电解水实验范文

导语：如何才能写好一篇电解水实验，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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电解水实验是初中化学研究水的组成的重要实验，也是初、高中化学的衔接点。掌握好此实验，有助于认识水的组成、构成和性质。因此，在各种测试中它必然是重点和热点，也是中考的“常客”。由于电解水实验装置不断出新、求变，本实验涉及的化学知识点多，定性与定量相结合，宏观与微观相结合，对学生能力要求也较高，所以学生掌握起来有一定的难度。下面就结合考点题型具体分析，相信一定能对同学们学习此知识点有很大的帮助。答实验现象时，要注意图中正、负极连接的情况；（2）综合各方面的性质，解释气体聚集于容器上部的原理，应突出气体不溶或难溶于水；（3）氧气的检验利用的是其能使带火星的木条复燃这一性质。

解答这类题要求学生仔细观察实验图示，细心分析比较，抓住关键点和细节，进行归纳和处理所得信息，最后正确解答。

（1）①闭合开关后，电路接通，水开始被电解放出氢气和氧气，A管连接电源正极产生氧气，B管产生氢气。②水不断被分解而放出氢气和氧气，产生的气体使A、B管内压强增大，把管内液体压至连通器的C管内。（2）分解出的氢气难溶于水、氧气不易溶于水，氢气和氧气的密度比水小，在重力作用下，气体聚集于容器上部。（3）A管与电源正极相连，产生气体氧气，检验氧气通常使用带火星的木条，现象为带火星的木条复燃。

【答案】（1）①电极上出现气泡，一段时间后，管A和管B中所收集的气体体积比约为1：2 ②液面上升水通电分解生成的氢气和氧气使A、B管内压强增大，把水压入C管中（合理即可） （2）氢气和氧气的密度比水小，且氢气难溶于水，氧气不易溶于水 （3）带火星的木条

【方法点津】综观2014年各地中考试题不难看出：命题以电解水实验为依托，紧扣电解水涉及的基础知识，让学生轻松“入题”，消除考试恐惧心理，显示了命题者对学生的人文关怀，真正做到了“源于教材显真情，挖掘教材显真功”。解题时同学们应学会联系所学知识，记住实验现象、实验结论，把握电解水的化学方程式。从正、负极气体的多少来熟练地判断气体种类，并对其进行检验。实验时，可以看到正、负电极上都有气泡产生，且一段时间后正、负两极所收集

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据精确的实验测定，电解水产生的氢气和氧气的体积比为2∶1，据此可以确定水的分子式为H20。然而在演示实验时，得到的氢气和氧气的体积比大于2∶1。经过思考和查阅有关资料，分析得出主要原因如下：

1.两根玻璃管水柱压强不等。负极放出氢气的体积大于正极放出氧气的体积，玻璃管水柱压强对负极影响大于正极，致使氢气体积偏小。

2.氢气和氧气在水中的溶解度不同。一个标准大气压室温下，每升水可溶解18.2毫升的氢气或31毫升的氧气。由于溶解度不同，电解水时氧气的体积略小。实验表明，气体在管内所承受的水压越大，氢气和氧气在水里的溶解度差别就越显著，体积比偏离理论值2∶1就越多；降低管内气体的压强，可以明显缩小氢气和氧气在水中溶解度的差别。

3.介质副反应影响电解结果。电解水时加入少量硫酸（介质），实际上电解的不是纯水而是稀硫酸，实验结果的偏差主要是由下列副反应所造成：

由于H2O2在酸性溶液中较稳定，致使阳极电解过程中放电迟缓，不易放出氧气，结果氧气体积偏小。

4.正极被新生态氧氧化，导致氧气体积偏小。

电解水实验在正极冒出的是氧气，负极冒出的是氢气。但实际上，水的电解过程中还会有古怪的第三种气体冒出！

这种现象许多人在做实验的过程中都忽视了。仔细观察电解水时，除了冒出氢气或氧气的气泡之外，在两极板间清澈的液体中还会冒出串串气泡，形成一条从下到上竖直的气泡线。

电解开始数秒钟后，就可以看见气泡线在透明的电解池两极板中间的水中形成。一开始气泡还只是排成弓形，后来就形成竖直而稳定的气泡线。当电流增强时，气泡线冒气泡的速度更快。最后气泡线逐渐加宽，直到气泡与极板上的气泡碰头，于是整个电解池充满了气泡。

两极的气泡（氢气和氧气）是水中的氢离子和氢氧根离子在极板上与电荷中和，形成原子，进而形成双原子的气体分子，顺着极板冒出来，它与液体中央的气泡线并没有任何联系。清澈液体中的气泡并不是极板上的气泡拐弯，然后“跑”到极板之间的液体中，再从那儿冒出来的。

原来，当电极在水中放电，电流很强时，在水中会出现火花，这种火花温度很低，却具有很高的能量使周围的水爆炸，火花给水充电，当水被加进了电能后，就变成一种特殊状态的气态水，这种携带了电能的布朗气体比较稳定，不会随温度的变化而改变状态。

也就是说，布朗气体是吸收了电能的水，水的分子键并没有因为携带了更多的能量而断裂，因此，布朗气体还是水，只不过是较高能量的水，虽然为气态，但却并不是水蒸汽。气态的水却不是水蒸汽，这真让人大开眼界！

1.改进目的

加快反应速度，在较短时间里能产生足够量的氢气和氧气，两极产生的氢气和氧气的体积比为2∶1。

2.装置图

装置图为霍夫曼电解器示意图，只是更换了电极，故图略。

3.操作步骤

①制作电极。用新铁钉穿过橡皮塞，再将长约20厘米的钢锯条捆在铁钉的一头。或用粗的电源保险丝敲打成长约15厘米、宽0.5厘米、厚约2毫米的长条。将尾部约3厘米保留原形，并穿过橡皮塞。

②配制电解液。配制10%左右的氢氧化钠溶液（电锯条作电极）或1：4左右的稀硫酸（保险丝作电极）。需要注意的是，用氢氧化钠溶液电解，应及时清洗电解液，以免氢氧化钠与玻璃反应，导致电解器活塞粘结而损坏。

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关键词：铁碳微电解失效 铁碳缓蚀 Tafer极化曲线 炼油废水

0 引言

铁碳微电解工艺是依据金属的腐蚀电化学原理，利用形成的微电池效应分解废水中污染物的工艺[1]。以电位低的铁为阳极，电位高的碳做阴极，以充入的废水为电解质溶液，发生氧化还原反应，形成原电池[2]。铁碳微电解法的作用机理主要有：电化学富集、铁的还原作用、物理吸附和铁的絮凝沉淀作用。在印染[3]、制药[4]、石化[5]等废水中广泛应用。

但铁碳微电解在实际工程中也暴露出一些问题：①铁碳微电解装置经过长时间的运行后，发现铁碳板结；②在运行过程中，在铁表面生成铁氧化物和铁盐的钝化膜，即发生缓蚀现象，从而达不到理想的处理效果。本文以某炼油厂废水为试验水样研究废水缓蚀效应引起铁碳微电解失效机理。

1 实验部分

1.1 实验内容

①首先采用芬顿试剂对废水进行预处理，取一部分继续进行铁碳微电解反应。

②采用红外光谱，观察不同水样谱图变化情况。

③测试不同水样铁碳电极的Tafer极化曲线。

1.2 实验方法

1.2.1 芬顿反应：在500ml烧杯中加入200ml水样，调pH值至3，然后加入相应比例的硫酸亚铁和双氧水，在六连搅拌器搅拌下进行反应。

1.2.2 芬顿预处理-铁碳微电解：同上首先进行芬顿反应，反应1h后，接着倒入铁碳微电解反应器再反应。

1.2.3 电化学Tafer极化曲线测试

①铁碳电极的制备。将铁碳填料切割为1×1×1cm的小立方体，制作成铁碳电极。

②Tafer极化测试。采用传统的三电极体系铁碳电极为工作电极，Ag/AgCl为参比电极，大面积铂片为对电极，在电化学工作站上完成Tafer极化测试。

2 结果与讨论

2.1 傅里叶红外光谱测量结果及分析

采用傅里叶红外光谱，对原水、芬顿反应后的水样和芬顿预处理-铁碳微电解水样进行了光谱分析。

由图1可看出：

①由原水谱图（a）看出：在：871.82cm-1、1788.01cm-1、2426.45cm-1、2507.41cm-1、2763.99cm-1、3236.55cm-1峰位处有较强峰出现，这些峰分别对应着NH2扭曲对称伸缩、酸酐羰基C=O振动或亚硝酰基NO振动、P-H伸缩振动、硫氢S-H伸缩振动、-CHO的CH振动和NH4+反对称伸缩振动。由此说明，炼油废水中存在大量的NH2、S-H、P-H等基团。

②由芬顿反应后的水样红外谱图（b）看出：在871.82cm-1、1788.01cm-1、2426.45cm-1、2507.41cm-1、2763.99cm-1、3236.55cm-1峰位与（a）相比出现了消失或明显的减弱，说明这些键通过芬顿反应被破坏。

③NH2、S-H、P-H等基团中的中心元素N、S、P等，都具有孤对电子。这些孤对电子在与铁元素接触后，将迅速与Fe的4d空轨道进行键合，牢固的吸附在Fe的表面，形成吸附膜。从而使微电解填料发生了缓释效应，导致铁碳微电解失效。

2.2 电化学Tafer极化曲线测试结果

为了验证炼油废水中存在引起铁碳微电解失效的基团，采用了Tafer极化曲线来测试铁碳电极在含有炼油废水的电解液中和不含炼油废水的自来水电解液中的腐蚀电流密度，以及自腐蚀电位变化情况见图2。

图2 铁碳电极在存在（a）或不存在（b）炼

油废水的电解液中的Tafer极化曲线

①比较曲线2a与2b可以看出，在有炼油废水存在的自来水电解液中，其自腐蚀电位负移约58mV，这说明铁碳微电解过程中的阴极反应受到抑制。由前面的红外图谱可以得知，炼油废水中的含N-H、S-H、P-H的有机基团，可以吸附在Fe的表面，形成致密的吸附膜，阻断了H+以及溶解氧与铁碳电极的接触，铁氧化失去的电子无法被H+和氧顺利捕获而发生去极化过程，因此在Fe失去的电子将在铁碳电极表面富集，从而将铁碳电极的电位向更负的方向极化。

②沿着两条极化曲线的直线部分做切线，在腐蚀电位中轴的交点的纵坐标为铁碳电极表面交换电流密度，这个电流密度的大小与电极表面反应速度成正比，从曲线4a和4b中可以读出在有炼油废水存在下，其交换电流密度为0.110mA/cm2，而不存在炼油废水的电解液中，其电流密度达到0.282mA/cm2，约为前者的2.5倍，由此说明有炼油废水存在下，铁碳表面腐蚀速度明显下降，从而导致其微电解能力下降。

2.3 炼油废水导致铁碳微电解缓蚀机理

炼油废水对铁碳微电解过程的影响原理如下：首先，在酸性介质以及曝气条件下，铁碳表面发生阳极过程为Fe被氧化失去电子，同时阴极过程为氧气和氢离子得到电子，但是在电解液中引入炼油废水后，其中含有的氨基、磷酸基、巯基的有机物将会吸附在Fe的表面，从而在铁碳表面形成一层牢固的吸附膜，这层吸附膜的存在将会阻断电解液中氢离子以及曝入电解液中的溶解氧与铁碳表面接触，从而将铁碳微电解反应的阴极过程阻断。当阳极Fe失去电子后，由于阴极过程无法发生去极化过程，这些电子将会聚集在铁碳的表面，使得电极电势向更负的阴极方向移动。

3 结论

研究表明：N-H、S-H、P-H基团具有很强的缓蚀作用，当废水中含有这些基团时，容易引起铁碳微电解失效。

参考文献：

[1]Li Fan，Jinren Ni，Yanjun Wu，et al.Treatment of bromoamine acid wastewater using combined process of micro-electrolysis and biological aerobic filter[J].Journal of Hazardous Materials.2009，162：1204～1210.

[2]朱振兴，颜涌捷，亓伟等.铁炭曝气微电解预处理纤维素发酵废水[J].环境化学，2008，27（6）：779-781.

[3]罗旌生，曾抗美等.铁炭微电解法处理染料生产废水[J].水处理技术，2005，31（11）：67～70.

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关键词： 电解 饱和食盐水 实验改进 铁片 碳棒

电解饱和食盐水的实验，对引导学生掌握工业上如何制取氯气的原理有着重要作用。在中学化学教材（苏教版）必修1专题2的第一单元中，涉及氯气的生产原理时有一个电解饱和食盐水的实验（“观察与思考”图2-2，即下图）。按照教材中的这个装置进行实验，实验很难成功。我经过多次实验，对此实验的装置进行了改进，并取得了很好的实验效果。

1.提出原实验的不足之处

本实验的最大不足是反应速率很慢，实验现象不明显，特别是对氢气的检验几乎不能成功。

2.分析原因

经过多次实验，发现该实验的反应速率很慢，实验现象极不明显。由于反应速率太慢，在小试管里很难收集到氢气，因此无法检验到氢气的生成。究其原因，可能是：（1）用铁棒作电极，表面积太小，电阻太大，不利于氢气的产生。（2）反应在U型管里进行，使得离子在两极之间迁移距离过长，造成整个电路的电阻较大，电源功率损耗大，使阴、阳两极产生的气泡较少。（3）用排空气法收集氢气，由于反应速率较慢和空气的对流作用，在小试管中很难收集到足够量的氢气。

3.实验改进思路

通过以上实验及分析可以得知本实验成功的关键是加快反应的速率及氢气的收集。那么如何才能加快该反应速率呢？基于这个问题，我对该实验进行了如下探索和改进：探索一：改变电解的电压和电流值，发现用较大的电流和电压值进行电解反应速率明显加快，两极上气泡明显增多。探索二：以铁棒为阴极、石墨为阳极，直接插入装有饱和食盐水的烧杯中，发现两极气泡增多。探索三：将铁棒换用表面积较大的铁片，生成氢气的量就立即增多，但生成的气泡却很小，呈“雾状”分布于水中，逸出速度很慢。探索四：把铁片对折，生成的气泡比先前增大，但比较两极后发现，碳棒上生成的气泡比铁片上的大。探索五：尝试着用碳棒作阴极，但是生成氢气的速率又减小。探索六：为了较好地收集氢气，我选用8*75小试管，并采用排水集气的方式收集氢气。

综上可知：探索一、探索二都增大了电路中的电流，加快了反应速率；探索三增大了阴极的表面积，加快了反应速率；探索四、探索五说明粗糙的表面有利于较大气泡的形成，但是碳棒的电阻比铁片大，不利于气泡的快速形成；探索六避免了氢气与空气的对流，能够很好地收集氢气，即便反应速率较慢也能收集到较多的氢气，使检验氢气的实验现象非常明显。

4.实验改进方法

根据以上的理论分析和实验探索，我对实验进行了如下改进：

（1）实验用品

实验仪器：大功率直流电源、酒精灯、250ml烧杯、50ml烧杯、8*75小试管、马口铁片、打孔的塑料管、导管水槽和橡皮管若干

药品：饱和食盐水、氢氧化钠溶液、淀粉KI试纸

（2）实验过程

①将碳棒和对折的铁片套在两个打孔的塑料管中，在塑料管侧面的小孔上接好导管，把套有塑料管的铁片和碳棒同时放入盛有饱和食盐水的250ml烧杯中，与铁片一侧连接的导管放入水槽中。

②以铁片为阴极，碳棒为阳极，接通电源，发应发生，两极都有气体生成，通电一段时间后，阳极端塑料管中液体明显变为黄色，将湿润的淀粉KI试纸放在导管口进行检验，结果发现能使淀粉KI试纸变蓝，则说明生成的是氯气；另一端，用排水法在小试管中收集生成的气体，并将试管口移向在酒精灯火焰，能听到噗噗的声音，则说明生成的是氢气。

5.实验装置改进后的优点

（1）实验装置简单，所需实验仪器和试剂几乎每个学校的实验室都能提供。

（2）实验操作简单，实验现象明显。

（3）套塑料管既方便氢气的收集，又能够对氯气进行有效处理，符合绿色环保的理念。

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【关键字】水利水电工程；导截流技术；技术难题；解决办法

引言：导截流技术在水利水电工程建设中有着重要的地位，是决定工程质量好坏和工期长短的关键因素。但是由于导截流技术自身的复杂性和困难性，从古到今有着漫长的发展史，一直是水利水电工程关注的焦点。本文就是根据工程中遇到的实际困难，分析导截流技术的难点所在，从而提出一些相应的应对措施。

一、水利水电工程施工截流的问题分析

1.1关于截流的材料问题

截流的主要材料有填筑料、粘土闭气料、大块石等等，各种材料的选取一定要根据施工条件而慎重选择，比如填筑料要选取放在大坝中的临时材料；粘土闭气料应选取料场表面覆盖的开挖料；大块石可选取满足截流投抛材料需求的石块爆破料等。

1.2关于截流的工艺问题

1.2.1爆破截流的施工工艺

在水利工程中，多数的坝址选取在比较险要的峡谷地区。在这些地区，一般岩石会比较坚硬、地势崎岖、 交通困难，所以在设备不方便的情况下，应该考虑采用定向爆破的方式。

1.2.2下闸截流施工方法

下闸截流施工分为两种情况：第一，在自然的条件下，根据自然环境的优势，设置截流闸。三门峡鬼门河就是采用的这种下闸截流方法，布局合理，效果显著，值得借鉴。第二，在人工河道上设置下闸截流，这种方法通常需要在水道上提前修好闸墩，然后采用下闸截流。

1.2.3投抛块料截流施工方法

这种方法是目前世界上最常用的一种施工截流方法，使用的范围广泛，尤其是在流量大、落差大的河道上，使用的最多。这种方法按照投抛合龙的不同，又可分为三种不同的截流方法：平堵、立堵以及混合堵。一般情况下，平堵相对于立堵来说，流速慢、流量小、水流的条件好，比较适用于容易冲刷的地基上。

二、水利水电工程施工导流方法

2.1施工导流建筑物

施工导流的方式有四孔冲沙闸、四孔泻洪闸两种，都是以抵挡10年一遇的洪水为标准，分为两个阶段：（1）、建围堰挡水；（2）、建闸门挡水。

2.2龙口设计

龙口要依据填筑渣的性质和河床的宽度而进行设计，龙口一般可分为三个区：（1）、龙口的宽度设置为30m～60m，平均流速达3.333m/s～3.733m/s；（2）、龙口的宽度为10m～30m，平均流速为3.765m/s～3.805m/s；（3）、龙口的宽度为0m～10m，平均流速为0m/s～3.725m/s。

三、减轻截流技术难度的新进展

3.1防治堤头坍塌措施

堤头坍塌的原因有很多，有直接的，也有间接的，其中最主要的因素有两个，一个是水高，另一个是水的流速和抛投料的不适应。堤头坍塌造成的影响很大，应该采取是适当的措施加以防范：（1）、要减少因为流速而导致的坍塌，可以在选用材料时，选取直径较小的材料做截流；（2）、通过减少水深来预防坍塌，这种办法是通过预先的平抛垫底，减小坍塌的规模。这种方法的缺点就是实行起来有点不现实，因为这样做，会浪费很多的材料，就会造成成本的浪费。（3）、先进行预平抛垫底，然后达到一定程度后，再立堵截流。这种方法虽然不能完全避免坍塌，但是可以减少坍塌的次数和坍塌的规模，是目前比较常用而可靠的方法。在施工时，如果能再采取一些辅助措施，就能有效的保证工程的安全。

3.2采用多戗立堵

在传统的立堵截流中，一般用的是双戗立堵，但是在现代的工程中，多采用的是多戗立堵。在传统的双戗截流施工中，如果上下戗的衔接不当的话，就会造成材料的极大浪费。如果上下落差太大，也会影响其他方面的进度。在三峡工程的明渠截流中，就采用的是双戗截流，它尽量的避免了双戗的落差，降低了施工的难度。而多戗立堵的截流方法，已经能有效的避免双戗截流的危害，在现代施工中，也展现出了诸多优势。

3.3不同块体的抗冲能力不同

事实证明，不同块体的抗冲能力是不同的，主要受有无覆盖层的影响。在有覆盖层的情况下，块体的稳定性就会影响到覆盖层的稳定。即使在同一覆盖层，块体的大小不同、结构不同，也会使覆盖层不同，但是表现出来的差别并不是很大。如在四面体周围的覆盖层，就很容易流走，这样就使得四面体的起动比较早一点。但是它又不会被冲的很远，因为四面体的重心偏低，这样它冲不多远就会停下来，同时周围的覆盖层也会掉下来，埋入沙中。尽管如此，四面体周围的大框架还是会被冲走的，还有很多的多角体。相比之下，四面体的适应性还是不错的。所以在河中如有少量的覆盖层的话，四面体稳定性较好。如没有覆盖层的话，扭工块体的稳定性就比较好一点。

3.4平抛垫底对截流的影响

平抛垫底是提高截流安全问题中的关键环节。以三峡大坝截流为例，堤头坍塌是施工人员最担心的问题，尤其是在深水截流的时候，很多因素都会导致堤头坍塌，如水的深度、水的宽度、地势地形、气候变化、抛投料的性质以及设备的质量等等。所以在实际的施工时，采取平抛垫底的方式，不仅可以减少水的深度，减弱地形对工程的影响，还可以加固河床，对截流产生有利的影响。

3.5不同的龙口条件采用不同的截流材料

影响龙口截流的因素有很多，包括水力学的各项指标、周围的地形特点、抛头物的材料特点、施工的速度和截流的方式等。具体的来说，可以从以下几个方面进行分析：

（1）在深水中，常用的是土石料作为抛投材料，这种材料易造成堤头的坍塌，使得截流材料流失，浪费材料，增大成本，也会影响到工程的进度。有的工程会选取混凝土四面体或者钢筋石笼，实践证明，这些材料也存在很多的弊端。所以，不论采用什么样的人工材料，都有其不可避免的操作性困难、经济性困难等；

（2）采用圆形柱体状的截流材料，有很多优点：首先，圆的形状会使得材料直接滚入水底，并且在水中稳定存在；其次，圆形材料在运输、存放、制作方面也有很大优势；再者，圆形材料可有效阻止戗堤坍塌，节省材料，节省成本。

（3）圆形柱体因其自身的结构、功能特点，在大坝发生水灾时，也能发挥出极大的优势。在发生紧急的水患情况时，圆形柱体可进行紧急抢筑，也可起支护作用。但是在实际的施工中，圆形柱体一定要注意与工程的边界问题、水利条件、技术条件等相结合进行研究。

四、结语

总的来说，水利水电工程的施工受到很多因素影响，而且我国地理环境复杂，气候多变，都会给施工带来困难，从而导致更加难以控制导截流技术。但是，导截流技术是整个工程的关键，直接影响到工程的质量与工期的长短，且易受河道流量、水利条件、地质因素、施工条件、设备质量等多方面因素影响。所以，一定要对水利水电工程事先进行充分的分析研究，然后针对相应的问题采取适当的措施，确保导截流技术的顺利实施。

参考文献：

[1]李建.水利工程施工导截流控制要点分析[J].广东科技，2014-04-25.

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关键词：浅层微承压水；非稳定流；连续稳定出水；配线法

Abstract: This paper introduces the Changzhou city shallow hydrogeological profiles, and pumping test process need to pay attention to a few details, for a more accurate determination of permeability coefficient of aquifer has a good help.

Keywords: shallow confined water; unsteady flow; continuous and stable water outlet; distribution law

中图分类号：P641.6 文献标识码：A文章编号：

0 前言

近年城市建设中配建大量的地下室，施工开挖过程中深大基坑降水是确保工程顺利的重要措施，当水文地质特性对工程降水有重大影响时，在调查的基础上，应进行专门的水文地质勘察，以查明场地地下水类型、水位，及测定地层渗透系数等主要水文地质参数。

常州地区近年来一般需要在岩土工程详勘阶段进行现场抽水试验，在多年的生产实践过程中，笔者认为应根据本地区水文地质条件，选择合理的抽水试验方法模式，在测试过程中应注意一些细节。

常州城区浅层水文地质概况

常州地处江南平原，市区浅部0~6m分布可塑~硬塑粘性土为主，6~15m较多分布稍密~密实粉土粉砂粘性土，其下至30m仍以可塑~硬塑粘性土为主，中部的粉土粉砂层为含水层，抽水试验表明，微承压水头降深曲线呈纽曼-布尔顿类型，水头下降为初期弹性释放，中期处于似稳定状态，后期为疏干效应三个阶段，该层平均导水系数T=39.5m2/d，实测渗透系数0.5~4.0m/d，水位略高于顶板，在有关文献［1］中称之为第Ⅰ承压水上段，习惯称之为浅层微承压水，对绝大多数基坑工程有影响。

抽水试验方法模式

基于浅层微承压水的顶底板埋深，岩土工程详勘阶段的抽水试验大多采用完整井，带观测井的抽水试验，在平面上布置1口抽水井及1~2口观测井，经过洗井、试抽，水位稳定后量测静水位，然后按规程时间量测动水位深度。

在试验过程中，测试人员试图考虑采用计算公式简便的稳定流模式，实践表明水头降深仅为似稳定状态，较难达到试验规程［2］所要求的稳定状态，另外在含水层不厚的条件下，一般抽水泵流量为5~10m3/h，抽水井水位往往降至含水层底，因而也较难获得规程所要求的三组降深，。用三组似稳定的数据计算渗透系数，结果往往离散性大，很不理想。这种现象也符合微承压水头降深曲线纽曼-布尔顿类型。

近年来采用非稳定流模式较为普遍，利用抽水试验前期数据与标准曲线比对，配线法计算渗透系数，取得较好效果。

需要注意的几点细节

3.1常州抽水试验观测井与抽水井的井距多数取5m，野外测试人员已误认为是固定要求。笔者认为，从计算方法角度，降深曲线有一定的明显的曲率变化比较方便配线，这就需要我们先大体了解测试点处的土层土性，即含水层渗透性，渗透性小，井距r1取更小值，如3m，或者采用2口观测井即大小二种井距是对试验是有帮助的。

3.2常州部分地区含水层以粉土为主，夹条带状粉质粘土，渗透系数小，且出水量小，常规条件下难以获得稳定的出水量。试验时一般可以选择小流量泵，由于补给较慢，抽水井会出现断续抽干现象，这种情况下可用“三通”，通过装置将水泵部分出水进行回流入井，部分出水接入水表计量加以解决，保证抽水井能稳定连续出水。

3.3抽水试验要求动水位的观测时间在前半小时时间间隔仅为1~5分钟，为了能及时测准，笔者在生产中在有电缆、出水管的抽水井采用便携式地下水位测量仪，即利用水的导电原理；观测井采用激光测距仪，井内设泡沫板贴反光板浮于水面，井口设简易支架，取得较好效果。

3.4在常州城西部分地区，含水层较厚，对于深度不大的基坑工程，为了降低试验成本，同时也对应施工降水实际，也可以用非完整井，标准曲线采用非完整井井流非淹没式等长滤管观测井函数W（u，r/M，l/M）。试验前根据了解的含水层厚度M，选取好井距r及滤管长度l，或根据地下水动力学有关原理［3］，编制计算程序［4］根据实际的M，r，l值绘制标准曲线。

3.5微承压水抽水试验的降深特点是，初期静水条件下，水头高于含水层顶板，抽水后水位低于含水层顶板，因而从严格意义上不满足规程计算模型。对于勘察测试人员在数据整理过程中，可以同时用二种方法试算解决，一是按“承压”模式，绘制lgs-lgt曲线与标准曲线配线计算，二是按“无压”即潜水模式，绘制lg(2h0-s)s-lgt曲线配线计算，h0为静水位至含水层底的厚度。二者计算结果比较后选取。

3.6部分地区可能受周边场地大面积深基坑降水影响，水位低于含水层顶板，尽管在区域上属承压含水层，但在小范围内呈“层间无压水”状态，此时抽水试验应按潜水模式进行计算较为合理。

结语

常州地区浅层微承压水抽水试验选取非稳定流的模式是合理的，试验前应了解场地土层渗透性、含水层厚度，选取好井距、井深和泵出水流量，并能及时测准动水位，并采用合理的计算模式，对较准确测定含水层渗透系数有较好帮助。

参考文献

［1］江苏省地质矿产局第一水文地质工程地质大队.常州市水文地质工程地质环境地质综合勘察报告［R］,1984.9.

［2］中华人民共和国水利部.水利水电工程钻孔抽水试验规程［S］.北京：陕西人民教育出版社,2005.

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1.导流方式及标准

本工程选用不过水围堰一次拦断河床，利用隧洞（泄洪洞）泄流的导流方式。

石门水电站枢纽工程为Ⅲ等工程，工程规模属中型，水工建筑物中泄水建筑物、进水口、引水隧洞、厂房、消能防冲等主要建筑物级别为3级；大坝级别按2级建筑物设计；次要建筑物为4级，临时性建筑物为5级。根据《水利水电工程施工组织设计规范》SL303-2004规定，导流建筑物为4级，设计标准为10~20年一遇洪水标准。

2.导流建筑物设计

导流建筑物包括泄洪冲沙（兼导流）隧洞及上、下游围堰。

2.1泄洪冲沙（兼导流）隧洞

根据招标文件可知，泄洪冲沙隧洞（兼导流）由其他单位正在施工建设，导流洞（泄洪洞）进口底板高程1160m，出口底板高程1132m，长635m，坡度i=4.61%，断面采用城门洞型，尺寸为9.0×8.5m（宽×高）。

2.2上、下游土石围堰

上游围堰作为坝体的一部分，考虑到大坝均在汛期填筑，坝体不允许过水，因此上游围堰设计洪水标准取上限，按全年20年一遇洪水流量设计，设计流量389m3/s，经水力学计算，上游围堰挡水水位为1175.2m；由于该河床落差较大，下游围堰按10年一遇全年洪水流量设计，设计流量270m3/s，相应围堰挡水水位1133.0m。

2.2.1 上游围堰堰体结构设计 根据设计20年一遇洪水标准上游围堰挡水水位为1175.2m，由安全超高、波浪涌高及冰情的影响计算确定上游围堰堰顶高程为1176.0m，河床底高程1148.22m，最大堰高27.78m，堰顶宽10m，堰顶长度123.09m，堰基覆盖层最大深度预计为10m左右。堰体由砂砾料、防渗体、护坡组成。围堰迎水面坡跟大坝坡度一致，为1：2.2，背水面堰坡1：2，上游围堰堰脚与截流戗堤之间用砂砾料回填保护堰脚，以利于大坝及围堰稳定。

2.2.2 围堰防渗体设计 为形成大坝基坑干地施工条件且防止围堰发生渗流破坏，堰体内设置有防渗体，由于坝基覆盖层及堰体填筑主要为砂砾石料，采用高喷板墙的设计。防渗墙顶高程确定按照五年一遇洪水流量为171m3/s，计算上游水位为1166.0m，为保证防渗效果加高0.5m，故高喷板墙施工作业平台高程确定在1166.5m，高喷板墙最大高度24.4m（嵌入基岩50cm），组成全封闭垂直防渗体系。

2.2.3 下游围堰设计 下游围堰可利用原老坝挡水。经水力学计算所需下游围堰堰顶高程为1133.5m，由于老坝坝顶高程1155m，中间缺口顶高程1135.5m，均高于计算堰顶高程，无需补缺即可满足下游挡水要求。

上游围堰主要作用是保护大坝地基开挖和大坝施工，为土石填筑围堰，上游围堰作为大坝的一部分，按照大坝的填筑要求进行施工；下游围堰主要利用老坝来满足施工期挡水。

3.施工截流

3.1截流时段选择

呼图壁河流域具有中温带大陆性干旱气候的特征，又有垂直气候分带的特点。由于围堰基础需进行防渗处理，施工时段长，加之本地区特殊的水文气象条件，从围堰施工的角度出发，特别是为了争取工期，截流时间愈早愈好。

3.2截流方式

由于导流洞底板高程较高，截流落差大，但截流时段流量小，可采用措施适当降低截流难度，截流方式选用单戗单向立堵截流。

3.3截流施工

（1）由于截流落差大于3m，需采取措施降低落差从而降低截流难度，其措施是：从两岸预进占，使河水归槽，预留龙口50m宽，从河床中部利用坝肩开挖石渣以及左岸引水洞口开挖渣料进行河床束窄，这样将落差分配为上游围堰处6.37m，河床中部5m。

（2）龙口合龙。本工程截流虽然规模不大，但其特点是截流过程中导流建筑物参与分流时间较晚，戗堤进占的速度对上游水位的影响比较大，进占速度越慢，上游水位上升越快，龙口水流流速越大。因此，为了降低合龙难度与风险，拟组织高强度施工，力争在3小时内完成截流。

（3）闭气。龙口合龙后，在戗堤上游侧铺填过滤料和壤土混合料：闭气混合料顶宽3m，过滤料坡比1：2，方量为3512m3。粘土坡比1：3.5，方量为3275m3。闭气完成后在上游坡脚及坡面抛投块石渣料防护。

4.上游土石围堰施工

4.1围堰施工

4.1.1 堰体1166.5m以下填筑施工 上游围堰基础处理，戗堤施工完成后及时进行施工抽排水工作，再进行左右岸及河床覆盖层开挖至设计标准，开挖采用挖掘机进行剥离，装载机装渣，20t自卸汽车运输到右岸弃渣场，运距1.5km。

4.1.2 高喷板墙施工 高喷板墙钻孔施工分一、二序进行，相邻异序孔孔距1.0m。施工顺序为先造孔后高压喷射注浆。造孔采用地质钻机，泥浆护壁；喷浆采用“三重管法”，喷射机可采用高喷液压台车。高喷板墙钻孔及灌浆2116m。

4.1.3 堰体1166.5m以上填筑施工 在大坝坝肩开挖时即可开始本部分沥青混凝土心墙基础的开挖，采用手风钻钻孔爆破的方式，按3m一段进行自上而下施工，开挖渣料采用挖掘机装20t自卸汽车，运输到弃渣场。其后浇筑两岸沥青混凝土心墙的基座混凝土以及1166.5m高程平台上浇筑盖帽混凝土。

4.2堰体填筑施工质量控制

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【关键词】ddnp；废水处理；铁-碳微电解；HRT；硝基苯

一、概述

二硝基重氮酚（简称ddnp)是一种优良的起爆药，是我国火工厂的传统产品。DDNP生产过程中排出的废水中含有大量的重氮基、硝基等生物难降解有机污染物，成分复杂，色度高[1]。一般的处理方法很难处理此类废水，近年来铁-炭微电解法处理ddnp废水的研究工作取得了一定进展，但传统铁-碳微电解法存在一些弊端，如铁粉板结、换料频繁等问题[2],有待改进。本实验采用铸铁粉做为微电解材料，利用铸铁内含有的C和铁组成腐蚀电池。拟通过试验，验证铸铁粉作为微电解材料的可行性、找出本试验的铸铁粉消耗量和最佳水力停留时间。

二、试验部分

2.1、试验工艺示意图

铸铁粉 石灰乳

酸化废水废水槽流量计流化床出水槽中和槽

采样点 采样点

2-1 流化床试验工艺简示图

2.2、试验原材料及仪器

（1）80L搅拌容器一台；【注：用一80L左右的锥底桶，带搅拌装置，底部开两个出口，一为进水口、一为铁粉回收口】

（2）提升泵一台；

（3）流量计一个；

（4）铸铁粉【铁含量89%；C含量10%；其他含量1%】

2.3、水质分析方法及标准

CODcr：重铬酸盐法，GB11914-89；

总硝：工业废水总硝基化合物的测定分光光度法 GB/T4918-1985[3]。

2.4、试验步骤与设计

酸化废水提升至酸化废水槽（采样点）。从槽底引出废水，通过阀门调节流量（控制HRT），废水进入铁碳流化床锥底。运行搅拌机进行搅拌。铸铁粉加水湿润后，通过插入流化床床底的管子，定时投加，废水通过上部溢流口连续出水，取出水槽废水，投加石灰乳中和到pH9，静沉（采样点）。

1、投加过量的微电解材料，保持足够长的水力停留时间，做一个探索性试验，对比铸铁粉微电解试验和传统铁碳微电解试验处理效果[4]；

2、通过改变试验参数，探索HRT、铁粉投加量、预处理废水的PH值对试验处理结果的影响。试验参数：

A（水力停留时间HRT）=0.5h；1h；1.5h；2h；

B（铸铁粉投加量M）=0.5g/L；1g/L；1.5g/L；2g/L[5]。

三、试验结果与分析

3.1、按上述2.4做对比试验（水里停留时间HRT=10h；铁粉投加量M=10g/L），实验结果：

CODcr指标降解率：铸铁粉试验约61%；传统试验约63%；

总硝指标降解率：铸铁粉试验约90%；传统试验约90%；

由此可以很直观的看出，两组数据基本持平，也就是说使用铸铁粉所进行的微电解试验能达到传统微电解试验的处理效果。

3.2、确定A参数，变化B参数，进行试验，然后再逐次变化A参数，试验所得结果见表3-1。

3-1 改变A、B参数试验结果（相对空白水样的降解率）

A

指标

B 0.5h 1h 1.5h 2h

CODcr 总硝 CODcr 总硝 CODcr 总硝 CODcr 总硝

0.5 g/L 13% 44% 23% 51% 28% 60% 30% 62%

1 g/L 20%% 65% 29% 69% 45% 76% 47% 80%

1.5 g/L 27% 74% 38% 80% 59% 85% 60% 88%

2 g/L 30% 80% 38% 83% 60% 88% 61% 89%

由上表可以看出，总硝、CODcr降解率和A、B参数成正比，在A=1.5h；B=1.5g/L时基本达到最优效果，再增加A、B，CODcr降解率的增幅不大。并由此可以推断在PH=2的条件下，铸铁粉的消耗量约为1~1.5g/L；最佳水力停留时间为1.5h。

四、结论

（1）通过试验对比，确定单独使用铸铁粉作为微电解材料是可行的。相对于传统铁碳微电解工艺，该工艺具有成本低、防板结、易换料等优点。

（2）在本试验中，总硝和CODcr的降解关系是成正比的，究其原因可以理解为铸铁参与反应的量多，则两者的降解率就高，反之亦然。

（3）总硝的降解率大于CODcr的降解率，是由于在微电解反应中，硝基转变氨基的反应占主导地位，转变后，继续以CODcr的形式存在于废水中。

（4）铸铁粉微电解处理ddnp酸化废水，在PH=2的情况下，最优试验参数为HRT=1.5h；铁粉投加量M=1.5g/L。

参考文献

[1]周爱培.二硝基重氮酚生产污水处理研究[J].爆破器材,1994,23(4):12-13.

[2]张学才.微电解法处理二硝基重氮酚工业废水[J].精细化工,2003,20(2),94-7.

[3]张世森.环境监测技术[M].北京:高等教育出版社,1992.1 60-164.

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部分卷烟经营企业已经充分认识到了电子结算工作对整个卷烟营销活动的深远影响，深刻理解了电子结算实效化的重要意义。对其重视程度得到了极大提高，不断加大了提升电子结算成功率的工作力度，将电子结算工作纳入到了卷烟营销活动管理与考核中来，以此来评定营销人员的卷烟营销活动质量和效率。通过一系列全新转变，电子结算工作质量和效率得到明显提升，从而真正为卷烟上水平的实现起到“助力”作用。

切实提升卷烟订货电子结算成功率确有必要，也是提高卷烟销量，推进卷烟营销活动进一步开展的当务之急，更是实现卷烟上水平的重要举措和有效途径。为此，必须采取有效措施和手段，全面提升电子结算成功率，确保卷烟零售业户订货成功。

影响经营企业电子结算实效化的主要因素

1、从卷烟经营企业营销活动方面来说，订货周期和流程存在着一定的问题。

卷烟经营企业所开展的新型营销模式包含诸多方面，如网上订货、电子结算、卷烟配送等环节。这就需要企业综合协调各方面关系，妥善处理可能出现或者已出现的问题。就目前卷烟网上订货的运行情况来看，卷烟零售户的呼叫周期和订货时间是影响电子结算实效开展的重要因素，因此订货周期和订货时间制定得合理与否，直接影响着电子结算的质量和成功率。

个别卷烟经营企业的订货周期与呼叫时限规定不够科学便捷，不符合卷烟零售业户经营活动的需要。例如，有些地区卷烟零售业户的经营能力不是很强，卷烟销量相对较少，这种情况下，其呼叫周期应该相对延长。但是，考虑到卷烟配路线与成本等因素，卷烟经营企业只能采取统一呼叫的办法。这种情况的出现，导致卷烟零售业户卷烟订货电子结算成功率相对较低，直接影响到卷烟销量的有效提升。

2、从卷烟营销人员营销活动来看，卷烟营销服务质量和效率不高产生不利影响。

众所周知，零售户开展卷烟网上订货活动主要是通过电话呼叫与金融网点结算来进行的。获知卷烟订货信息、品牌投放情况主要是由营销员走访告知、送货员送货过程中提醒、电访员电话呼叫等途径获得。从这个角度来看，营销队伍彼此之间必须紧紧围绕提升卷烟订货和电子结算成功率这个中心任务，相互协作，密切配合。才能让零售户及时完成网上订货，电子结算活动。

但是，实际的零售户订货成功情况却不尽如人意，个别卷烟经营企业营销人员在营销和服务方面存在着意识较差，重视程度不强，营销水平不高，各方面衔接不紧密，工作落实不到位等突出问题。其在开展营销服务过程中，对零售户督导不力，服务效果不明显，直接导致零售户掌握订货信息不准确、不及时，对货源供应政策缺乏必要的了解。在开展订货过程中没有对电子结算工作重视起来，订货、存款不及时，常常出现订货和结算失败，严重影响到经营活动的有效开展。

3、从卷烟零售业户订货情况来讲，订货受到诸多因素干扰，导致卷烟订货电子结算质量提高不快。

卷烟经营企业开展网上订货与电子结算活动时，需要零售户能够给予积极配合和密切协同，也就是说零售户具体完成相应的操作内容。为企业提供所需卷烟品牌、数量等信息，并且能够及时到金融网点预存烟款。但是，实际上，零售户在开展网上订货、电子结算时常常受到诸多不利因素的影响和制约，导致卷烟订货电子结算成功率提高不快。特别是农村零售户不仅从事卷烟经营活动，而且还从事土地耕种、农副业等其他活动。由于受到这些活动的影响，其所开展的卷烟经营活动具有一定的季节性。加之，部分卷烟零售业户受到远离金融网点、交通出行不方便等客观因素的限制，业户预存烟款极为不便，导致卷烟订货电子结算不成功现象发生。

实现电子结算实效化必须坚持的三个主要原则

实施电子结算和网上订货工作，企业必须有效坚持相关的原则与要求，真正将电子结算实效与实际营销活动有机结合起来，实现营销服务与业户需求协调统一，为网上订货、电子结算工作的内容、要求、措施以及各项任务的有效落实创造条件，从而，更好地推进整个电子结算工作的深入开展。

1、实现电子结算实效化必须坚持及时准确的原则。

目前，卷烟经营企业所开展的新型卷烟营销活动的信息化、电子化程度较高，具有较强的技术性、时限性。这就要求企业必须积极调动营销人员的工作积极性，切实提升其工作质量和效率，全面做好电子结算工作。能够及时地将品牌投放、卷烟数量等信息及时准确地传递到零售户中去，以便于其根据当前的卷烟投放情况以及营销政策规定及时调整卷烟营销策随着卷烟经营企业实施“网上订货、电子结算、一库式配送”新型卷烟营销模式的逐步完善，新型卷烟营销布局已经初具规模。从该营销模式一个时期的运行情况来看，提高电子结算率必将成为提升卷烟销量，高标准完成订货任务的重要条件之一。

部分卷烟经营企业已经充分认识到了电子结算工作对整个卷烟营销活动的深远影响，深刻理解了电子结略，更好地选择卷烟品牌和确定卷烟订货数量。

如果企业营销人员不能及时准确地将相关信息向零售户进行反馈和传递。那么势必会造成零售户不能及时把握订货走向和趋势，以至于其出现盲目开展卷烟订货和品牌选择等不利于卷烟营销活动有效开展的现象。这种情况对于整个卷烟营销活动来说将产生阻碍和制约作用，影响到卷烟零售业户正常的经营活动。因此，卷烟经营企业必须坚持及时准确的原则，为卷烟零售业户电子结算工作的顺利开展创造最为有利的条件。

2、实现电子结算实效化必须坚持互动协作的原则。

电子结算涉及到的层面较广，是多因素相互配合才能完成的一项重要工作。既需要企业访销员、送货员、电订员、业务内勤等人员的密切配合和大力协作，还需要专管员加以协助，才能更好地全面完成电子结算工作。企业必须从当前卷烟零售市场的实际出发，密切关注营销队伍以及专卖管理人员的工作动态，及时了解和全面掌握零售户的需求与经营情况变化。真正实现营销人员与零售户之间有效互动与沟通，及时将企业营销政策及相关规定及时传达到业户当中去。同时，能够迅速地将零售户以及市场消费需求变化情况向企业进行反馈。

时时沟通，动态服务，横向联系，这种互动性的卷烟营销服务机制能够进一步密切零售户与营销人员之间的关系，更好地推动卷烟营销活动的深入开展，从而，极大提升卷烟电子结算工作的质量和效率。

3、实现电子结算实效化必须坚持注重细节的原则。

从企业目前开展的电子结算工作实际来看，可以知道零售户的电子结算业务效果较好，电子结算成功率维持在较高的水平，零售户能够根据企业营销人员的提醒或者告知及时有效地开展网上订货，电子结算等活动。但是，企业在全力解决电子结算工作共性问题的基础上，必须采取有效措施，切实解决卷烟电子结算活动中存在的个性问题，电子结算细节性工作必须成为卷烟经营企业着力推进的重点工作内容之一，只有真正从卷烟营销细节性工作抓起，正确处理卷烟零售业户在电子结算活动中存在细节性问题，才能实现营销活动的新成效。

实现卷烟经营企业电子结算实效化的几点对策

实现卷烟营销电子结算实效化是全面推动整个卷烟营销活动深入进行的重要一环，对提升卷烟销量具有重要的现实意义。一方面，卷烟上水平需要深化和细化营销活动内容，电子结算涵盖于卷烟营销活动之内，因此，必须充分认识电子结算工作的重要性，着力做好电子结算工作。另一方面，电子结算工作的成效如何，在很大程度上检验着企业营销人员以及其他相关人员的工作能力和水平，同时，也考验着卷烟营销各岗位之间的协作性，以及营销人员开展营销活动的执行力。

1、领导重视到位，是实现电子结算实效化的前提条件。

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关键词：竖井砂含水率

中图分类号：[TM622] 文献标识码：A 文章编号：

小湾水电站位于云南省西部南涧县与凤庆县交界的澜沧江中游河段，在干流河段与支流黑惠江交汇处下游1.5km处，系澜沧江中下游河段规划八个梯级中的第二级。电站为混凝土双曲拱坝，坝高294.5m[1]，大坝混凝土总量约851万m3。

1．砂石系统设计简况

小湾水电站左岸砂石加工系统根据规划布置在左岸8#山梁至瓦斜路沟支沟地段，介于高线公路EL.1380m和上坝公路EL.1220m之间山坡上。系统生产规模大，车间组成较多，而受场地狭小和地质条件制约，本系统10个成品料仓(其中6个砂仓)全部采用半埋式竖井结构，呈反“F”型布置，在瓦斜路沟沟心两侧形成地下洞井群。竖井群结构的运用，使得成品仓活容积大大增加且起到抗滑桩作用，有利于山体稳定。系统总布置成功运用了向空中要平台和向地下要空间手段，较好解决了场地不足和地质条件复杂的难题[2]。

根据系统生产规模、料源特性及产品质量要求，本系统主要生产工艺为：破碎工艺采用粗碎、中碎、细碎三段破碎，其中细碎与筛分车间形成闭路生产，用于灵活调整砂石料级配；制砂采用立轴式冲击破碎机和棒磨机联合制砂工艺；筛分工艺按分级要求，采用预筛分、筛分和检查筛分三级筛分分级工艺及脱水筛分工艺[3]。系统制砂最初是采用巴马克干法生产，棒磨机和筛分车间湿法生产，但由于巴马克生产砂石粉含量一直偏高，超过20％，无法采取措施降至满足要求，后经研究将巴马克干法生产改为湿法生产，回收石粉[4]，使成品砂石粉含量满足设计要求。

系统生产规模按满足高峰月混凝土浇筑23万m3强度设计，毛料小时处理能力为2050t/h，成品砂石料小时生产能力为1750t/h，其中成品碎石生产能力为1190t/h，成品砂为560t/h。

2．砂仓结构布置及砂料输送布置

2.1 砂仓结构布置

砂石系统共设置半埋式竖井砂仓6个，分两排平行布置，上游三竖井井口高程为1293m，井底高程1229m，高差64m，其中明井高度22m；下游三竖井井口高程1287m，井底高程1227m，高差60m，其中明井高度30.5m。料仓竖井明井直径17m～20m，暗井直径13.4m，总容量可达到10万余t。

砂仓竖井明井部分采用钢筋混凝土浇筑，暗井开挖到位后采用钢筋混凝土衬砌。衬砌前在井壁按3m高差打¢42排水孔，孔深3m，插入¢30软式排水管，埋深115cm，外露5cm，软式透水管按环向间距3m布置，通过与竖向排水钢管连接，将水排至竖井底部，最后通过底部预埋排水钢管排至胶带机廊道。竖井底部为漏斗形式结构，底部中心顺胶带机方向设置三个下料口，下料口周边4m条带内设置了20cm～40cm碎石反滤层，反滤层底部埋设排水钢管。

原设计系统制砂分为粗砂和细砂，相应砂仓分为三个粗砂仓和三个细砂仓，后经巴马克制砂工艺调整为湿法生产后，制砂为混合制砂，为满足砂脱水时间要求，将六个砂仓全部串联起来，依次轮流进、放料。

2.2 供料布置

砂石系统砂通过砂仓底部放料口，经长约800m胶带机洞通过底部胶带机输送至拌和系统地下储存料仓。拌和系统砂储存料仓共有四个，直径9m，深度13.0m～16.0m不等。竖井采用钢筋混凝土衬砌，衬砌前同样埋设了排水管。竖井底部为平底结构，成“品”字型分布四个下料口，最终砂料通过这四个下料口底部的两条胶带机输送至4座4×3m3拌合楼上。

3．砂含水分析

3.1 砂含水状况

（1）自大坝开始浇筑以来，系统砂含水一直偏高，采取了众多措施，但砂含水仍然无法控制在6％以下。2007年3月～2008年3月监理取样砂含水检测情况统计如下：

（2）在从砂石系统砂仓放料时，开始供料的8～10min内砂含水率偏大，严重时砂子呈饱和状态，和水一起喷出，在皮带上形成明水。

（3）从砂石系统料仓通过胶带机放料至拌和系统调节料仓后供至拌和楼的砂，经检测，含水率经常会高于砂石系统料仓正常放料时的含水率。

（4）从2007年至2008年大坝每月20万m3浇筑强度情况下，砂石系统6个砂仓循环进放料，砂脱水时间可以达到11～14天。

3.2 现场采取的措施

为确保砂含水率满足设计要求，现场采取了一系列措施：

（1）对输送廊道胶带机顶部洞壁滴水进行了引排，防止明水进入皮带。

（2）在砂石系统成品砂仓和拌和系统调节砂仓底部下料弧门处增设截流槽，将砂仓脱水及时引排至输送胶带机外。

（3）供料前将胶带机空转，排除皮带上的明水。

（4）增加砂石系统砂生产量，确保六个砂仓满井生产，进一步延长砂脱水时间。

（5）对砂石系统和拌和系统砂仓采用先进先出，后进后出的原则依次循环放料。

（6）对砂石系统成品砂仓底部反滤层进行改造，原设计反滤层仅铺设在中部4m条带处，为增大滤水面积，将两边斜坡上也铺设碎石反滤层，同时对原有反滤层进行清理，对砂仓底部排水管进行疏通。

（7）在每次放空砂仓后，利用空气炮将板结在砂仓周壁的砂震松后排放出来，尽量保证砂仓堆料容积。

尽管采取了上述众多措施，但由于受砂竖井结构存料、地下输送等客观条件限制，砂含水仍然无法达到要求。

3.3 竖井内成品砂的脱水机理分析

（1）砂粒表面水的离析

进入竖井砂仓的成品砂，颗粒与颗粒之间空隙内的自由水已基本被机械脱水除去，其含水主要是砂颗粒表面的吸附水或粘附水。因竖井内环境温度较低，通风性能较差，水分蒸发量极少，粘附水或吸附水只有通过重力作用渐渐离析与沙粒分离，形成自由水，再加上竖井本身较深，脱水过程较长。

（2）离析水的渗流与引排

离析水形成后的自由水通过颗粒之间的空隙渗流至竖井底部，通过底部碎石反滤层后经排水钢管引排出竖井。

（3）砂仓脱水规律

为进一步掌握竖井结构砂仓内部脱水规律，对其中一个砂仓从一开始放料起就进行砂含水检测，每半个小时检测一次，直至放料完毕。该砂仓放料历时三天，其中第一天放料5604t，占总放料量的35.22％，处于放料口与局部暗井部位的砂有404t，砂含水率为8.2％，占放料总量的2.54％，第一天平均含水为5.99％，最小含水率为5.4％；第二天放料5436t，占总放料量的34.17％，最大含水率6.9％，最小含水率5.4％，平均含水率6.07％；第三天放料4464t，占总放料量的28.07％，最大含水率8.9％，最小含水率6.7％，平均含水率7.77％。含水率分布见下表：

3.4 影响竖井内成品砂脱水的原因分析

由上述脱水机理分析，影响竖井内成品砂脱水效果的主要因素有以下几个方面：

（1）竖井内环境温度低，通风条件差，砂粒表面的水分难以蒸发。

（2）由于竖井深度高达60余米，竖向脱水路径较长，需要较长的脱水时间。

（3）进料时落料高差大，较大的冲击力对已堆存的砂造成一种压实作用，砂粒间孔隙变小，堆积密度增大，表面水的渗流速度减缓。

（4）竖井底部的碎石反滤层使用一段时间后易形成板结或堵塞，透水性差。

（5）竖井底部料堆自卸角外的砂在长期放料过程中不能产生松动而逐渐板结，透水性差，水流向中部汇流集中，造成竖井底部中间有100m3～150m3左右的砂含水严重。

（6）按设计要求小湾砂石粉含量控制在12％～17％，由于砂的石粉含量较高，不易于脱水，脱水速度较慢。

4．结论及建议

4.1进行砂石系统设计时，条件允许的情况下，尽可能采取露天方式堆存砂，若确实受布置场地等因素的限制，无法进行露天布置而需采用竖井堆料时，竖井数量及容量应至少满足12天以上的脱水时间要求。但竖井深度尽量不要太深。

4.2砂石系统采用竖井形式堆存砂时，在向拌和系统供料过程中，需布置调节料仓，最好是露天布置，若受条件限制也可采取竖井形式，在供料过程中将底部砂含水较大部分进行另行堆存，进一步脱水后使用。

4.3采用竖井形式堆存砂时，暗井井壁必须采用混凝土进行衬砌，并埋设排水管，以防止地下水渗入，造成砂含水偏大和波动。

4.4竖井底部设置的反滤层，经过一段时间后，很容易板结，不易脱水，因此必须隔一段时间对其进行清理或更换，建议在反滤层内部设置反冲洗水管，定期对其进行清理和冲洗。

4.5采用竖井结构堆存砂时，在石粉含量及细度模数满足要求的前提下，尽量采用干、湿法搭配生产，以利于脱水。

4.6采用竖井结构堆存砂时，应提前考虑砂石粉含量控制指标定的不应太高，建议按照国标6～17％的中下限控制，以利于脱水。

4.7采用竖井形式堆存砂时，可进一步研究进料方式对成品砂的脱水速率的影响，将原竖井中部进料改为靠近竖井明井壁单点落料方式进料，其余位置的堆料依靠自然堆积，以减少冲击压实的范围，增加离析水的渗透速率。

4.8采用竖井形式堆存砂时，可考虑在竖井底部中间积水较严重的部位布置透水钢管，利用负压抽吸中间部位较为严重的积水，采用虹吸管结构或采用真空泵形成管内负压。

4.9采用竖井形式堆存砂时，可进一步研究底部反滤层的设置形式和布置范围等，以取得最好的透水效果。