水厂改造工程施工方案范文

导语：如何才能写好一篇水厂改造工程施工方案，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：泉水水电厂；增效扩容改造；方案设计与分析

1 概述

泉水水电厂是一座以发电为主兼顾防洪的水利工程，1980年投产发电至今已有34年，主机设备运行时间过长空蚀很严重，设备老化严重，出力逐年下降。水能近年已得不到充分利用，电站存在扩容的空间和需要。

2 项目概况及电站运行现状及存在的主要问题

2.1 工程概况

泉水水电厂工程位于广东省乳源县境内南水水库上游的支流汤盆水，电站厂房位于乳源县东坪镇境内南水水库末端，拦河拱坝则在其上游约10km处的龙沟咀，工程地址距离乳源县城约22km，距离韶关市约54km。现总装机容量为4×6MW=24MW，设计水头225m，单机流量为3.2m3/s。大坝正常蓄水位447m，发电尾水位214.0m。工程枢纽主要建筑物包括水库大坝、引水隧洞、调压井、引水明管、地下发电站厂房和升压站。

2.2 电站运行现状及存在的主要问题

泉水水电厂1980年正式投产发电，受当时制造条件的制约投产初期水轮机效率为85%左右，经过34年的运行，水轮机转轮及过流部件磨损、空蚀比较严重，停机时水轮机渗漏水比较严重，机组转轮效率差，噪音大，效率只能达到80%左右。辅机设备自动化程度低，设备陈旧，主变压器及发电机设备较现行设备落后，绝缘老化，励磁设备、控制保护屏柜、高低压开关设备、电厂监控系统老化且技术落后，运行不稳定，可靠性较差。甚于上述问题，泉水电厂进行增效扩容造价是有必要的。

3 电站增效扩容的可行性分析比选

水电厂现有机组4台，装机容量为4×6MW=24MW，根据理论计算，多年平均发电量应为1.3亿kW.h，年利用小时为5400h，而近3年实际年发电量仅为1.134亿kW.h，比理论值要少1757万kW.h。

4 工程的主要任务

更换四台水轮发电机组及其附属设备，更换电气一次设备和控制保护装置，更换二台主变压器和升压站设备，对厂房进行装修，对升压站构支架进行维修。

5 工程改造后达到的目标

5.1 改造内容

水轮发电机组及其辅助设备更新改造：（1）4台机组更换，每台机由6.0MW扩容至7.2MW；（2）4台调速器更换；（3）全站油、气、水系统设备及管路更换。

电气设备更新改造：（1）高、低压配电屏、励磁装置及电缆全部更换；（2）控制保护设备全部更换成微机监控保护装置；（3）升压站设备全部更换。

设备基础改造：（1）水轮发电机组基础改造；（2）水轮机调速器基础改造；（3）主变压器基础改造；（4）屏柜基础改造；（5）厂房装修；（6）升压站构支架改造。

5.2 改造成果

在设计水头不变的情况下，采用新型高效转轮，水轮机效率可由原来的80%提高到91%，发电机效率可由原来的96%提高到97%，从而提高机组出力，多年平均发电量增加比例20%以上。

变压器在原来基础上更换改造，主变由SFL-31500/121和SFS7-20000/121，更换新技术节能型SF11-31500/121/6.3kV和SF11-25000/121/38.5/6.3kV，可以使发电损耗减小，从而上网电量增加。

扩容后，电站多年平均发电量为14132万kW.h，年利用小时为4907h，比电站2009年至2011年3年的平均发电量11324万kW.h多2808万kW.h，发电效益增加了24.8%。

6 结束语

水电站技术改造工程要考虑到机组的水头、流量及出力，是水轮机组和发电机组效率提高的保障，有利于加强水能利用，使清洁能源发电量得到提高。提高电站的发电效益，也为电力短缺做出了一定的贡献，构建和谐社会。

参考文献

[1]GB/T 50700-2011.小型水电站技术改造规范[S].

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[关键词]孔壁稳定条件影响因素实践经验预防措施处理方法

由于岩土性质的复杂性，钻孔施工的隐秘性以及施工时受外界许多不可预测因素的影响，如何保证大管径钻孔孔壁稳定是施工的关键。本文从静力学、流体力学、土力学等理论出发，总结多年来从事钻孔施工实际经验，探讨、分析孔壁稳定的条件和影响因素，提出预防措施和处理方法，以期对钻孔施工有所帮助。

1孔壁稳定条件

1.1 静力平衡条件

孔壁稳定的基本条件参见图1，根据静力平衡理论，孔壁稳定的基本条件应满足下式：

式中：F―岩土内应力，与岩土性质相关；P―冲洗液的水头压力；σ―圆环应力，与孔径大小和岩土性质有关； PO―孔壁岩土的侧压力；Po'―地表受界外附加压力；β―外界附加压力的传递系数。

1.2 地层渗流条件

根据渗流理论，地下水如果存在水头压差，其必能沿压差方向产生定向流动，这种渗流对岩土颗粒产生顺流向的推动力，将造成孔壁的不稳定。所以孔壁稳定还必须满足“孔内水头压力大于地下水压力”的条件，这里称之为地层渗流条件。大量施工实践证明，地层应满足的渗流条件为：

Pl－P2≥2×104(Pa)(2)

式中：Pl―孔内某一高程的冲洗液的水头压力；P2―孔内与Pl在同一高程的地下水压力。

1.3 时间因素条件

根据土力学，有些岩土具有“蠕变”特性，随时间的延长，岩土的变形量会增加，当这种变形量达到一定程度，会产生孔内局部坍塌。另外，有的岩土经长时间在水中浸泡会膨胀、软化，也会对孔壁产生较大影响，所以，孔壁稳定还必须满足时间因素条件。

2影响孔壁稳定因素的分析

通过对孔壁稳定条件的分析可看出，影响孔壁稳定的因素有客观、工艺、环境因素和人为因素等4类。

2.1 客观因素

2.1.1岩土性质。从孔壁稳定条件可以看出，岩土侧压力系数、粘性力、摩擦角、渗透系数和蠕变性等是影响孔壁稳定的直接因素。对这些岩土性能指标进行分析可知，有利于孔壁稳定条件的岩土从强到弱的排列顺序是粘性土、砂土和碎石土。

2.1.2地下水。地下水对孔壁稳定的影响是由岩土的渗透性和地下水的性质决定的，地下潜水对孔壁稳定的影响表现在水位和渗流。地下水位的变化产生渗流，从而造成孔内的坍塌。如果工程所在区域内存在这种定向渗流，将会对孔壁稳定造成不良影响。例如：永春县自来水厂桃溪大桥―德风环岛给水管定向穿越铺管工程施工，该工地距桃溪比较近，大约50 m，施工期桃溪正值汛期，水位上升快，引起地下水定向渗流，造成该工地钻孔发生坍塌。

地下承压力一般埋深较大，其上覆有较好的隔水层，非开挖钻孔施工中很少遇到。当钻孔穿过其上覆隔水层，且地下承压力大于孔内液柱的压力时，地下承压水就会携带岩土涌进孔内，并使孔内泥浆返出地面，在其上覆隔水层底部形成大面积空洞，影响隔水层的稳定性，从而影响整个孔壁稳定。

2.1.3孔径大小。孔径大小对孔壁稳定的影响，目前在实际施工中没有给予足够的重视，但从孔壁稳定条件上说，孔径大小是孔壁稳定的一个因素。今后随着超大口径钻孔的应用，将会成为影响孔壁稳定的重要因素之一。

2.2 工艺因素

下面主要从流体力学理论角度分析工艺因素对孔壁稳定的影响。

2.2.1成孔工艺的影响。钻孔成孔工艺主要有正循环和反循环，在同等条件下，正循环将由泥浆泵对孔内泥浆产生正压力，而反循环将由泥浆泵对孔内泥浆产生负压力。从孔壁静力稳定条件的冲洗液水头压力，可以得出：正循环钻孔工艺对孔壁稳定的影响比反循环钻孔工艺更有利，且正循环成孔工艺对孔壁稳定因素是增强的，反循环成孔工艺对孔壁稳定因素是削弱的。

2.2.2流量的影响。泥浆在孔内流动，将对孔壁界面产生一摩擦力，方向与流动方向相同，流速越大，泥浆粘度越大，摩擦力越大。实际施工中，这种流动产生的摩擦力对孔壁稳定的影响是消极的。例如：气举反循环工艺与泵吸反循环工艺相比，由于气举循环工艺的流量大，其对孔壁稳定的影响更大，所以在施工中，选择一个合理的流量，应认真考虑满足排渣和孔壁稳定两方面的要求。

2.2.3泥浆的影响。泥浆对孔壁稳定的影响，主要表现在压力、摩擦力和泥皮。压力和摩擦力分别与泥浆的密度和粘度相关，泥浆的密度越大，其对孔壁形成的压力越大，对孔壁稳定越有利。实践证明，通过提高泥浆密度来维护孔壁稳定是一项很重要且常用的措施；泥浆粘度越大，泥浆流动对孔壁产生的摩擦力越大。例如：永春县永仙公路给水管改造工程施工，施工地层主要为砂砾土层。施工前进行搅拌泥浆，在施工过程中，没有采取保存泥浆的措施，没有继续搅拌，造成钻孔孔壁坍塌。

在钻孔施工中，泥皮对孔壁稳定的影响起着重大的作用。一般采取使用优质泥浆的措施来防止漏失，这种泥浆能在孔壁上形成一层致密的泥皮，能有效地减少孔内泥浆的渗漏。

2.3 环境因素

环境因素是指施工工地周围环境对孔壁稳定产生的影响。它对孔壁稳定的影响主要有2种形式：外加载荷和外界水位变化。

2.3.1外界附加荷载。外界附加荷载按其作用状态划分为外界附加静荷和外界附加动荷。①外界附加静荷：当施工地临近高层建筑物、构筑物、堆积物、道路动荷载等时，会对岩土层产生附加静压力Po'，相当于岩土层的压力增大，致使Po+Po'增大，根据孔壁稳定条件式(1)，这意味着孔壁不稳定因素增强，外界静荷大小与钻孔距离有关。②外界附加动荷：施工地附近有公路、铁路和工厂(大型动荷机械设备)等能对岩土层产生附加动荷，如果施工的岩土层具有较大灵敏性，如淤泥、淤泥质粘土和粉细砂等地层，在有外界附加动荷情况下，这些岩土层液化而改变岩土原有性质，使其处于流体状或蠕变迅速加剧，造成孔内坍塌。

2.3.2 外界变化的影响。外界水位是通过地下水对孔壁稳定产生影响的，地下水位受到河流、湖泊、潮汐等水位变化的影响，并且具有季节性。实践证明，水域钻孔或易受外界水位影响的钻孔施工时，应保持孔内水位高出外界水位约2 m的高差。

2.4 人为因素

人为因素是关键性、决定性的。只要对岩土性质进行科学分析，制订合理的施工方案，进行科学的管理，增强施工人员的责任心，岩土层再复杂、影响因素再多、难度再大也能保证钻孔成孔顺利完成。

2.4.1施工方案不合理的影响。钻孔施工方案主要内容有施工工艺、施工技术方法(如钻进技术参数等)、技术保障措施(如孔内水头高度和泥浆性能要求等)和施工计划安排等。施工方案是否合理，对维护孔壁稳定起着决定性的作用。

2.4.2施工管理不力的影响。施工管理对孔壁稳定的影响是间接的，施工方案的执行、技术措施的贯彻、操作规范的遵守等都离不开施工管理。施工管理对孔壁稳定的影响主要表现在时效上，加强施工管理就是要尽可能地缩短钻孔的施工周期。施工管理不力，会疏忽或延误一些事故的处理，最终造成孔内坍塌。

2.4.3施工人员素质的影响。直接参与钻孔施工人员的技术水平、施工经验、责任心、积极性等都对钻孔施工有重大的影响。

3孔壁稳定的维护措施

钻孔孔壁稳定的本质因素是岩土的性质，分析岩土层的稳定性和影响其稳定性的因素是关键：找出人为能控制的因素，分析哪些因素在一定条件下会发生变化，以及这种变化对孔壁稳定的利弊；认真不断总结施工经验，都有利于防止孔壁坍塌。具体体现在：

3.1 认真制订钻孔施工方案。应对岩土性质、工地的外部环境(包括水情)、施工条件等进行分析，确定影响孔壁稳定的主要因素，预测施工可能发生或出现的一些不利情况，有针对性地拟订预防、保证和处理措施。施工方案应做到科学、合理、完整、实用、经济，做到对实际施工有指导作用。

3.2 加强施工技术交底工作，保证施工方案的正确执行。通过施工技术交底使施工人员清楚施工的各项技术要求和措施，并在施工中认真落实和执行。

3.3 加强现场施工管理，及时发现、分析、解决施工中出现的问题。施工中不可预测的情况和问题会经常发生，只有加强现场施工管理，及时发现问题、正确分析，才能保证钻孔钻进成孔的顺利进行。

3.4 提高施工人员的素质，增强其责任心。人的因素是任何工作中的主要因素，钻孔施工中，只有不断提高施工人员的技术、操作水平，提高他们的综合素质，增强他们的责任心，充分发挥他们的主观能动性，才能确保施工方案、技术措施严格得到执行。

3.5 必须正确分析判断孔内出现泥浆漏失的原因，及时采取相应的处理方法。泥浆漏失对孔壁稳定极为不利，容易导致孔壁坍塌，一旦出现泥浆漏失，必须认真对待，及时分析处理。

3.6 孔壁坍塌的处理方法。主要是：提高泥浆性能和软基处理法，利用软土地基处理技术，如高压旋喷、深层搅拌、粉喷等施工方法对软土地基进行加固处理，改变软土性质，使其满足钻进成孔的需要。

4结论

4.1 钻孔孔壁稳定的条件是：在一定的时间内，钻孔应同时满足地层静力平衡和地层渗流条件；