水利水电工程泥沙设计规范篇1
关键词：西北干旱区；新疆；泥沙；引水枢纽
0引言
新疆地处亚欧大陆腹地，我国西北干旱地区；属于温带大陆性气候，气候干燥，日照时间充足，温差较大，南疆的气温高于北疆；降水量少，年平均降水量为150毫米左右，各地降水量相差很大，北疆的降水量高于南疆[1]。特殊的地理位置和极端的气候水文条件决定其绝大部分地区的农业生产必须依靠灌溉。
新疆三大山脉（阿尔泰山、天山、昆仑山）的积雪、冰川孕育汇集为500多条河流，分布于天山南北的盆地，其中较大的有塔里木河（中国最大的内陆河）、伊犁河、额尔齐斯河（流入北冰洋）、玛纳斯河等，多为山溪性多沙内陆河，其河源天然植被覆盖较差，河床纵坡陡，每逢暴雨或融冰化雪形成径流时，挟带大量泥沙，顺流而下，尤其是推移质泥沙，给灌溉引水造成了极大的困难。引水枢纽是将河流或水库中的水引入渠道，以满足农田灌溉、水力发电、工业及生活用水等的需要；并且要求防止粗颗粒泥沙进入渠道，以免引起渠道的淤积和对水轮机或水泵叶片的磨损，保证渠道及水电站正常运行，还可拦截春秋枯水期渗入河床的河水，增加引水量，夏季汛期可以防止河道推移质泥沙入渠，使有效引水率得到保证，为灌区建立旱涝保收的稳产高产田，所以设计引水枢纽工程是十分有意义的。
在进行引水枢纽工程设计时，为了解决引水与排沙的矛盾，常需要结合地形图进行方案比较。拦河闸式引水枢纽适用于上游河道为砂卵石河床情况，但拦河闸跨度较大使用钢材较多，造价较高；人工弯道式引水枢纽适应性强，防沙效果好，适用于山丘地区推移质泥沙较多、粒径较大的河流上，尤其适用于西北干旱地区，而且引水比较高，一般可达70%～80%以上[2]。因此新疆多采用人工弯道式引水枢纽，使水流在弯道内产生横向环流，上层清水主流靠近凹岸，在弯道凹岸处建立一座进水闸，底层水挟带的泥沙和推移质泥沙向凸岸移动，在进水闸旁建立一座冲沙闸[3]。实践也证明：这种正面引水，侧面排沙的人工弯道式引水枢纽的设计适合新疆河流的特点。
1引水枢纽各主要建筑物设计原理
引水枢纽工程主要建筑物包括：上游导流堤、泄洪闸、人工弯道、进水闸、冲沙闸、曲线形悬臂式挡沙坎、消力池、引水渠道[4]。
在人工弯道进口处，修建导流堤，并向上延伸与河道两岸平缓的连接，以便束水导流，使水流平顺的进入引水弯道。设置泄洪闸用以泄洪排沙，减少泥沙进入人工弯道，保证引水弯道有良好的进水条件；在洪水季节，泄水排沙，平时可关闭壅水，保证下游工农业用水，在寒冷季节还可将冰凌、漂浮物排向下游。在人工弯道设计时，要充分利用天然稳定的河湾，加以整治，即可作为引水弯道；弯道设计流量要综合考虑进水闸的流量和含沙量较大季节河湾流量，使弯道内产生较强的横向环流作用，有利于排沙。进水闸与冲沙闸设置在引水弯道末端，按正面引水侧面排沙的原则布置，进水闸与冲沙闸两轴线的夹角以33度为宜，使冲沙闸各闸孔均匀排沙。进水闸底板高程要高出原河床，这样可以减少泥沙入渠，并可增大闸前泥沙淤积库容，有利于定期冲沙。进水闸前设置曲线形悬臂式挡沙坎，可增强横向环流的作用，还可将泥沙导向冲沙闸，挡沙坎悬臂板末端加宽并延伸到冲沙闸边孔，有利于引水防沙，引水面做成流线型，以免扰动水流。冲沙闸底板高程也要高于原河床，可增大闸下冲沙水头，有利于排沙。进水闸下游消能建筑物，多采用底流型降低护坦式的消能方式，消力池紧接闸室布置，在池中利用水跃进行消能，使水流在消力池中发生淹没水跃，池中布置排水孔，下设砂石反滤层，保证下游引水渠道的安全运行。下游引水渠道根据水力最佳断面及经济实用断面综合确定，常采用梯形断面渠道、混凝土板衬砌。
2引水枢纽主要设计内容
枢纽工程总体布置：根据基本资料确定工程的等级、级别、洪水标准，可参考《水闸设计规范》[5]、《水闸》[6]、《取水工程》[7]等文献，并结合地形及方案比较，确定采用什么类型引水枢纽，这里以人工弯道式引水枢纽为例，根据经验公式确定弯道的底宽、半径、中心线长度等参数，根据工程各主要建筑物的作用和设计原理，合理布置建筑物的位置。
枢纽工程水力设计：首先，根据水力最佳断面和经济实用断面确定下游引水渠道的断面尺寸，利用《水力学》[8]中的迭代计算公式确定渠道正常水深；其次，根据《水闸设计规范》确定进水闸、冲沙闸、泄洪闸的闸孔总净宽及单孔净宽，利用试算法确定进水闸、冲沙闸、泄洪闸的设计洪水位及校核洪水位；最后，根据《水力学》进行各闸的消能防冲计算。
枢纽工程防渗计算：根据工程的要求，需对进水闸、冲沙闸、泄洪闸设计洪水位和校核洪水位都进行防渗计算，计算过程相似；根据《水工建筑物》[9]拟定各闸室的地下轮廓，采用改进阻力系数法进行渗流计算。首先进行阻力系数的计算，确定渗透压力，绘制渗压水头分布图，最后计算闸底板水平段渗透坡降和渗流出口处坡降以及允许坡降并进行比较，均要满足闸基的抗渗稳定要求。
闸室稳定分析：首先，确定各闸室荷载，包括：闸底板、闸墩自重、工作桥自重、闸门自重、检修桥自重、启闭力、水自重、水平水压力、扬压力；根据荷载和偏心受压公式分别验算各闸室完建期、设计洪水位期、校核洪水位期的闸室基底应力，结果均要满足规范要求；根据《水闸》公式，验算各闸室的抗滑稳定性，结果均要满足闸室的抗滑稳定要求。
闸室结构设计：首先要验算各闸的边墙基底应力及抗滑稳定性，均需满足规范要求，其次，根据偏心受压公式，进行闸墩结构设计，对闸墩进行配筋计算；最后，采用弹性地基梁法对各闸底板进行结构计算，确定底板最大弯矩值，利用最大弯矩对底板进行配筋，配筋后对闸底板进行裂缝校核，结果要符合规范要求。
闸室工作桥结构计算：首先根据各闸纵梁的跨度，拟定梁、悬臂板的断面尺寸，确定作用在梁上的荷载，计算弯矩，根据最大弯矩对悬臂板、纵梁进行配筋计算，其中，纵梁还需要进行抗剪腹筋的计算，最后，根据《水工钢筋混凝土结构学》[10]钢筋骨架的构造要求，配置腰筋和拉筋，确定工作桥的配筋图。
参考文献：
[1]杨利，李维青，马斌凤.新疆水资源的开发利用[J].华北水利水电学院学报（社科版），2007，06：38-40.
[2]李山，卫树潘，严孝达.新疆第三代人工弯道式引水渠首[J].水利规划与设计，2002.
[3]王庆，郭德发.新疆人工弯道式引水枢纽的设计与运行[J].西北水资源与水工程，2003.
[4]李锡龄.新疆引水渠首[m].新疆：新疆人民出版社，1994.
[5]SL265―2001，水闸设计规范[S].北京：中国水利水电出版社，2001.
[6]陈宝华，张世儒.水闸[m].北京：中国水利水电出版社，2001.
[7]宋祖诏，张思俊，詹美礼.取水工程[m].北京：中国水利水电出版社，2002.
[8]吕宏兴，裴国霞，杨玲霞.水力学[m].北京：中国农业出版社，2002.
水利水电工程泥沙设计规范篇2
abstract:thefeasibilitystudystagefirstworkistocollectalotofeconomicsocietyisthecurrentsituationanddevelopmentplanningmaterial,analysisofindustrydevelopmentsectionoftherequirementsofthewaterresourcesdevelopmentandutilization,andputsforwardthedevelopmentofthebasintask,demonstratesthenecessityofthisprojectengineeringconstruction.
Keywords:thefeasibilityofhydropowerdevelopmentworkondesignstage.
中图分类号：tV212文献标识码：a文章编号：
预可研阶段的首要工作即是收集大量的经济社会现状以及发展规划资料，分析各行业发展对河段水资源开发利用的要求，提出流域的开发任务，论证本枢纽工程建设的必要性。以发电为主的枢纽工程，特征水位的确定主要满足电站的发电效益最大，同时兼顾库区淹没影响之间的关系。
在制定开发方案及水能资源利用方案时，要高度重视并处理好水电开发与环境保护的关系，使水电开发与生态环境友好、和谐、协调的发展，要尽可能避开或减小对重要环境敏感区的淹没影响。于枢纽有关工程规划指标计算分析要充分考虑上游梯级的运行调度规则及其影响。根据规划河流的来水特性，汛期洪水流量大，沙量集中，枯季流量相对较小，沙量较少，故可依据库区泥沙淤积计算成果，优化水库的运行调度方式，提高工程综合利用效益。主要工作含以下内容：
1）基本资料收集与分析
收集供电范围以及防洪保护范围的经济社会现状及发展规划资料（包括人口、土地、能源等各类资源以及自然灾害、环境保护等，以及工农业、交通运输业等）。
收集与规划河流相关的省、县、乡电力系统现状资料（含年用电量、发电量、最高负荷、电源结构、各电站装机容量、水电站典型年平均出力、电量及电力盈缺情况、输变电情况等，分析现状存在的问题）；收集地方电网及电力系统规划（包括负荷预测、电网与电源规划等）；电网负荷特性（包括现状与规划水平年的典型日、年负荷曲线）。
收集县产业发展规划及其能源需求相关资料，分析本工程电站给相关产业直供电的可行性及相关效益。
收集火电替代指标（包括火电单位kw投资、火电标准煤耗、火电标准煤价、火电年运行费）；收集当地上网电价资料（包括现状综合上网电价、高峰电价、低谷电价等）；收集电力市场发展预测有关资料等。
收集库区1/10000地形图，根据本阶段施测的河道沿线1/2000断面资料，进行库容曲线量算。
2）论证程建设的必要性与提出开发任务
设计水平年：俄日水电站规模适中，开发任务单一，工程难度不大，综合分析，确定电站规划水平年。
设计保证率：根据动能设计规范，较大规模水电站设计保证率采用90％以上。
（3）工程建设的必要性
在规划工作基础上，通过收集到的区域经济社会及发展规划资料，分析各行业发展规划对规划河流开发的要求，结合水电站工程的实际情况，分析研究当地电力发展需求对本工程的要求，分析工程建设的必要性。
（4）明确工程开发任务
规划阶段提出河段开发任务为以发电为主，兼顾下游生态环境用水。本阶段工作内容以复核上一阶段成果为主。
水库特征水位：在对库区主要淹没对象等调查工作基础上，按2m的间隔初拟3个左右的正常蓄水位方案，从工程效益、工程枢纽布置、淹没指标、环境影响、水文与地质条件、工程枢纽布置、施工布置与进度计划、工程投资、经济指标等几方面进行综合比较，重点考虑工程效益、工程枢纽布置、淹没指标要求等因素，进行正常蓄水位的综合比较，初选正常蓄水位方案。
装机容量选择：论证供电范围；进行供电范围内的负荷预测及电力系统的电力电量平衡。在初选的正常蓄水位基础上，一般初拟3个装机容量方案，经过技术经济比较后初选装机容量。初步比较拟定装机台数，初拟额定水头。
选择方案水能指标：根据初选和拟定的工程规模，并根据资料收集情况，由于需考虑上游规划梯级水库的径流调节作用，故拟采用长系列历年逐月平均流量进行径流调节计算，并选择p=10％、50%、90％三个典型年，进行逐日流量调节计算，分析逐日与逐月径流调节计算的差异，修正长系列逐月径流调节计算成果。
回水计算：对各正常蓄水位方案进行回水计算以确定库区人口、土地征用范围。其中人口迁安设计洪水标准为20年一遇、土地淹没补偿设计洪水标准为5年一遇。各级流量的回水终点在同级流量回水曲线不高于天然水面线0.3m处，采取水平延伸至与天然水面线相交止。回水计算中各河段糙率建库前后均采用天然值，拟采用由闸址水位流量关系以及实测和调查洪水水面线进行验糙计算；各支流、各河段回水计算流量采用同频组合；断面资料采用实测的库区河段横断面资料。
泥沙淤积分析计算：泥沙冲於分析计算可采用数学模型结合半经验法进行综合计算分析，首先利用经验公式判别水库淤积形态以及水库是否产生翘尾巴淤积问题，利用沙莫夫法计算水库极限淤积量、利用拉普善可夫法计算淤过程；同时再利用一维数模法计算水库淤积及过程。通过合理性分析、取舍后，提出水库淤积形态，坝前淤积高程，水库淤积过程线，水库初期、10年、20年、50年以及最终淤积库容曲线等成果。
报告编写：编写“工程建设必要性”与“工程规划”两个章节报告和预可研编制规程要求的附图、附表（附图：梯级开发示意图；供电范围电力系统地理接线图；水库库容曲线图；出力保证率和电量累积曲线；泥沙淤积计算图；水库回水计算图。附表：各正常蓄水位方案技术经济指标比较表；各装机容量方案技术经济比较表；电力系统电力电量平衡表；水库回水计算成果表。）
参考文献：
《水利工程水利计算规范》（SL104-95）；
《水电工程水利计算规范》（DL/t5105-1999）；
《水利水电工程动能设计规范》（DL/t5015-1996）；
《水电水利工程泥沙设计规范》DL/t5089-1999；
《水电建设项目经济评价暂行规定（试行）》；
水利水电工程泥沙设计规范篇3
华润温州工程是长期维护的疏浚工程，该工程包括航道、回旋水域、停泊水域。该工程受到2017年9号“纳沙”台风影响，产生了大量的浮泥层，为了解浮泥层的厚度，通过音叉检测及单波束测量，最终确定各区域浮泥层厚度。
1工程概况
华润温州电厂位于苍南县东北部肥糟镇琵琶门附近，而临鳌江河口开敞浅海海域，地理坐标27029'23"n/120040'34"e。厂址紧临肥糟港，隔港为拟建的江南围垦区。电厂码头坐落在电厂东南而，位于琵琶门与平阳咀之间。
本航道乘潮通航4.5万吨浅吃水经济型散货船，乘潮潮位4.5m(85国家高程系统)。航道疏浚长度约10.6km维护期设计底标高为-7.2m;港池部分码头前沿维护期设计底标高-12.1m，宽度65m，维护期回旋水域设计底标高-7.2m，疏浚边坡1:10，疏浚长度0.7km。
本工程常年受到台风影响，易产生大量浮泥层，影响煤船进出港口码头。
2自然条件
工程受外海传入的半日潮波控制，一日有两次涨潮和落潮，属规则半日潮，潮差较大。涨落潮历时接近，落潮历时略大于涨潮历时。
历年高潮位主要是由天文大潮期间发生台风或风暴潮引起的，受潮差影响煤船需乘潮进港。
工程区域海域泥沙来源为陆域来沙、海域来沙及再悬浮泥沙、海岸侵蚀等。海域来沙和再悬浮泥沙粒径较细，属粉沙质粘土，在潮流、波浪的作用下，对工程海域的造床作用起主要作用。
含沙量随潮汛不同而变化。大潮汛期间潮流动力较强，含沙量相对较高，回淤较快，需及时疏浚才能保证电厂煤船的安全进港。
3音叉浮泥检测
受201709号“纳沙”台风影响，项目部测量人员于2017年8月9日台风后采用音叉粘度密度计对各相关水域进行浮泥密度测量，通过音叉密度计进行浮泥测量了解各相关水域浮泥厚度情况，获取现阶段测区内音叉测量点在垂线上浮泥密度垂直分布情况，掌握浮泥变化情况。
参照天科所《华润浙江苍南电厂码头泊位适航水深研究报告》中各区域可利用的适泊及适航密度值建议，掌握现阶段有代表性各区域可利用的适泊、适航水深值，为进港船舶的配载及航行安全提供基础数据。台风前音叉浮泥测量水深数据分析详见表1。
受201709号“纳沙”台风影响，依据我中心2017年7月25日台风前音叉浮泥密度测量数据与2017年8月9日台风后音叉浮泥密度测量数据，通过上述台风前后音叉密度浮泥测量数据比对表明:本次台风对我测区海域水深影响较大。
4回淤量统计
依据2017年8月份台风后测量成果图水深数据，得出以下201709号“纳沙”台风各相关水域回淤情况分析表。
疏浚工程量计算严格按相关规范进行，计算过程如下:①水深成果图深点数据按等距随机选取;②工程量计算无超宽，超深。
工程量计算软件采用南方CaSS测绘系统软件，按方格网法计算，本次台风造成回旋水域回淤量为38.16万m3，内航道水域回淤量为65.45万m3，外航道水域回淤量为33.86万m3。
5分析结果
本次201709号“纳沙”台风对我港区港池水域及内航道水域造成回淤速度快、回淤范围广、回淤量大等一系列的台风后影响，产生了大量的浮泥层，尤其停泊水域超过了2.5m以上浮泥层，对船舶靠离港造成了很大的影响。
水利水电工程泥沙设计规范篇4
关键词：吹填；沙堤；设计；施工
中图分类号：te42文献标识码：a
一．引言
近代以来，堤防工程的吹填在我国的经济建设中应用比较广泛，其具有单价低，施工的功效高，速度快等优点，被广泛应用到防堤工程中。但是吹填砂堤施工过程中，不可控因素较多，影响了工程施工质量。
二．工程概况
宋埠-西湾吹填场区地基主要为第四系厚层软土，具有高含水量、高孔隙比、高灵敏度、高压缩性、低抗剪强度等特性，土性极差，属极软土层。根据野外钻探、原位观测及室内土工试验成果，将场地埋深40m以内地基土划分为5个工程地质层，各土层空间分布特征如下：①淤泥质粉质粘土（Q4m），层厚5.4~7.5m；②淤泥（Q4m），层顶埋深5.4~7.5m，层厚3.5~4.8m；③淤泥质粉质粘土（Q4m），层顶埋深9.4~10.6m，层厚3.7~7.9m；④淤泥（Q4m），层顶埋深11.0~18.0m，层厚6.8~14.3m；⑤淤泥（Q4m），层顶埋深24.8~25.7m。
三.吹填砂堤的设计与施工
1.吹填砂堤围堰（土围堰）的设计
吹填区总面积为5580亩，根据现有道路网划分为11个区块，采用真空预压处理。区块围堰分为袋装沙围堰及土方围堰。本工程吹填区软基处理后高程为3.5m以上，结合吹填区后期使用特点和同类型已建工程经验，吹填泥面高程为4.3~4.9m。沙袋围堰吹填砂采用外购海砂，沙袋共6层（个别原地面较低的采用7层沙袋），每层吹砂厚度控制在0.5~0.7米，底层沙袋宽20米，次底层18米。土围堰采用现场取土，顶宽2米，內坡坡比1：3~1：4，外坡坡比1：2。
2.吹填施工技术
吹填施工根据吹填区地形，从远离排水口的一侧处开始吹填，个别地方标高不足的再重新架管吹填。根据疏浚土质，为防止吹填出现淤泥包和确保围堰安全，在施工期间加强对围堰稳定性的观测，并采用间歇性吹填，严禁排泥口正对围堰吹填，距离保持在50m以上。
3.施工技术要求
对地基处理的场地,设计要求采用真空预压的方法进行处理，软基处理过程如下：
拦砂围堰吹填海砂沙袋围堰（土围堰）土围堰铺设防雨土工布埋设沉降板、边桩）铺设编织布插排水板插铺设滤官）铺设无纺布铺密封膜、安装抽真空设备、抽真空试验合格后卸载抽真空场地平整（围堰拆除）加固后效果检验。
（1）吹填中细砂
在原来陆域形成施工的围堰上用砂袋填筑围堰，采用分层吹入沙袋围堰，吹填海砂至顶标高+4.90m，砂含泥量＜10%。
（2）土方围堰
土围堰采用现场取土，顶宽2米，內坡坡比1：3~1：4，外坡坡比1：2。
（3）吹填土施工：采用2艘3000m3/H的大型绞吸式挖泥船分两个作业面进行吹填施工。吹填前先场内杂草杂物的清除，并根据施工分区筑好围堰。原池塘的分隔土堤可保留作为区内吹填的分隔围堰，以方便吹填施工。
（4）塑料排水板施工：在有条件的情况下可与吹填施工穿行，以便于加快施工进度。在已完成的吹填区域内经晾晒后铺设编织布，以便搭设浮桥，人工插板等下部工序。并根据每个区块的吹填深度不同，加工的排水板长度也不同，本工程排水板以90cm正方形布置，人工插板，插板时需将预留的20cm插入原土，并垂直插入，以保证抽真空的质量。
（5）真空预压施工：共分11个区进行施工。每个区块再根据深度不用再划分为几个小区块，在塑料排水板施工后进行密封墙沟的施工。考虑到真空预压施工时的用电量大，需提前完成供电设施的建设。本工程抽真空时间为4个月，也可根据施工过程中的检验等情况确定时间。
4.吹填标高控制
在吹填区内和吹泥口处四周插标杆，在标杆上标注设计吹填标高，正确预留超高值通过施工中沉降观测和吹填土取样固结压缩率试验结果确定。一旦吹填标高达到预留超高位置，及时延伸吹填管线。施工时根据实际吹填土的成陆情况布设分支管线，分支管线间隔距离根据吹填土的自然流淌坡降确定，根据吹填土质定为100～150m。吹填时排泥口严禁正对围堰吹填，距离保持住50m以上。吹填区内水位由排水水门闸板控制，随吹填泥面的增高而逐渐加高，一般高出吹填泥面0.2m，直至吹填至设计吹填标高。
5.施工期间的排水
(1)利用场地内已完成的河道网及排水闸作为吹填尾水的出水口。
(2)在吹填沙袋围堰施工期间，尾水自然流入周围区块内。区块内吹泥时，尾水采用排水水门流入已完成的河道网内。
6.施工质量保证措施
(1)砂料进场前，须按设计要求抽取砂样送至监理工程师认可的、具备质量检测资格的检测单位检验。只有经检验合格的砂料才允许进场使用。
(2)沙袋围堰应严格按照设计厚度铺设，保证完成后的围堰符合设计要求并预留沉降。
(3)沙袋围堰用砂含泥量
(4)考虑到已吹填完成区域进行排水板及密封沟施工，所以后面区域吹砂管口距离施工区至少20米距离，确保水流等不影响相邻区域施工。
四.加强施工质量管理的措施
1.加强施工技术质量管理
坚持岗前培训及持证上岗制度，坚持“三检、四按、五不准、六做到”，即三检：“自检、互检、交接检”；四按：“按图纸、按规范、按工艺、按标准”；五不准：“资料不全不准开工、材料不合格不准进场、测量不闭合不准使用、上道工序不合格不准进行下道工序、达不到质量标准不准交工验收”；六做到：“方案做到合理、技术资料做到齐全、质量检验做到可靠、施工试验做到真实、测量数据做到准确、施工方法做到正确”。坚持质量四不放过原则：找不出质量原因不放过、找不出解决措施不放过、找不出责任人不放过，责任人没有受到教育不放过。
严格执行以总工程师为首的技术责任制，使施工管理标准化、规范化、程序化。严格按照施工规范和施工设计图纸施工，严格遵守施工规范，严格掌握施工技术标准、质量检查及验收标准。每道工序施工前必须进行技术交底，向施工人员明确工序操作规程、质量要求和标准。
2.加强施工现场管理。
严把工序质量关，上道工序未经验收合格不得进行下道工序的施工。严格执
行工程监理制度：作业队自检、经理部复检合格后即通知监理工程师，隐蔽工程必须经监理工程师签认后再隐蔽。
坚持三级测量复核制，保护好测量桩点，施工测量放线要反复校核，确保中线、水平及结构尺寸，位置正确，并按照要求向监理工程师申报测量定位资料。施工除严格按照设计和有关施工技术规范、标准等规定办理外，还必须遵照招标文件有关要求施工。
严格执行现场技术人员值班制度，及时解决施工中发生的技术问题。重点工序主要技术负责人均应在场。
五.结束语
目前我国吹填砂堤技术还未完全成熟，并非在某一工程都有特定的设计方案，需要根据工程具体情况分析决定设计方案，需要从实践中获得，还需要我们对水利工程的吹填砂堤技术的学习，从自身出发学习这方面的知识，不断从中脱颖而出，为社会作贡献，实现自己的价值。
参考文献:
[1]赵继红，高杰，刘倩.管袋围堰吹填砂技术在工程中的应用.天津建设科技，2011(06).
[2]张耀海.软土路基吹填砂施工方法[D].广东建材，2010(05).
水利水电工程泥沙设计规范篇5
【关键词】床沙颗粒级配分析方法泥沙特性资料整编
1前言
床沙测验的目的是确定河床组成物的粒径大小、级配、密度等。它是研究泥沙运动规律、河床冲淤变化、输沙能力、糙率以及河床演变、水利工程建设等诸方面的重要泥沙资料。
2床沙颗粒的主要分析方法
根据河流泥沙的分类；床沙可分为粉砂、砂粒、砾石、卵石、漂石等，粒径范围不同应选用不同的颗粒分析方法，荆江河段床沙一般采用尺量法、筛分析法、激光法、筛激结合等。
2.1尺量法
卵石的粒径范围是16～250mm，粒径大于64mm的卵石宜用尺量法，尺量法分析应按下列步骤进行：
将全部样品用64mm孔径筛进行分离，小于64mm筛下砂样的分析处理：
当样品中粒径大于16mm的颗粒量占总量90%以上时，在现场再用16mm孔径筛进行分离。筛上颗粒全部用于分析，筛下颗粒称其质量后直接参加全样级配计算。
样品中粒径大于16mm的颗粒量少于总量的90%，且砾石、砂粒的质量超过3kg时，可用16mm孔径筛将全部样品进行分离，筛上颗粒全部作为卵石试样分析；筛下颗粒，在现场称其湿沙质量，用四分法分取1～3kg装入塑料袋，防止水分损失，带回室内准确称其湿沙质量，然后烘干并称其干沙质量。
湿沙样的含水率应按分式=计算；筛下颗粒的干沙质量按公式wSL=计算；筛下颗粒质量与沙样总质量的比值应按公式C=计算。
式中：a―湿沙样的含水率；―筛下分样的湿沙质量；―筛下分样的干沙质量；
―筛下颗粒的干沙质量；―筛下颗粒的湿沙质量；―筛上颗粒干沙质量；C―筛下颗粒质量与沙样总质量的比值。
大于64mm筛上砂样的分析处理：
先按卵石粒径大小序次排列，再采用自由分组测量。所谓自由分组，不是按规定的粒径级划分组距，而是按颗粒排列次序随意分为若干组。每组挑选最大一颗或两颗用游标卡尺量测其长、中、短三轴并称其重量，几何平均粒径按公式Di=计算。
式中：a―颗粒长轴方向的长度；b―颗粒垂直于a方向的最大宽度；c―颗粒垂直于a和b方向的最大厚度。
当整个样品卵石数量少于15颗时，应逐颗测量称重。
2.2筛分析法
砂粒的粒径范围是0.062～2mm，砾石的粒径范围是2～16mm，筛分析法分析范围适用于0.062～64mm，此方法不仅设备简单、操作方便，而且测量结果较直观地反映了颗粒的几何尺寸，是床沙分析最主要的方法。
（1）大于2mm粒径颗粒筛分析法应按下列步骤进行：1）称量试样沙量。2）选用圆孔粗筛组装成套。3）将分析沙量置于套筛最上层，逐级手摇过筛。4）当样品沙量过多时可分几次过筛，同一组的颗粒合并称量计算。
（2）对粒径小于2mm的颗粒按下列步骤进行：1）称量试样沙量，一定要用四分法取样，沙量宜小于20克。2）选用方孔编织筛组装成套。3）将分析沙量置于套筛最上层，按规定时间分析。4）当累计总沙量与备样沙量之差超过2%时应重新备样分析。
2.3激光法
粉砂的粒径范围是0.004～0.062mm，激光法分析范围适用于0.0002～2.0mm。激光法具有分析速度快、分析粒径范围大、重复性好、操作简便等优点，是分析床沙中粘泥和粉砂的一种补充方法。
当床沙样品中无2mm以上颗粒且粒径小于0.062mm的颗粒不足总沙量的10%时，可作激光法分析、也可将样品烘干后碾压分散，分取适量样品作筛分析法分析；当粒径小于0.062mm的颗粒超过样品总量的10%时，可先将样品过0.062mm孔径的洗筛，筛上颗粒用筛分析，筛下颗粒用激光法分析。
3荆江河段床沙的主要特性
荆江河段在地理位置上，距葛洲坝水利枢纽下游约66km，一段冲积性平原河道。它贯穿于江汉平原与洞庭湖平原之间，河段上起枝城镇下至洞庭湖口的城陵矶镇，全长377km。由于受长江三峡水库蓄水和清水下泄的影响，荆江河段普遍冲刷，荆江河段的泥沙颗粒也在不断发生变化。
3.1荆江上游河段的床沙特性
上荆江河段控制断面为枝城水文站，断面左岸为沙质河床、右岸成礁板河床。床沙颗粒以卵石及卵石夹沙为主，颗粒分布不均匀，上限粒径可达50mm以上，以尺量法和筛析法为主。
3.2荆江中下游河段的床沙特性
荆江中下游河段的控制断面为沙市站及监利站，该河段为中粗沙质河床，床沙颗粒分布较均匀，仅监利站汛期左岸有淤积现象，边界一线床沙有少许粉粘颗粒，筛析法是主要分析方法。
3.3荆南四口的床沙特性
荆南四口的新江口、沙道观、弥陀寺站床沙为中细沙，有少量粉粘颗粒，级配分布较均匀，分析方法以筛析法为主；藕池（康三）和藕池管站为粘土河床，由于上游来沙经过断面时无法附着，故每次取样床沙多为粘泥或粘泥夹沙，筛激结合和激光法是主要分析方法。
4对床沙月年资料整编的建议
根据《河流推移质泥沙及床沙测验规程》中床沙资料整编的规定和我局科研生产、特别是三峡大坝蓄水后清水下泄对河床变化课题研究的需要，增加水文站的床沙颗粒分析月年整编资料内容是非常必要的。
（1）根据《河流推移质泥沙及床沙测验规程》中床沙资料整编的规定，沙质床沙的一类站（枝城站、沙市站、监利站）资料整编内容应包含月年平均颗粒级配、月年平均粒径、月年平均级配曲线及床沙资料整编说明书等。（2）一月只取一次床沙的测站（未断流的测站应保证每月至少取一次床沙），以该次颗粒级配代表该月的平均颗粒级配；一月有2次及以上床沙资料时，按各次床沙颗粒级配代表的时距（以日为单位）加权计算即可得该月平均颗粒级配。（3）年平均颗粒级配以月为权值计算即可，月年平均粒径计算与断面平均粒径计算方法相同。
参考文献：
[1]钱宁.泥沙手册[K].中国环境科学出版社，1992年.
水利水电工程泥沙设计规范篇6
关键词：向家坝水库；水库冲沙；含沙量
中图分类号：p343文献标识码：a
1、概述
向家坝站的设站目的：为控制金沙江下游干流水情，认识河流水文规律，为流域规划、工程设计、水资源开发、水文分析、水环境保护、泥沙研究等提供资料依据，为满足水利枢纽工程设计、调度及工业、农业、国防及国民经济建设需要积累基本资。替代原屏山水文站功能。
2013年6月14日向家坝电站试验性冲沙，持续时间近3小时，给处于电站下游2000m的向家坝水文站含沙量测验带来困难。怎样合理布置好含沙量测次？对于我们测站职工是个挑战。下面就这次冲沙过程向家坝的含沙量测量进行探讨，以便于今后更好布置含沙量测次，测得完整的含沙量变化过程。
2、冲沙测次布置情况
2013年6月14日向家坝电站试验性冲沙，持续时间近3小时。向家坝水文站从上午10：40左右施测第1次单沙，含沙量为0.97kg/m3；11：20施测第2次单沙，含沙量为0.25kg/m3；11：40施测第3次单沙，含沙量为0.184kg/m3；12：06施测第4次单沙，含沙量为0.011kg/m3。
具体数据见下表
日期含沙量日期含沙量
月日时分(kg/m3)月日时分(kg/m3)
61280.01761411:400.188
1410:500.9901412:060.011
11:200.255
3、测次布置探讨
从上述测量成果来看，存在几点不足：（1）、从开始冲沙至冲沙结束，总共施测了4次单沙，未施悬移质输沙及悬移质颗粒分析资料，从测验安排上不够完善，导致本年的单断沙关系外延69%，悬移质颗粒分析无冲沙部分成果。（2）、与客户沟通不够，最好是能在冲沙前施测1次单位含沙量，以控制单位含沙量的变化过程，以免人为平移单位含沙量资料。（3）、未进行单沙垂线布置与断面平均含沙量的代表性分析，特别是水库冲沙这种特殊情况，开单孔冲沙或多孔冲沙所取单位含沙量是不一样的，原定的单沙取样垂线是否具有代表性？则应利用电站冲沙机会进行验证。
4、解决方案
4.1首先让我们来学习一下向家坝站的任务书：
4.1.1水系和测站位置
流域：长江水系：金沙江下段河名：金沙江集水面积：458800km2
东经：104820北纬：28：40离河口距离：2912km
地址：四川省宜宾县安边镇莲花池村
站别:基本水文站报汛站号：60103400
向家坝站（水、流、沙）测站编码：60103400
屏山站（降水）测站编码：60429753
一类流量测验精度一类泥沙测验精度
4.1.2测验项目
项目观测任务备注
水位√
水温√
流量√
悬移质泥沙单样含沙量√
悬移质输沙率√
悬移质颗粒分析√
推移质泥沙卵石推移质输沙率
沙质推移质输沙率
河床质
降水量√
蒸发量√
气象
4.1.3单沙布置测次要求：
含沙量
变化较大时1、每日8时、20时各取样一次。
2、在较大沙峰或含沙量变化较大时应增加测次，以控制沙量变化过程。
含沙量
变化平稳时视含沙量大小，每1～3天取样一次。若含沙量特别小时5～10天取样一次。
4.1.4单沙水样的采取及处理
在测流断面起点距100m1线按相对水深0.2、0.6、0.8三点法取样，三点混合处理、计算。
4.1.5悬移质输沙的测验方法：
取样方法垂线取样线点取样位置（起点距：m）
全断面混合法4线每线3点混合法80.0100120140
全断面混合法3线每线3点混合法100120140
备注：三线三点法在特别情况下使用；140m垂线不能施测3点时，可测0.2一点。
4.1.6相应单位含沙量采取
测前测后施测单样含沙量各一次，取平均值作为相应单沙。
4.2解决方案
通过对向家坝水文站任务书的学习，对于向家坝电站2013年6月14日冲沙，如何能更好的完成向家坝水文站的含沙量测验任务，有以下几点建议提出来探讨：
4.2.1单位含沙量与悬移质输沙率交换施测
根据任务书要求，可按下列顺序进行测验：单沙、输沙、单沙、输沙……，中间的单沙可前后输沙都借用，这样就节约了一点的时间，也能避免单断沙关系外延较大的情况发生。
4.2.2输沙过程线法
从悬移质输沙垂线看，单沙垂线比输沙垂线少2线，主要施测时间还是花在了缆道来回运送水样上了，直接施测输沙，按取样时间算，多2条垂线估计最多多花10分钟时间就能完全一次输沙测验，如果当时能连续施测悬移质输沙率，采用输沙过程线法整编，也避免了冲沙时单沙垂线代表性不好的问题。
4.2.3条件允许还可进行单沙与断面平均含沙量的比测
在与电站沟通良好，得知冲沙时间相对较长时，可进行单位含沙量与断面平均含沙量的比测，具体方法：可将100m、120m、140m分别取样后单独分析，从而可验证单位含沙量垂线是否能代表断面平均含沙量。
4.2.4特殊情况下悬移质输沙水样可兼作悬移质颗粒分析水样
根据《河流悬移质泥沙测验规范》第3.1.2条规定，悬移质输沙率水样需作颗粒分析时，应加测水温。固可将其取得的悬移质输沙率水样兼作颗粒分析水样，避免了漏测颗粒分析的问题。
5结论
综上所述，只要加强与向家坝电站沟通，预先得知电站的冲沙时间及冲沙开启孔数，提前做好迎战特殊水情的准备工作，结合本站的测验任务书，灵活运用上述测验方法，是完全能更好地完成向家坝站的含沙量测验任务的。
参考文献:
[1]国家质量技术监督局.河流悬移质泥沙测验规范.GB50159-1992.
[2]钱宁,万兆惠.泥沙运动力学[m].北京:科学出版社,319－414
水利水电工程泥沙设计规范篇7
摘要：云南省某县城污水处理厂设计规模4.0万m3/d，一期为2.0万m3/d，污水处理工艺采用循环式活性污泥CaSS法；污泥处置采用机械浓缩-机械脱水工艺；出水消毒工艺选用紫外线消毒法。具体介绍了CaSS法工艺的设计参数，工艺流程及工程设计特点，为CaSS法工艺在城镇污水厂的推广应用，提供一定的参考。
关键词：县城污水厂，CaSS法，水质，水量，工程设计
1概述
该县位于云南省中部，东距省会昆明92km。气候属中亚热带低纬高原山地季风四季分明的气候。县城污水处理厂地处县城西部、南河与西河交汇处下游约3km，星宿江东岸，县城规划建设用地范围外，现状为旱地，缓坡，利于污水处理厂建设，便于尾水排放。设计总占地面积为32.59亩（考虑深度处理预留地，厂区整体布局紧凑合理，占地面积较小。），服务面积21.0km2，其中一期工程服务面积为12.8km2。该污水处理厂污水收集系统老城区采用截流式合流制，新城区采用完全分流制。整个工程分为两期建设，一期旱季设计污水处理能力为2.0万m3/d，雨季可超一定处理规模运行，工程总设计规模为4.0万m3/d，县城污水处理厂一期工程投资包括厂内构（建）筑物、管道、设备、仪表、电气、自控等计人民币4061万元。主要技术经济指标如下：处理1m3污水投资2030元（一期），处理1m3污水占地0.54m2（一、二期），处理1m3污水运行成本约0.58元。
2CaSS法工艺流程
根据国家节约用地、严禁占用基本农田等相关土地政策，结合城镇污水厂生活污水为主、水量和水质变化大的特点，考虑县城污水处理厂运行管理水平，经多工艺方案筛选，最终确定：污水处理采用CaSS工艺，污泥处置采用机械浓缩-机械脱水工艺，消毒选用紫外线消毒法。本工程具体工艺流程见图1。
图1县城污水处理厂工艺流程图
3工程设计
依据县城总体规划和污水处理厂规模预测，县城污水处理厂分二期建设，其中一期建规模为2.0万m3/d，二期建设规模为2.0万m3/d，规划期内设计规模为4.0万m3/d，本工程一期土建除CaSS池2.0万m3/d设计，其它土建规模均按4.0万m3/d一次设计建成。设备分期按需到位。本工程设计主要构（建）筑物见表1。
3.1污水处理系统
3.1.1粗格栅及提升泵房
根据县城污水处理厂建设要求，粗格栅提升泵房土建工程及设备位置预留均按4.0万m3/d规模进行一次设计建成，设备分期安装。提升泵房设计需考虑污水量的变化，常年设计流量为4.0万m3/d，根据室外排水设计规范，取污水总变化系数为1.41，污水提升泵房实际设计规模为5.64万m3/d。粗格栅与提升泵房合建，粗格栅平面尺寸为15.0×3.0m地下式钢筋混凝土结构，深度6.0m，提升泵房采用平面尺寸为14m×6.0m的地下式钢筋混凝土结构，泵池深7.5m。
1.粗格栅
粗格栅去除进水中较大的漂浮物，拦截直径大于20mm的杂物，以保护水泵不致堵塞与磨损，并保证后续处理构筑物的正常运行，减轻生物处理的负荷。
粗格栅2台置于提升泵站前端进水处，每道进水栅渠宽为1.5m，栅条间隙为20mm，安装倾角为75°；设无轴式螺旋输送压榨一体机1台置于粗格栅出渣口下，输送能力为2.0m3/h，长度7m，便于收集和输送粗格栅栅渣。
2.提升泵房
提升泵房将污水一次提升，使污水以重力依次流过处理构筑物，以保证污水厂正常运转。
提升泵房一期配置3台潜污泵，流量620m3/h，扬程10m，功率22kw，两用一备。在泵房上方设计起重量为2吨，起吊高度为12m的电动单梁悬挂式起重机一台，用于泵房内潜污泵、闸阀等安装与检修。
3.1.2细格栅及旋流沉砂池
1.细格栅
细格栅进一步去除污水中的漂浮物及直径大于5mm的杂物，保证后续处理构筑物的正常运行。
细格栅置于旋流沉砂池的进水端，共设计两条流水槽，每条流水槽内设置一道细格栅，两条流水槽前端设置有一公用集水池，集水池与细格栅间设电动阀门控制进水量，其前后分别设置有手动检修闸门。细格栅共2台，栅渠宽度1.2m，栅条间隙5mm，有效水深0.75m，安装倾角60°，单台电机功率为2.2kw。设无轴式螺旋输送压榨一体机1台置于细格栅出渣口下，输送能力为2.0m3/h，长度6m，便于收集和输送细格栅栅渣。
2.旋流沉砂池
旋流沉砂池利用物理原理去除水中比重大于2.65，粒径大于0.2mm的无机颗粒，如泥沙、煤渣等，保证后续处理构筑物的正常运行，旋流沉沙池也称钟式沉沙池、涡流沉沙池。它是利用水力涡流使泥沙和有机物分开，加速砂粒的沉淀，以达到沉砂的目的。该池具有基建、运行费用低和运行效果好等优点。
旋流沉砂池共1组，平面尺寸为Φ3.65m，旋流沉砂是一种利用机械力控制污水流态和流速，加速砂粒沉降的沉砂装置，污水由流入口沿切线方向流入沉砂区，通过水力搅拌带动，砂粒受离心力的作用甩向池壁，沉入砂斗，有机物则被送回污水中，调整转速，可使装置达到最佳沉砂效果。沉砂池中沉砂是利用压缩空气作用经过吸砂机，排砂管至砂水分离器处理后外运；搅拌吸砂机处理量1000~1800m3/h，电动功率为1.1kw；砂水分离器处理量为35m3/h，电机功率为1.3kw；压缩机风量110m3/h，风压为0.4kpa，电机功率2.2kw。
3.1.3CaSS池
CaSS反应池功能是利用生物吸附降解的原理，进行生物脱氮除磷，同时去除BoD5。在提供足够氧气条件下，并在生物反应池中营造厌氧、缺氧、好氧环境，利用生物反应池中大量繁殖的活性污泥，降解水中污染物，以达到净化水质的目的。
一期CaSS反应池设计一座，分为2格，每格尺寸为60.0m×23.5m，总平面尺寸为2820m2，集曝气、沉淀于一体，周期运行。每周期包括：充水（曝气）、沉淀、滗水（闲置）等几个阶段。滗水（闲置）过程中排除剩余污泥。每座生物反应池前端设有生物选择区（a池）及兼氧反应区（B池）、主反应区（C池），进水与回流污泥在选择区（a池）混合，提高了底物的浓度梯度，可有效防止污泥膨胀。具体设计参数见表2。
（1）进出水控制
2格CaSS池各设置1根进水总管和排水总管，分别连接每格池子的进、出水管，2格池体之间相互独立。来自旋流沉砂池的污水首先进入CaSS池的a池，并迅速与回流污泥碰撞混合接触搅动后，折流进入B池，在B池水质水量起到缓冲后，在穿孔花墙的调配作用下从底部进入C池。进水主管上设置电动蝶阀，开闭由pLC控制也可就地手动操作；出水管由滗水器滗水排除，滗水器升降由pLC控制或手动强制控制。
（2）污泥回流、剩余污泥及排空
回流污泥设计采用Dn300塑料管及回流污泥泵将C池的污泥按40%的回流比输送至CaSS池的进水端a池内，在a池的回流污泥管端装有鸭嘴阀；剩余污泥设计采用Dn200塑料管由剩余污泥泵输送至污泥池，开闭由pLC控制，也要手动操作；排空管采用Dn400钢管由Dn400手动阀门控制，靠重力将CaSS池的污泥和混合液排放或放空至厂区排水管道汇集回送到粗格栅提升泵站泵池内。
（3）曝气系统布置
每格曝气池的好氧区由一根Dn400主管输送压缩空气到地上再由各四只手动阀门控制分别送至B和C池的底部，这样设计主要是考虑到分段曝气量的控制与递减及曝气器的维护。好氧区采用盘式橡胶膜片微孔曝气器，兼氧区采用盘式橡胶膜片中孔曝气器，空气分配管道紧贴池底250mm左右，尾端设有排气嘴。通过调节空气主管管道上的电动蝶阀的开启度，可满足曝气所需风量；通过池上手动阀门可调整池段的需风量大小。两格共采用盘式橡胶膜片曝气器5284只，其中微孔曝气器4912只，中孔曝气器372只。
（4）CaSS池设施要求
在每格CaSS池的进水主管设置有Dn500电动蝶阀；在每格CaSS池末端设置有2台旋转式不锈钢滗水器，滗水器的出水经CaSS池出水集水井输送至出水总管靠重力流入紫外线消毒渠。单台滗水量1400m3/h，最大滗水深度1.5m，功率1.5kw。同时在a池、B池内分别设置2台、1台水下搅拌器，以满足池体内污水脱氮除磷的要求。水下搅拌器共6台，叶轮直径为400mm，功率为2.5kw。在每格CaSS池的C池内设置回流污泥泵1台，流量180m3/h，扬程8m，功率5.5kw；设置剩余污泥泵1台，流量100m3/h，扬程12m，功率5.5kw；共计2台回流污泥泵，2台剩余污泥泵。
3.1.4鼓风机房
鼓风机房按4.0万m3/d规模设计，土建一次建成，设备分期安装。一期设计选用3台离心鼓风机，二用一备，进风管直接与大气相通，在入口处加装消音空气滤罩，在出口处安装安全阀，止回阀和电动蝶阀，为节约能源，鼓风机采用变频调整装置，根据CaSS池的曝气量需求，自动调节电机转速，达到节能的目的。鼓风机单台风量100m3/min，出口风压58.8kpa，轴功率126kw，电机功率160kw。在鼓风机房上方设计了起重量为2吨，起吊高度为6m，电动单梁悬挂式起重机1台，为便于安装及日常维护保养之用。
3.1.5紫外线消毒渠
紫外线消毒设置于出水计量槽前端，土建采用半地下式混凝土结构，总平面尺寸12.80m×6.0m，其中水槽平面尺寸为7.3m×1.1m两道过水槽，一期一道过水槽。紫外线消毒设计采用低压高强紫外线消毒来菌法，计48根260w紫外线灯管平行于水流方向，并列安装在水槽内常水位以下，设计紫外线穿透率≥65%，杀菌指标：出水中所含大肠杆菌总数≤10000个/L。紫外线消毒灯管采用机械式自动清洗装置进行日常清洗。
3.1.6污泥池
CaSS池产生的剩余污泥进入污泥池，污泥池功能是贮存一定量污泥保证后续污泥系统正常运行。污泥池所在区域位于污泥脱水机房一侧，便于污泥泵输送，污泥浓缩池平面尺寸为7.0×4.8m，高4.8m，有效池深4.5m。
3.1.7污泥脱水机房
污泥脱水机房土建按4.0万m3/d规模一次设计建成，它由污泥带式脱水机，絮凝剂投加设备和无轴螺旋输送机，空气压缩机等组成。污泥脱水机房设计采用二台带式脱水机，一用一备：通过螺杆式污泥泵将污泥浓缩池的污泥抽送到带式脱水机内，经多道压榨脱水后的污泥通过无轴螺旋输送机被直接送至停放在装料车间的污泥专用运输车斗内，外运焚烧发电。脱水机房由独立小型pLC控制其进泥，加药絮凝及脱水，也可手动操作，主要设备：带式脱水机2台，带宽为2.0m，功率5kw。加药设备1套，空气压缩机1台，皮带输送机2台等。
3.2工艺基本原理及特点
（1）CaSS池由三个区域组成，即由生物选择区，兼氧区和好氧反应区组成，该工艺处理的是城镇生活污水为主。具有完全混合型活性污泥法较强的抗冲击负荷能力的特点，兼具有推流型活性污泥的特点，采用鼓风曝气，具有曝气效率高的特点。
（2）生物选择区设置在CaSS池前端的进水区，水力停留时间设计为0.6~0.8h，通常在厌氧条件下运行。进入生物选择区的生活污水和从好氧主反应区来的回流污泥（回流量约为平均流量的40%）在池中迅速相互混合碰撞接触搅拌。该生物选择区是按照活性污泥微生物种群组成的生物反应动力学原理面设计的，可有效地抑制污泥的膨胀，提高整个污水处理系统的稳定性。
（3）兼氧区不仅具有辅助厌氧或兼氧条件下运行的生物选择区对进水水质水量瞬间变化的缓冲作用，同时还具有促进磷的进一步释放和强化氮的反硝化作用。
（4）好氧主反应区则是最终去除有机底物的主场所。在设计中，主要考虑的是主反应区的曝气强度和曝气池中溶解氧高低值的控制，以便使主反应区内的主体混合溶液处于好氧状态，而活性污泥结构内部则基本处于缺氧状态，促使溶解氧向污泥絮凝体的传递受到限制，从而使较高的硝酸盐则能较好地由污泥内向主体混合溶液传递，有效地进行反硝化，从而使好氧主反应区中同时发生有机污染物的降解以及同步硝化的作用。
（5）污水处理专用机械、机电仪表、自动控制等设备以选用国产设备为主，一可节省投资，二便于维护、管理，三是配件、技术支持可靠；具有一定的示范性。
（6）该工艺可变容积的运行提高了对水质、水量波动的适应性和操作运行的灵活性。
（7）该工艺流程简单，土建和投资低（无初沉池、二沉池及规模较大的回流污泥泵站），自动化程度高，同时采用组合式模块结构，布置紧凑，占地少，分期建设和扩建方便的特点。
（8）本工程采用两池互通污泥装置的设计，从而保障了一旦某主反应池停产检修，即可将该池的活性污泥通过两池互通污泥装置将活性污泥调整到另一格主反应池内，从而避免了以往只要是停产检修，就必须排空放尽活性污泥的历史。当一主反应池检修完毕，再通过两池互通污泥装置将储存的活性污泥抽过来，避免了以往排空放尽，检修好了再重新培养、驯化活性污泥的过程，这在设计工艺上是一个突破。
（9）本工程在CaSS池的两根进水管最高端处设计了独有的专用排气装置，一旦从旋流沉砂池出水管到CaSS池的进水管段发生了严重气堵现象，将导致CaSS池进不了水，水从旋流沉砂池四周溢出，搞得生产现场到处是污水，生产工艺被迫中断，这种现象长期困扰着运行管理人员。从设计角度看，这是一个很小的问题，但从生产管理，保证工艺正常运行的角度看，小小专用排气装置，可解决了现场管理的大问题。
（10）污水处理厂总占地面积32.59亩，厂内除构（建）筑物及道路占地外，其余均考虑绿化植草种树与景观设计，该污水处理厂一期绿化率42%，二期绿化率则达到35%。
4结束语
CaSS工艺是从常规SBR工艺和iCeaS工艺基础上发展起来的，具有较好的除磷脱氮效果，其技术成熟可靠，运行灵活，抗冲击能力强，占地面积小，构（建）筑物少，省去初沉池，二沉池，回流泵房等优点，适合于云南省及我国城镇污水厂规模不大，用地紧张，需分期建设的工程项目，有一定的示范性和推广价值。通过近几年的运行信息反馈，设计人员除必要的工艺优化选择外，设计人员还应认真总结所设计的污水厂实际运行情况，充分重视和尊重污水厂技术管理人员的意见和建设，并及时反馈到新厂设计及老厂改扩建工程中去。另外，选择污泥处理工艺的基础是污泥量和污泥的组成，因此在设计中应尽量客观，合理地确定两者。总之，一个好的城镇污水厂需要设计人员和运行管理人员密切合作，才能使其更好地发挥其社会、环境与经济效益。
参考文献：
[1]曾科主编《污水处理厂设计与运行》北京化学工业出版社2001
[2]北京市政设计总院主编《给水排水设计手册第五册―城镇排水》北京中国建工出版社2004
[3]王彩霞编《城市污水处理新技术》北京中国建工出版社1990
[4]周雹著《活性污泥工艺简明原理及设计计算》北京中国建筑工业出版社2005
水利水电工程泥沙设计规范篇8
关键词河流动力学；教学内容；实验教学；教学方法
中图分类号：G642.0文献标识码：a文章编号：1671-489X(2011)36-0041-03
河流动力学是水文与水资源工程专业重要的专业课，它的作用是使学生了解冲积河流在自然状态下以及受人工建筑物影响以后所发生变化的基本特性。按研究的角度和特点，河流动力学可分为泥沙学和河流学两个子领域[1]。河流动力学在水库建设、大江大河治理、工程泥沙、水资源开发利用、水环境保护及农业节水灌溉等方面具有十分重要的作用[2]。
2000年，桂林理工大学（原桂林工学院）在广西高等院校中率先设置水文与水资源工程本科专业，并开设河流动力学课程，以适应水资源开发、河流生态保护事业对人才的需求。该课程作为水文与水资源工程专业的专业主干课程之一，其地位十分重要，在2004年、2006年和2009年几次教学大纲修订中，河流动力学作为桂林理工大学水文与水资源工程专业核心课程的地位始终没有发生变化[3]。经过多年的发展和积累，河流动力学课程建设取得一定的成果，但如何面向广西乃至西南水资源开发，合理安排教学内容，提高课程的教学质量，是一项长期的、艰巨的任务。本文结合河流动力学课程改革与实践，从教材选取、内容优化、实验改进、方法革新等方面对课程建设进行研究。
1合理选择教材，丰富授课内容
课程开设早期，采用的教材比较单一，使得授课内容有一定的局限性。针对此种情况，改变以往采用单一教材的局限性，融合多本最新的优秀教材，构建复合教材体系。目前可用于本科生教育的河流动力学教材主要有以下几本。
1）《河流动力学》（张小峰等，中国水利水电出版社，2010）[4]系统介绍河流动力学的有关理论，分别阐述河流泥沙来源、泥沙运动、流域侵蚀、河床演变、河道观测和河床冲淤变形模拟方法等内容。
2）《河流动力学》（陈文彪等，武汉大学出版社，2007）[5]主要包括河流动力学的研究对象、学习河流动力学的方法、推移质运动、悬移质运动、悬移质含沙量沿水深的分布、蓄水库中因挟沙水流而形成的异重流、水库淤积和坝下游一般冲刷的计算等方面的内容，着重基本概念的阐释，对若干问题提出作者的论点和分析的方法。
3）《河流动力学概论》（邵学军等，清华大学出版社，2005）[6]系统地阐述泥沙运动力学和河道演变的基本原理，内容包括河流系统与人类活动、泥沙颗粒基本特性、床面形态及水流阻力、推移质运动、悬移质运动、河道演变的基本原理、冲积河流的河型、数字河流、河流动力学研究展望。本书可以帮助学生掌握泥沙运动和河道演变方面最基本的知识。
4）《河流动力学》（王昌杰，人民交通出版社，2004）[7]主要内容包括泥沙性质、推移质运动、悬移质运动以及异重流、平原河流河床演变、潮汐河口河床演变以及河床演变分析与河床变形计算，着重基本概念的阐述，并顾及前后课程的衔接。
5）《河流泥沙动力学》（张瑞瑾，中国水利水电出版社，1998）[8]系统阐述河流水力学基本原理，泥沙的特性、沉速、起动、沙波运动，推移质和悬移质运动及计算方法，高含沙水流和异重流等，重视基本概念和理论与实际结合，深入浅出，便于自学。
综上所述，每本教材由于编写体系不同、侧重点的差异，都有自身的优势。在综合几本教材优点的基础上，结合专业发展实际，选择《河流动力学概论》（邵学军等，清华大学出版社，2005）为主，以《河流动力学》（张小峰等，中国水利水电出版社，2010）和《河流动力学》（陈文彪等，武汉大学出版社，2007）为辅的复合教材体系。
2优化课程内容，拓宽学生视野
改变以往采用单一教材的局限性，吸收、融合多本教材的内容，并使之成为较完整的体系，优化课程内容。目前的授课内容主要以《河流动力学概论》（邵学军等，清华大学出版社，2005）教材为框架，在河流系统与人类活动和冲积河流的河型章节中穿插介绍《河流动力学》（张小峰等，中国水利水电出版社，2010）中的流域侵蚀和河床冲淤变形模拟方法相关内容，而在悬移质运动部分增加《河流动力学》（陈文彪等，武汉大学出版社，2007）中的蓄水库中因挟沙水流而形成的异重流、水库淤积和坝下游一般冲刷的计算，并增加《中国岩溶地下河系及其水资源》（郭纯青，广西师范大学出版社，2004）[9]中岩溶地下河的内容，同时精简数字河流、河流动力学研究展望两个章节的内容。优化后的课程内容，既做到主次分明、层次清晰，又吸取不同教材的精华。
此外，河流动力学是一门多学科交叉的学科，广泛应用水力学、水文学等学科的原理和方法处理问题，主要研究水流与河床的相互作用规律，这使得部分教学内容与水力学、水文测验等课程的内容有所联系，因此，在授课过程中注重河流动力学与相关课程之间的衔接。例如，在河流动力学教学中，学生对泥沙运动驱动力的理解有一定难度，为了改善教学效果，在讲授河流动力学时，适当介绍水力学中与泥沙运动水流阻力有关的力的分解及水流能量等基本概念和基本知识。
河流动力学是新兴的学科，随着水流流速、泥沙含量测量等新技术手段的出现，以及新的泥沙运动理论的提出，河流动力学的一些授课内容也将随之变化发展。因此，介绍当代学科发展的前沿领域十分必要，可以引发并增强学生深入学习的兴趣。为此，在注重传授泥沙运动、水流阻力、河床演变等基本原理、基本概念、基本知识的基础上，充实反映本学科研究新进展的内容，如深入浅出地介绍河流动力学研究进展及其前沿的有关内容，拓宽学生的视野。
3改进实验教学，提高学生实践能力
实验是理论的来源和基础，实验教学有着理论教学不可替代的地位，课程实验的目的不仅要加深对理论知识的理解，而且要利于实验技能的提高和综合能力的培养。河流动力学也是一门实验科学，实验在河流动力学的教学中占有十分重要的地位。为巩固所学内容，培养学生动手操作和解决实际问题的能力，本课程开设有课程实验和实习。
由于课程开设之初的实验多为验证型和操作型，内容较简单，虽然易于学生操作，但不利于发挥他们的主观能动性。例如粒径计法泥沙颗粒分析实验，教师在实验前的准备工作较繁杂，而学生实验时得到动手能力锻炼的机会较少。另外，有些实验项目不便于学生将所学的专业知识系统化，难以激发学生将专业理论应用于实践的探究热情和对该学科的好奇心，如泥沙吸附重金属迁移转化动态模拟实验。
因此，改进实验内容，增加特色实验和自主创新实验十分必要。首先，实验项目由验证性实验向综合性实验转变。例如，利用土壤侵蚀与流域产沙模拟装置，将流域产沙、泥沙起动、河床演变等实验项目整合成一个大型的综合实验――水流挟沙模拟实验，这样不仅增加实验项目之间的联系，有利于学生对专业知识系统化理解，也能较大程度地锻炼学生的动手能力。其次，增加设计性实验项目，充分发挥学生的创新设计能力。例如，利用岩溶管道水流模拟装置，由学生运用已掌握的岩溶地下河方面的基本知识、基本原理，提出具体方案、拟定实验步骤，独立完成操作、记录、分析实验结果等，提高学生的动手和创新思维能力。最后，增加实验内容与现实之间的联系，如实地调查漓江河床演变特性和灵渠防洪排沙工程，有利于提高学生对实验的兴趣和参与热情。
3.1特色实验
1）漓江河道演变实地调查。以桂林市区漓江河段为研究对象，实地调查市区河段的比降、断面形态、河床物质组成和河型，结合河流断面的水流流速、水流挟沙能力等因素的分析，研究市区河段河型的成因。
2）灵渠防洪排沙工程考查。考查灵渠水利设施各组成部分及河流动力功效，实地认识人工水利设施与河流动力作用的相关关系，初步掌握水沙流野外调查观察和人工水利设施防沙排洪功效。灵渠水利工程观察的内容非常丰富，主要包括铧嘴、大小天平、南渠、秦堤、北渠以及船闸、斗门等。它们的作用不同，但互相联系，构成一个统一的排洪分沙分水的整体。
3.2自主创新实验
1）水流挟沙模拟实验。该实验采用土壤侵蚀与流域产沙模拟装置，该装置主要由人工智能控制组件、多变河曲组件、自动人工降雨组件及流量测量等综合集成，可完成实体比例仿真模拟流域产沙过程、泥沙起动、河床形态变化等任务，研究床面形态与水流条件、泥沙特性的关系，观察在不同水流条件和泥沙颗粒组成情况下床面形态的变化及其过程。
2）地下河运动仿真实验。该实验采用“岩溶管道水流模拟装置”，该装置由3部分组成：岩溶管道水流模拟实验台、岩溶管道水流模拟装置测试仪和计算机监控系统。其中岩溶管道模拟实验台由3个水箱组成，每个水箱从不同位置延伸出多个管道，每个水箱均可大范围独立升降，以便由水箱产生不同的水压力，形成不同的管道水流，另有4个流量计灵活测试各管道水流量。通过岩溶管道水流模拟，了解岩溶区内岩溶管道水系统和岩溶地下河系统内岩溶水运动过程，并进行地下河运动仿真模拟及相关的水量计算和评价。
同时，结合西南地区地表河流和岩溶地下河系生态与健康，将与河流动力学有关的科研成果转化成教学内容，让学生受惠于延伸的教学与科研平台。重视实践环节训练，注重培养学生的应用能力，将教学、创新、科研融为一体，全方面提高学生实践能力。
4革新教学方法，提高学生自主学习能力
以灵活多样的教学手段组织和实施教学活动，以启发式、交互式、开放式教学方法贯穿教学活动始终。基本理论采用多媒体与必要板书有机结合的方式实现课程教学，习题和实验作为课堂教学内容的补充与延伸。
1）坚持“教师为主导，学生为主体”的思想。教师主要起启发和引导的作用，以点带面去激发学生获得更多知识的欲望，调动学生的学习能动性。教师精心传授与学生用心听讲相结合，课堂上留给学生5分钟左右的思考时间。鼓励学生课前预习，带着问题听课，课后复习，自学并消化吸收。
2）激发学生的创新意识。在课程建设中，紧跟学科发展趋势，密切联系科研生产实际，及时把泥沙运动、河床演变等领域的新思想、新理论、新方法反映到教材建设及课程教学之中。采用启发式教学，注重学生自主学习，强调课程的基本概念，留给学生一定的思考空间，引导学生到书本、参考资料去寻求答案，以激发学生的创新意识，培养出更优秀的学生。
3）建设精品课程，丰富教学手段。课程中的水流阻力、水流挟沙力等内容比较抽象，在利用图表、图形、动画等讲解基本概念上，多媒体教学有着明显的优势。在课堂教学中，恰当、合理运用多媒体课件、多媒体动画、教学录像等技术手段辅助教学，让学生有更直观、更详细的认识，收到较好的教学效果。充分利用网络的开放性、交互性、实时性等特点，将多媒体、网络与课程相结合，突出个性化和多样化，鼓励学生利用精品课程自主学习。
4）课堂教学交流互动。为了调动学生学习兴趣和主动性，增强课堂教学效果，改变传统的填鸭式课堂教学，采用交流互动式教学，与学生共同探讨黄河河床演变、漓江河道形成等问题，鼓励学生发表自己的看法。在课堂传授知识的同时，让学生随堂进行有关计算，并随堂进行讲解，巩固学生的学习知识。通过布置课后思考题的方式，指导学生查阅使用各种资料。采用讨论等形式，鼓励学生根据兴趣自选问题，结合课程内容进行专题调研，走上讲台发表自己的观点和看法，展开热烈的讨论。
5）理论联系实际，注重知识运用能力的考察。河流动力学是一门理论密切结合实际的、具有显著水利特色的专业基础教学课程。在教学活动中，安排漓江河道演变实地调查、灵渠防洪排沙工程考查、水流挟沙模拟实验、地下河运动仿真实验等系列实践性、实验性教学活动，引导学生重视技术、重视实际、重视实践，强化学生对知识的运用能力，让学生在探索与实践中获得新的知识。
6）利用现代交流手段，注重课外辅导、答疑、讨论。就学生集中反映的问题，安排课外辅导，或通过网络交流工具进行在线交流讨论。个别问题采用点对点答疑解惑，答疑不是简单给出答案，而是启发引导学生沿正确路径自己分析、思考解决问题，增强解题能力。结合专业介绍及学科前沿论坛，举办小讲座，开阔视野，努力提供有趣味性、可研究性且密切结合教学内容的实例。
7）改革考试制度，将应试教育转向素质教育。期末总评成绩作为综合成绩，包括两部分。一是平时成绩占30%～40%，包括平时作业、课堂讨论、实验实践环节等。在日常教学中，引导学生阅读科技期刊，让学生选择自己感兴趣的与教学相关的题目写微型文献综述，作为学生的平时作业成绩，培养学生素质和能力。二是期末试卷占60%～70%，在理论课笔试试卷设计上，加重主观题的分量，减少客观题的比重。同时试卷的给分点要多，注重考查学生的知识面。
5结语
将河道水流、泥沙运动与西南岩溶地下河系融为一体，突出地表水系与岩溶地下河系水流运动特点，体现岩溶特色，深化河流动力学教学内容，完善具有西南岩溶地区特色的河流动力学教学体系，拓宽河流动力学课程教学内涵。革新课程实验内容，增加特色实验和自主创新实验，提高学生动手和创新能力。采用启发式、交互式、开放式教学方法，提高学生自主学习能力。将科研成果转化成教学内容，让学生受惠于延伸的教学与科研平台。重视实践环节训练，注重培养学生的应用能力，建立校外实习基地，将教学、实践、科研融为一体，重视实践环节训练。
参考文献
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[2]曹叔尤.水力学及河流动力学基本问题研究的现状与任务[J].四川大学学报:工程科学版,2002,34(1):1-5.
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[4]张小峰,刘兴年.河流动力学[m].北京:中国水利水电出版社,2010.
[5]陈文彪,谢鉴衡,张瑞瑾.河流动力学[m].武汉:武汉大学出版社,2007.
[6]邵学军,王兴奎.河流动力学概论[m].北京:清华大学出版社,2005.
[7]王昌杰.河流动力学[m].北京:人民交通出版社,2004.
水利水电工程泥沙设计规范篇9
关键词：大坝安全大坝退役拆坝
1概述
目前国外（主要在美国）有一种拆坝的舆论，引起了国内一些人士的关注。究竟美国是在如何考虑拆坝的问题，又是如何管理的，根据美国大坝的注册管理、拆坝许可证制度、美国土木工程学会（aSCe）能源部水力发电专业委员会编写的《大坝及水电设施退役导则》[1]（以下简称《导则》，1997年出版）以及有关文献，本文简要介绍美国退役坝的管理程序及有关退役评估办法，并结合我国的水库大坝中的安全问题发表初步认识。
2美国大坝的注册管理
美国是世界上拥有大坝数量第二的国家，截止到1996年，超过6英尺高以上的坝共有7.5万余座，建坝的高峰期为20世纪的50~70年代，约建设了4.35万座（占58%），其中60年代建有各类坝约1.8万座[1]。
1920年，美国国会通过了联邦水电法(Federalwaterpoweract)，并授权于联邦能源委员会颁发水电开发许可证（该委员会的功能于1977年由美国联邦能源管理委员会FeRC所接替）[2]。大坝许可证有效期一般为30~50年，到期后需要经过严格的评审（包括环境影响评价）后重新申请注册。20世纪90年代，美国许多早期建设的水电站进入了新一轮的许可证申请程序。
3美国拆坝的焦点
在美国，拆坝的焦点主要反映在三方面[3，4，5，6]：1）大坝安全因素；2）大坝功能丧失；3）考虑洄游性鱼类生长及环境要求。美国目前已拆除坝的服役期多数为50年~140年，坝高一般不超过3~10m。在对已拆除坝的技术经济比较中发现，有些坝的除险加固费用远超过继续运行所发挥的效益或拆除所需的费用。在美国西部地区，考虑到为具有较高经济价值的鲑鱼、鳟鱼等洄游性鱼种提供更好的生存条件，对一些作用不是很大的坝也采取了拆除处理。
4美国的拆坝许可制
在美国，如果一个坝被列入拆除计划，首先要取得拆坝许可证，文献[7]介绍了取得拆坝许可证的有关程序和规定。许可证包括来自联邦的、州政府和地方政府的拆坝许可证，其根本目的是要保证被拆除坝的安全、近期或长期对河流及洪泛区带来的影响最小。
4.1联邦许可证1）首先要满足陆军工程师兵团（USaCe）颁布的清洁水法404章中的有关规定；2）若拆除的坝以发电为主，还要向FeRC提出申请，放弃或取消其发电功能的注册资格，FeRC有权决定该坝的拆除方式；3）对申请拆除的坝需通过国家环境法（nepa）的评价；4）开展有关法律的咨询，包括满足濒危物种法、国家历史保护法等；5）获取州政府颁发的有关水质证书和海岸带管理法证书，保证拆坝不会影响河道的水质及海岸带的管理。
4.2州政府许可证州政府的许可证包括：1）水道开发；2）大坝安全；3）州环境法的评价（类似nepa）；4）历史文物保护评价；5）重新规划洪泛区；6）州政府证书。
4.3市政许可证1）拆除许可证；2）建设许可证。如果一个大坝靠近城市，其拆除计划还要得到市政的许可。为了恢复河道还要建设围堰者，则需获得有关建设工程的许可证。
5美国《大坝及水电设施退役导则》的主要内容[1]
5.1《导则》出台的目的
在20世纪90年代初期，面对美国的拆坝已进入一项实质性的工作，美国土木工程学会能源部水力发电专业委员会于1994年成立了一个专门工作委员会，编制了《导则》[1]。该《导则》正式出版前获得一个专门评审委员会的评审，其成员有美国国家大坝安全协会（aSDSo）、电力公共事业的观察员、FeRC，USaCe、前国际大坝委员会主席J.a.Veltrop先生，表明该《导则》的出台是非常严肃和慎重的。
《导则》编制的目的为：1）明确大坝退役评价所需要的数据；2）拆坝所要开展的工程、环境和经济评价的方法；3）比较大坝退役的具体技术方案和评估退役坝的投资与效益。
开展大坝退役评价要考虑的因素包括大坝安全、美学、鱼类、河流流量减少等，在经济方面要比较大坝继续运行或加固维护的费用。在上述因素中，大坝安全放在首位。其它考虑的方面还有：1）社区生活对供水或娱乐设施的依赖情况；2）城市用水与灌溉的水权；3）生态需水要求；4）泥沙管理；5）防洪与水流调节效益。
通过对大坝的评价可以得出：1）继续运行；2）部分功能将退役；3）整个工程全部退役。
5.2工程评价内容
工程评价的内容有：1）防洪标准和溢洪道泄流能力；2）施工导流和围堰布置；3）大坝、电厂设施、辅助设施部分或全部拆除；4）机械和电气设备的拆除；5）设备的处理；6）考虑泥沙管理、环境要求、洪水和湿地作用所采取的工程措施；7）增加娱乐设施；8）施工以及拆除方案的投资预算及施工计划，9）运行维护费用。
在确定大坝是部分拆除或全部拆除的分析工作中，首先要考虑的是大坝安全，并进行洪水控制与溃坝洪水的深入分析比较。FeRC对灾害进行了分类，考虑的因素有人口伤亡、财产损失等。美国联邦紧急事物管理署（Fema）会同美国大坝安全委员会（iCoDS）正在修订灾害分类评估导则。
针对入库设计洪水，进行结构安全计算复核，并考虑是否需要采取加固措施。地震荷载对大坝安全的影响也必须考虑。为防止溃坝，必要时要采取一定的工程措施，包括增加溢洪道过流能力或加高、加固大坝，因此也相应增加了投资，这部分费用都应作为方案评价的内容之一。
对混凝土坝、土石坝，都要进行安全稳定分析，对土石坝还要开展坝坡的稳定和抗冲刷能力的分析，包括有漫坝洪水引起的坝坡冲刷、溢流设施泄流对坝脚的冲刷、波浪作用、水库调度运行等。
土石坝，如果采用部分设施退役方案，要通过洪水演进分析确定大坝是否要加固、是否要建设新的泄洪设施，要进行洪水漫坝条件下的坝坡保护复核计算。如果大坝整体退役，需要考虑大坝的拆除及施工导流等问题。混凝土坝，尽管混凝土坝具有抵抗洪水漫坝的能力，但是必须对其基础进行漫坝洪水的冲刷分析，以确保大坝的稳定。其它附属设施无论大坝是采取部分退役或是全部退役方案，都要研究溢洪道的问题，以解决拆除过程和永久运行期（部分拆除方案）的过流问题。
大坝拆除要考虑坝拆除后原筑坝材料的堆放处理问题、拆除过程中的导流问题、大坝拆除后因地下水位降低引起的地质灾害问题、坝址区附近的生态环境恢复建设问题等。废料堆放场地也是非常重要的，要考虑满足联邦政府、州政府、地方政府的各项规定。如果可能，可以考虑利用原来建坝时的采料场（坑）堆放拆坝的土石料。但是对于泥沙和其它材料则应采用不同的处理方式，对拆除的废弃混凝土要测试是否存在有害物质。可以考虑将废料破碎后作为修路材料。大坝拆除后还要进行地表的恢复工作，如覆盖土、种草、植树等，同时还应该加强监测地下水的运动及有害物质的含量。
5.3环境影响评价
对环境影响的评价要考虑到州和联邦法律以及相应的许可制度等，包括该工程是在FeRC注册还是在州注册。如由联邦机构进行环评，则必须满足《国家环境法》的有关要求，州政府机构还有可能增加一些各州有关环境的考虑因素。
水量与水质开展环境分析不仅要考虑水质，还要考虑到水源问题，即地表水和地下水，在此基础上开展水量与水质的评价。无论作出的结论是继续运行、部分设施退役、或全部退役，都会存在一些潜在的影响，其评价结果有可能是正面的，也有可能是负面的。因此要采取可行的工程措施，以减少其不利影响。在考虑水量时，可采取修改运行规则、增加泄流量、建设新引水设施、修建新的防洪设施等方案。在提高水质方面，可通过修建污水处理厂、沉沙设施等措施来实现。
鱼类、野生动物及物种首先要开展对鱼种及其它水生物的调查，考虑鱼类及水生物保护的长期规划的要求，进一步的考虑应保证鱼类能过坝。根据联邦政府或州政府颁布的《濒危物种法》，确定在坝址区要保护的各类植物与动物，包括州或联邦政府已经规定了的或尚未规定的保护物种，以及有可能影响到的物种。
植被水库部分退役或全部退役将会降低现有湿地的水位，但同时也会创造出新的湿地。库区沉积的泥沙是很肥沃的，适宜于植被的恢复，可适当考虑在露出水面的淤沙上播撒草种。利用恢复植被的自然措施来保护土体边坡稳定是一个比较好的方法，远优于用砌石护坡的方式。将原工程所占的土地腾出来用于植被的恢复是一项积极的措施。
文化、历史与考古资源坝与水库也可能建在具有丰富文化、历史或考古资源的地区，在坝的拆除工作中要认真进行调查、并考虑给予
保护，以免遭到破坏。对这些文化、历史或考古资源的保护工作要遵循美国国家的各种法律，包括文物注册登记等。
景观资源《导则》中指的景观资源是坝址区自然的或人工形成的景观特征，包括风景、昆虫和鸟类的啼鸣、夏季的和风、各类鲜花的飘香等，其中风景包括有野生资源、水资源、植被、岩层、已开发的或未开发的土地等，目前已有相应的评价方法可用于对这些资源的价值进行评估。坝的部分拆除或全部拆除都会大大的影响坝址的景观，或带来一些负面影响，但可以通过采用适当的植被恢复、或修建通向自然景观地的道路等措施来减小这些负面影响。
休闲娱乐休闲娱乐资源包括自然的、以及开发水资源与土地资源后所形成的户外的休闲娱乐场所。应考虑三方面的问题，一是对工程区域受到影响的人群；二是这些休闲娱乐设施的使用时间，如周末、季节性、淡季与高峰期等；三是娱乐设施的组成与配置，包括容量、规模、收费等。设施的配置还要考虑满足《美国残疾人法》的要求。对于可能带来的负面影响要通过采取适当的措施加以弥补。
土地利用工程拆除后，其土地的利用和所有权需要认真加以界定，包括地方用地、商业用地、工业用地、公共土地以及私人土地等。如果大坝是全部拆除，对周遍影响范围则比较大，包括湿地有可能减少或增加、洪水区域将发生变化、库岸边利用价值的降低、有关水的商业活动由湖库方式变为河岸方式等。这些可以通过改变土地的利用方式来减少其影响程度，包括重新修建一些设施、房屋和商业活动场所，或签定长期协议来管理受影响的土地。
5.4泥沙管理
大坝拆除后库区泥沙的处理方案直接影响着大坝拆除方案决策的制定。如果不对泥沙进行处理，有可能带来的负面影响为：1）增加下游河道的泥沙，因而改变其河流的生态特性；2）细沙在下游河道的沉积将会影响鱼类的产卵；3）不加控制的向下游泄放泥沙将会在河道中产生沙波，随着时间的推移和泥沙向下游的输移，将会抬高下游河床高程以及影响支流的汇流；4）河道输沙量的增加会相应加剧对河岸横向变形；5）抬高河床高程将会增加洪水的风险与阻塞取水口。反之，如果采取有效的泥沙处理方案，科学地输送粗沙、树枝树干、养分和其它物质，可为鱼类生长、野生动物、水生物带来益处。
水库泥沙特性与泥沙处理方案通过了解水库泥沙特性来确定拆坝后对泥沙的处理方案，以及进行下游河道淤积、环境生态影响的评价工作。针对大坝拆除方案，对泥沙的处理方式可归为如下四类。
1）不作任何处理对库区淤积的泥沙不作任何处理，留在原地。但要修建排沙设施，通过长时间的运行逐渐减少库区泥沙淤积量。
2）河道输沙不论是采用全部保留大坝、部分拆除或全部拆除方案，都可以采用大孔口和降低水库运行水位以提高输沙率进行水库排沙。对大坝全部拆除方案，水库泥沙将随坝的分阶段拆除逐步达到下排的目的。
3）机械清除机械清除方式包括传统的开挖、机械挖沙和水力清沙。可采用泥浆泵、运输带或管道方式进行运输，另外还要考虑泥沙的堆放地。机械清沙方式还可以结合水力冲刷，以减少对环境的影响，如采用机械将细沙清除后，还可以利用剩下的粗砂。
4）就地覆盖保护处理不论是部分拆除或是全部拆除，都可以采取将淤沙就地覆盖的保护处理方式。在淤积的泥沙体中开辟一条过流通道，将其表面采用护坡覆盖的保护处理方式，保证其稳定，修建导墙、利用植被控制表面径流，最终达到排泄洪水但不会带走泥沙的目的。
研究泥沙处理方案需要结合工程方面和环境方面的要求，需要弄清楚每一种方案对库区淤沙处理的效果、对水生物种和文化资源的影响。如密执安州泥沙处理方案的确定时考虑了控制水体的浊度，以满足特殊鱼种的生存需要。
排沙效果、风险和成本分析上述不同的泥沙处理方案对下游的基础设施、水生物、文化资源影响是不同的。如排放细颗粒泥沙将影响水质，排放粗颗粒泥沙有可能产生淤积，以及影响河道的行洪与河道形态变化，这些负面作用会影响到下游的环境、财产持有者及水的用户，为此将直接影响泥沙处理方案的确定。
5.5方案评价
方案评价是在对大坝进行工程技术、环境生态、泥沙等方面的综合评价分析工作基础上开展的。
经济分析对退役坝方案，通过成本—效益的分析，研究不同方案的经济可行性，确定该工程的用途和价值，实际上是分析退役坝对资源综合利用的结果。
资源的种类主要从工程、环境和社会经济三个方面考虑，具体为供水、防洪、发电、航运、娱乐、商业利用、水权、间接效益等。这里要特殊解释的是：1）商业利用，即在某些情况下，大坝退役后可能影响当地的农业产出、生产成本、排水与灌溉、泥沙冲蚀速率，因此也会影响其商用价值；2）水权，不论大坝或发电设备作部分退役或全部退役，都将引发对目前已形成的水权制是否要发生变化的问题，特别在美国西部，许多州都有州的水权法，股东方都受到法律的保护；3）间接效益，是指非直接利用资源所获得的效益，这种效益是难以定量或用价格来衡量的。
用预算的方法分析该工程（或方案）的成本—效益关系，其结果可以是正的，也可能是负的，关键取决于该方案对某一特定资源的利用是增加其经济价值还是减少。如果可能，经济价值可以用货币的方式进行量化，反之也可以用等价的货物来衡量。可以通过市场流通交换评价某些资源的价值，如电价、具有商业价值的鱼、供水等。经济模型采用货币、非货币、定量与非定量方式进行分析。发电的损失可以用年收入来计算，其它方面的影响也可以用定量、但不一定是货币的方式，如湿地损失的面积等。非定量的影响还包括风景、文化资源等。
决策过程是建立在对各种资源分析评价的基础上的，包括对资源可定量的估价、物理和经济方面的影响等，其影响的程度可以用较小/较大、负面/正面、长期/短期等描述，按影响程度的大小进行排队。在某些情况下，还要请受到影响的股东们参与，这些股东包括位于上下游地区的居民、商家、政府机构、非政府组织等。
通过给出各种资源的优先权进行方案的定性或定量评价，考虑的因素有：1）“定量影响”为对资源影响的定量指标，如发电量、泥沙预测等；2）资源重要性，可为本地的重要资源，也可以为影响人类健康和安全的重要资源；3）资源影响程度；4）资源影响程度的权重。
《导则》推荐采用两种评价方法来评价经济和无形价值的问题。首先采用国家环境法（nepa），其次用分析模型(aHp)进行分析。nepa的评价可以考虑股东的参与，所有的利益相关者都可以参与，各种影响因素都可以考虑。nepa可以考虑该工程与早期介入的股东之间的关系，并由此确定该工程对环境和经济的影响关系。aHp数学模型采用通用的模式可以对不相关的受益者和其价值进行分析比较。
nepa分析包括环境评价（ea）或环境影响评价（eiS），究竟用那种方法将取决于问题的复杂性。aHp从不确定性方面对方案进行比较和分析，也是风险分析最基本的方法之一。通过aHp的分析来确定每一个方案的不同结果以及存在的不确定性因素。决策者和股东们更感兴趣的是今后会发生什么事情？结果如何？
转贴于6对美国退役坝管理的初步分析
6.1美国目前拆除的是一些具有安全隐患、功能丧失、局部影响环境生态（包括鱼类）的一些小坝美国最早拆坝的实例发生在1912年，截止到1999年，已经拆除了455座坝[5]。据最新统计资料[3，4]，2003年被列入拆除的坝有58座，2000-2002年间共拆除了79座坝。美国近年来虽然拆除了一些坝，但主要是位于支流上的小坝、老坝，服役期在70~100年，坝高一般为10m以下，包括早期建设的用于造纸业、纺织业、灌溉、供水等目标的小型水电站等。这些工程多为经过长期的运行，已丧失了原设计的功能，许多工程已不适应现代化大工业生产的需要。从大坝安全管理的角度出发，考虑工程自身的安全和对下游带来的潜在的危险、以及加固费用高等原因，在做了详细的分析比较后选择了拆除方案。另外还有一些是考虑洄游性鱼类生长的需要与国家自然公园相协调的河道建设而拆。
6.2美国的水库大坝在国家经济建设中仍是不可替代的美国垦务局、陆军工程兵团、田纳西河流管理局、以及一些水电公司和州建设的大型水电工程在美国的经济发展中仍占有相当重要的作
用，1996年水电装机总量达75500mw（不包括蓄能机组），与我国目前水电装机容量基本相当，年发电量300twh。在中西部地区，许多大坝还承担着调水工程中的水量调蓄功能，如加州调水工程中，包括23座水库大坝（其中有著名的oroville坝，最大坝高235m），总蓄水量达82亿多m3，为加州南部和西南部的供水起到了重要的作用。20世纪30年代建起的胡佛坝至今被美国人认为是国家的重要财富，经胡佛坝调节下泄的水量，为内华达南部、加州南部和亚利桑那州西南部地区提供了重要的水源。目前美国还没有一座具有重要防洪、发电、航运、供水功能、经现代化设计施工的坝被列入拆除计划。
6.3美国重视并科学、理性地对待退役坝的问题大坝不是一劳永逸的建筑物，美国对那些早期建设的坝的安全及退役问题给予了高度的关注，建立了拆坝许可证制度，并已经编写出有关《导则》，用于科学地指导大坝退役的评价工作，不仅有技术方面的，还考虑了有关环境生态、社会经济方面的因素，同时更加关注坝的拆除过程中的相关技术问题，重视大坝拆除过程中的安全，减少坝拆除后对周围生态环境、社会经济发展的影响，真正立足于可持续发展的目标。
7中国水库大坝安全管理中的新问题
7.1小型水库大坝的安全是中国大坝安全管理中的薄弱环节中国是世界上建坝第一大国，现有水库近8.6万座，其中大型水库445座，中型水库2782座，小型水库8.2万余座。1999年《全国病险库除险加固专项规划》调查显示[8]，全国有3万多座病险库，被列入近期除险加固的1364座主要是大中型水库，另外有2万多座小型水库需要除险加固。我国小型水库大多建于20世纪50~70年代，工程标准偏低、质量较差，加之工程管理与运行维护费用缺乏正常渠道投入，安全问题十分突出，每年汛期小型水库出险、溃坝事故时有发生。
7.2小型水库垮坝是水库安全度汛中的主要问题焦点水利部汪恕诚部长在2003年防汛会议谈到了我国近12年来水库垮坝的情况[9]，“1991年以来，全国共发生235座水库垮坝事件。从垮坝原因看，147座是因发生超标准洪水导致水库漫坝失事（63%）；71座是因工程质量差、抢险不力造成垮坝失事（30%）；其它7%的垮坝主要是管理不到位、措施不得力造成的。从垮坝水库的规模看，小型水库233座（99%），中型水库2座。以上分析表明，当前水库存在的主要问题恰恰是水库垮坝的主要原因，小型水库恰恰是水库安全度汛工作的薄弱环节”。
7.3小型水库大坝管理水平与除险加固技术落后文献[10、11]总结国内外大坝安全分析结果表明，垮坝与大坝安全的重点是土石坝。我国小型水库的安全问题主要反映在以下几方面[8]：1）面广量大。尽管20世纪80、90年代以来陆续进行了各种形式的小型水库的除险加固工作，但由于管理体制和资金的制约，对险情缺乏深入的了解或限于局部抢险，往往只是治标不治本，难以彻底清除隐患。目前全国待除险加固的小型水库还有数万座，数量巨大，不是在短期内能得到彻底解决的；2）同一水库多种病险问题同时存在。如防洪能力不足、大坝渗漏严重、大坝形体单薄、结构不满足安全要求、泄水建筑物存在严重隐患、大坝或建筑物不满足抗震稳定要求、白蚁危害、金属结构不能可靠安全运行、防汛交通与通讯设施不具备等；3）技术力量薄弱，安全管理水平低。小（1）型水库虽设专人管理，但几乎无专业技术人员，小（2）型水库没有专人管理，甚至无人管理；4）经济基础差，难以进入良性循环。水库管理经费奇缺，很多水库长期处于带病和限制运行状态，大部分小型水库从未进行过维修养护，一般只有在出现严重险情时才能得到应急治理，但远不能根除隐患。
从除险加固技术来讲，国内在处理大中型病险库问题中，积累了许多经验，但由于小型水库问题更加复杂，多种病险问题同时存在，在大中型水库中取得的经验不能照搬套用，许多小型水库大坝，在建设时各种技术资料就不完整，甚至根本无技术资料档案，给除险加固带来很大的困难。从加固处理费用看，小(1)型水库加固经费大约在100万元，小（2）型水库约25万元[7]。我国目前有2万余座小型水库急待加固，如果全部实施，则所需经费在数十亿以至上百亿元人民币，这是一笔十分可观的费用。对这些问题亟待认真研究分析。
7.4水库安全管理中的新问题针对病险库存在的问题，我国于1991年颁布的《水库大坝安全管理条例》[12]中要求对病险库进行分类、采取除险加固措施、或废弃重建；在险坝加固前应采取保坝的应急措施，或改变原设计运行方式；制定险坝加固措施；对险坝可能产生的垮坝及淹没范围进行预估，制定应急方案等。水利部2003年7月1日起实施的《水库降等与报废管理办法（试行）》（简称《办法》）[13]中规定对降等与报废的水库大坝必须进行严格的论证和审批，并分别给出了符合降等或报废的条件。《办法》规定水库降等论证报告内容应当包括水库的原设计及施工简况、运行现状、运用效益、洪水复核、大坝质量评价、降等理由及依据、实施方案。水库报废也即为水库退役，如对水库实施报废（退役）的管理措施，除应进行降等论证报告中具有相同内容的工作外，《办法》特别要求论证报告内容则应包括报废理由及依据、风险评估、环境影响及实施方案。《办法》是我国水库大坝安全管理的一个延续和深化的阶段，是一种科学对待病险库的管理态度。
如果对水库采取报废（退役）的处理方式，有三方面的问题要特别给予关注与研究，一是要加强对报废水库的管理，如果管理不当，废弃的水库有可能成为新的致灾因素；二是要考虑水库周遍已建立起来生态环境因水库报废而发生变化，需要在一个相当长的时间内建立起一个新的平衡，由此对水库中边的生态环境带来的影响；三是因水库报废而产生的对水库上下游周遍社会经济发展的影响。修建水库大坝是为了兴利除害，而废弃不安全的、丧失功能的水库也同样应达到兴利除害的目的。
水库降等与报废（退役）在我国是一个新生事物，还需要有与之配套的、可操作的细则，特别是开展生态环境与社会经济定量的评价指标体系与评估模型的研究，以指导水库降等与报废（退役）工作的有效实施。
8中国的水库大坝老化、安全风险以及退役评价问题研究
我国目前许多水库大坝（多数为小型水库及大坝）的服役期也达到40年~50年，对于已存在的病险库问题和将来还会出现新的病险库问题，我们今后更多的是面对这些水库大坝的安全管理和除险加固工作，包括部分病险水库大坝的降等使用、报废（退役）评价和实施。因此应借鉴国外的经验，结合我国的国情，开展大坝老化和寿命以及安全问题开展研究，考虑我国应该如何面对存在安全隐患、已丧失原有功能的水库大坝的退役出路问题；或从流域的整体开发规划出发，对部分水库大坝功能调整后的出路，以及新的河流环境生态平衡等问题开展研究。水库大坝老化安全风险以及退役评价是一项非常复杂的工作，包括技术、经济、社会等诸多方面的因素，因此应该及早立项开展研究，探索出适应于我国国情的、科学的对策与相应的技术措施。类似人类和动植物一样，水库大坝也有生老病死这样一个过程，应得到科学有效的管理，从而构成一个水库大坝从“规划设计——建设与运行管理——除险加固——降等或报废（退役）”全过程的管理体系。
参考文献：
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[5]CRichardDonnelly，nannalder，nickparosby，CanadianDamassociationBulletin[m]，Vol.13，no.1，pp7-18，2001.
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[8]李雷，陆云秋，我国水库大坝安全与管理的实践和面临的挑战[m]，《中国水利》，2003，11，a刊。
[9]汪恕诚，“2003年水利部防汛工作会议上的讲话”，中国水利科技网，2003年5月16日。
[10]牛运光，土坝安全与加固，中国水利水电出版社，1998年。
[11]汝乃华，牛运光，大坝事故与安全?土石坝，中国水利电力出版社，2001年。
[12]《水库大坝安全管理条例》，中华人民共和国国务院令（第77号），1991年3月22日颁布。
[13]《水库降等与报废管理办法（试行）》，中华人民共和国水利部令（第18号），2003年5月26日颁布。
DiscussiononthemanagementsofamericanRetiredDamandtheChallengeson
ChineseDamSafetymanagement
水利水电工程泥沙设计规范篇10
关键词：防沙明洞沙漠施工工艺预防处理
1工程概况
1#防沙明洞起迄里程为：GDK585+720～GDK592+
380，全长6660m；2#防沙明洞起迄里程为：GDK597+460
～GDK598+880防沙明洞全长1420m。防沙明洞采用隧道明洞结构，衬砌内轮廓采用曲墙式，边墙外侧大跨线以下部分，采用直墙形式。
工程内容主要包括：地基处理，仰拱，拱墙及仰拱、隧底填充、水沟及电缆槽、大小避车洞、洞门、竖井等。
明洞位于沙漠边缘，风沙地段，工程地质条件较差，地表覆盖流动沙丘，地质构造不发育。
2施工工艺
2.1整体施工方案安排2个明洞作业队负责施工。下设拌合站工班、混凝土工班、钢筋工班、模板安装工班、振捣工班、土方作业工班，形成专业化流水作业。1#明洞分4个作业面配合8台衬砌台车（4组）进行流水作业，2#明洞组织一个作业面配合2台台车（1组）进行流水作业。
先安排路基作业队进行路堤填筑，达到设计标高后，进行基底10#水泥沙浆垫层施工，完成后按照顺序进行仰拱浇筑和侧墙浇筑、拱墙浇筑、水沟及避车洞施工。拱墙内外侧采用整体钢模，混凝土采用混凝土输送泵进行灌筑，插入式振捣器振捣。
2.2分项工程施工工艺
2.2.1路基施工工艺
2.2.1.1基底处理1#、2#明洞沿线地表多为风积沙，稳定性极差且承载力无法满足设计要求，须进行专项基底处理后才能进行填筑。基底处理方案如下：①将1#、2#明洞沿线路基表面的风积沙、草根、树枝清除干净。②挖方地段：按照设计要求挖至隧道仰拱以下1.3m，经实验检测，若该处土层承载力小于150Kpa且在1.3～3.3m范围内土层承载力仍然小于150Kpa，那么就将1.3～3.3m范围内的土体清除干净，以粉质黏土压实回填。如该范围内土层承载力均大于150Kpa，基底可不予处理。③填方地段：路堤底面与冲击层交界面以下2m范围内有承载力不足150Kpa的土层，该范围内的土体必须清除，以粉质黏土压实回填。如该范围内土层承载力均大于150Kpa，基底可不予处理。
2.2.1.2路堑开挖1#、2#明洞路堑绝大部分为土体，局部存在强风化岩石。开挖时采取“先防护，后开挖；边开挖，边防护；开挖后，即防护”的措施，保证施工安全。表层土及局部强风化软石，采用反铲挖掘机开挖，配合推土机裂土（石）、集土；弱风化软石及次坚石采用爆破法开挖，配合人工、风镐整修，装载机或反铲挖掘机装碴，自卸汽车运输。开挖按先外后内、自上而下、分梯段分阶层进行，后期开挖侧沟。对风化破碎岩体，为保证施工安全，开挖中要随时注意处理孤石，并及时施工作防护。
路堑开挖施工工艺流程图如mD-1。
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2.2.1.3路堤填筑路堤填筑采用大型机械作业，实施“挖、装、运、填、压”流水作业线，挖掘机开挖装车、自卸车运输、推土机配合平地机整平、重型振动压路机分层碾压，按照“三阶段、四区段、八流程”方式，横断面全宽、纵向分段、分层填筑的施工方式进行填筑。路堤填筑施工工艺流程详见mD-2。
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路堤填筑具体施工工艺如下：①施工准备：测量路基中线，放出边桩，将各坡脚桩点用石灰线连接起来，做好三通一平，机械设备检修、调试等工作。②分层填筑：采用按横断面全宽纵向水平分层填筑压实方法。填筑虚铺厚度不得大于0.35m，采用自卸车卸土，土堆的间距按汽车装土量和填层厚度计算确定，以便平整时控制层厚度均匀性。为了保证边坡压实质量，填筑时路基两侧应各加宽50cm。③摊铺整平：采取分段集中，联合协作的形式，采用推土机粗平，平地机精平，填铺面在纵、横向平顺均匀，达到充分的碾压效果，提高路基边缘压实度。④洒水晾晒：粉质黏土填料碾压前最佳含水量为2%至-3%。当填料含水量较低时，应及时采取洒水措施，按加水量公式计算，采用取土坑内提前洒水闷湿和路堤内洒水搅拌两种方法；当填料含水量过大，可采用取土坑挖沟拉槽降低水位和用推土机松土器拉松晾晒相结合的方法，或将填料运至路堤摊铺晾晒。⑤碾压夯实：确认层厚、平整度、含水量符合要求后采用重型振动压路机碾压。压实顺序按先两侧后中间，先慢后快，先静压后弱振、再强振的操作程序进行碾压。各区段交换处应互相重叠压实，纵向搭接长度2m，沿线路纵向行与行之间压实重叠应为0.5m。⑥质量检验。试验人员在取样或测试前必须检查填料是否符合要求，碾压区段是否压实均匀，填筑层厚是否超过规定厚度。
路堤填土压实的质量检验应随分层填筑碾压施工分层检测。
路堤每层填筑压实质量标准为：压实度系数大于或等于0.94，地基系数K30大于或等于0.94mpa/m，压实满足要求后方可进行下一层填筑施工。
2.2.2仰拱垫层施工工艺明洞仰拱垫层采用C15沙浆稳定粉质黏土，10cm厚。施工工艺如下：
根据下挖深度采用人工配合挖掘机进行开挖，尽量避免扰动垫层以下填筑土体的稳定性。挖至设计标高后，人工进行整平、夯实然后进行C15沙浆垫层施工，沙浆在拌合站集中拌制，混凝土罐车运抵现场。根据设计要求确定的砂砾土场，作好取土的准备。
2.2.3仰拱、拱墙及仰拱填充浇筑施工工艺
2.2.3.1施工准备仰拱垫层C15沙浆达到一定强度后即可开始进行仰拱和拱墙混凝土的施工。根据明洞上部拱墙结构整体模板施工要求，仰拱、仰拱填充及下部拱墙分三次浇筑到上部拱墙定型模板安装位置，然后一次性将拱墙浇筑完成。施工工艺流程图如mD-3。
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2.2.3.2钢筋绑扎仰拱钢筋按照规范和设计要求进行加工并安装，下层钢筋采用同标号混凝土垫块垫起，垫块与主筋绑定，均匀分布，呈梅花形布置。拱墙钢筋按照规范和设计要求在钢筋加工场进行下料，运到施工现场后进行组装。拱墙钢筋利用2台简易台车以20m一个工作循环进行现场绑扎、焊接、预弯弧形。钢筋保护层采用同标号的圆形垫块进行控制，垫块半径根据保护层厚度确定，圆形垫块事先预制好，帮扎实固定在主钢筋上，确保混凝土保护层的厚度。
2.2.3.3模板安装基础模板采用组合钢模板，模板安装前用绞磨机将表面铁锈、毛刺彻底打磨干净，达到手感如镜面，然后涂刷长效脱模剂。模板板缝采用双面胶条填塞密封。模板外侧采用钢管支架加固，内侧设对拉钢筋加固。
拱墙衬砌台车利用吊车进行安装、调试。台车内外按照台车设计尺寸共铺设四条轨道供台车整体移动。台车安装液压装置，电力系统供给工作动力。台车内模利用液压装置收缩，模板因重力下坠进行脱模。外模和顶模利用台车两端头的液压旋转装置，先将模板向外旋转出来，然后上顶脱模。整体模板依附利用钢轨进行宽度净空控制，利用在拱墙角（第三次浇筑混凝土时纵向等间距的预埋的pVC管）进行高度净空控制并阻止整体钢模板上浮。拱墙尺寸由在模板上均布设置的2～3排对拉丝和整体模板自身的刚度来控制。台车行走的钢轨利用枕木和预埋件进行定位。在第二次浇筑仰拱回填混凝土时，按照台车设计尺寸均布预埋钢筋或地锚来进行钢轨定位。整体模板表面平顺、整洁，接缝间隙不大于2mm，无错位现象。浇筑混凝土前涂刷长效脱模剂。在混凝土浇筑工序倒换工程中，将模板整体移至无钢筋加工段进行模板打磨、修整、涂脱模剂，然后回移浇筑混凝土。下锚洞段模板也采用整体钢模，在现有模板基础上进行局部改装而成。
2.2.4混凝土施工工艺
2.2.4.1仰拱、仰拱填充及拱墙下部混凝土浇筑混凝土灌筑前，先将浇筑区域内的杂物彻底清理干净，在接茬处用m10水泥砂浆浆进行湿润，确保两次浇筑的混凝土能够紧密的结合在一起，尽量减小施工缝。分层浇筑，每层厚度为30cm，采用插入式混凝土振捣器振捣密实，振动棒与侧模保持5～10cm的距离，浇筑混凝土过程中，派专人检查模板情况，如有异常及时采取有效措施进行加固处理。混凝土每层浇筑时间间隔不得大于混凝土的初凝时间，上一层浇筑时，振捣器必须插入下一层15cm，确保两层混凝土紧密结合，避免出现施工缝。
2.2.4.2拱墙整体模板混凝土浇筑拱墙整体模板混凝土浇筑采用输送泵、汽车泵进行，混凝土由拌合站集中拌制，罐车运到施工现场。在台车侧模和顶模处均匀地布置4排工作窗，用来进行混凝土的振捣作业。混凝土浇筑时，左右对称的进行，确保模板不会由于偏压而移位。
2.2.4.3防水混凝土施工工艺①原材料选择。配制防水砼的原材料必须符合质量要求。水泥符合国家标准，强度等级不低于32.5mpa，水泥用量不少于300kg/m3。如有受潮、变质、过期现象，不采取降级使用，优先选用硅酸盐水泥。地质中有硅酸盐侵蚀的地段，选用火山灰质水泥。砂、石的要求与普通砼相同，但清洁度必须充分保证，控制含泥量，如含泥过大，将加大砼收缩，降低强度和抗渗性。石子含泥量不大于1%，砂的含泥量不大于2%。②防水砼搅拌。防水砼配料按配合比准确称量，外加剂均匀掺加到拌合水中，再加入搅拌机内，采取机械搅拌，搅拌时间控制在2.5-3.0min。掺外加剂时，根据外加剂技术要求，确定搅拌时间。③防水砼运输。防水砼运输过程中防止有漏浆和离析，即坍落度，含气量损失。如产生离析化水现象，入模前必须重拌。高温季节施工时，减少坍落度损失，尽量避免产生干燥收缩现象。运输距离较远或高温季节时，选用水化热低的水泥，或掺缓凝型的减水剂。冬季掺早强外加剂。④防水砼浇筑。防水砼浇筑前，将模板内部清理干净，施工时应分层浇筑，每层厚度不超过30cm，相邻两层浇筑时间不超过2h，夏季适当缩短。防水砼必须连续浇筑，尽量不留或少留施工缝。⑤防水砼的振捣。防水砼采用插入式振捣器进行振捣密实，分层厚度不超过30cm，插点间距不大于振动棒作用半径的1.5倍，振动器与模板间距不大于其作用半径的0.5倍。振动棒插入下层砼内的深度不小于50mm，每一振点快插慢拔，使振动棒拔出后，砼自然地填满填孔。做到不漏振、欠振，又不重振、多振。防水砼密度要求较高，振捣时间控制在10-30s之间，以砼开始泛浆和不冒气泡为止。
2.2.4.4混凝土拆模、养护混凝土浇筑完毕后，即进行洒水养护，在12～24h后拆除模板，拆模时混凝土的温度不能过高，以免混凝土接触空气时降温过快而开裂，更不能在拆除模板后浇注凉水养护。模板拆除后用薄膜进行覆盖养生，委派专人专车洒水保湿养护至少14天以上，确保后期混凝土强度的形成。
2.2.5变形缝、施工缝处理变形缝：明洞纵向每隔
20m设置一道变形缝，变形缝宽度30mm。在结构厚度中心埋设橡胶止水带+止水条，止水带中间空圆位于变形缝中心。变形缝内填塞沥青木丝板、改性沥青嵌缝油膏。
施工缝：施工缝处重新浇筑前必须将施工缝处的砼表面凿平，清除浮粒和杂物，用水冲洗干净，保持湿润，再铺上一层20-25mm厚的水泥砂浆，并设置一道缓膨型止水条。
参考文献：
[1]隧道设计规范.