水利水电工程布置设计论文

摘要：水工隧洞线路布置是水利水电工程一个非常关键的组成部分，在很大程度上直接影响整个水利工程的整体施工质量和经济效益，因此文章对水工隧洞线路布置的关键技术进行深入性探讨，掌握关键技术的使用技巧对于保障水利工程工期、减少工程造价、促进工程顺利运行具有非常明显的促进作用。文章主要分析水工隧洞线路布置几个关键技术的处理问题，以期能够为相关技术工作者提供参考。下面是小编精心推荐的《水利水电工程布置设计论文(精选3篇)》的相关内容，希望能给你带来帮助!

水利水电工程布置设计论文 篇1：

南水北调总干渠吴陈沟排水倒虹吸布置设计简述

摘 要：南水北调总干渠穿越大小河流百余条，依据河流流域状况对相邻近的交叉河流进行适当归并，归并后交叉断面以上集流面积<20km2的河沟，因其一般从总干渠的左岸流向右岸，故称为左岸排水建筑物。吴陈沟排水倒虹吸工程属于南水北调中线总干渠河南段左岸排水倒虹吸工程之一。本文对吴陈沟排水倒虹吸的布置设计简述，希望能够为相关工程提供有益参考。

关键词：南水北调;吴陈沟;排水倒虹吸;布置设计

1.工程概况

吴陈沟排水倒虹吸工程位于河南省新郑市新村乡吴陈村南约0.4km处，是南水北调中线工程总干渠与吴陈沟之交叉建筑物，为沙河南～黄河南渠段第三标段的第57座左岸排水工程，沟道与总干渠交叉断面处桩号为SH（3）130+519.8，大地坐标：X=3813109.399，Y=472692.329。交叉断面以上集水面积2.90km2，天然情况下50年一遇设计洪峰流量59m3/s、200年一遇校核洪峰流量84m3/s。

2.干渠简介

工程交叉处总干渠设计流量305m3/s，加大流量365m3/s，相应水位分别为122.945m、123.561m。总干渠在此处为半挖半填渠段，渠道断面要素为：渠底高程115.945m，渠道底宽24.50m，比降1/28000，糙率0.015，内边坡1：2.0，外边坡1：1.5，左岸堤顶高程为127.62m，右岸堤顶高程为126.41m，堤顶宽度为5m。左右岸沿外堤脚线向外设防护林带及左岸设截流沟。

3.水力计算与管身断面确定

鉴于吴陈沟天然情况下即是蓄滞洪区，干渠建成之后，原来的水位流量关系会发生变化。因此考虑适度淹没，从而减小工程规模。基本思路是：拟定不同的断面尺寸，通过确定率定曲线，进行调洪演算，最后得出合适的断面。本工程可确定断面尺寸为2-2.5×2.5m，工程后50年一遇洪峰流量35m3/s、200年一遇洪峰流量40m3/s。

4.工程布置

吴陈沟排水倒虹吸工程与总干渠正交，主要由进口连接段、管身段、出口消能防冲段等部分组成。上游河底高程124.00m，下游河底高程123.30m。上游设计水位126.12m，下游设计水位124.45m，工程设计水头1.67m。总长226.19m。

a） 进口段

进口段总长取48.19m。其中护砌段（M7.5浆砌石）长10.00m，底部高程124.00m，梯形断面，边坡1：2，厚300mm。渐变段（M7.5浆砌石）水平长18.19m，底部为斜坡式，坡度1：5，高程降至120.36m，厚300mm。水平连接段（C20混凝土）长20.00m，厚500mm，两侧设半重力式圆弧翼墙，半径26m，圆心角55.81°，高程取200年校核洪水位加0.3m，故翼墻高6.47m。胸墙位置与孔口平齐。参照南水北调中线工程河南段左岸排水建筑物有关设计，进口不设拦污栅、工作闸门、检修门。如须进行检修，可通过在非汛期修筑临时围堰进行检修。进水口不设沉砂池，为减轻管内清淤工作量，于护砌段末端设置小型拦砂坎，坎高0.5m。

b） 管身段

管身由进口斜管段、水平管段和出口斜管段三部分组成，采用现浇钢筋混凝土双孔截面，单孔截面2.5m×2.5m。其中进口斜管段水平投影长50m，进口斜管段坡度为1：5.5;水平管段长26m，管顶埋深取1.5m;出口斜管段水平投影39m，出口斜管段坡度为1：5.5。倒虹吸进口高程取10年一遇设计洪水降低0.5m，故底板高程为120.36m，斜管与水平管段采用圆弧轨道连接，圆弧半径12.5m，圆心角10.30°。

c） 出口消能防冲段

此段主要由消力池段、海漫段和防冲槽组成。出口消力池段紧接倒虹吸出口，长15.0m，底板高程118.36m，两岸为半重力式岸墙，高程取200年一遇下游校核洪水位加0.3m，故挡土墙高6.48m。;海漫段总长43m，由22m的斜坡段和21m水平段组成，斜坡段坡度1：5。水平段底板高程123.30m，M7.5浆砌石护底，底板厚300mm;为防止海漫底部遭受冲刷，在海漫末端设防冲槽，深2.0m，底宽2m，上游坡1：1.5，下游坡1：1。

5.总结

本文是作者毕业设计中关于吴陈沟排水倒虹吸设计的一部分，综合反映了南水北调总干渠河南段左岸排水建筑物布置设计的一般特点，希望能够对同类工程提供借鉴。

参考文献：

[1] 李惠英，田文铎，阎海新.倒虹吸管[M].北京：中国水利水电出版社，2006：15-50.

[2] 赵廷华.南水北调中线河南段左岸排水倒虹吸工程设计[J].南水北调与水利科技，2008，6：24-25

作者简介：

单夺权（1996.12-）男，汉族，河南省永城市，本科生，研究方向：水利水电工程

作者：单夺权

水利水电工程布置设计论文 篇2：

水工隧洞线路布置的关键技术研究

摘要：水工隧洞线路布置是水利水电工程一个非常关键的组成部分，在很大程度上直接影响整个水利工程的整体施工质量和经济效益，因此文章对水工隧洞线路布置的关键技术进行深入性探讨，掌握关键技术的使用技巧对于保障水利工程工期、减少工程造价、促进工程顺利运行具有非常明显的促进作用。文章主要分析水工隧洞线路布置几个关键技术的处理问题，以期能够为相关技术工作者提供参考。

关键词：水工隧洞线路布置；关键技术；设计

随着现代社会的不断发展，人们对水电的需求也不断增加，各个地方不同规模的水电水利工程得以建起，成为促进社会发展的一个重要组成部分。同时，随着水利电力的快速发展，作为其重要组成部分的水工隧洞逐渐在各种发电、供水共出现并广泛运用，而作为水工隧洞设计中一个非常关键内容的线路布置更是受到重视，主要原因在于线路布置在很大程度上与水利水电工程的造价、运行以及工期方面存在利害关系，若处理不当将直接影响整个水利水电工程的经济效益问题。本文通过对水工隧洞线路布置的几个主要关键技术进行深入探讨，旨在更好的了解这些关键技术的实际处理问题概况，从而更好的运用在实践中。

1 水工隧洞线路布置的重要内容及施工要求

①重要内容。从水工隧洞本身性质可知，其线路一般不会在环境条件很好的空旷地区布置，而是要深入到水下和地下洞内布置，因此也就不可避免的会受到各种内部和外部因素影响，也就导致了其必须涉及到多个方面的关键技术，目前水工隧洞线路布置中几个最重要的关键技术有隧洞埋深布置技术、隧洞支洞设置技术、冲沟问题布置技术、隧洞的平面转弯点布置技术以及隧洞周边建筑物布置技术。这几个关键技术一同支撑水工隧洞线路布置工程形成，是保障整个水利水电工程顺利完成试用和运行的关键环节。

②施工要求。由于水工隧洞直接关系到整个工程的造价和运行问题，因此对其进行科学合理施工，充分利用各种力学之间的作用，保证整个线路布置能够最大限度的满足工程运行的要求，是水工隧洞线路布置的出发点和目的。研究显示，水工隧洞线路布置必须要符合以下几个要求，如此才能够真正满足实际施工要求：线路必须要与地质结构相交，且要成为一个大的交角；线路布置的地方水流条件一定要优越且线路布置不会对水头产生较大影响；线路布置中，最短的线应该为轴线部分；线路布置位置应该能够确保具有有利于支洞施工的条件；线路布置时应该最大限度的减少对周边建筑物的损害。

2 水工隧洞线路主要需要处理的问题

①隧洞埋深布置。隧洞埋深指的是隧洞的整个开挖断面的最顶部到地面的最短距离。一般而言隧洞埋深越大，那么也就意味着该地段的地质条件比较好，开挖会遇到的绕沟线过程的问题也可以得到解决。但是，不是隧洞埋深越大越好，埋深越大也就意味着需要承受的内水压力越大，需要进行更高强度的通风或者排水等工作，因此也就会要加大工程投入，若埋深较大取得的优势小于需要付出的投入力度，那么将会得不偿失。所以，实际的埋深应该是在确保隧洞具有最小盖层厚度的基础上的一个比较合理的值。由于隧洞深埋过程中有可能出现一些危险现象，如岩石爆炸，因此，在进行实际深埋之前需要对地质情况进行全面详细的勘察，并在掌握整个地质概况的基础上采取有效的防爆和治理措施，确保在爆炸出现后能够及时的采取有效措施进行处理。有研究显示，目前最适合在各个地形中使用的隧洞埋深布置方式为变纵坡处理方式，也就是指隧洞的不同的施工支洞使用不同的纵坡度。使用该方式能够解决地下水自流、斜洞出渣、雪山准侧等问题。比较典型的有云南普度河的某水电站工程。该工程将整个隧洞分为三个不同的纵坡，三个依次为0.4%、1.1%、7.7%。该布置方式能够同时满足降低施工难度和具备最小盖层厚度的要求，符合水利工程最大经济效益的要求。

②隧洞施工支洞设置。隧洞施工支洞指的是为了更好更快的完成隧道施工而从地面合适部位向主隧洞施工的开挖的辅助隧洞。由于隧洞施工支洞是作为主隧洞的一个辅助通道，因此其设置必须是能够在不影响整个隧洞施工的前提下顺利进行。通常情况下，隧洞支洞数量和位置的确定需要在充分了解整个隧洞性质的前提下才能够确定，大型的隧洞需要布置的支洞数量也越多，支洞位置对于施工的重要性也越来越明显，所以，所有的支洞布置均完全符合地质因素的要求。通常支洞的进洞口位置多选择在一些比较容易开挖的地段，如山凹处，能够减少开挖时间且难度也比较小。由于开挖过程中会有存在残渣物质，因此需要考虑到出渣的问题，每一个支洞的单头掘进长度应该要<2 km，如某水电站设置有6个施工支洞，从第一个支洞到第六个支洞间距分别有均没有超过2 km。另外，需要注意的是支洞施工应该与整个隧洞施工处在同一时间段，也就是支洞施工必须紧追整体隧洞施工之后。一般而言，进水口处需不需要设置施工支洞时按照实际的隧洞施工设计要求而定，有些水电工程不需要设置，有些工程却需要设置，如虎牙河某水电站则需要设置。

③冲沟问题布置。冲沟指的是间断性的流水长期不断冲刷地表而形成的沟槽，这种沟槽属于自然作用的结果，相对比较少见。水工隧洞线路布置过程中通常情况下都会遇见一些冲沟，冲沟的危害有大有小。有些冲沟由于内部还含有断层或者蚀变带等地段，若在这些地方施工将非常有可能造成施工无法顺利完成，甚至存在安全威胁，因此，在碰见有冲沟问题的地段时必须要对做好跨沟处理，通过对冲沟的性质，有可能出现的危害等进行全面的了解，然后进行跨沟布置。目前，解决冲沟问题主要是使用平面转弯然后绕开、利用管桥避开、通过增加埋深方式避开冲沟的方式来处理。如云南某一处水电站在进行水工隧洞线路布置时遇见一条沖沟，该冲沟的坡度比较小，设计人员根据这个特点设计出几种解决方法：一是通过增加埋深的方式，但是若要避开整个冲沟那么埋深的增加的幅度比较大，这种情况下会延长施工周期和加大成本投入，相对不可行。二是将隧洞进行增长，然后再隧洞中设置一个支洞辅助施工，但是该方式操作起来比较复杂，投入也比较多，所以不可行。三是使用跨沟方案，即在冲沟部位开挖，然后将准备好的钢管埋到河床以内作为支撑，钢管全场有250 m左右距离。通过该方式即避免了大动工带来的大成本投入，还起到了稳定隧洞地基的作用。

④隧洞的平面转弯点布置。由于水工隧洞线路设计需要，一般均会需要进行平面转弯，因此也就不可避免的需要对平面转弯点进行布置。由于受地质条件的影响，隧洞进行平面转弯时其施工难度要远远大于正常的施工，若施工过程中不小心碰见断层或者冲沟时就会严重影响整个工程施工，施工难度加大直接导致成本和风险增加。因此，在进行平面转弯点设置时需要对转弯点需要在充分分析当地地质结构的基础上才能够开始设计，且所有的平面转弯点应该与地质结构形成一个适度交角，如此才能够保证线路布置与地质构造一致，防止冲突出现。如四川某水电站在进行水工隧洞施工中，需要进行平面转弯施工，转弯点总计有7个，每一个转弯点具有不同的作用，具体为第一个转弯点主要是作为进出口使用、第二和第四个转弯点作为跨越冲沟的主要结构、第三和第五个转弯点是作为布置六个支洞的据点，第六个转弯点则是在最小盖层厚度要求下进行设置的一个点，最后一个转弯点是作为布置调压井的主要据点，在这几个转弯点中间还需要进行6个支洞的施工。技术人员通过分析该隧洞的具体位置确定该隧洞的平面弯角角度应该要<60°，整个弯角的半径必须要大于洞泾的5倍以上。这样设计主要是考虑到断层、冲沟、支洞以及调压井等施工需要。当所有设计完成，且施工人员在地质勘查人员确定无危险后根据设计图纸进行施工，能够最大限度的保证平面转弯点的安全。

⑤隧洞周边建筑物布置。一般而言，水工隧洞线路布置不可避免的会与一些建筑物接触，由于很多建筑物均有其存在的价值，因此在实际布置过程中需要充分了解线路通过地区的建筑物，想尽各种办法尽量不要与建筑物相碰触或者避开建筑物布置。主要是因为若线路布置过程中与周边建筑物产生联系，势必要与当地的政府和居民进行大幅度的调试，增加工程成本投入的同时有可能还会引起居民的不满，发生纠纷，影响线路布置工作。但是如果一定需要通过建筑物，那么就要最好各个方面的协调工作，如浙江某电站在进行水工隧洞线路布置时碰见当地一座寺庙，需要在寺庙下方开发隧洞，但是居民认为该寺庙是一个重要风水宝地，不允许挖开，所以针对这种情况隧洞工程队只能够另寻方案，通过绕道附近另外的地方进行开挖。可见，水工隧洞线路布置过程中需要充分考虑到周边建筑布置的处理问题，只有协调好各方关系，才能够保障隧洞线路布置工作的顺利进行。

3 结 语

从以上研究可知，水工隧洞是水利水电工程一个非常重要的组成部分，其线路布置更是一个非常重要的内容，通过解决线路布置中常见的各种问题，如隧洞遇见不可侵犯建筑物、隧洞遇见平面转弯点以及隧洞需跨越冲沟等问题，才能够真正保证整个线路布置工程结构科学合理，满足工程需要，更好的促进工程的运行和发展。

参考文献：

[1] 罗友兵.甲米一级水电站引水隧洞线路布置的关键技术浅析[J].四川水利，2010，（3）：198-199.

[2] 张泽辉.水工隧洞线路布置的关键技术分析[J].水利水电技术，2010，（1）：312-314.

[3] 李效泉，闫红梅，张群波，等.水工隧洞衬砌结构作用的探讨[A].第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C].北京：《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社，2000.

[4] 肖阳，马震岳.水工压力隧洞设计与计算方法研究[J].水电能源科，2004，（2）：216-218.

[5] 孫笑，赵明阶.岩溶对水工隧洞围岩稳定性的影响及研究进展[J].科技传播，2010，（13）：

[6] 陈洪彬，邢立军.关于水工隧洞的布置与线路选择浅析[J].吉林农业C版，2012，（8）：101-106.

作者：余文坚

水利水电工程布置设计论文 篇3：

水利水电工程施工布置及其优化

摘要：随着经济水平的提升，我国的水利水电工程也得到了较大的发展，水利水电工程逐渐增多，工程的施工布置和优化问题也开始受到人们的关注。水利水电工程的施工布置具有一定的复杂性，对施工场地的地形、地质、水文等都有较高的要求，并需要利用科学的手段进行施工设施厂址优选。本文就水利水电工程施工布置及其优化进行了研究分析。

关键词：水利水电工程；施工布置；施工优化

前言：我国拥有丰富的水利资源，水利水电工程发展迅速，一定程度上也带动了经济的快速发展。水利水电施工的合理布置具有重要意义，在施工组织设计中占有重要地位，应加强施工布置的科学性，利用数学模型选出最为合理的方案，并将模糊数学理论等现代前沿理论应用于方案决策，保证布置方案的经济性、安全性、合理性。

一 水利水电工程施工布置特点

（一）复杂性

大部分的水利水电工程地形都十分复杂。广西省位于两广丘陵的西部，整体地势为山地丘陵性盆地地貌，喀斯特广布，地形复杂多样，水利水电工程的施工愈发困难。再加上需要考虑的因素众多，如施工环境、自然条件、经济情况、施工方法等，使施工布置更具复杂性。

（二）经济性

在进行施工布置方案选择时，应选择最具经济性的方案，充分考虑辅助企业对当地经济规划的影响和主体建筑对其的要求等。辅助企业和临时建筑物的费用在工程总体费用中所占比例较大[1]。因此，也需要对广西省的社会、经济效益进行全面的考虑，保证水利水电工程施工布置方案的经济性。

（三）不确定性

由于水利水电工程的施工布置是在施工之前进行的一项计划，因此，其特点具有不确定性。决策者在进行施工布置时，需要结合工程的实际情况，优化布置方法，根据相关规章制度和设计步骤，提出具有可行性的多种方案。但是由于在水利水电工程施工布置过程中，会受到多种因素的影响，例如生态环境、经济状况、工程勘测的设计深度等，使施工布置具有一定的不确定性。

（四）滞后性

水利水电工程布置方案主要是对工程施工起指导作用，其中所存在的一些问题，需要在实际施工时才能够显现出来。需要施工组织者处于一种临时调整和控制的角度进行指挥，无形中增加了工作量[2]。由此可见，水利水电工程布置具有滞后性的特点。

二 水利水电工程施工布置

（一）施工设施厂址优选

砂石混凝土系统建设在整个施工过程中占整个施工总量的25%，承担工程约90%的运输量[3]。因此，其选址在整个混凝土施工中占有重要地位。

在进行厂址选择时，需要注意混凝土工厂的建设与其他施工活动尽量避开，以免相互干扰。厂址尽量选择大坝下游、地段相对平缓、高于洪水位的地区，并便于拌合楼的物料输送，避免在运输过程中发生混凝土温度变化、离析等情况。工程的出料高程与混凝土的运输方法、施工方法、厂址等有紧密联系，能够对混凝土的生产成本、建筑安装费用等产生直接影响，为了保证综合效益最大化，厂址选择必须对施工方法进行考虑。

（二） 施工设施布置

为了避免施工设施相互干扰，应充分考虑不同施工设施之间的关系，全面的分析施工设置的布置。并在此基础上考虑施工设施的布置规模、地基承载能力、水文地质要求、物流运输条件、交通条件、施工设施间的距离限制等。

保证施工设施的占地面积、地质情况能够满足施工要求，减小不同施工时段中，水位变化对施工设施的布置产生的不利影响，尽量使各施工设施间能够保持安全距离，充分考虑广西省各地段的交通情况，尽可能使设施布置最便于材料运输。再结合施工设施关系图2-1，进行全面、综合的协调，得到科学合理的最优方案。

其中，A、B、C、D、E、F分别表示施工设施之间的关系。A：两者必须相邻 B：两者需要紧靠 C：两者可以相邻 D：两者关系不重要，可以随意放置 E：对两者关系无具体要三 水利水电工程施工布置优化方法

（一）初步施工布置

在进行水利水电施工布置工作前，需要首先进行相关资料的收集，找出 施工布置中的重点，并充分了解各施工设施之间的关系，最后进行施工设施布置，选择初始位置。

（二）综合评价方案

水利水电工程的施工布置具有复杂性、经济性、不确定性、滞后性等特点，并受施工环境、地质条件、水文条件、交通情况等因素的影响，因此，在进行初步方案制定后，还需要全面、综合的对方案进行评价，以便进行下一阶段的方案优选，保证水利水电工程施工布置方案的科学合理。

（三）施工方案优选

在进行水利水电工程施工方案优选时，业主和项目部门需要对施工的实施进行切实的控制和部署。工程部会在每个月的例会上将本月的工程进度报告和下个月的施工计划递送给监理部门，监理部门和业主需要查看本月的工程进度报告，并发送确认函。而对于下个月的施工计划，则需要业主在规定的时间内进行审批后，再由专业公司进行实施。

相关人要要对施工过程中的数据进行整理分析，保证实际收集到的数据与施工部署具有可比性。管理人员将实际的施工进度和施工部署的进度进行对比，记录好每个工程环节的实际进度、相关数据和日期，再利用规定标准的图表进行数据分析，将实际工程与布置的目标进行比较，一旦出现两者数据产生较大差距的情况，需要立即采取改正措施，并交由上级进行决策。现阶段，一般可以采用的数据比较法主要是横道图比较法、列表比较法、前锋线比较法等。

最后，工作人员需要将水利水电工程施工进度的检查结果、实际进度记录、进度分析报告等进行整理归档，并根据报告分析进度延迟的原因，制定有关进度现状、结果比较、發展趋势的季度控制报告，以便负责人进行施工布置的进一步优化。

结论：

施工布置是水利水电工程施工的重要内容，在整个施工过程中起着指导作用，在进行施工布置时，需要了解水利试点工程施工布置的特点，分析广西省地理环境因素，综合考虑影响施工布置的因素和施工设施之间的关系。科学的进行初步施工布置，综合评价，并按照相关标准进行方案优选，以实现水利水电工程施工布置的优化，使布置方案的作用得到充分发挥。

参考文献：

[1] 黄迺岱.水利水电工程施工布置及其优化[J].现代物业·新建设，2012，7（7）：14-15

[2] 于龙.水利水电工程施工布置[J].黑龙江科技信息，2011，10（20）：277-278

[3] 曾明.浅析水利水电工程施工布置优化的问题[J].湖南水利水电，2012，3（3）：35-36

作者：李波