工厂水电设计范文

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中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）43-0158-03

0 引言

水口水电厂大坝为混凝土重力坝。溢洪道布置在河床中间，两侧各设一个深式泄水底孔，承担枢纽工程的泄洪和水库放空任务。泄水底孔采用短管压力流后接明渠方式，进水口为喇叭形，压力段孔口尺寸5m×8m（宽×高），设有5m×9.6m平板式事故检修闸门，出口处设弧形工作闸门。

2003年12月对大坝水工建筑物进行水下检查时，发现2号泄水底孔事故检修左侧门槽钢衬板和闸门钢轨之间严重开裂，开裂处出现较大范围混凝土掏空破坏。2005年8月在关闭检修闸门进行弧形工作闸门检修时，发现破坏进一步发展，事故检修闸门左侧门槽距顶部约 1.0m处发现喷射水流，最大喷水距离约5m，由于渗水量太大，弧形工作闸门检修工作无法进行。曾采用水下拼装焊接钢衬板和浇筑水下混凝土的方案进行水下修复，但由于受水下施工条件限制，施工质量达不到设计要求。

1 修复工程设计

拟采用旱地修复施工方案。在泄水底孔喇叭口前设一道浮体挡水检修闸门（以下简称为浮体闸门），闸门止水橡皮直接压在混凝土面上封水，使门后形成旱地条件，以便进一步查清检修门槽破坏情况，确定可靠的修复方案，并进行下一步修复施工。

1.1 浮体闸门

泄水底孔喇叭口尺寸为7.7m×14.06m，设计浮体闸门封水尺寸8.7m×15m，设计水头47m，总水压力51548 kN。闸门支承跨度8.7m，吊点间距9.7m，闸门宽10.5m、高15.6m、厚1.8m，总重约173t，总浮力约230t。设8个充水舱和6个空气舱，总充水量约89t。闸门分成6节，按设计要求由工厂分节制造，整体拼焊在施工现场进行（见图1）。

1.2 测量试探框

泄水底孔封堵工程关键技术是止水，浮体闸门水下安装施工的难度是准确就位。而浮体闸门橡胶主水封必须针对封水坝面的不平度进行专门设计，为确保封堵工程能够安全可靠的一次封堵成功，需对浮体闸门橡胶主水封止水坝面进行不平整度测量。

因此，专门设计一扇具有相当刚度的假门―测量试探框，框的长宽尺寸与浮体闸门相同。在主水封（即闸门支承）位置，沿喇叭口四周长度方向每隔100mm设置一个尼龙棒，共1 220个尼龙棒测点。试探框封水面测量宽度为400mm。另外，在试探框顶部角上安装2个水下摄像头。当试探框靠在喇叭口四周坝面上固定好后，由潜水员在水下正对摄像头的坝面上采用射钉枪固定2个醒目的圆形标记。

测深装置安装在钢结构施工平台左右两侧的对称位置。每侧安装钢卷尺和测深装置，用于互相验证。试探框和浮体闸门的水平姿态偏角由左右两侧的测量深度差值来计算和控制。

1.3 浮体闸门水封设计

浮体闸门设两道水封。第一道为橡胶主水封，设置于浮体闸门下游面板周框上，封水中心尺寸约为8.7m×15m。橡胶水封宽280mm，高350mm，端头为R150mm，整体重约6.1t。第二道为辅助水封，位于主水封四周外侧，采用棉毯卷成φ150mm的圆柱形，中心为φ30mm的PVC硬管，用于自动封堵局部小缝隙漏水。

1.4 浮体闸门支承设计

利用橡胶水封的承压力，浮体闸门直接采用闸门四周的橡胶主水封作为支承。

浮体闸门封水尺寸8.7m×15m，承受总水压力为51 548kN。水封平均线压强约1 088 kN/m。按线压强1 088kN/m计算，橡胶水封承受的压应力为3.7N/mm2，满足强度要求。

1.5 检修门槽修复设计

1）原门槽设计

事故检修闸门采用定轮支承。闸门采用下游止水，止水座面设在门槽下游埋件上。门槽采用Ⅱ型门槽。闸门钢轨和反轨按闸门孔口高度的两倍设置，钢轨采用QU120起重机轨和厚度为40mm的钢板（Q235）组合断面，反轨为型钢与钢板的组焊结构。

由于底孔运行水头较高，在设计中采用了一些预防高速水流冲蚀的措施：事故闸门前一段和事故闸门与工作门之间均采用一期钢板衬砌，钢板衬砌和门槽钢埋件焊接在一起，闸门底坎全部采用一期钢板衬砌。

2）门槽破坏情况及原因分析

泻水底孔成功封堵后，对孔内流道破坏情况进行全面检查。门槽钢轨工作踏面上有较多的气蚀凹坑，钢轨轨道和护角钢衬之间的焊缝已经大部分开裂，护角钢衬在门槽底部区域已经脱开钢轨，内部部分二期混凝土被严重淘蚀。

现场分析认为：原门槽钢轨安装施工质量欠佳、钢轨和护角钢衬之间的连接薄弱，是造成门槽破坏的主要原因。

3）修复钢轨优化设计

重新设计门槽钢轨，在钢轨侧加设一个与护角钢板锚固连接的平台，将焊缝连接改为螺栓锚固连接，避免此处的工地焊缝（见图2）。新设计的门槽钢轨在工厂分段铸造，材料选用ZG42CrMo，调质处理。钢轨踏面形状和尺寸均按原设计保持不变，护角通过螺栓与钢轨连接。对修改后的钢轨按150t轮压进行强度验算，各项应力均满足现行规范要求。

图2门槽剖面图

2 工程施工

整个工程施工分为：前期施工准备、坝面平整度水下测量、浮体闸门制造、大型橡胶水封制造与安装、浮体闸门的就位封孔、检修门槽制造与旱地修复、浮体闸门拆除等。

2.1 前期施工准备

前期施工准备主要完成施工平台的搭设、试探框制作、导向重锤制作和安放、导向绳固定、后拉支架制作及卷扬机安装等。

2.2 水下测量

将试探框下放至底孔喇叭口位置后，通过后拉支架的钢丝绳将试探框收紧，经潜水员水下检查与导向绳核对位置无误后将试探框固定。潜水员在水下将试探框上所有尼龙棒推到接触坝面后拧紧螺钉固定，则所有的尼龙棒端点所组成的面即为混凝土坝面的封水面和支承面。将试探框吊出水面，平放在坝顶经调平后，采用水准仪进行尼龙棒外伸长度测量工作，取得尼龙棒实测的坝面平整度数据，为浮体闸门的水封设计和安装提供依据。

2.3 浮体闸门制造

浮体闸门分6节制作，总重12.3t。按设计要求，每节门叶出厂前密封舱均进行0.6MPa/20min加压试验。

受场地限制，浮体闸门现场拼装采用立式拼焊，先将3节拼焊为一组，再将2组拼焊为整体。对分节拼焊形成的中间舱，按要求进行0.3MPa/20min气密性检查，。整体拼装完成后，对闸门的充水舱和非充水舱均进行0.6MPa/20min水压、气压试验。

最后，将浮体闸门牵引至2号泻水底孔坝前水面后，安装水封和其他附属构件。

2.4 橡胶水封试验、制造与安装

2.4.1水封试验

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1.2区域调节控制这种控制方式可以保障控制调节区域误差保持为0，也是自动发电控制系统最主要的作用。可以利用自动发电控制系统来合理的计算机组情况，从而[2]可以很好的调节或者排除由于出现误差导致的功率变化，并且把计划跟踪得到的功率与计算得到的调节参数进行一定的叠加，从而可以得到一定的控制数值，相应的把这些数值送达到控制器，以便于可以方便控制器进行平均功率的有效调节。

1.3机组控制机组控制过程中实际上是利用基本控制方式来合理调节平均功率，从而保证误差为0，大多数情况下，可以用一台机器控制多台机组，把信号发送到控制器，合理进入到每个机组，此外，自动发电控制系统可以非为发电机组和决定控制层两部分。

2水电厂自动发电控制系统实施方案

水电厂自动发电控制系统应该与计算机进行一定的适应。现阶段，基本上用的都是分层方式进行控制。一般来说，可以把水电厂自动发电控制分为两级，机组控制级和水电厂控制级。为了可以保障水电厂系统达到实际功率需求，在水电厂控制下的计算机需要能够合理的计算出目前运行机组的功率和台号，并且把结果发送到机组。在机组控制的情况下，合理校对电厂发送的命令，从而可以提高安全性，利用调速器来控制机组的启停和功率。此外，还可以控制和监控相应的机组情况和运行状态，并且把监控的信息发送到控制计算机上。

一般来说，基本上电力系统的调峰、调频的都是由水电厂承担。第一是因为具有很快的调节速度；第二是具有很好的水电厂调节性能。一般情况下，小型水电厂主要就是负责发电，主要用作发电中小型水电厂和大型水电厂在控制过程中，还需要拥有一定的调峰、调频的作用。此外，在进行自动发电过程中，不仅仅需要考虑一定的限制条件，还需要满足负荷平衡条件、例如，航运对于水速的影响、上下游实际用水情况，汛前、后都实际蓄水量，因此，水电厂还需要进行一定发电，在一定的需求下，多进行经济发电，从而可以提高水电厂的社会效益和经济效益。一般情况下，水电厂自动发电控制系统还需要具有一定的控制功率、调节频率等功能。水电厂自动发电控制系统方案如下图。

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前言

现代电力事业得到了长足的发展，国家对于水电工程的建设十分重视。在进行水利工程建设的过程中，需要使用的机械设备数量较多，且种类繁杂，合理的搭配使用并科学的维护保养能够有效的保障工程施工的顺利进行，并提高生产效率，控制工程的进度，并降低工程的成本，但是由于现代机械设备的种类较为丰富，需要设备较为精密，且性能、特点、作业条件、使用方法、保养方式及注意事项均有较大的区别，管理上有一定的难度，也造成了许多不便。因此对于水电工程现场施工机械设备的管理进行深入研究是十分有必要的。

1.水电施工机械设备管理存在的问题

现代水电工程施工中使用的设备数量、种类为丰富，且越来越趋于高精尖，在各项技术要求、保养措施、使用条件等方面均有较大的区别，在进行管理是有一定的难度，也存在一些问题，包括以下几点：①施工机械现状问题 许多施工单位的机械设备使用的频率较高，且时间较长，较为陈旧，长时间的运转使得磨损严重，而许多工程任务量较大，需要连续工作，设备处于超负荷运转，失修严重；②不重视设备保养 机械保养所需时间较多，对于工程进度有一定的影响，并且需要一定的成本及人力投入，管理人员会认为即使一段时间内不保养，设备也能运转，因此保养的次数及质量均不高；③管理制度不完善 许多施工单位对机械设备的台账、技术资料等各项档案资料的整理工作没有落实到位，且管理制度不完善，各项管理工作混乱无序，带来了较多的安全隐患；④管理和操作人员技能有限 管理及操作人员的管理水平及专业技术有限，对施工机械设备的维护方法不恰当，或者信息登记不完善，无法合理的分派设备等，造成施工效率下降，影响工程质量。

2.相应管理方法

2.1合理选择及调配设备

不同的机械设备其自身结构、性能、效率等方面均有区别，技术要求、使用条件均有较大差异，因此需要根据相关操作规程严格执行，合理使用，使各种机械设备均能发挥出最大的效率，降低机械磨损度，延长使用寿命，有效控制成本。在为具体的水电工程项目配备相应设备的过程中，需要先全面掌握施工项目的实际情况，包括项目性质、规模、工程量、施工环境、作业流程、技术工艺、效率要求等，根据上述情况，在施工单位现有的设备中，选择最适合当前施工需要的设备。在调配各个项目之间的设备时，需要了解各个不同的施工项目的工程进度，对于机械设备方面的需求、退场信息也需要全面掌握，并合理安排设备的维修保养工作，将设备的使用与保养有机的结合起来。另外，公司设备物资部应构建设备管理网站，并提供交流平台，各项目的设备物资部门之间能够有效的进行信息交流，使各个项目的物资部门能够及时掌握和了解机械设备方面的使用情况、工作状态及能源消耗状况等，做好机械设备的使用与维护保养的协调工作。

2.2设备的安全管理

水电工程中的机械设备在使用的过程中，会在各种因素的影响下，设备本身或者附属设备的零件、配套工具、各类构件、溅出的固体或者液体等物质会对设备产生一定的危害，并包括了可能造成伤害的各种物理因素或者与机械设备的打滑、绊倒、倾倒及跌落等各种危险。因此，操作人员与指挥人员需要完全掌握各项设备的安全操作规程，并在实践操作中落实到位。另外，为了强化预防机械事故措施的效果，施工单位不仅需要保证机械操作人员与施工现场指挥人员能够科学合理的使用设备，还需要各个管理部门在强化管理、合理使用、科学保养、正确维修的基础上，推行各种管理制度，包括设备机长管理，执行机长风险抵押金制度，明确规定机长的责任范围及权利，从人员因素上，预防安全事故的发生。

2.3定期保养

机械设备的合理保养能够保障其在工作时处于最佳的状态，发挥出最高的工作效率，在保养的过程中也能够发现故障隐患，及时排查，因此保养工作也是十分必要的。在水电工程的施工中，机械操作人员需要根据相关技术要求、标准及操作规范严格进行设备的检查，包括设备每天开机前、施工中及停止施工后的常规保养工作，并将保养情况详细记录下来，作为今后检查或者大修时的参考资料。如果发现异常情况，应先分析出现异常的原因及时排除，不留安全隐患。该措施不仅能够保障保证了设备运行的安全性，又能有效地控制维修成本。在设备退场或者转场时，需要根据规章制度对保养习惯进行全面的约束，即设备、退场或者调拨至新建设项目，均需实施二保带修制度，先进行验收工作，结果显示合格后，才能将设备退场或者进入其他项目，开始投产使用。

2.4建立健全管理制度

各项设备的管理均需要制定统一的规划，将设备的管理作为一项专门的工作来抓，管理目标与工程的质量管理目标保持一致。首先抽调专门的人员进行设备的综合管理，并由专人负责，并将各个人员的职责与权限明确的划分出来，并根据实际情况制定合理的绩效考核机制及奖惩制度，使专项管理与群体管理有机结合起来，最大化的调动管理人员的工作积极性。建立每年机械设备检查评比活动机制。以不定期的方式，抽检设备，检查评比的结构作为绩效考核项目之一，管理效果较为良好的单位与个人予以一定的奖励，而管理混乱的单位或者个人则应适当进行处罚。人员的技能培训也需要予以重视，定期组织人员进行技能的学习，提高操作水平，减少人为因素的隐患。

3.总结

科学技术的发展，各类机械设备不断出现，在数量、种类、质量、性能方面均有了较大的提高，是水电工程中不可或缺的必要条件设施。施工单位对该类机械设备不仅能有数量上的要求，对其进行科学合理的管理也十分重要，能够保障各项施工的顺利开展，也能够使设备保持良好的状态，提高工作效率，有效的控制施工质量及进度。在实践中还需要先全面掌握设备的各项情况，包括特点、性能、组合情况、施工难点等，探索出合理的管理方式，提高机械设备的利用率，保障工程质量，降低成本，创造出更高的经济价值。

参考文献

[1]苑晓洪.浅谈工程机械的现场管理[J].黑龙江科技信息，2010（25）：270.

[2]李军.浅析水利工程施工机械设备管理[J].陕西水利，2009（z1）：109-110..

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中图分类号:TV512 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0211-01

一、序言

在我国,水电工程的施工地点,多处于偏远的地区,其生活环境、施工环境相对而言较差,这样不管是机械设备的运行还是管理都会有很大的困难性。在施工中,其工程的临时性与活动性较强,这样就增加了施工单位对设备管理工作的难度。水电工程的施工其机械设备大多都是大型的、成套的、新型的设备,而且进口设备居。这样就要求施工单位要花一部分精力对机械设备进行管理,而做好管理的工作,是工程是否能做好的关键问题。

二、水电工程现场施工机械设备管理的办法

(一)建立有效的机制

在施工设备管理方面,施工单位应当按照有关的规章制度、工作程序,制定出有效的机制,使其规章制度具体落实。将有关于安全操作的规程、注意事项等,制作成标牌悬挂在设备上,将这些规章制度传达下去,使员工们有章可循,明确制订出什么可以做,什么不能做。在单位中,应设有相应的设备管理部门,其主要职责就是要对设备进行有效、合理的进行维护,使设备能够正常的运转。

(二)建立设备档案

在施工单位中,其机械设备的档案的建立是非常重要的,与之相同的是资料管理工作,都是不可或缺的工作。在设备档案的管理工作中,应有专门人员对其进行归档分类,对设备档案与资料进行管理,如果设备进行调动,其档案与资料应随设备调走。

其设备档案中,应当包括其名称、规格、型号、性能、使用与修理发行记录、维修保养情况等等,与设备相关的资料均应体现在设备档案中。资料包括设备的合格证、使用说明书等,如是进口设备还应有进出口的许可证、保险单、原产地证明等有关原始资料。

(三)做好设备、配件的采购与供应工作

1.设备的采购

在水电工程中,许多大型设备只能采用进口设备,可利用招标的形式对进口设备进行采购,这样不仅可以节省资金,还能够可靠的购进技术先进的机械设备。

2.配件的供应

在工程中,机械设备的配件占据了非常重要的位置,其采购直接关系到机械设备的修理情况。进口设备的配件,应从厂家或是厂家指定的供应商处购买,如是普通的配件可从市场内购买。对于经常需要购买的配件,也可以采取招标的方式,选定一个或是几个厂家,这样不仅有效的降低了成本,还能减少资金的利用。

(四)重视机械设备的日常管理工作

在水电工程施工单位中,应对所有的机械设备,建立起设备保养的台帐,对其制定出严格的定期保养的制度。每台设备都应有经过培训的操作、维修人员对其进行管理,除了要遵守有关的规章制度外,还应对机械设备的本身进行维护。

有关操作人员,应当对机械设备的运转、使用记录,进行正确、认真的填报。设备主管部门应随时对其进行检查,看是否按照规章制度进行执行,如有违规行为出现,应当立即对其进行纠正或制止。

在水电工作的施工环境比较恶劣,这样就要求对设备的保养、运行相当高,维修车间应当按设备的使用说明书中工地环境的要求,对设备做出合理的保养周期,不管出现什么现象,如果设备到了保养期限,都应按照规定对其进行保养,不得找出任何理由对其保养进行拖延。

(五)对设备的操作人员进行专业的技术培训工作

施工单位因为工作的需要,其机械设备大多都是从国外进口的新设备。面对这些设备,新员工都不会操作,除非从国外请来一些专业人员,这样一来公司的费用会很大。因此,施工单位为了使操作、维修人员尽快的对设备的结构、操作知识、工作原理等进行掌握,必须对维修、技术人员进行培训。而培训基本有两种方式,一是请进来,二是送出去。只有给自己的职工灌输了新的管理知识、管理理念,才能提高员工们的技术水平。

(六)有独立的维修车间

随工程量的增加,施工单位的规模而不断扩大,其机械设备也应有尽有,大多都是进口设备。面对机械的维修方面,若不能保证其设备得到及时的保养和维修,机械设备将损伤其使用年限,提前老化。因此必须要建立独立的维修车间,组织专业的修理工对其机械设备进行维修,这样不仅能为公司挽住、培养人才,还有利于对机械设备的修旧利废,提高设备的修复时间,减少设备修理的费用。

(七)做好设备的安全管理工作

在水电工程的施工中,其地下的工程设备,有着很高的安全隐患,因此必须要制定出详细的、可行的安全操作规程,让操作人员、管理人员,熟记并掌握。在施工前,应与相关的操作人员签订设备安全责任书,对其义务与责任进行明确的规范。在施工中,设备的主管部门应当加大其管理的力度,对机械设备的安全情况进行随时、定期检查工作,对其安全隐患进行查找并杜绝其发生。

在施工单位中,应当对其机械设备进行保险,如果机械设备一旦出险,可以按照规定,做好设备的保险理赔工作,并防止类似事故的发生。操作人员在进行工作中,必须做到不无证上岗,不带病工作,不使用有故障的设备工作,对于那些老、旧的设备,予以淘汰。

(八)对设备进行定期检查与评比工作

1.设备的定期检查

大型的水电施工企业的设备,大多都集中在工地中,对设备进行定期的保养工作就相当的重要了。它不仅能够使操作、维护人员及时的掌握设备的技术状况,还能杜绝设备故障隐患的存在,提高了操作人员的工作积极性,掌握到设备的正确操作方法。

2.评比工作

有效的进行评比工作,不仅能够提高操作人员的责任感,增强其荣誉感、上进心,还能更好的提高设备管理的水平。

三、总结

全方位、全面的对机械设备进行管理,对水电工程的施工有着重要的作用。水电工程现场施工机械设备管理方式,对水电施工企业的管理水平、有效安全高效的实施、机械的施工水准都有着重要的作用。因此,工程机械设备的管理工作,需要利用先进的管理手段和方法,对设备进行合理的使用、及时的保养等,能够充分的保障机械设备的安全运行。