山口岩水利枢纽实习论文
山口岩水利枢纽实习论文
一、论文概述
2009年12月23日，我们06水利水电工程的同学在老师的带领下又来到萍乡市芦溪县山口岩开始了为期一周的毕业实习。山口岩水利枢纽工程的大坝采用碾压砼单曲拱坝坝型，为正在施工的新建项目。和我们再12月9日去的上饶市万年县生产实习存在很大的区别。万年县的大港桥、毛家源、寒牛山等水库进行的工程都是土石坝的除险加固工程。实践与理论相结合才能够升华，本论文主要对萍乡市山口岩水利枢纽工程进行介绍及在工地上的认识和感受。
1、实习目的
加深对水利工程方面理论知识的认识，培养学生理论与实践相结合的能力培养自身的专业素质等。
2、实习任务
通过理论知识回顾、资料搜集，以及老师讲解、学生提问，实地观察、现场记录参与实验等等方式，对山口岩水利枢纽工程施工情况进行现场实习，了解常规的拱坝施工技术。
3、实习时间
2009年12月23日—12月30日
实习指导老师
王美生、罗红卫、赖文辉、欧阳平、鄢玉英。
二、实习内容
1、工程概况
山口岩水利枢纽工程地处赣江一级支流袁河上游的萍乡市芦溪县境内，坝址位于芦溪县上埠镇山口岩村上游 1km处，距芦溪县城7.6km，距萍乡市约30km。是一座以供水、防洪为主，兼顾发电、灌溉等综合利用的大（Ⅱ）型水利枢纽工程。
袁河发源于萍乡市芦溪县麻田乡境内的武功山金顶北麓，河流自源头向北流经麻田、新泉、张家坊、上埠、芦溪、宣风、银河等地，至宣风与沂水会合流入宜春市境，而后自西向东流经宜春、分宜、新余、新干及樟树诸县市，于樟树镇附近汇入赣江。袁河主河全长273km，全流域面积6486km2。袁河在萍乡市境内的河长为52km，流域面积为698km2。
1985年由江西省宜春地区行署水电局编制的《袁河流域规划报告》，对袁河干流拟定了十五级开发方案：麻田347.7——山弯——山口岩240——西村一级103——樟头船运闸98.4——高山头96.4——化成岩91.4——雷坤85.5——二马滩75——江口70——袁惠渠滚水坝50.7——二化坝45.7——水西41——宋家36.6——矗湖30。规划报告指出，萍乡是一个缺水地区，尤其是工业及城镇生活用水需求较大，山口岩水库调蓄袁河径流，可解决萍乡市东部一带的工业与城镇生活用水，推荐山口岩水利枢纽为近期开发工程。
2、水文地质条件
山口岩水库坝址以上流域面积230 km2，主河长28.7km，流域平均宽度8.01km，主河道平均比降14.8‰。
据萍乡气象站资料统计，多年平均气温为17.3℃，多年平均蒸发量为1282.9mm（20cm蒸发皿观测值），多年平均相对湿度为82%，多年平均年最大风速为11.0 m/s，多年平均无霜期为279天。
山口岩水利枢纽工程坝址下游7.6km处设有芦溪水文站，具有1958～2004年共47年连续的实测水文资料系列，是本工程水文分析计算的主要依据站。经计算，山口岩水库坝址多年平均流量为7.54 m3/s，多年平均径流深为1033.8mm，多年平均径流量为2.38×108 m3。
袁河为雨洪式河流，洪水多发生在4~9月份，经分析计算，水库坝址设计洪水标准（P＝0.2%）：洪峰流量1260 m3/s，24h洪量42.3×104m3，72h洪量68.3×104m3；校核洪水标准（P＝0.05%）：洪峰流量1820 m3/s，24h洪量61.1×104m3，72h洪量98.4×104m3。施工设计洪水：9月～次年3月洪峰流量（P＝10％）196 m3/s。
袁河为少沙河流，坝址多年平均输沙量为3.35×104t，水库50年泥沙淤积量为128.8×104m3。
本区处华南褶皱系赣中南褶皱，赣西南拗陷之武功山~玉华山隆断束构造单元中。区内地势南高北低，南部为构造剥蚀中低山地貌，北部为丘陵区，局部见有小规模滑坡体及崩塌堆积体等不良物理地质现象。供水管线区和坝下灌区属于丘陵低山及冲洪积地貌，未见不良物理地质现象。
库周和库盆由透水性较微弱的变质岩系、花岗岩、花岗闪长岩及石炭系碎屑岩构成，无可溶性岩分布，山体雄厚，地下水分水岭高程高于正常蓄水位，未发现通向库外的导水构造，不存在水库永久渗漏问题。
库岸多为岩质岸坡，土质岸坡一般亦较平缓，库岸稳定性较好，但自下坝址至九洲段库岸岸坡较陡，局部见有滑坡及坍塌现象；坝址上游右岸400m处滑坡体，存在失稳的可能，将威胁大坝的安全与稳定；同时，崩塌堆积体对左岸引水隧洞进口（短线方案）的稳定亦构成威胁，对近坝左岸崩塌堆积体予以清除。部分土质库岸在水库蓄水过程中或蓄水后，将会产生坍塌或滑坡等现象，虽对大坝及水库安全不会构成威胁，但对邻近正常蓄水位线库岸的居民将产生一定影响，建议可能受影响的居民进行搬迁。
库区植被发育，水土保持良好，固体迳流微略，未来库区淤积问题不大。库区内未见有开采价值的矿产资源及文化古迹遗址分布，淹没影响小，库尾地面高程高于正常蓄水位6.5~8.8m，不存在浸没问题。由于库区无孕震断裂分布，上基岩深部张裂隙不发育，导水性差，地下水分水岭高程远高于正常蓄水位，因此水库蓄水后，发生水库诱发地震的可能性较小。
3、枢纽区工程地质条件
下坝址河谷狭窄，呈“V”型，主要分布有震旦系松山群老虎塘组浅变质岩系、石炭系下统大塘组测水段（C1d2）碎屑岩系及第四系（Q）松散堆积物，坝基岩体为石炭系下统大塘组测水段沉积碎屑岩系，岩性由砾岩、石英砂岩、细砂岩、炭质（或含炭）粉砂岩和长石石英砂岩等组成。
沿线洞段上覆山体雄厚，隧洞沿线穿越岩层为：C1d2-1-2层、C1d2-1-3层、C1d2-2-1层、C1d2-2-2层及C1d2-2-3层；隧洞进口洞脸局部置于崩塌堆积体之中，建议将堆石体予以清除，隧洞出口岩性主要为微风化巨厚层长石石英砂岩，洞脸边坡稳定性较好。主厂址置于（C1d2-2-3）层岩体之上，为巨厚层状长石石英砂岩，其力学强度基本能满足建主厂房要求。
供水管线管基和支墩地基的工程地质条件尚好，供水隧洞进、出口及洞身成洞条件较差，建议对进、出口洞脸边坡采取相应的加固处理，进、出口附近洞段围岩视开挖情况，采取边挖边支护措施；灌区渠系建筑物大部将置于第四系残坡积层或洪冲积层之上，局部渠段置于基岩上，一般不存在较大的边坡稳定问题，局部可能存在边坡渗漏及渠坡渠底抗冲刷问题。灌区运行后，不会产生盐碱化等不良问题。
坝址附近天然建筑材料中砂卵（砾）石料缺乏，需利用块石人工轧制；土料质量及储量均能满足填筑上、下游围堰的设计要求，运距较近，运输方便，但开采不甚方便；块石料分布于坝址附近，块石料场主要岩性为长石石英砂岩，为巨厚层状构造，岩体多呈弱下~微新状，储量丰富，轧制粗、细砼骨料成材率较高，块石料储量和质量均能满足设计要求。该料场运距较近，交通运输方便，开采亦较方便
4、工程任务和规模
经前期工作研究及本阶段工作复核，确定山口岩水利枢纽为一座大（2）型水库，水库总库容1.048×10 8m3，其开发任务以供水、防洪为主，兼顾发电、灌溉等综合利用。
山口岩水库建设的主要任务之一是为水库下游芦溪县城防洪。芦溪县城坐落在袁河两岸，现状防洪能力较低，经常遭受袁河洪水的威胁与侵害，严重制约了当地国民经济持续稳定的发展。根据《芦溪县城防洪规划报告》，县城防洪采用堤库结合的工程措施进行解决，即先期对县城袁河两岸现状堤防（河岸）进行加高加固处理，使其达到5年一遇防洪标准，在县城上游袁河干流上拟建山口岩水利枢纽工程，设置防洪库容，使县城防洪标准从5年一遇提高到20年一遇。2001～2002年芦溪县对县城沿袁河两岸堤防（河岸）进行了整治加固处理，目前芦溪县城沿袁河两岸堤防防洪能力已达到5年一遇。因此兴建山口岩水库是进一步解决芦溪县城防洪问题的关键性工程。
萍乡市地处江西省西部湘赣交界的分水岭，区域内无过境河流，人均水资源量为2000 m3，为全省人均3570 m3的56％。萍乡市中心城区控制面积为132.7 km2，城区地表水资源量仅约1.2×108m3，按2005年人口测算，人均地表水资源量仅为276m3，属于水资源贫乏区。经水资源平衡分析，山口岩水库向萍乡市中心城区年供水量为6205×104 m3；向芦溪县城年供水量为1095×104m3，合计年供水量为7300×104 m3。通过设计研究，水库供水从引水隧洞供给原水，通过输水管道向白源水厂（配套新建）及芦溪县城水厂输送原水，经水厂按工艺规定处理后，利用城区输水管网向城区用户供水。
5、工程布置及主要建筑物
本工程水库总库容为1.0481×108m3，年平均日供水量20×104t，电站装机容量12MW，灌溉面积10.12×104亩，根据（GB50201-94）《防洪标准》及（SL252-2000）《水利水电工程等级划分及洪水标准》，确定本工程等别为Ⅱ等，大（2）型工程。根据本工程等别，确定大坝、溢洪道、放空洞、供水兼发电及灌溉进水口为2级建筑物，引水隧洞为3级建筑物，发电厂房为4级建筑物，临时建筑物为4级。
根据工程规模和工程场址区地形地质条件，在可研阶段推荐下坝址方案的基础上，本阶段拟定上、下两条坝线进行比选，以碾压砼拱坝作为基本坝型进行坝线比选，经过对两坝线布置及技术经济比较，下坝线优于上坝线，本阶段推荐下坝线为选定坝线。
在可研阶段推荐碾压砼拱坝方案的基础上，本阶段对碾压砼拱坝、砼双曲拱坝、碾压砼双曲拱坝三种坝型作进一步的比选，经综合比较，本阶段推荐采用碾压砼双曲拱坝。
本阶段引水隧洞洞线拟定左、右岸长、短洞线四条洞线进行比选，以确定工程总体布置。经综合比较，推荐采用左岸短洞方案。
根据坝型、坝线及总体布置方案的比选，本工程枢纽总布置推荐下坝线碾压砼单曲拱坝左岸短洞方案，水库正常蓄水位244.0m，设计洪水位（P=0.2%)246.20m，校核洪水位（P=0.05%)246.72m，大坝采用碾压砼单曲拱坝，坝顶高程247.6m，溢流堰对称布置在拱冠梁处，共三孔，每孔净宽8.0m，溢流堰采用WES实用堰型，弧形闸门控制泄流，堰顶高程237.0m，出口挑流消能；为大坝检修和放空水库，在坝体桩号0+108.62m处设置一放空洞，放空洞进口中心线高程191.0m，放空洞断面尺寸1.6×2.0m（宽×高），放空洞出口采用挑流消能。引水发电系统布置在大坝的左岸，塔式进水口于左坝头上游约100m处，进水口采用分层取水，隧洞总长378.65m，洞径3.0m，隧洞进水口底板高程200.0m，厂房位于大坝下游河道约220m处，采用地面式厂房，厂房内安装2台6MW的水轮发电机组。大坝采用碾压砼双曲拱坝，坝顶高程为247.6m，坝基最低开挖底高程148.50m，最大坝高99.1m，坝底最大宽度30m，坝顶宽度5.0m，坝顶长度为268.23m，大坝上游面设置R90200二级配碾压砼防渗层，防渗面板顶宽2.0 m，底宽为 8.2 m，大坝碾压砼采用R90200三级配碾压砼。坝内布置三条纵向灌浆、排水及观测廊道，廊道采用拱顶平底式，宽度为2.5m，高度为3.5m；在左右岸高程195.0 m、220.0 m处分别设置横向交通廊道，横向交通廊道采用拱顶平底式，宽度为2.0m，高度为3.5m。溢流堰对称布置在拱冠梁处，共三孔，每孔净宽8.0m，堰顶高程237.0m，溢流堰采用WES实用堰型，弧形闸门控制泄流，出口为挑流消能，反弧半径15m，挑射角为20°，挑流鼻坎顶高程为223.54 m，为大坝检修和放空水库，在大坝左侧0+108.62m桩号处设置一放空洞，放空洞断面尺寸为1.6×2.0m（宽×高），进口中心线高程191.0m，出口为挑流消能。
为加强基岩的整体性和均一性，提高基岩的弹性模量，减少坝基的渗透性，对坝基进行全面固结灌浆处理，对坝基断层破碎带和节理裂隙密集带加强固结灌浆。固结灌浆孔深一般为5m，钻孔布置呈梅花形，孔、排距均为 3.0 m；在断层破碎带和节理密集带范围内加深、加密钻灌，加密部位固结灌浆，孔、排距为 1.5 m，孔深8m。对坝基进行帷幕灌浆，相对隔水层界线按透水率q＜1Lu的原则确定。防渗帷幕伸入岸坡一定长度并与河床部位的帷幕保持连续性，防渗帷幕为单排，孔距为2m，孔深伸入相对隔水层界线3m。河床坝段最大幕深16.5m，左、右两岸坝段，幕深由10m~37m，其防渗帷幕伸入岸坡的范围和长度以及帷幕轴线的方向，根据工程地质和水文地质条件，地下水位线与正常蓄水位的交线等，确定左、右岸灌浆平洞分别深入岸坡为20m及30m。
引水隧洞布置在大坝左岸，引水隧洞进水口位于左坝头上游约100m处，进水口为岸塔式结构。隧洞由进水口、进水闸、渐变段、隧洞段、内衬钢管段及岔管段组成。进水闸坐落在弱风化炭质粉砂岩上，进水口设直立式拦污栅，闸室顶高程为247.6m；闸室段长25.3m，宽13m，分两孔布置，边墩厚2m，中墩厚3m，闸顶高程247.6m，闸底板高程200m。闸室布置四道工作门和一道检修门，工作门后布置长6m的消力池，池深2.0m，检修门后设进人孔。闸墩上部设置启闭机房，进水口闸室顶设交通桥与交通公路相连，桥面宽3.5m。
根据城市供水及灌溉供水要求，进水口采用分层取水，取水口共分为四层，各层取水口底高程分别为231.8m、220.6m、210.6m、200.0m，取水孔口尺寸均采用3×10m（宽×高）。隧洞衬砌后内径3.0m，衬砌厚30cm，隧洞全长378.65m，包括渐变段、上平管段、上弯管段、斜管段、下弯管段、岔管渐变段、支管段，岔管段长19.68m，“卜”型布置，支管洞径1.6m，长17.13m，引水隧洞出口中心线高程为158.9m。
发电厂房为引水式地面厂房，布置于大坝下游河道约220m处，主厂房安装两台6MW的水轮发电机组，水轮机号为HLJF3001A-LJ-103，发电机型号为SF6000-10/2600，总装机容量12MW，机组间距8.50m。主厂房总高度23.09m，长度为31.80m，宽度为14.50m，机组安装高程158.90m。副厂房位于主厂房左端，长22.00m，宽与主厂房相同，分为三层布置。户内开关站面积为12.94m×12.74m，布置在副厂房左侧。水电站的最大水头为84.88m，最小水头为61.99m，多年平均水头78.75m，加权平均净水头为80.96m，保证出力为 1.70MW，多年平均电量2.9124×107kW.h，电站总装机容量为12MW。机型比较采用HLA384、HLD85与HLJF3001A三个转轮方案进行详细技术经济比较，推荐采用HLJF3001A转轮作为本电站水轮机转轮。装机台数比较了二台、三台机方案，推荐采用装机台数为二台机方案。选定方案的机组基本参数：水轮机型号为HLJF3001A-LJ-103，转轮直径1.03m，额定水头74m，额定出力6.25MW，额定单机流量9.48m3/s，额定比转速218.55m.kW，水轮机安装高程158.90m；发电机型号为SF6000-10/2600，额定出力6.0MW。
本电站主厂房总长度31.80m，其中机组中心距为8.5m，端机组段6.0m（墙内侧），靠安装场端机组段4.48m，厂房宽度为12.5m(排架柱内侧净距)，其中上游侧宽6.5m，下游侧宽6.0m，安装场位于厂房左侧，与发电机层同一高程，长度为12.4m，安装及检修时可同时放置发电机转子、发电机上机架、水轮机转轮及水轮机顶盖等大件。发电机层上游侧布置YWT-3000型调速器和蝶阀吊物孔，下游侧布置有机旁屏，并作为设备吊运主通道及运行主通道。
根据水轮机吸出高度为+1.33m确定：水轮机安装高程为158.90m，尾水管底板高程为155.56m，蝶阀层高程为156.10m，水轮机层高程为160.55m，发电机层高程为165.75m，根据发电机转子带轴吊运要求，确定桥机轨顶高程为173.75m，厂房主梁底层高程为176.25m。
6、实习感受
2009年12月23日，这天我们06水利水电工程128位同学从南昌出发，在5位老师的带领下来到萍乡市芦溪县开始了我们这大学四年来的最后一次实习。
实习的主要感受如下：
1、理论知识学习不够深入，深深地感觉到纯理论知识记忆的不足。由于工程目前是坝基建设阶段，很多水工建筑物目前还没建成。当我们来到已铺好的坝体仓面上听着老师问我们关于拱坝分缝，混凝土骨料级配，坝内廊道的施工方法、碾压层高等专业问题时，自己很多都没能答全面感到很沉重。但是，在实际中所看到的却记忆深刻，很多难以理解的部分一下就知道怎么回事。我们当时所在的位置正好已经铺盖到了底层灌浆廊道顶部，廊道中间段采用的预制块，在两侧采用的是现场浇筑办法，两侧钢筋密布。我们自己可以通过逻辑推理知道是由于两侧廊道轴线坡脚比较大，预制块难以控制而采用的方法。在大坝的右岸是被爆破开的陡峭山岩。左岸是正半坡间是在施工的水电站的塔式进水口。这一个多星期的工地见闻让我们深刻的认识到自己专业知识的不足，以后走出校门还有很多东西要学习。大学学习生活的结束是我们水利人专业生涯的开始，以后的人生路上还有很多需要学习。
2、水利工程充满着艰险和困难，自己已做好投身到施工一线的准备。水利工程一般都处在深山林区，条件艰苦，日常生活都不方便。当注意到大坝右岸山崖上的很多钢筋锚杆支护时，老师和我们解说道，那是由于右岸山体存在破碎不稳定层，通过锚杆加固，防止塌方和滑坡。在去年的某天夜里右岸坡体出现滑坡，所幸当时没有施工，所以没没有人员伤亡，否则后果不堪设想。老师告诫我们以后如果在施工一线工作，一定要保护好自己，注意自己的人生安全。作为一名工程技术人员时刻保持高度的责任感，除了自己还有真爱他人的生命财产安全。工程一旦出问题，将殃及多少生命。我们工程人员任重道远。作为一名水利人我们一定要拿出我们南昌工程学院的水利精神，艰苦奋斗，在施工一线锻炼自己几年，以后才能为我国的水利事业发出更大的光和热。
3、对水利工程充满希望。对自己以后的水利人生道路充满信心。面对着那样四十多亿的庞大工程，内心深处有种震撼。由于经济危机的得影响，我国向基础建设转移，我们水利行业也迎来我国有一个黄金建设期，我国的水能开发利用也将迈入一个新的台阶。水能---绿色能源是我们人类追求的主体。我深感自己能成为一个水利人而感到骄傲和责任的重大；同时，也对自己信心百倍。由于自己的实践动手能力强，善于思考，自己一定能在水利施工方面大展拳脚。我也期待着自己早日投身到水利建设的大浪潮中去，为我国的水里事业奉献自己的光和热。
通过这次实习，我学到了很多知识那是在课堂上无法学到的东西。在我看来理论知识固然重要，理论是用来指导实践产生新的生产资料，两者缺一不可。我们应该深刻认识他们之间的关系。所以在以后的工作中自己要树立好正确合理的价值观、人生观。工作上认真踏实，甘于奉献；生活上严于律己，虚心学习，待人诚恳热情等。实习结束了，虽然条件比较艰苦，但这一路走来确实踏实和快乐。提前感受了工作中的酸甜苦辣，使我对未来的生活有了心理准备也充满了向往和自信。在实习过程中，非常感谢其他施工现场工程技术人员的帮助与讲解，也非常感谢几位老师几天来不辞辛苦的来回奔波在施工现场答疑和指导！如今，自己即将毕业，作为一名南昌工程学院水利水电工程的一名学生，希望自己在以后的工作生涯中走的更远，为学校增光，为水利添彩。