到了应用,并逐步地得到了推广和应用。例如土壤加固技术就是近年来在水利水电地基工程中应用最新的技术之一,其主要的利用化学加固方法对土壤进行加固。例如硅化加固加固技术和碱液加固技术等,主要是在水利水电工程的地基中灌注化学溶液,利用化学溶液发生的化学反应固化地基,达到加固地基的目的。在实际施工过程中,施工企业应结合土壤的特点采取针对性的方法进行加固才能达到事半功倍的效果。以下笔者结合自身工作实践,就如何在利水电地基工程中加强地基施工技术应用提出以下几点浅见。

3.1土方开挖技术在水利水电地基工程中的应用

土方开挖是整个水利水电地基工程施工的基础性环节。因而在开挖过程中,应始终结合确定的开挖方案进行开挖,并紧密结合地形地质勘查资料,切实做好地面排水系统的建设,及时处理好开挖的土壤,在开挖过程中,应采取机械开挖为主和人工开挖为辅的方式进行,但必须确保地基土结构得到有效的保护,并尽可能地降低地下水水位,这就是设置集水坑,将开挖的地下水进行集中处理,但必须确保集水坑的开挖应在地面500厘米以下进行,最大化的确保地基工程的开挖质量。

3.2地基处理技术在水利水电地基工程中的应用

地基开挖之后,就应结合实际采取针对性的地基处理技术,以下笔者介绍几种常见的地基处理技术。

3.2.1换填与强夯技术在水利水电软基处理中的应用

为确保水利水电工程地基承载性能得到有效的提升,就应在挖出较薄的淤泥层之后,采取换填的技术,不仅能提高其透水性,还能实现软质地基构造的重新组合,这就需要在排除淤泥和泥炭等软土之中,采取换填灰土、砂土、粗砂、水泥的方式达到加固地基的目的。但在换后,虽然其承载性能比原有的地基承载性能有了极大的提升,但为了进一步夯实地基的加固质量,还应采取强夯技术,利用强夯锤对其进行击打,地基在强夯力的作用下达到夯实地基的目的。

3.2.2加筋技术在水利水电软基处理中的应用

加筋技术也是水利水电软基处理中的重要技术。在利用加筋技术时,重要是在地基表面平铺交友较高强硬度和土工合成材料,从而达到平摊荷载和减少破坏力和增加地基的荷载承载性能的目的。有时还可以将具有较强抗拉性能的土工合成材料埋设到地基的内部,使其与土层颗粒摩擦后二者结为一个有机的整体,从而促进整个地基稳定性的的提升。

3.2.3高压喷射灌浆技术在水利水电软基处理中的应用

对木质素类、聚氨酯类等各种化学浆以及粘土水泥浆、粘土浆、水泥砂浆、水泥浆进行液化,之后为加固淤泥的软土地基在软土介质中高压注入液体。打孔埋管灌浆以及无损贴嘴灌浆为高压喷射灌浆法较为常见的方法,而就两者相比来看,无损贴嘴的灌浆法更具有的发展前景更广阔。

4、结语

综上所诉:水利水电工程是一项利国利民的民心工程,因而对于新时期背景下的水利水电施工企业而言,可谓任重而道远。在整个水利水电工程中,地基工程又是一项必不可少的基础性工程,其施工质量的好坏直接决定着整个工程质量的质量。因此作为地基施工技术人员,只有不断强化自身的专业技术水平,切实掌握地基施工技术要点,切实加强地基施工技术的应用,才能更好地实现水利水电事业的可持续发展。

参考文献

第5篇:水利水电工程专业前景范文

关键词:水利水电工程 施工 快速测量 技术

中图分类号:TV文献标识码: A

前言

作为水利水电工程正常施工的基础性因素之一,测量技术在水利水电工程中有着举足轻重的地位。近些年来,随着现代科学技术的快速发展,水利水电工程测量技术的发展也是日新月异,计算机技术、精确定位技术、微电子技术、激光技术等先进科技成果为工程测量提供了新的方法和手段。

一、水利水电工程施工中的快速测量技术

1、全站仪测量放样技术

全站仪替代光学经纬仪和电磁波测距仪的应用,是地面测量技术进步的重要标志之一。全站仪具有测量精度高,仪器的集成化、自动化和智能化程度高等优点,为施工测量提供了极大的方便。已大量应用于各类工程的施工测量中。

电子全站仪自动改正仪器轴系统差、自动归化计算、角度测量自动扫描、消除度盘分划误差和偏心差,实时测量三维坐标、自动记录存储、与电脑双向数据通讯功能,为测图和工程放样向数字化发展开辟了道路。目前向全能型和智能化方向发展的电脑型全站仪都带有丰富的软件,可以直接进行程序测量、坐标放样、导线测量、悬高测量、对边测量、道路放样、面积测量、高程传递、参考线放样,故能提供高速高精度的观测成果,又能高效、简易地完成多种测量作业。

2、GPS 定位技术

随着GPS 定位技术的出现和不断发展完善,使测绘定位技术发生了革命性的变革,为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定3 维坐标的、高速度、高效率、高精度、大范围的GPS 技术所代替,同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间;定位方法已从静态扩展到动态;定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景。

GPS 接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS 接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起,称超全站仪或超测量机器人。它将GPS 的实时动态定位技术与全站仪灵活的3 维极坐标测量技术完美结合,可实现无控制网的各种工程测量。水电工程施工区域大,控制点传算工作量大,精度衰减快;高山峡谷之中,山脉蜿蜒曲折,造成上点和通视困难;河流阻隔,致使交通不便,前后视须迂回前进。利用GPS RTK 技术进行碎部点测绘与放样不需要与基站保持通视,也勿需进行后视作业,误差不累加,精度分布均匀,精度衰减每公里只有1mm,10~15km 的作业半径不需要设置过渡控制点,更长距离的测绘可通过设置中继电台转发电测波解决。大幅度地提高工作效率。

3、数字化测绘技术

大比例尺地形图和工程图的测绘,是工程测量的重要内容和任务。把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来,形成一个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。实现大比例尺基本图、工程地形图、带状地形图、纵横断面图、地籍图、地下管线图等各类图件的自动绘制。系统可直接提供纸图,也可提供电子数据,为专业设计自动化,建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。数字化成图技术在现代工程中的应用不仅提高了工作效率,并保质保量提交成果,仅内业制图部分可节约经费50%,节约时间60%。

4、数字摄影测量技术

摄影测量技术由于可以提供实时的3 维空间信息,无需接触被测物体,以及野外工作量少、效率高和成果品种多等优点,具有广泛的应用前景。随着全数字摄影测量系统的应用,摄影测量的产品将从影像图、线划图向数字化系列产品―――4D 产品转化。产品应用与服务领域更广,并为建立各类专业信息系统和基础地理信息系统提供可靠的数据保障。在水利水电工程,利用数字摄影测量技术可以迅速获取制作大比例尺影像图、地形图、立面图、等值线图和断面图图库,建立DTM(数字地面模型)和DEM(数字高程模型)模型数据库,建立并永久保存高分辨率建基面三维影像数字地面模型数据库。检查陡坡地段的开挖质量和工程竣工部位的形体资料,记录工程在施工过程中各个项目地理地貌信息,形成各种数字信息产品,并可通过网络方便快捷、及时地提供给各个部门使用。

5、数据库技术与GIS 技术

随着测量数据采集和数据处理的逐步自动化、数字化,测量工作者如何更好地使用和管理好长期积累或收集的大量测绘信息,更好地为工程建设服务,其最有效的方法是利用数据库技术或GIS 技术建立数据库或信息系统。其目的是把大量的测量数据或信息进行科学的存储,建立三维数字地形模型,提高测量数据利用率,减少重复劳动,以便于检索、分析、分发和利用,实现管理和服务的科学化、现代化。将GIS 应用于水利水电工程建设,虚拟显示施工总布置三维全景,直观反映各组成部分空间上和时间上的相互关系并实现各种信息可视化查询、分析、统计计算,实现建筑物施工全过程动态仿真演示。以信息的数字化、直观化、可视化为出发点,直观清晰地描述复杂工程建设的施工动态过程,为全面、准确、快速地分析掌握工程施工全过程提供有力的分析工具,实现工程信息的高效应用与科学管理。

6、AtuoCAD 辅助设计技术

利用AutoCAD 配合AutoLisp 语言,可以编制一些常用的计算程序,得到定制的计算结果。在水利水电工程上有许多体形复杂的计算,尤其是各种不同体形衔接处的相交线,需要用空间解析几何的方法解算。单靠计算器手工计算,非常繁琐,工作量大,准确性也不好保证,利用AutoCAD 建立数字化模型,执行点坐标查询功能就可以了。也可以对所编写的程序的计算结果进行正确性验证。AutoCAD 的特性提供了测量内业资料计算的另外一种全新直观明了的图形计算方法。另一方面是各种工程横断面、纵断面图的绘制,以及断面面积的计算和其它一些需要的图纸的绘制。从而大大减轻我们内业的工作强度和工作量。

7、程序型计算器辅助计算技术

水利水电工程庞大而复杂。工程细部的放样往往牵涉到几十个公式的数学计算,尤其是在施工现场,严寒、酷暑、噪音、灰尘很难让人时刻保持清醒的头脑,计算的速度和结果的正确性大打折扣,严重影响放样的质量和效率。利用编程计算器事先编制好所需放样部位的计算程序,在施工现场最多只需输入测点三维坐标X,Y,Z 的数据即可迅速计算出所需要的放样数据,结果准确率大大提高。全站仪实现了测点坐标的随测随得,编程计算器实现了放样数据的即输即得,大大加快了工程放样的速度。

8、工程测量数据处理技术

随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化,工程测量领域技术的发展趋势和方向是:测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化;测量数据管理的科学化、标准化、规格化;测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS 技术、RS技术、GIS 技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中,并发挥其主导作用。

二、结束语

总之,提高工程单位技术人员素质,加大从业科技人员的知识更新工作力度,强化科技是第一生产力,强调科技创新,并从政策上加以引导。可以预见,在水电工程中开展快速测量技术的应用工作,将会促进工程进展,提高工程质量,提升工程科技含量,为企业掌握核心竞争力和创造品牌做出重要的贡献。

参考文献

[1] 鄢文生.解析水利工程施工测量技术[J].中国新技术新产品. 2010(02)

[2] 李超洪.浅谈水利工程的施工测量[J].中国科技信息. 2009(02)

第6篇:水利水电工程专业前景范文

为保证水利水电工程的安全性,混凝土结构必须具备相当高的强度。由于施工区域的地理因素和环境因素各有不同,在施工过程中应当充分考虑具体的外部因素,合理调节混凝土结构,保证工程在抗震、抗冻、防渗和耐久性等各方面符合安全和使用要求。同时,由于水利水电工程通常都是需要长期运行的工程,因此外部环境会不可避免地发生改变,而混凝土随着时间推移,会发生老化现象,同时在运行过程中经常发生的载荷变化,这都将影响混凝土施工技术的施工质量,进而影响到大坝、地基、防渗墙等关键设施的安全性。比如发生于2013年2月2日的黑龙江省农垦海伦农场星火水库溃口事故,据查正是由于混凝土施工质量不达标导致基础渗透破坏加之长时间违规超标准蓄水从而导致了事故的发生。而广东省位于我国东南沿海地区,每年的4、5月份和7、8月份都是汛期,汛期期间降水较多,河流流量增大,对于水利工程的运行是一个严峻考验。这就要求与广东省有着相似气候特点的地区在设计混凝土施工技术时,要充分考虑工程的防渗和耐冲击性。

2混凝土施工技术的应用现状

2.1大坝的分缝分块技术经过从业人员的不懈努力及创新,近年来混凝土施工技术的水平也得到了较大水平的提高。以大坝的施工技术为例,由于现在的大坝主体都采用混凝土浇筑,导致大坝不能一次性完成,促使了分缝分块浇筑技术的产生。将混凝土坝用纵、横缝和施工缝分成坝块和坝段,分层进行浇筑,进而实现了施工过程中的温度控制,同时提高了施工效率,保证了施工质量。比如位于云南省丽江市境内的金安桥大坝,就是运用了分缝分块技术,使得温度应力明显降低,同时也减小了坝体出现裂缝的可能性,保证了工程的质量和安全性。

2.2大坝的接缝灌浆技术接缝灌浆技术一般使用水溶性胶凝材料,利用混凝土浆液输送技术将浆液关注到施工缝隙中进行填充处理,将各坝段连接成为一个整体,对大坝横缝的接缝灌浆技术通过对灌浆材料与原有的混凝土界面进行固化反应,保证了混凝土拱坝、纵缝和有其他整体性要求的大坝的完整性,该技术有效提高了坝体的防渗效果,提升了工程的安全性能,减少了竣工后的工程维护费用。比如在三峡大坝的施工过程中,就采用了单比级灌浆技术,极大提高了坝体防渗能力。

2.3堆石混凝土技术的应用由清华大学于2003年创新发明的堆石混凝土技术近些年来在水利水电工程中也得到了广泛应用,将粒径不小于30cm的块石堆满仓面,然后利用自密实混凝土的流动性和抗分离性最大限度的降低了水泥用量和水化热,提高了施工过程中的机械化程度,有效的降低了施工投入,同时简化了施工程序,使得工程质量更加便于控制。从2003年该项技术诞生到现在,已经在山东蒙山水库、山西恒山水库等水利工程中得到了应用,体现了该项技术的优势

3混凝土施工技术的缺陷及改进措施

在前文中已经指出,在进行混凝土施工前必须充分考虑施工地域的具体情况,对于不同的水利水电工程构造,都有一系列与之对应的设计标准。因此在设计过程中施工单位要合理地调整混凝土各成分的配比,严格控制用水量,以期竣工后的工程能够适应其所处环境,确保工程的抗震、抗冻、防渗等方面符合要求,保证工程质量和安全性,避免安全事故的发生。在特殊时期,比如汛期和气温较低时期,要加大对工程的巡防力度,对工程的关键设施和易受冲击位置进行实时监测,确保工程在任何时期都能安全、平稳地运行。对我国近些年来发生的水利水电工程事故进行分析,不难发现很多中小型工程都存在混凝土设计强度普遍偏低的现象,这与作业流程方式不科学有很大关系。为了控制成本,目前很多中小型水利工程的施工过程中很多环节都依靠手工操作,这就导致很大程度上无法保证施工质量满足相关标准和要求,工程的抗震、防渗等性能得不到保证,在汛期等特殊时期发生安全事故的可能性增大。现在在很多小型城市的中小型水利工程的施工很多都交由一些中小型企业承担,而这些企业从自身的经济利益出发,很多会采用不合格的建筑材料,而且施工人员的专业素质也得不到保障,而且管理体系不完整,工程设计方案不科学,甚至单纯依靠施工人员的经验进行施工作业,这就极大提高了事故发生的可能性。为了防止这种现象的发生,施工单位应该避开“遇到问题靠经验”的怪圈,充分认识到保证工程质量的关键性,提高施工人员的自身素质;相关监管部门要加大监管力度,在工程的验收过程中,相关人员要有高度的责任感,深刻理解不合格工程的巨大潜在危害,对于不合格工程,要坚决对相关责任人进行处理并责令对工程进行整改甚至取缔,将事故发生的可能性扼杀在源头。

4结语

第7篇:水利水电工程专业前景范文

关键词:地理信息系统 水利水电工程 仿真 应用

水利水电工程多数较为庞大而复杂。如何采用科学有效的设计方法以提高设计效率,怎样直观清晰地描述复杂工程建设的施工动态过程,是提高工程设计和管理现代化水平的关键。因此,寻求新的技术和计算机辅助设计的方法成为必然趋势。GIS是近年来迅速发展起来的一门地学空间数据与计算机相结合的新型空间信息技术,它把现实世界中对象的空间位置和相关属性有机地结合起来,满足用户对空间信息的管理,并借助其特有的空间分析功能和可视化表达,进行各种辅助决策。

一、GIS在水利水电工程建设中的应用综述

将GIS应用于水利水电工程建设,以信息的数字化、直观化、可视化为出发点,可以将复杂施工过程用动画图像形象地描绘出来,为全面、准确、快速地分析掌握工程施工全过程提供有力的分析工具,实现工程信息的高效应用与科学管理,以及设计成果的可视化表达,进而为决策与设计人员提供直观形象的信息支持。这给施工组织设计与决策提供了一个科学简便、形象直观的可视化分析手段,有助于推动水利水电设计工作的智能化、现代化发展,极大地提高工程设计与管理的现代化水平,促进工程设计界的“设计革命”。

1.GIS应用于施工导截流三维动态可视化

采用GIS软件系统与其他平台结合的模式中集成模式与扩展连接模式相结合的方式来开发施工导截流三维动态可视化仿真系统。将水文实时数据库和大坝施工实时数据库等数据库存放在GIS平台的表Table中,通过Windows的DDE技术将数据传递给调洪演算、日径流模拟、导流实时风险率计算等模块,这些模块用VC++、VB等平台开发16,模拟所得数据再传回GIS平台,以图形、报表的形式输出。GIS强大的数据库管理和图形显示输出能力在这种开发模式中得到了充分利用。数据在GIS平台和VC++、VB等平台间简便迅速地传递,保证了系统开发环境的协调统一。

通过系统分解,对各子系统分别进行仿真计算和图形建模,形成初始图形数据库。各子系统的图形在GIS中以主题地图Theme的形式分层存放,图形有其对应的属性Attributesof Table与之对应,图形与属性信息具有一一对应的联系。

GIS中三维可视化过程具体表现为:首先创建和组装三维场景,接着通过三维实体建模创建三维形状。三维实体模型可以直接由其三维形体坐标参数构建,也可由二维形体生成,其高度由形体特征的几何属性提供,或由表面纹理数据提取。三维实体模型再经过纹理、光照、消隐、阴影等计算显示在三维场景中。

借助GIS强大的空间查询能力可以方便地查询任意时刻施工导流面貌及相应信息。具体实现途径是:通过仿真模块得到施工系统各方面的信息,包括主体及挡泄水建筑物几何形体面貌及其属性,各施工单元的开始时间、持续时间、水流几何形状及其属性,由此得到各施工单元任意时刻的面貌,组合起来得到施工导流系统任意时刻的整体面貌,把它贮存在施工图形库中并与其一一对应的属性数据建立联系,通过用户输入的查询时刻,查找该时刻施工图形库对应的记录,激活其所对应的图素,利用GIS的条件查询与图形显示机制,显示出该时刻施工导流场景及导流信息,如图1所示。

2.GIS应用于地下厂房施工动态演示系统

GIS三维空间数据模型主要是表达空间目标的几何信息和属性信息,同时相对独立的表达空间目标的拓扑关系。动态演示是依靠对任意时刻施工面貌的再现实现的。首先运行仿真程序得到确定方案下的洞室施工过程的信息,包括洞室开挖时间参数(持续时间、开始时间、结束时间)、进度参数、强度参数,将这些参数按工序以电子表格的形式输出。GIS读取这些数据并将其转换成相应的数据库。利用其中的时间参数,通过编程生成任一工序任意时刻的面貌Sit(i工序t时刻的面貌),则地下厂房系统任意时刻的整体面貌St=∑Sit。演示时通过对施工面貌数据库的循环,逐条读取数据库中每条记录的形体数据及其他的相关信息,形体数据以图形的形式显示在三维图上,其他信息以文本的形式显示在信息框中。从地下厂房施工面貌动态演示系统中可以获得以下信息:

1虚拟的工程环境。应用三维动画技术,制作工程的三维模型,在计算机内虚构一个完整的工程布置,从各种各样的视角和路径都能看见。既能在远处观看工程全貌,也能就近了解细部结构。厂房、引水洞、母线洞、尾水管等建筑物结构的相互关系清晰、明了。由于GIS所特有的地形显示功能,使得地下洞室群所处的地形地貌一目了然。

2地下洞室在各个时刻的形象进度。在施工面貌动态演示系统有时间坐标轴,可观察任意时刻的形象进度和对应于该时刻的地下洞室群施工面貌。

3单项洞室开挖过程、工作面数量和开挖程序等信息。

4洞室群施工中各单洞施工的逻辑关系。

5施工期间任一时刻同时施工的活动。

实时演示能够清晰地显示单洞施工、洞群施工等时间、空间上的逻辑关系,帮助设计人员对施工方案的分析、确认。有助于信息沟通,为决策者提供信息服务。

3.GIS应用于混凝土坝施工全过程三维动态演示系统

利用GIS强大的空间信息处理能力来表现混凝土坝的复杂施工过程具有极大优越性。GIS特有的空间数据组织形式能够充分反映混凝土坝施工系统复杂的空间关系和施工过程。在混凝土坝施工全过程三维动态演示系统中,GIS的可视化过程,即实现模拟数据到图像的变换,分为三个子过程:

(1)数据操纵。数据操纵主要完成数据的过滤,是原始数据的加细或增强,并转化为适合后续可视化操作的表示形式。

(2)可视化映射。可视化映射将数据过滤导出的数据转换为抽象可视化对象(AVO),体现为各种可视化技术。GIS的可视化过程是基于信息处理的,模型以信息链的形式表示,并存放在数据库中。

(3)绘制。绘制将AVO转换为可显示的图像。可以利用GIS强大的动画及图形图像处理技术实现模拟数据、仿真过程的可视化表达。

通过建立坐标系,把现实世界的事物在计算机中对应位置重现出来,及建立实体的数字模型,并按照一定方式将实体与其属性一一对应,从而反映实体的静态空间特征。混凝土坝施工系统的三维可视化仿真数学模型的建立分为两个步骤。首先建立数字地形模型。数字地形是整个施工系统布置和活动的场所,是三维图像展示的重要“背景”。通过人工输入或扫描仪、数字化仪等将地形原始数据(等高线)输入到系统,经过数据过滤后转化为三维矢量数据,进一步生成三维地表面模型DTM。利用内插手段,可以生成更高精度的DTM。DTM在经纹理、光照等图先渲染操作,即生成逼真的坝区数字地形模型,然后建立混凝土坝施工系统中建筑物的三维实体模型。GIS中提供了point,line,polygon三种最基本的形(shape),利用它们可以反映任意复杂的对象。GIS的3D模块提供了实现三维图形的拓扑运算、绘制、渲染、纹理和显示的功能。与地形模型不同的是,实体模型尚需反映其属性信息。实体与属性的一一对应可以利用GIS的空间数据组织结构来实现。另外为了体现施工的动态过程,在反映实体的数据结构中还应包括时间特征,以便在三维演示中根据时间顺序调用不同的实体单元组成施工面貌。把工程施工任意时刻的整体面貌储存在图形库中,并与其一一对应的属性数据建立联系,从而在动画演示时,按时间顺序读取图形库中的形体数据及相应的属性信息,不断更新绘图变量和属性变量赋值,并不断刷新屏幕显示。这样高速地显示一系列静止图像,当图像快速连续时,由于视觉的暂留,从而实现了整个混凝土坝施工过程的三维面貌及相应信息的动态显示。同时利用过程信息,生成三维动画,如图2。

4.GIS应用于水利水电工程施工总布置可视化动态演示系统

以GIS软件为平台,建立数字化地形,施工场地布置系统中各系统部件的三维数字化模型。系统部件的数据信息与其他相关信息,通过映射关系联系形成基础数据库,成为系统的底层支持。这样就实现了各系统部件表层的独立性和深层的耦合性。根据不同工程的施工期长短,选择恰当的基本时间步长,再辅以典型时刻面貌,可以使施工生产管理者对工程进展情况有一个全面直观的了解。GIS中信息的可视化组织表现在对系统数据库的操作及管理上。由于GIS特有的混合数据库设计结构,把数据贮存形式分为两个部分:一是图形数据库,它主要是存放各种专题图及组成它们的所有图素。根据需要,可将不同性质的图素放在不同的图层上,以便今后查询或进行图层叠加分析。二是图素的属性数据库,它主要用来存放描述图素的属性数据。空间数据和属性数据通过内部代码和用户标识码作为公共数据项连接起来,使得描述图素的属性数据与其图素建立一一对应的关系。

该系统实现的总体功能概括如下:

(1) 显示枢纽施工总布置三维全景。

(2) 演示枢纽施工全过程三维动态形象,直观反映各组成部分空间上和时间上的相互关系。

(3) 基于三维枢纽布置模型上实现枢纽布置的各种信息可视化查询,包括建筑物设计参数、设计图纸、基础数据、附属物信息、工程施工进度等。

(4) 实现枢纽施工全过程总体施工强度的实时统计及统计结果动态的柱状图显示,包括混凝土浇筑强度、施工机械设备生产率、砂石料等原材料需求量及人力需求量等信息的统计显示。

(5) 实现枢纽工程主要建筑物施工全过程动态演示,包括地下洞室群施工全过程仿真及演示、大坝混凝土浇筑全过程仿真及演示、施工场内交通运输系统仿真与演示等。转贴于 二、讨论与展望

GIS本身在不断发展,它在水利水电工程建设中的应用亦需不断发展。应用的发展不仅要与GIS本身的发展相结合,还要与水利水电工程专业相结合。在水利水电工程未来的建设中,GIS与其他技术的结合将更加紧密,应用更加广泛。

1.三维建模

GIS中三维几何造型技术已很成熟,对于三维地质模型的建立、图形显示目前均有较多研究。但水利水电工程中三维数字地形模型的建立大多只是停留在面模型这一层面上。对诸如坝区地形模型等的地质模型的构造,除层状地层外仍有一定难度。常用模型方法有两种:表面模型和实体模型。两种模型对复杂地质体非均匀性的描述均感不足。GIS用于水利水电工程中地质建模是今后应用研究的主要内容之一。但影响GIS数据质量的因素繁多,存在许多不确定性,把握适度质量有一定难度。若进入数据库的数据质量过高,则造成浪费;反之,质量偏低,则达不到要求。

2.4D GIS

三维GIS目前研究重点集中在三维数据结构的设计、优化与实现技术的运用,三维系统的功能和模块设计等方面。但是,地理信息系统所描述的地理对象往往具有时间属性,即时态。随着时间的推移、地理对象的特征会发生变化,而目前大多数地理信息系统都不能很好地支持地理对象和组合事件维的处理。实际上许多用户要求都是基于时间特征的,如洪水的最高水位变化等。对这样的应用背景,仅采取作为属性数据库中的一个属性不能很好地解决问题。故,如何设计并运用4DGIS来描述、处理对象的时态特征也是个重要研究领域。

3.WebGIS

水利水电工程中地理信息和数据的交流范围要求越来越广泛。随着Internet的发展,利用Internet技术在Web上空间数据供用户浏览、使用是GIS发展的必然趋势。网络GIS(WebGIS),以网络浏览器为应用工作平台,使得从WWW的任一个节点,用户可以浏览WebGIS站点中的空间数据,制作专题图,并进行各种空间检索和空间分析,且能在多个客户端实现原来在本机上才能实现的功能。由于水利工程中地理信息和大量的空间数据都是以文字、数字、图形和影像方式表示的,将它们数字化,便可方便、快速和及时地将地理信息传递到需要的地方,发挥GIS在整个水利水电工程中的应用价值。数据的保密性需加以控制。

4.ComGIS

水利水电工程布置方案的可视化的要求已不局限在单纯的表现上。对于布置方案交互式修改,组件式GIS(ComGIS)也是重要的应用发展趋势之一。

三、结 语

第8篇:水利水电工程专业前景范文

关键词:水利水电工程;设计措施;建筑工程;

中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:

引言

水利水电属于一门综合性很强的技术学科,很多技术人员在进行水电水利建筑工程的设计安排时常常因为专业理论知识的缺乏以及实践操作技能的缺乏, 常常会把重点放在工程的使用性能上, 而忽略了建筑物的外形美观及整体效果,造成了很多水利水电工程给人看起来感觉都是钢筋水泥的外表, 缺少合适的美感效果。 随着社会物质文明的不断加强,很多水利工程建筑逐渐将重点放在了视觉效果和外观美感上,为了给当地创造一定的经济财富还可以将水电水利工程与旅游景点互相结合起来, 创造一定的经济价值。

一、水利水电建筑设计的目标

很多建筑设计师主张将水利水电站建筑的整个设计风格与自然互相联系起来不断美化整体的设计效果。因为水利水电站建筑地处旷野,视野开阔,一座未作美化设计建筑物突兀在优美的自然环境中,给人以最为特殊的感觉。这就需要设计者在能够最大限度的满足建筑物使用需要,为提高人们的生活质量以及满足心理观赏需要创造有利条件。在设计过程中设计师应该积极做好设计准备,在熟悉水利水电工程的使用情况和给人们带来的影响下展开设计工作。由于水利水电建筑很多都是距离城市较远的,这就需要设计者注重自然环境因素,在设计初期就对水利建筑物的平面效果做出较为合理的设计,实现建筑物与自然的完整结合。作为水利水电行业的设计师, 应该将设计角度拓宽到整个社会发展中,以一个最新的设计角度来把握设计方向, 综合各种设计风格的精髓, 创造出更为吸引人的水利建筑作品。

二、建筑设计中科学合理的对策分析1、总平面设计水利建筑总平面设计一般包括水利工程主体建筑物和其他配套设施的总平面布局,主体建筑物一般包括闸、坝、泵站等,配套设施包括管理用房、生活用房、绿化、活动场地等。水利建筑的总平面设计不仅要满足基本的使用要求,做到功能分区布局合理,内部交通流线简洁、顺畅、有序,建筑物之间联系方便,减少不同使用功能之间的交叉干扰,而且应注重环境设计,考虑设计绿化、休息空间、职工体育运动场地等,丰富整体空间造型。同时各个建筑物也有集中和分散各种布置方式,各有其优点,具体采用哪一种布置方式,则应因地制宜,根据具体环境而定,或突出建筑,或强调环境。2、建筑平面设计同总平面设计类似,一般水工建筑物的设计程序首先是由水工专业、水机专业、电气专业等提出专业设备布置要求,然后由水工专业和建筑专业共同确定水工建筑物的平面布置形式,建筑专业主要把握建筑在总图布置中与交通的关系,建筑物本身在建筑防火、使用尺度、安全性、内部交通关系等方面是否满足规范以及使用需要。同时建筑设计人员应积极发挥主动性,考虑建筑空间的有效使用和综合利用。水工建筑有其固有的特点,其结构的布局是按水工设计规范,满足水力条件和机泵设备安装的要求,在与建筑专业的配合上,需要多方面、多回合的商讨,才能相互协调。

3、工程大坝景观设计大坝景观包括拦水坝(含溢洪道)、溢流坝顶附近的建筑物、溢洪槽、溢洪道的消能段、进水口、出水口、栏杆、照明设备、阶梯、开挖边坡、控制室、观望台等,是众多景观元素的集合体。各景观元素既独立,又互相作用、互相影响,形成复杂的景观体系。设计的原则首先是适用、安全、经济;其次是艺术、美观、协调。

三、电气节能技术

1、减少电能传输的损耗

电路线路上必然会存在电阻,因此只要有电流通过线路就会产生有功功率能耗,对于这样一种形式的能量损失,我们就需要根据其能耗的机理来进行设计处理,考虑到线路上的电流是不允许改变的,因此就只能够在线路的电阻上做文章,也就是说,只要能够在不影响线路正常运行的状况下减小线路上的电阻,就能够有效的起到节能的作用。我们更进一步的来探讨,与线路电阻有关的是线路自身的电导、线路截面和线路的长度,相应的节能方式也就可以分为三个大类:一是选用电导率比较小的金属材质来作为线路的输电导线;二是尽可能的减少线路的长度,这一点可以通过线路少走弯路、不走回头路来实现;三是适当的增大导线截面的面积。

2、选择电压等级

电压等级的合理配置同样能够起到较好的节能效果,一方面是处理好高压和低压配电的电压等级选择,另一方面就是在进行供电电压的确定时,需要综合性的考虑多方面的影响因素来进行,包括用电设备的性质、设计的前景规划、电网的发展计划以及供电回路的数量等。

3、供配电系统的设计

通过供配电系统的合理设计来实现节能无疑是最为直接也最为有效的方式之一,具体来说可以从以下三个方面来着手进行:一是尽可能的减少配电的级别,这样能够有效的提高供配电系统的稳定性和可靠性;二是要要结合实际的用电状况来对供配电的状况进行确定,尽可能的保证变压器处于负荷的中心位置,这样就能够最大程度的降低供电半径,从而实现电力节能,并且,这样一种节能方式还能够一定程度上提高供电的质量。

4、提高自然功率因数

自然功率因数就是在没有配备无功补偿装置的供配电系统中有功功率与无功功率的比值。用电设备根据其性质可以分为直流、电感和电容三大类,而在实际的应用中通常这三种性质的电器都会同时存在,这时候系统中就会因为感性和容性电器的存在而产生一部分无功功率,我们所需要做的就是通过系统自身超前的无功引入将其抵消掉。从这样一种状况中我们就可以看到,提高功率因数的好处就在于能够在保证负荷有功功率不发生任何变化的情况下降低无功功率来实现线损降低的目的。在实际的设计过程中,实现功率因数降低的方式有两种:一是直接采用功率因数较高的同步电动机,二是采用电容器来实现补偿。

5、照明节能

在电气的节能设计中,还可以通过照明节能来实现,具体来说同样是有两种方式,一种就是直接利用高效光源,传统的白炽灯虽然简单便宜,但是其发光的效率比较低;另一种就是充分的利用自然光,这就需要对构筑物的门窗进行扩大,或者是对建筑物或者是构筑物选择一个较好的朝向。

结束语:

水利水电工程的普遍建造对于建筑施工技术提出了更为严格的要求,设计者应该在设计过程中综合考虑建筑施工相关的问题,尽量保证以最合理的资金投入取得最好的建筑效果。建筑设计没有绝对最佳的标准模式,只有通过不断地探索、比较,去寻求相对的最优方式。才能逐渐的完善我们的设计,才能使我们的行业不断地追求尽善尽美的设计思想,不只盲目照搬规范和依赖计算机程序作设计,用自己的结构设计概念、经验、判断力和创造力为业主和社会设计出更好的建筑。

参考文献:

[1]许勇,曹先玉,赵禹然.浅谈水利工程中的建筑设计[J].山东水利,2011

[2]谢德荣.水利水电工程地质特征浅析[J].长江工程职业技术学院学报,2008

第9篇:水利水电工程专业前景范文

[关键词] 水利水电 工程 施工 技术

1前言

建国以来,福建省进行了大规模的水利水电基础设施建设。截止2007年末,福建省已建成的以防洪、灌溉为主的水库2948座,水闸3724座,有效灌溉面积952.91千公顷,机电排灌面积153.21千公顷,水利工程供水总量157.56亿m3,农村小水电总装机632.4万千瓦,修建围垦滩涂造地128.58万亩,江海堤防5825.68km[1];截止2008年8月,全省水电总装机达1025万千瓦[2],占全省电源总装机2502万千瓦的40.7%。

建国以后头30年,即上世纪50年代初到70年代末,福建大兴水利基本建设,改善农业生产条件,同时大办小水电,这个阶段的生产力水平较低,施工设备简陋,主要靠人海战术,水利工程施工技术落后。改革开放以后,特别是“七五”到“九五”期间,福建省迎来水利水电建设的高峰,全省集中力量构建防灾减灾五大防御体系,完成了千公里海堤、千公里江堤、千座险库除险加固,建成了大批水利水电工程。近30年来,福建广泛推广和应用新技术、新材料、新工艺、新设备,所以水利工程施工技术得到长足的发展,已逐步形成比较完整的技术体系,在筑坝技术、堤防与围垦工程施工技术、深软基础处理技术、地下工程施工技术、土工合成材料的应用技术、水利工程除险加固、机电与金属结构制造安装技术、工程施工组织与管理等均提高到一个新的水平,砌石坝、碾压混凝土坝等施工技术均在国内处较高水平,贫胶凝粗粒料筑坝新技术在施工围堰中的应用为国内首创[3]。

2我国水利工程施工学科发展现状与目标

2.1 我国水利工程施工学科发展现状

2.1.1 导截流工程。我国导流工程在规划、设计、科研、施工方面已处于国际先进水平。三峡工程三期碾压混凝土围堰最高124m,总方量168万m3,月浇筑强度达47.6万m3,建成后蓄水总库容达147亿m3,堪称世界之最[4]。

2.1.2 地下工程。随着我国一大批大型水电站、长距离跨流域调水工程的建设,我国地下工程的开挖技术、长隧洞掘进机开挖技术和极软岩中的长隧洞施工技术在理论和实践方面均有很大发展与突破,其施工技术水平和科技成果均进入世界先进水平,某些领域已处世界领先地位。溪洛渡水电站地下厂房断面尺寸为444.0m×31.8m×76.0m(长×宽×高),总开挖量为500万m3,是当今世界上最大的地下洞库之一。

2.1.3 土石方(坝)工程。自20世纪90年代,我国土石坝工程建设就呈现出很快的发展态势,进入21世纪后建设步伐明显加快。在建的清江水布垭混凝土面板堆石坝坝高233.0m,是世界上最高的混凝土面板堆石坝,拟建世纪第二高的砾石土心墙坝,在科研、设计、施工、监测等方面均积累了许多成熟的经验。

2.1.4 混凝土工程。通过三峡、小浪底、二滩和万家寨等工程实践,在混凝土骨料、外加剂、补偿收缩混凝土、抗冲磨蚀混凝土、塔带机混凝土筑坝等方面,技术上取得创新性的突破,形成了较系统的理论、技术专著和技术标准。经过近20年的研究和实践,我国碾压混凝土筑坝技术已达世界先进水平,在某些领域已处国际领先地位。

2.1.5 地基与基础工程。我国水利水电建设地基与基础工程技术水平总体上已达到或接近世界先进水平,但在一些重要方面与发达国家甚至国内其他行业相比还有差距,这是我们今后努力的方向。主要包括:各种地基的基础处理的基础工程工法都要向“更高、更难、更好、更快”的方向发展;应加强理论研究,争取在地基与基础工程理论上取得突破性成果;大力研制开发先进的地基处理和基础工程机械,提高施工的机械化和自动化水平;努力开发新的工艺方法,降低物耗,提高生产效率;注重施工环保问题等。

* 第一执笔人:曾金水,福建省水利学会施工专委会副主任,福建省水利水电工程局有限公司副总经理兼总工程师,教授级高工。

2.1.6 施工组织设计。大规模的水利建设实践,极大地提升我国的施工组织设计水平,现在的施工组织设计正朝着数字化、可视化、仿真化方向发展,数字化设计和可视化施工管理也将广泛应用于现场施工。

2.1.7 施工管理。目前我国已全面实现项目法人责任制、招标投标制、建设监理制和合同管理制;水利水电工程质量逐步提高,质量管理系统有一定的发展;水利水电工程的安全管理实现企业负责、行业管理、国家和群众监督的施工安全管理体系。但与国外发达国家相比,我国工程施工管理水平还有一定的差距。

2.2 我国水利工程施工学科发展目标

我国水利工程施工学科的发展目标是:提高我国整体施工技术和管理水平,开展和倡导水利工程施工技术、工艺、处理措施以及施工设备的研究,促进水利工程施工新技术、新工艺和新材料在本行业的推广和应用,加强施工管理体制方面的研究,依靠科技进步,实现施工技术和管理体制的创新,促进我国水利工程施工技术的发展。

3福建水利工程施工学科发展现状与主要成就

3.1 导截流工程

3.1.1 围堰工程。上世纪70年代以前,古田溪梯级、安砂等工程的施工围堰采用填石木笼围堰,上部采用浆砌石或混凝土混合结构允许汛期过水。上世纪80年代,水东水电站采用低流态高掺粉煤灰的混凝土拱围堰;水口二期围堰采用心墙式土石围堰,堰体防渗采用塑性混凝土防渗墙和土工膜,水口三期围堰采用碾压混凝土新技术。进入新世纪以来,围堰防渗技术又有新发展,金鸡拦河闸重建工程采用冲灌袋护坡的吹砂围堰,堰体采用高压摆喷防渗技术;尤溪街面下游量水堰(堰高13.54m,总方量0.42万m3),以及宁德洪口大坝的上游围堰(堰高35.5m,总方量3.2万m3)采用贫胶凝粗粒料筑坝新技术填筑施工围堰,成功建成中国第一座高35.5m的贫胶凝粗粒料主围堰,围堰建成后经受50年一遇超标洪水考验(Q=5400m3/s,水位超坝顶8m),围堰运行正常,安全可靠[5]。贫胶粗粒料筑坝新技术的研究,获2005年度福建省水利科学技术一等奖。

3.1.2 大江截流工程。早在上世纪70年代,施工能力低,处于半机械化状态下,我省在九龙江北溪引水桥闸施工中截流设计流量为1660 m3/s,采用民船抛投条石及填筑砂堤围堰闭气的方法截流,截流堵口时,流量1200 m3/s、龙口水位差1.33 m、流速4.88 m3/ s,断流一举成功,在当时是一大壮举。进入80年代,随着机械化水平的不断提高,我省的截流施工技术也随之提高。1989年9月,水口水电站二期围堰截流,设计截流量为1620 m3/ s,采用单戗堤双向进占立堵法,最高抛投强度为3158 m3/h,顺利实现闽江干流大江截流[6]。

3.1.3 围垦工程堵口截流。长乐外文武围垦工程堵口段处于开敞式海域,风浪大、水流急、潮差大,为解决粉细沙地基、大水位差、大库容量、高速急流、深水条件下的堵口闭气难题,改变过去贯用的山土闭气方法,采用充灌袋吹填沙技术应用于堵口截流闭气,同时比传统的堵口闭气方案缩短了施工工期45天。充灌袋吹填砂堵口截流闭气新技术应用,获2003年度福建省水利科学技术三等奖。

3.2 地下工程

3.2.1 地下厂房。21世纪以来,福建先后建成了棉花滩、周宁、街面等大型水电站的地下厂房。采用了岩壁吊车梁、系统喷锚支护等新技术。棉花滩水电站地下厂房主要洞室尺寸为:主厂房129.5m×21.9m×52.08m(长×宽×高) ,主变室137m×16m×20.1m,尾水调压室87.3m×12.0m×50m,采用预裂爆破技术进行开挖,施工质量好、速度快(主厂房开挖只用16.5个月时间,创当时同类规模主厂房开挖的国内记录)。

3.2.2 水工隧洞、竖井。福州市第二水源供水工程跨流域引水隧洞控制段,单头掘进长度达3.7km,是国内罕见的小洞径超长隧洞,工期紧、强度高、难度大。因有效解决了供气、光面爆破、通风排烟、排水、洞内高压送电、循环进尺等一系列技术难题,如采用水幕降尘和多级串接的混合式长柔性管通风技术,成功解决了超长单头掘进隧洞的通风排烟技术难题,在单头掘进长度3.5km时,月进尺仍达到150m,创造了国内同规模工程的施工记录,超长隧洞高强度施工技术研究获2004年度福建省科学技术三等奖。穆阳溪梯级周宁水电站,是一个高水头(最大水头437.2m)、高竖井(高453.25m)、长隧洞(长12.352km)、深埋式地下厂房洞室群,地下工程施工难度大,其中竖井总高453.25m,为国内已建同类工程之最[7],竖井开挖采用LM-200型反井钻机进行反导井施工技术,简化了施工工艺,掘进快、施工安全、开挖质量好。

3.3 土石方(坝)工程

3.3.1 吹砂筑堤。福建省在千公里海堤、千公里江堤及围垦工程的建设中,在天然砂丰富的个别地段,采用吹砂筑堤技术,就地取材,成本低、速度快,又起到疏浚河道的效果。如桔园洲防洪堤、龙洲防洪堤等工程均采用吹砂筑堤技术。

3.2.2 土石坝施工。上世纪50年代到80年代,福建省修建的各类大坝中,碾压式土石坝的数量最多,以灌溉为主的土石坝数量超过1900座,主要有均质土坝、土石混合坝。土石混合坝的代表作为1973年建成的山美水库,坝高76.5m,库容6.56亿m3,大坝填筑量为160万m3,因机械化水平低,主要靠人海战术,施工高峰期总人数达2万多人,经历3年9个月建成。

3.3.3 混凝土面板堆石坝施工。混凝土面板堆石坝(CFRD)是当今世界上坝工发展的主流之一。“八五”以来,福建省已建和在建的面板堆石坝共有7座,坝高超过100m的有3座,其中街面大坝的堆石体330万m3,最大坝高126m,大坝填筑工期仅用16个月[8],最高月填筑量达42万m3。混凝土面板防裂技术是混凝土面板堆石坝的关键技术, 1995年万安溪的混凝土面板防裂技术获水利部科技进步二等奖,经专家鉴定处当时国内的最高水平。结合芹山水电站混凝土面板堆石坝建设,福建省成功研究应用了新型复合GB铜止水结构,取得了良好的效果,总体技术达到国际领先水平,获得2001年度福建省科技进步二等奖。

3.4 混凝土工程

3.4.1砂石料生产

(1)天然砂石料生产。我省大中型水电站多数使用天然砂石料,经筛分加工成级配料,如水口、洪口、沙溪口、水东、高砂等。毛料开采采用大斗容挖掘机,配大吨位自卸车运输,或采用具有较高生产能力的采砂船配自航式驳船运输。如沙溪口水电站所需砂石料采用全盘机械化,设计砂石料系统生产能力为360 t/h,可满足混凝土月浇筑量5.5万m3,的要求。水口水电站砂石系统的设计生产能力为750 t/h,可满足高峰期月浇筑混凝土12.4万m3的需要。

(2)人工砂石料生产。我省人工砂普遍采用干制法生产,大型工程(如棉花滩)采用巴马克破碎机(B-9000) 制砂,如坑口、涌溪三级电站也采用干制法生产人工砂。人工碎石生产系统普遍采用PEF600×900颚式破碎机初碎、PEF400×600颚式破碎机中碎,然后用筛分机筛分成不同粒径的骨科,生产能力根据工程需要进行配置。如棉花滩水电站大坝混凝土工程量为611550 m3 ,根据混凝土月高峰浇筑强度为6.0万m3的需要,选择生产能力为500 t/h的破碎筛分系统。

3.4.2模板工程

我省混凝土坝施工的模板技术,在近20年有较快的发展,钢模板、竹木胶合板已大量取代木模板,模板的型式也大量采用大型组合模板、滑升模板、翻升模板、悬臂模板及预制混凝土模板等。如水口水电站大规模采用轻型组合钢模板,钢模板立模率达95%以上,广泛采用2.3m×3.0 m的悬臂模板,这种模板使用次数可达50次以上,每块模板吊装只配4~5人,仅10 min可完成拆装工序,施工工效高,经济效益显著,而且混凝土表面整齐美观。棉花滩碾压混凝土坝施工中,采用斜面可调式翻升钢模板,不但解决连续浇筑、快速上升的问题,还具有悬臂、可微调倾角、翻升、装饰等功能,取得较好的效果。

3.4.3混凝土浇筑

(1)混凝土施工机械化水平。近十几年来,我省大中型水电工程普遍采用先进的混凝土拌和设备和与之相配套的混凝土运输、浇筑设备、使混凝土施工达到较高的机械化水平。如水口水电站采用3座自动化混凝土拌和楼(其生产能力分别为150 m3/h、300 m3/h、112.5 m3/h), 混凝土运输采用2台起重量为30T平移式缆机配9m3蓄能式混凝土罐(主要用于大坝)及一台起重量20T平移式缆机配6m3蓄能式混凝土罐(主要用于厂房子),采用CAT38LCP65HP和D31P63平仓机,五棒高频振捣机等配套设备,实现了综合配套机械化作业,创造月浇筑混凝土量12.4万m3、年浇筑混凝土量118万m3的较好水平, 工程质量达我国上世纪90年代建设的5个百万千瓦级大型水电站的最好水平。

(2) “双掺”技术。

① 混凝土的掺合料。坝体混凝土掺粉煤灰,可大量节约水泥,改善混凝土和易性,增强混凝土密实性,降低混凝土绝热温升,提高抗裂性能等。自1978年以来,我省在大中型水电站施工中大力推广掺粉煤灰,在常态混凝土中的掺灰率一般为20%~30%,个别工程如南一水库大坝常规混凝土中掺灰率达30%~40%;在碾压混凝土中掺灰率达50%~70%,其中:坑口大坝R90100碾压混凝土的掺灰率达57.1%,棉花滩大坝R180100碾压混凝土的掺灰率达64.7%。

② 混凝土的外加剂。坝体混凝土掺不同类型的外加剂是改善混凝土质量和性能、节约水泥用量和降低成本的有效措施,我省不论是常规混凝土坝还是碾压混凝土坝都根据不同工程项目的不同要求,普遍采用合适的外加剂,如减水剂、缓凝剂、防裂膨胀剂、脱模剂、泵送剂等。

3.4.4碾压混凝土筑坝

福建的碾压混凝土筑坝技术行动早、推广快、技术领先,经过20多年大胆的研究和实践,福建碾压混凝土坝的施工,已形成了较成熟的技术体系,从砂石料生产到碾压混凝土配料、拌和、入仓方式、碾压、仓面养护,已形成配套技术,在国内知名度较高。1986年,福建省建成全国第一座碾压混凝土坝――大田坑口,采用高掺粉煤灰,全断面辗压,连续浇筑等工艺,从混凝土开盘算起只花6个月时间,建成一座高56.8m的大坝,在当时达国际先进水平, 1988年“福建坑口碾压混凝土筑坝技术”荣获“国家科技进步一等奖”,1990年“福建坑口碾压混凝土坝施工工艺”荣获“全国施工新技术优秀项目”。2000年建成的永定棉花滩2003年荣获“鲁班奖”。

3.5 砌石坝工程

砌石坝,是采用胶结材料(主要指砂浆或混凝土),把单个的石块砌筑联结在一起而成的一种挡水建筑物。过去,砌石坝的胶结材料是水泥砂浆,采用人工插捣砌筑;20世纪60、70年代,在闽、浙两省砌石坝率先采用一级配混凝土作为胶结材料,80年代推广到二级配混凝土,并采用机械振捣。目前,福建省已建的坝高15m以上的各类砌石坝总数约600座,数量居全国之首[9],其中砌石拱坝的数量最多,占砌石坝总数的70%以上,经过几十年的不断探索与创新,福建省砌石坝设计与施工技术(特别是砌石拱坝)逐渐形成自己的特色,施工技术在国内处领先地位。自1972年首次采用坝体自身防渗技术,成功建成仙游东溪砌石双曲拱坝(坝高57m)以来,福建砌石拱坝的防渗方面一律不设混凝土防渗面板或心墙,只靠迎水面的深勾缝及砌石体自身防渗[10]。目前,福建已建成并投入使用的坝高大于80m的砌石拱坝有9座(其中黛溪最高,为96.3m),全部采用自身防渗技术,全部运行良好、不渗不漏。

3.6 地基与基础

3.6.1 基础灌浆。目前,我省已建坝高超百米大坝有7座,在各种复杂地基处理过程中,我省的基础灌浆技术也得到快速的提高。我省钻孔设备从70年代以后使用液压式回转钻机到80年代小口径钻机,钻具方面以合金及金刚石钻头取代钢砂钻头,机械的自动化程度、工作效率和钻孔质量大为提高。灌浆机也不断更新换代,已能满足高、中、低压力的灌浆要求。灌材料主要有水泥、粘土及各种化学材料(如丙凝、聚脂、水玻璃等)。近十几年来,灌浆方法主要采用小口径钻孔、自上而下分段灌浆法或孔口封闭法;高压灌浆法;以及GIN灌浆法新技术;大工程已使用自动记录仪,实现灌浆施工机械化、自动化。如水口水电站基础灌浆采用小口径钻进,孔内循环灌浆技术;雷公口(坝高86.3m)砌石拱坝岩基复杂,采用高压帷幕与固结灌浆技术;街面面板坝址基采用GIN灌浆法[11],解决址基断层、裂隙发育,以及存在软弱夹层的特殊地质的防渗问题。

3.6.2 混凝土防渗墙。为解决堤坝基础的防渗问题,近年来,福建采用了形式多样的造墙的技术 ,如采用冲击及反循环钻机配合抓斗造墙,射水法造墙,高喷(旋喷、定喷、摆喷)造墙,深层搅拌桩造墙等施工技术,采用刚柔性相结合的新型防渗技术(即采用单管高压旋喷防渗墙或射水法防渗墙和铺土工膜防渗相结合的新型防渗技术)。其中最具福建特色的混凝土地下防渗墙施工技术是射水法造墙技术,该技术是福建水利水电科研院自行研制的,目前投入使用的为射水法“三代机”,可适用于纯土质、砂质、砂土质以及粒径小于100mm的砂卵石地层,最大墙深可达30m。

3.6.3 深软地基处理。福建省地处东南沿海地区,城市防洪工程及围垦工程大都建在砂基及软弱基础上,随着技术的发展,福建江海堤防的基础处理,广泛采用深搅法、爆破挤淤置换法、挤压法、高喷法等方法;围垦工程的深软基础处理,广泛采用打设塑料排水板等土工合成材料应用的新技术。如泉州晋江下游岸线整治的堤防工程建设过程中,根据不同地段的地质条件,分别采用高压旋喷桩、振冲碎石桩、沉管灌注桩、锚杆静压桩(大淮水闸软基)对基础进行处理。如过桥山和白水等大中型围垦工程软基处理中采用多项新技术,即海堤基础水下插设塑料排水板;海堤基础水下铺设土工织物和加筋软体排;实施海堤施工过程加荷监测和控制,较好地解决了围垦工程深软基础处理的技术难题,取得良好的效果,其中过桥山围垦工程已被编录“中国围海工程”工程实例。围垦工程深软基础处理应用研究,获2003年度福建省科学技术奖三等奖。

3.7 施工组织设计

福建省自1988年在水口工程引进项目管理软件P3以来,在一些大中型水利水电工程项目中,逐步推广应用项目管理软件,以优化施工方案,提高了施工组织设计水平。目前福建省水利施工中应用较多的还有梦龙项目管理系统、微软的project等。网络计划的应用实现了进度计划、资源平衡、网络绘图、成本分析、项目跟踪等全方位动态管理,能方便地进行工程网络计划的修改、调整和工程成本的控制、管理,大大提高大中型工程施工组织与施工管理水平。

3.8 施工管理

福建省水利工程施工质量管理水平总体较高,上世纪70年代的华安水电站、80年代的池潭水电站、90年代的桑园水库均获水利部优质工程奖,万安溪混凝土面板堆石坝及水口水电站工程的施工质量均处国内最好水平,2000年建成的永定棉花滩荣获“鲁班奖”。随着中国加入WTO,福建省各水利施工单位陆续进行了ISO9001质量管理体系的认证;进入新世纪,福建省水利水电工程局有限公司、中国水利水电第十六工程局有限公司等施工一级总承包单位,还进行职业健康安全管理体系、环境管理体系的认证,不断提高工程施工质量、安全、环境管理的总体水平。

4学科发展的目标与方向

4.1 学科发展的目标

福建水利工程施工学科的发展目标,应以我国水利工程施工学科的发展目标为中心,根据福建省的具体情况,努力在“四新技术”的研究、推广、应用方面有新突破,提高我省水利工程施工技术和管理的整体水平。

4.2 学科发展的方向

根据福建水利工程施工学科发展在国内所处的水平,结合福建省水利“十一五”科技专项规划[12],学科发展的方向是:

4.2.1 研究贫胶凝粗粒料筑坝新技术与新工艺。贫胶凝粗粒料坝是介于混凝土面板堆石坝(CFRD)和碾压混凝土重力坝(RCC)之间的一种新坝型,具有广阔的应用前景。其显著的特点是:胶凝材料用量少,对筑坝材料要求低,坝体和地基受力条件好,是一种环保性能、力学和大坝安全性能都很有竞争力的新筑坝技术。近年来,福建省分别在龙岩白沙大坝、宁德洪口大坝及尤溪街面大坝3个工程的围堰施工中进行生产性试验,已取得初步的技术成果,但该技术在大坝主体工程的应用有待进一步研究。

4.2.2 研究长距跨流域调水工程关键技术。闽江“北水南调”工程长距离输水、输水防渗等方面关键施工技术问题的研究。

4.2.3 研究海堤堤身、堤基渗漏除险技术。根据福建省千公里海堤不同的地质条件及堤身结构特点,分析堤身渗漏病险原因,在总结海堤除险加固经验的基础上,研究提出适用我省不同类型海堤的可靠、实用的渗漏除险技术,建立我省海堤渗漏除险技术的标准化系列模式。

4.2.4 研究深软淤泥海堤新堤型关键技术。针对深软淤泥常规方法筑堤工期长、投资大、堤身变位大、抗风浪能力低等问题,研究一种全新的堤型,即施打两道预制混凝土连续墙,墙顶设拉结梁,中央填充土料,形成抗风浪强、可快速施工的直立式墙中填土新堤型。重点研究新堤型受力机理、预制混凝土墙体结构和施工方法等。

4.2.5 研究爆炸挤淤软基处理技术应用。爆炸法处理水下软基技术在我省海堤、防波堤、护岸等水利工程中已陆续采用,研究爆炸挤淤法在围垦工程软基处理中的应用,重点分析研究其适用条件、施工工艺、质量检测措施、工程造价等,以确保工程设计、施工顺利进展。

4.2.6 研究砌石拱坝裂缝成因分析及处理技术。福建省石料丰富,砌石拱坝一直是我省经济实用的主流坝型,建设的数量多,坝高也不断向百米级突破,但不少砌石拱坝出现裂缝现象,研究砌石拱坝裂缝成因、分布规律、对大坝安全运行的影响以及裂缝处理技术措施。

4.2.7 加强工法的开发创新。工法是以工程为对象,运用系统工程的原理,把先进技术和科学管理结合起来,经过工程实践形成的综合配套的先进施工方法,服务对象是工程,核心是工艺,具有系统性、科学性、实用性,它不单纯是施工技术,是企业管理与技术标准的重要组成部分。加强工法的开发创新,围绕工程项目的核心工艺,针对关键技术,不断革新施工方法,并搞好先进工法的推广和应用,以提高施工企业整体技术和管理水平 。

5存在问题与建议

5.1 存在问题

自建国以来,福建省在水利工程施工学科尽管取得了长足的发展,一些施工技术达到国内较好水平,但与国内其他的水利大省、建筑大省相比仍有较大的差距。具体表现在:

(1)水利工程施工自动化、信息化、智能化的水平较低;

(2)新型材料研究少,新型材料推广与应用技术落后;

(3)原创性新工艺的研究较少;

(4)水利工程施工质量、安全、环境管理的总体水平不高;

(5)水利工程施工队伍综合素质不高,专业化、机械化水平低,施工技术积累少,施工工法的开发创新落后于福建省的其他行业。

5.2 建议

当前,我国已进入全面建设小康社会新的历史时期,确保福建省的防洪安全、供水安全、粮食安全、生态安全,着力改善民生,促进海西经济又好又快发展,已经对福建水利建设提出新的要求。为促进福建省水利工程施工学科的发展,提出以下几点建议:

(1)加强水利工程施工自动化、信息化、智能化管理的软硬件建设。如水利施工企业必须建立信息管理平台,实现了内部办公、信息、数据交换的网络化,大力推广应用项目管理软件等。

(2)加大科技投入,结合项目带动,促进新型材料研究与施工的应用。

(3)结合福建省情,重点推进贫胶凝粗粒料筑坝新技术与新工艺的研究,以及深软淤泥海堤新堤型关键施工技术的研究。

(4)借鉴其他行业经验,鼓励施工企业实现标准化管理,鼓励施工企业进行质量管理体系、职业健康安全管理体系、环境管理体系的认证,实现标准化管理,提高水利工程施工质量、安全、环境管理水平。

(5)加强水利施工队伍建设和人才培养工作,引导现有二、三级水利水电施工队伍向专业化队伍方向发展,加强水利工程施工工法的开发力度,促进技术创新及技术积累。

参考文献:

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[2] 郑家松.福建电网科学发展报告――坚持科学发展观走节约型发展电网之路[J]. 海峡科学, 2009,(1): 55-62.

[3] 何光同. 贫胶凝粗粒料新坝型在街面量水堰中的研究与应用[C].中国碾压混凝土坝20年――从坑口到龙滩的跨越[A]. 北京.中国水利水电出版社, 2006.

[4] 中国科学技术协会. 2007~2008水利学科发展报告. 2008.

[5] 赖福梁, 林琳.贫胶凝粗粒料筑坝新技术在洪口水电站的设计与实施[J]. 中国水利, 2007, (21): 50-52.

[6] 施工专业委员会.水利水电施工技术综述[J].水利科技,2001, (B08): 7-11.

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[8] 徐在民. 福建在建的四座超百米高坝[J]. 水利科技, 2005, (4): 16-17.

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[10] 曾金水.福建省砌石拱坝自身防渗技术[C].中国水利学会首届青年科技论坛[A]. 北京: 中国水利水电出版社, 2004.

[11] 李祖发.GIN灌浆法在街面水电站面板坝趾基灌浆中的应用[J]. 水利科技,2006, (4): 21-22, 43.

[12] 福建省水利厅.福建省水利“十一五”科技专项规划, 2006.

课题组成员:

1、曾金水,福建省水利学会施工专委会副主任,福建省水利水电工程局有限公司副总经理兼总工程师,教授级高工。

2、涂启龙,福建省水利水电工程局有限公司副总工程师,高工。