时间：2023-03-14 15:18:37
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小水电一般装机5000KW以下，整个工程由拦水坝、引水洞（支洞）、压力管和厂房等组成。引水式或混合式小水电站多处于山地狭谷地带，交通不便，林木茂盛通视差，它的地面控制测量工作相对于堤坝式电站更加复杂和困难。这种电站水头多在30m以上，高的可达数百米，引水隧洞由一个或一个以上的洞组成，单个洞长一般小于2km，洞内坡度0.2％，横向贯通允许限差为20cm，高程贯通限差为5cm。
小水电工程测量工作的主要内容有建立平面和高程控制网，测绘库区、坝址、进出洞口（中洞）、压力管和厂房的数字化地形图（库区和其他区域的比例尺一般分别为1：2000和1：500），以及工程施工放样。测区采用任意直角坐标系和假定高程系，如是流域综合开发，可用区域内或国家统一的平面和高程系统。
2地面控制测量
2.1GPS与EDM导线结合的方法对于高水头的小水电工程，输水隧洞的控制是整个工程的核心。由于小水电工程处位于山地狭谷这种特殊的位置，采用GPS测量往往受到地形条件的限制，不能直接在坝址、进出洞口（支洞口）、厂房等关键位置上施测，而只能在附近山脊等开阔处选取合适的点，再用EDM导线延伸至需要的位置上。
在各施工区如坝址、洞口、厂房等处布点时，每处至少应布设2～3个点，并使各相邻点两两通视，最好能组成一个三角形。GPS观测的时间依工程对点位的精度要求不同而不同，一般20～30分钟即可，检验测量成果精度的方法，通常有3种：用全站仪（测距仪）测量两点间的平距与GPS二维约束边长进行比较（同一投影面上）[1]；用全站仪测量单角，与GPS坐标反算角度值进行比较；用GPS对原测点位在不同时间进行重测等方法进行检验。
GPS测量的二维精度可靠，但高程精度偏低，其高程中误差一般为±10cm，不能满足施工要求而需重新布设一条具有四等精度的测距三角高程导线或水准路线，这项测量工作特别是在交通不便的山区，工作量也是非常大的。
2.2EDM三维导线测距导线作为小水电工程的地表控制，也是非常合适的。一方面全站仪在生产单位已得到全面的普及，同时它又有良好的测角、测距精度，目前2秒级全站仪每公里测距精度一般都在3+2ppm（mm）以内，另一方面，测距导线选点的自由度大，能在所需要的地方布点，并能一次性完成平面和高程控制测量。为提高隧洞的贯通精度，减少坝址与厂房间的控制点的数量，导线宜布设成直伸型。
2.2.1闭合导线：这种闭合导线的布设形式为狭长型（如图1），A为进洞口控制点，D为出洞口控制点，1、2、……6点为中间点，单号点与双号点各构成一条导线，选点时，应使1与2，3与4等两两相邻的点间距为2m以内，并用钢卷尺量出间距。
观测时按闭合导线的要求施测，从A始按1、2、3……6顺序至D。水平角、竖直角、斜距的观测及往返平距和高差的限差要求，视隧洞的长度分别依一或二级导线和四、五等EDM三角高程的要求。这种形式布设的导线点位坐标不仅可以得到检核和精度衡量，同时最大限度的减少了工作量。
2.2.2双支导线：当狭长的闭合导线中的某一点或几点重合时，即成此类型（如图2）。这种导线与闭合导线的观测相同。一般地，这种导线可单双站交替设置，在重合点上只需设置一次仪器或觇牌。计算既可按两条支导线单独进行，也可按闭合导线的方法进行计算（当路线交叉时，只能按双支导线计算），此外，还可以比较重合点以及终点的坐标值而得到检核。
上述两种导线还可通过比较两邻近点的实测距离与它们的坐标反算距离进行检核[2]。
2.2.3单支导线：当引水洞较短时（一般小于1.5km），可布设成单支导线（如图3）。观测的内容与各项精度指标与上述两类导线一致。为便于检核，水平角观测时应对左右角各观测一至二测回，圆周闭合差应小于10秒。在进行距离和高差观测时，可用两次仪高法观测，以获得两组数据而得到校核。
2.2.4高程测量：小水电工程的高程测量一般在施测EDM导线时同时完成。施测时按照四等或五等的三角高程要求进行，要特别注意各项限差要求，确保精度要求（特别是往返高差），以防返工。也可在条件较好时用水准测量的方法观测高差。3EDM三维导线的长度及精度估算
地面导线的建立除了测图外，主要是为了指导隧洞的开挖并使之贯通，以及放样拦水坝、厂房及压力管等，其中最主要的是用于前者。根据贯通误差的来源与分配的原则[3]，对于双向开挖的隧洞，地面控制对横向贯通的影响值为
Mq为贯通误差，以Mq=10cm代入，Mq＝5.8cm，即得地面导线最弱点的点位中误差。对于上述的三种形式导线，都可用直伸支导线终点精度的估算方法来估算导线最弱点的精度。在任意平面直角坐标系中，支导线由于没有起算数据误差和因起算数据误差引起的误差[4]，其最弱点的点位中误差的计算如下式：
根据大量的EDM一级导线测量数据统计，测距精度等于或高于5＋5ppm的2″全站仪的测距中误差≤±5mm，测角中误差约为±3″[5]，据此并依（1）式计算不同长度和边数的支导线最弱点的点位中误差M（如表1）。
当导线的长度达到或超过2000m时，最弱点的点位中误差达到或超过了5.8cm，也即在地面导线长度在2000m以内时，可用单支导线（一级导线的观测要求）控制；当长度在2000m以上时，应用闭合或双支导线作控制，它们的最弱点的点位中误差为单支导线的/倍。
4结论
4.1GPS与EDM导线相结合用于小水电工程的地面控制测量，是一种效率高、平面精度高，并省力的好方法，但该法投入大，外业仪器多，高程精度欠佳。在高程精度要求稍低时（±10cm），可直接用其成果，不需再进行四等EDM三角高程测量。
4.2EDM三维导线是小水电工程测量中常用的方法，但布点时要尽量使导线成直伸状，以提高精度减少横向贯通误差。
4.3对于地面控制导线长度小于1500m的短隧洞，单支导线作为它的地面控制测量方法，是个很好的选择，不但省时省力，而且效益好。该法在近几年省内外的小水电工程的隧洞施工中被作者多次应用，效果非常好，贯通误差均在规定的误差范围内。单支导线的测量要注意自身的校核，如测左右角，双仪高法重测等。
摘要：测量工作在小水电工程建设中起着重要的作用。结合自身的测量经验，介绍了用GPS与EDM导线建立小水电工程地面控制网的几种常用并有效的方法。
关键词：水力发电工程测量控制网导线测量
参考文献：
[1]中海达测绘仪器公司.中海达GPS数据处理软件Ⅲ使用手册[M].2003.
[2]陶元洲.单程双测导线测量[J].《测量员》.1991.（4）.
[3]李青岳等.工程测量学[M].北京：测绘出版社.1995（第二版）．
1.1水利水电工程的内涵水利水电施工是按照设计提出的工程结构、数量、质量、进度及造价等要求修建水利工程的工作。包括施工准备、施工技术与施工管理等内容。随着科学技术的发展，水利水电工程施工已成为一门独立的学科。水利水电施工企业是我国水利工程建设中的主力军，其主要业务包括水利水电枢纽建设、水工建筑物基础处理、水工金属结构制作与安装、水利水电机电设备安装、水工大坝工程、水利堤防工程、河湖整治等水利水电建设项目。水利水电是一种清洁的能源，随着社会的发展和国家对环境治理的重视，对于清洁能源的开发越来越注重，在水利水电建筑工程的施工过程中，技术是工程顺利开展的保障，直接关系到工程竣工后的效益和工程质量，以及社会影响力。
同时，施工技术也是构建水利水电工程的一个重要因素，技术人员应该不断的学习新的技术，多开展各种技术交流活动，对于以前遇到的各种问题要及时总结，对于可复制性的问题应该在各种培训上进行讲解，避免问题的再次出现。由此可见，技术力量在水利水电工程施工的重要性。水利水电工程在施工中，不仅需要资金和技术的支持，管理是更为重要的内容，只有在施工管理中树立严格的组织纪律，加强企业管理和项目管理制度体系的建设，发挥项目管理的作用，才能使得水利水电工程的建设质量上一个新的台阶。纵观以前工程事故，无一不与施工管理有关，施工管理人员应该加强学习，不断的补充知识，将安全管理和施工管理有机的结合在一起，将项目管理的潜能尽可能的发挥出来。综上所述，加强水利水电工程的施工管理至关重要，是企业发展的灵魂，是工程质量的保证。
1.2农村地区水利水电工程的特点农村地区水利水电工程承担挡水蓄水和泄水的任务，因而对水工建筑物的稳定、承压、防渗、抗冲、耐磨、抗冻、抗裂等性能都有特殊要求，需按照水利工程的技术规范，采取专门的施工方法和措施，确保工程质量；农村地区水利水电工程对地基的要求比较严格，工程又常处于地质条件比较复杂的地区和部位，地基处理不好就会留下隐患，事后难以补救，需要采取专门的地基处理措施；农村地区水利水电工程多在河道、湖泊、沿海及其他水域施工，需根据水流的自然条件及工程建设的要求进行施工导流截流及水下作业。
2.农村水利水电工程管理存在的问题
我国水利设施建设范围广泛，种类繁多。其在全国各地的分布对我国的防洪、排涝、灌溉、供水、发电、水土保持、养殖、旅游和改善生态环境等起着重要作用。水利设施主要包括堤防、水库、灌区、涵闸、排灌泵站、机井、水电站、饮水工程和水土保持工程等。自建国以来，我国动用国家资金在农村地区建设了大量的水利水电工程，但是这些设施的建设在管理上存在着很多的问题。具体如下。
2.1建设人员资质缺乏，技术低下我国的水利水电工程建设人员大多是没有经过专业培训的农民，由于自身素质的缺乏并且没有经过专门的培训，又缺乏安全意识，导致施工的工程不规范，质量不能得到保证，存在着很大的安全问题，同时由于缺乏专业人员进行设备的管理与维护，致使很多工程建筑失去效用而被废弃，造成了资源的浪费。
2.2设备短缺，工程效益低下浅析农村水利水电工程管理发展摘要：农村水利水电工程建设是一项非常重要的基础工程，对于农村经济的发展有一定的促进作用。但是就目前来看，我国农村的水利水电建设仍然存在一定的问题，需要我们加以探讨和分析，为农村水利水电工程管理的发展提供建设性的意见。关键词：农村水利水电工程管理发展俞小敏诸暨市石壁水库管理局瞿威飞诸暨市水利水电局水利水电工程建设是一项周期长，至今消耗大，人员需求多的大型工程建设项目，因此在建设过程中要大量的投入。建设完成后，其维护和保养也需要大量的资金，好的设备可以促进水利水电工程的有效开展，然而由于资金的短缺经常会造成农村地区设备不足，从而降低了工程的效益，造成了隐形的浪费。
2.3管理制度不能与时俱进一项工程的完美实施离不开良好的管理制度，然而我们现在农村地区水利水电工程的管理却没有与时俱进，跟上时代的节奏，采用的仍然是传统管理制度，农村水利水电工程的管理仍采用传统的水利水电工程管理制度，这影响了工程施工的质量和维护的技术，影响了整个工程的社会效益和经济效益。
3.加强农村水利水电工程管理的对策
3.1加强工程资金成本的管理
（1）施工成本的节约。在农村地区水利水电工程建设的过程中，施工前要做好工程预算，将选用的设备和材料，人员的支出等做好详细的预算计划，从而通过综合考虑节约成本；项目施工队伍的招标也要严格公开透明，从而有效控制成本。
（2）争取金融支持。国家开发银行一直为我国农村地区的水利水电建设提供金融支持。我国当前的建设任务繁重，资金缺口很大，迫切需要综合运用财政和货币政策，引导银行业金融机构增加水利信贷资金，切实增强水利支撑保障能力。在国家的水利建设金融信贷支持下，在水利建设中用好用足信贷资金，加快水利建设步伐。
3.2加强施工人员的技术和安全培训人是直接参与施工的组织者指挥者和操作者，因此要调动人的积极性，发挥其主导作用。根据工程特点，从确保质量观念出发在人的技术水平、人的心理行为、人的错误行为等方面来控制人的使用。如对技术复杂、难度较大、精度较高的工序或操作，应有技术熟练、经验丰富的职工来完成。反之对那些应变能力差的人，不能操作快速运行、动作复杂的机械设备，对某些要求万无一失的工序和操作，一定要分析人的心理行为，对具有危险源的作业现场，应控制人的错误行为等。此外应严格禁止无技术资质的人员上岗操作。建设单位在进行施工建设前在完全清晰的了解了水利水电工程建设的建设程序后再开始施工；施工中发挥好监管人员作用，实时检查工程的质量；加强员工安全意识管理，避免意外事故的发生。同时邀请专家对施工人员进行培训，使施工人员按照工程标准严格执行，保证工程质量。在水利水电工程建设完成之后，国家必须组织专门人员在农村建立管理部门，工作人员定期对水利水电工程的使用状况进行检查，及时解决已出现问题，避免重大水利水电工程问题的出现。
3.3健全农村地区水利水电工程管理的制度农村地区水利水电工程管理制度不健全也导致了水利水电工程管理中的各个问题。因此需要要转变观念，改革管理机制。要加强水利工程运行机制改革。认真落实水利产业政策，按照工程不同性质和分类，分别采取财政支持、有偿服务、自主经营等不同投入和管理方式，按照市场经济规律建成管理现代化、岗位责任化、运行规范化的工程管理体系。在内部管理上要分类别、分项目、因事设岗、定员、定责、定目标、定奖罚，实行竞争上岗，不适应水利工程管理的人员要坚决分流。
3.4创新水利水电工程管理的技术水平优化水利水电工程的管理，还要对管理技术进行创新，实现现代化的管理方式，政府加大管理创新的投资力度，结合工程特点利用现代信息技术对其进行监管；研发新的管理技术，建立专门的技术管理中心，提高管理效率。充分利用当今世界最先进的科技成果，如计算机网络、地理信息系统、遥感技术、卫星监视等现代技术手段指挥抗洪抢险和管理水资源，选择最优的管水、调水和分配水资源方案，成倍的发挥减灾效益。大力推广节水技术。要把推广节水灌溉作为一项革命性措施来抓，合理利用国家优惠的贴息贷款，发展节水灌溉事业。
4.结语
河床式发电厂房分为安装间、挡水坝段、厂房机组段、进水渠、尾水渠五个部分。开挖最低高程为153.75m，最大高差为24.25m。左右翼墙和发电厂房土石方开挖总量为50.851万方。其中石方34.628万m3。尼尔基地区冻土多年平均最大深度2.10m，最大深度2.51m。冰冻的最大厚度1.52m，最小厚度0.78m，平均厚度1.12m。发电厂房基础岩石特性为花岗闪长岩，节理裂隙发育，岩石完整性较差,岩石坚固系数f=10～12，级别为X级。主坝与厂房连接翼墙长129.38m，宽为28.45m。建基面高程173.50m，开挖高度为4.5m。厂房与右副坝连接翼墙长143.65m，宽100.78m，开挖高差20m。
2开挖技术措施
2.1施工特点
厂房基坑覆盖层剥离岩石开挖在零下-34.4℃的严寒下进行，设备选型、爆破参数控制、开挖出渣道路布置必须适应于严寒气候条件；由于厂房结构复杂，采用预裂控制爆破技术控制建筑物轮廓边线；为加快开挖进度，保护层开挖采用液压钻机造孔，大幅度提高钻孔效率；厂房上下游预留门机岩台，控制爆破要求严格；由于原厂房围堰渗水严重，火工材料防水性能要求高；厂房基础形状复杂，基础高差大，出渣道路布置要求严格；开挖石方粒径有严格要求，爆破参数经过多次试验确定，严格控制钻爆施工。
2.2施工方法
2.2.1冰层和冻土开挖
厂房基础覆盖层为腐植土和砂砾（卵）料，开挖正值冬季，围堰渗水漫过基坑，河床结了一层0.9m厚的冰层。冰层剥离后，下面的砂砾料迅即又冻结成冻土层。基坑结冰层底部为未冻的沙砾层，挖掘机械不能直接进入基坑内作业，因此破冰采用垫渣进占法进行开挖。垫渣进占方法:首先用1.3m3日立反铲将冰区破解一角，随后用大容量装载机将破冰处迅即回填碎石或腐植土，填层高出冰面1.0m左右，反铲在前面破冰开道，装载机紧随回填形成高出冰面的施工通道，冰面通道形成以后，自卸汽车可以沿通道将碎冰运出。破冰的同时设置潜水泵将冰面以下积水及时排除，避免冰下积水冻结成冰，增加反复破冰作业量。
2.2.2冻土开挖爆破参数选择
基坑右侧台地上存在2m厚的冻土层，该部分冻土层采用松冻爆破法开挖。采用TOMROCK500液压钻机钻取Ø80mm孔，炸药采用4#硝胺防水炸药，药卷直径Ø60mm，非电毫秒塑料导爆管微差起爆，冻土采用松动爆破，钻孔采用TOMROCK-500型液压履带式钻机钻孔，钻孔直径80mm，孔间距1.8m，排距1.8m，炸药采用4#岩石抗水硝铵炸药,单耗药量0.54kg/m3,非电毫秒塑料导爆管网络起爆。冻土爆破程序如下:确定冻土范围布孔钻孔装药爆破。
表1冻土松动钻爆参数表
冻土厚度
孔深
孔径
孔距
排距
装药量
总装
药量
堵塞
长度
药卷直径
装药量
高度
H(m)
h(m)
D(㎜)
a(m)
a(m)
d(mm)
Qp(kg)
hp(m)
Q(kg)
Ho(m)
2.0
2.0
80
1.8
1.8
60
3.15
1.2
4.32
0.8
1.5
1.5
80
1.5
1.5
60
1.82
0.60
1.82
0.90
1.0
1.0
80
1.2
1.2
60
0.55
0.20
0.57
0.80
2.3石方开挖
发电厂房石方开挖采取分区、分层开挖的原则，考虑混凝土浇筑及合同工期的需要，以安装间为先，自左向右进行开挖。同时考虑混凝土垂直运输设备的安装及运行需要，在进水渠、尾水渠预留门机轨道基础岩台。厂房基坑岩石开挖最大高差为29.45m，根据开挖设备性能并充分考虑了进水渠、尾水渠预留门机岩台开挖质量厂房开挖采用梯段分层开挖。分层情况见图1。厂房基坑石方开挖从4＃机组段开始，先在4#机部位开挖出先锋槽，然后向3#机组和安装间方向分两个工作面进行梯段爆破开挖。基坑内开挖到156.27m建基面后，开挖检修廊道，廊道边线采用光面爆破，廊道和集水井内部进行掏槽爆破分层开挖。
2.3.1预裂爆破
为确保厂房建筑物基础岩石的完整性，减少超挖及混凝土回填量，梯段爆破开挖前，对设计开挖边线先进行预裂爆破，用液压钻机钻孔。预裂爆破施工程序如下：钻孔场地平整布孔测量钻孔药串加工装药堵塞网路连接起爆。
表2预裂钻爆参数表
梯段高度
孔深
孔径
孔距
药卷
直径
线装药
密度
底部装药
单孔
药量
堵塞
长度
钻孔
角度
装药量
高度
H(m)
h(m)
D(㎜)
a(m)
Ø(mm)
q(g/m)
Qp(kg)
hp(m)
Q(kg)
Ho(m)
°
13.6
14.20
80
0.8
32
250
1.5
1.0
3.4
1.0
73.3
4.50
5.03
80
0.8
32
200
1.5
1.0
0.9
1.0
63.4
2.3.2梯段爆破
先锋槽爆破开挖：在4#机部位采用液压钻机钻楔形掏槽孔，爆破成一长45m、宽22.2m、深6.0m的先锋槽。利用此先锋槽，分别向3#～1#机组和2＃～1＃安装间方向分两个工作面采用自上而下分层梯段钻爆开挖。梯段爆破采用液压钻机钻孔,爆破施工程序如下：场地平整测量放线布孔钻孔装药连网爆破。梯段爆破装药结构采用连续柱状装药，采用4#岩石抗水硝铵炸药，药卷直径Ø60mm。
采用2#岩石销铵炸药和4#岩石抗水硝铵炸药。炮孔按中宽孔距、梅花型布孔。为防止爆破对设计边坡的振动破坏，在靠近预裂面的一排炮孔的装药量拟定为其它梯段爆破孔装药量的70～80%，距预裂面1.5～2.0m布孔。为提高爆破质量、降低石渣的大块率，炮孔的装药结构采取连续柱状装药方式。梯段爆破钻爆设计参数见表4
表3梯段爆破钻爆参数表
梯段高度
炮孔直径
炮孔深度
药卷直径
孔距
排距
单孔药量
堵塞长度
单位耗
药量
超钻深度
钻孔倾角
(m)
(㎜)
(m)
(㎜)
(m)
(m)
(kg)
(m)
(kg/m3)
(m)
°
7.10
80
8.00
60
3.0
1.5
17.40
1.5
0.45
0.6
73.3
3.0
80
3.36
60
2.0
1.5
4.54
1.0
0.45
63.4
2.3.3保护层开挖
水工建筑物基础预留保护层开挖，是控制建基面开挖质量的关键，也是控制工期、提高经济效益的重要的环节。按规范规定，当保护层以上用梯段爆破开挖时，对节理较发育的中硬岩石，预留保护层应为上部梯段竖向孔药卷直径的30倍，对于坚硬岩石，相应值为20～25倍，SDJ211-83中有关条款规定，在距水工建筑物基建面1.5m以内用手风钻钻孔，浅孔火炮分层开挖。1994年新规范对保护层开挖，去掉了上述规定，允许试验成功的基础上，采用新方法进行开挖。在三峡工程、岩滩工程等重大项目施工中，近几年提出了一些新办法、新工艺，创造了很好的经验：
1)对2～3m保护层，可用手风钻钻Ø45mm孔，孔深2～3m，单孔装药1.5～2.5kg，孔底设柔性材料垫层20cm，孔网1.5×1.6m，装Ø32mm药卷，非电雷管起爆。爆后选择典型部位测定基岩波速降低值，均符合要求。
2)对3~5m保护层，用全液压钻机钻Ø76mm，孔深3~5m，药卷直径Φ45mm，单孔装药8~16kg，孔底垫柔性材料垫层20cm，孔网2m×2m-2m×3m2,不连续装药，用导爆索配合非电雷管起爆，爆后选择典型部位测定基岩波速降低值，均符合要求。
3)柔性材料可用泡沫塑料、锯末、竹筒；在水孔中，需用两头封闭的竹筒。
4)岩滩水电站用Ø150mm钻孔，装Ø130mm药卷，进行开挖，在临近建基面保护层处孔底装Ø55~75mm药卷，使预留保护层厚度由2.5~3.5m减少到1.0~1.5m(20~25倍药径)。对预留保护层用手风钻或快速液压钻钻孔，一般钻到建基面，对不允许欠挖部位超钻10~15cm。孔底填柔性材料，柔性材料上装Ø32mm药卷，如需要在Ø32mm药卷上部装Ø55mm药卷，用非电毫秒雷管排间延迟起爆，一次爆到建基面，质量符合要求，施工速度较常规法3倍，创造了月最大验收面积29750m2的国内先进水平。
尼尔基厂房保护层开挖爆破参数选择
借鉴三峡和岩滩工程保护层开挖经验为了验证用液压钻机钻钻Ø80mm中孔进行保护层开挖的爆破效果，根据多次钻爆试验，最终确定的保护层开挖爆破参数如下：用TOMROCK500液压钻机钻Ø80mm孔，一次钻至建基面，孔底回填20cm河沙或岩屑柔性垫层，孔网1.0m×0.8m，钻孔倾角60°，装Ø32mm药卷，不连续装药，底部加强装药，非电毫秒延期雷管微差起爆。建基面欠挖的部位采用日立反铲冲击锤进行开挖。
采用2#岩石销铵炸药和4#岩石抗水销铵炸药，导爆管起爆。保护层开挖钻爆设计参数见表4。
表4保护层开挖钻爆参数表
台阶
高度（m）
孔径(mm)
孔深(m)
钻孔角度(°)
孔距(m)
排距(m)
堵塞
长度(m)
单孔装药量(g)
单位耗药量(kg/m3)
1.5
80
1.88
60
1.0
0.8
0.5
600
0.45
3保护层开挖爆破质量控制
3.1宏观调查和地质描述方法判爆破破坏的标准
有下述情况之一时，判断为爆破破坏：
1)发现爆破裂隙，或裂隙频率、裂隙率增大(产生爆破裂隙和裂隙率都会增大；原有的裂隙张开，也会使裂隙率增大)。
2)节理爆破裂隙面、层面等弱面张开(或压缩)、错动。
3)地质锤锤击发出空声或哑声（从地质锤锤击时发声状况进行判，一般新鲜，完整的岩体，发声清脆，频率高；被爆破振松的岩体，发出空声或哑声、频率较低）。
3.2弹性波纵波速观测方法判断爆破破坏或基础岩体质量的标准
同部位的爆破后波速(CP2)小于爆破前波速(CP1)，其变化率η为：η=1-(CP2/CP1)当η>10%时判为爆破破坏或基础岩体质量差。
若只在爆后观测，可用观测部位附近原始的波速作为爆破前波速，也可以观测资料的变化趋势和特点判断。
4石渣块径的控制
发电厂房石方开挖渣料作为上坝料和人工骨料粒径要求为上坝料粒径60cm，人工骨料粒径58cm，为此在开挖过程中必须严格控制钻爆质量。
首先在爆破参数的设计时必须充分考虑开挖渣料的料径要求，再根据开挖部位的工程地质条件进行钻爆参数的设计，在进行正式钻爆施工之前，先进行爆破试验根据爆破效果及时调整修正钻爆参数使爆破达到比较好的效果，特别是满足上坝料和人工骨料的粒径要求。
5预留门机岩台控制爆破施工
厂房进水渠和尾水渠预留门机岩台爆破开挖采用预留岩埂和距岩埂3.5m范围进行控制爆破的方案进行开挖。
5.1尾水渠岩台开挖爆破试验
根据工程类比法推算发电厂房门机预留岩台允许的最大一次单响药量。根据白山电站栈桥墩开挖爆破取得的爆破经验公式v=100Q0.75/R2,推算自尾水闸墩墩头0+047.50桩号往下游9.18m范围为爆破控制区，爆破控制区范围内的岩石开挖采用控制爆破技术，控制区以外的范围，单响爆破药量可以逐步提高，根据计算结果可以得出桩号0+065.80m以上的区域为常规浅孔梯段爆破开挖区。
5.2浅孔梯段爆破设计参数
表5浅孔梯段爆破钻爆参数
梯段高度
炮孔
直径
炮孔深度
药卷直径
孔
距
排
距
单孔装药量
堵塞
长度
单位耗药量
超钻
深度
钻孔倾角
H
D
h
ø
a
b
Q
Ho
q
H1
a
(m)
(㎜)
(m)
(㎜)
(m)
(m)
kg
(m)
(kg/m3)
(m)
。
2
42
2.57
32
1
0.9
1.1
0.63
0.4
0.3
63.4
2
42
2.57
32
1
0.9
1.1
0.63
0.4
0.3
63.4
2.08
42
2.66
32
1
0.9
1.13
0.63
0.4
0.3
63.4
3.11
42
3.98
32
1.5
1.3
3.81
0.91
0.4
0.45
63.4
5.3爆破监测及爆破测点布置
1)测点布置：共布置5个垂直向传感器：闸墩布置1个，底板布置3个，分别布置在：0+47.5、0+037.5、0+017.5桩号附近。
2)测量速度的仪器采用891-Ⅱ型放大器UJB-8型动态测试分析仪各1台。通频带0.5～100Hz，量程0.01cm/s～20cm/s。
3)观测要求：观测后要提出完整的记录波形，给出最大速度量，主振动周期、振动量持续时间。
4)预期结果：给出振动影响经验公式和最大瞬时起爆药量。
5.3声波观测
1)目的：根据对厂房基础、闸墩、底板、横梁在爆破前后弹性波速的观测，判别爆破是否对建筑物产生破坏影响。
2)测点布置：在底板布置10个测点(钻孔法)，在闸墩布置14个测点(其中4个测点采用钻孔法)，横梁布置10个测点(对穿法)；34共计个测点。
3)观测要求：观测应在每次试验爆破前、后各进行一次，通过对波速的观测和分析，判断该区混凝土是否发生破坏。
4)宏观调查：利用石膏涂抹对厂房进水、尾水渠等重要建筑物进行破坏影响调查。
5.4爆破控制
根据东北勘测设计研究院对以往类似工程爆破声波监测的经验及积累的质点允许振动速度经验公式，爆破声波引起的质点振动速度按v=100Q0.75/R2,进行控制。根据已建建筑物允许的质点振动速度，反算出距离建筑物不同距离，最大一段允许起爆药量，详见下表6：
表6爆破试验单响控制药量允许质点振动速度（cm/s）
距尾水闸墩0+047.50m距离（m）
允许最大一段单响起爆药量（kg）
区域
8
4.5
1.90
预留岩埂
8
5.68
3.54
控制爆破区
8
9.18
12.73
药量递增爆破区
8
18.30
80.16
8
18.30
80.16
常规爆破区
8
28.30
256.34
8
35.95
300
6.结束语
尼尔基水利枢纽发电厂房基础石方开挖克服了寒冷的气候条件，在设备、人员降效非常显著的情况下，按业主指定的节点工期顺利完成了50万方的开挖任务，在开挖过程中，取得以下经验：
液压钻机非常适宜于高寒恶劣气候的作业条件，液压钻机比风动钻机具有高寒地区无法比拟的优越性。
水力发电系统由发电机、AC/DC转换、PWM逆变器、LCL滤波器组成。发电机使用异步电机，异步电机并网发电是利用电网提供以同步转速转动的旋转磁场,在转差率为负值的工况下,其磁力矩与转速方向相反,机械力矩方向与转速方向相同,磁力矩作负功,机械力矩作正功(转化为电能),向电网输出电能。常用作发电的一般为三相鼠笼式异步电机,三相绕线式异步电机和单相电容式异步电机也可作为发电使用,但技术性指标差。电能经PWM逆变器后变为正弦调制波，这时的电能含有大量的高次谐波，为了减少谐波污染，加入LCL滤波器。
二、电力系统谐波危害
并网系统的电能质量主要取决于输出电流的质量，为了能够给电网提供高质量的电能，并网逆变器的电流控制发挥了重要的作用，因此，对并网发电用三相逆变器研究就显的尤为重要。
由于三相PWM逆变器具有功率因数高，效率高等诸多优点，因此在可再生能源的并网发电中得到广泛应用。但是三相PWM逆变器在其开关频率及开关频率的整数倍附近，产生的高次谐波注入到电网中，会产生谐波污染，这将对电网上的其他电磁敏感的设备产生干扰。
谐波对电力系统和其它用的设备可能带来非常严重的影响，主要危害可归纳为：
在电力危害方面：
（1）使公用电网中的设备产生附加谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的使用频率增加电网损耗。零线会由于流过大量的3次及其倍数次谐波造成零线过热，甚至引发火灾。
（2）谐波会产生额外的热效应从而引起用电设备发热，使绝缘老化，降低设备的使用寿命。
（3）谐波容易使电网与补偿电容器之间产生串联并联谐振，使谐振电流放大几倍甚至几十倍，造成过流，造成电容器以及与之相连的电抗器、电阻器的损坏。
（4）降低产生、传输和利用电能的效率。
在信号干扰方面：
（1）谐波会引起一些保护设备误动作，如继电保护的熔断器等。同时也会导致电气测量仪表计量不准确。
（2）谐波通过电磁感应和传导耦合等方式对邻近的电子设备和通信系统产生干扰，严重时会导致它们无法正常工作。
所以，减轻直至消除这些危害，对于供电和用电设备的节能降耗，乃至于对整个社会能源利用率的提高，都具有极其重要的意义。由于LCL在抑制谐波方面具有的优点，因此研究LCL滤波器具有很重要的现实意义。
三、并网逆变器矢量控制
控制电路的目的就是控制并网逆变器六个开关管的通断，产生与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形，等效的原则是每一区间的面积相等。如果把一个正弦半波分作n等份，然后把每一等份的正弦曲线与横轴所包围的面积都用一个与此面积相等的等高矩形脉冲来代替，矩形脉冲的中点与正弦波每一等份的中点重合，而宽度是按正弦规律变化。这样，由n个等幅而不等宽的矩形脉冲所组成的波形就与正弦半周等效。同样，正弦波负半周也可用相同方法与一系列负脉冲波来等效。
为了达到控制目的，我们选用矢量控制的方法。矢量控制最初用于控制异步电机，把交流电动机等效为直流电动机控制，后来经过多年的发展，逐渐形成了一套比较完整的矢量控制理论体系。最近二十多年来由于电力电子、计算机及微电子技术的飞速发展，矢量控制技术在高性能交流驱动领域的应用已经越来越广泛。矢量控制大大简化了控制的难度，并会获得较好的控制效果，因此我们将采用矢量控制的方法对并网逆变器进行控制。
我们采用两个电流内环、一个电压外环的双闭环系统，来达到实际需要的精度和动静态性能。这种方法是取直流侧电压与给定电压比较，产生作为输入的直轴电流，取逆变器侧电感电流作为反馈，产生控制逆变器的脉冲信号。当发电机的直流电压不稳定时，通过逆变器侧电感电流的反馈，可以调节逆变器6个开关管通断时间，使其输出与电网电压幅值、相位相吻合。
四、LCL参数设计
逆变器侧是三个电阻为R、电感为L的电抗器，网侧是三个电阻为Rf、电感为Lf的电抗器，网侧电抗器和变流器侧电抗器之间是三个星形联结的电容器Cf。六个功率开关由控制电路产生的脉冲信号控制其通断，从而产生与正弦波等效的等幅矩形脉冲序列波。经逆变器形成的三相交流电经LCL滤波器滤除谐波后并入电网。
由于在LCL参数选择比较复杂，国际上也没有一种统一的设计方法，因此文章综合考虑电网侧电流最大允许脉动、逆变器开关频率和阻尼特性等要求，通过计算的方法得出一种简单有效的设计方案：通过选择逆变器侧所需要的电流纹波来设计内部电感L，通过选择在额定状态下吸收的无功功率来决定电容值，通过选择期望电流纹波减少量来设计Lf。由于逆变器开关管通常工作在高频方式，一般为15kHz，所以该滤波器属于低通滤波器，目的是滤除高频开关纹波。
通过计算得出LCL参数后，我们采用MATLAB中的SIMULINK模块进行仿真，通过反复实验后得出一个满足要求的实验结果。
五、主动阻尼控制器的设计
由于LCL滤波器是谐振电路，对系统的稳定性有很大影响，如果不采取很好的控制策略，会使电流的谐波畸变率增大。为了抑制LCL滤波器的谐振，可以采取增加滤波器阻尼的方法，但是增加无源元件，如电阻等，会造成功率损耗，降低系统的工作效率。除此之外我们还可以采取增加主动阻尼的方法，所谓主动阻尼，是指主动采取控制策略的方法，达到与被动阻尼相同的效果。
用主动阻尼的方法替代实际的谐振阻尼电阻作用，这样即使主动阻尼的阻值很大，也不会造成功率损耗，降低系统的效率。由于电压电流双闭环控制具有系统对参数变化不敏感，稳定性高的优点。采取这种控制策略与通常的双闭环不同之处在于，增加了对电容器电流的前馈控制。
结语
IEEE1547标准严格限定负载注入电网的电流总谐波畸变要小于5%，35次以上谐波的畸变率要小于0.3%。通过我们对逆变器矢量控制、LCL参数和主动阻尼器的设计，将基本达到这一要求。
参考文献
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[3]李时杰,李耀华.PWM整流器无电流传感器前馈控制策略的研究[J].电气传动,2006,36(12).
1.1沉淀法
沉淀法是化学方法中的一种，在对汞废水的处理中效果较为明显，且具有可行性。一般使用促进沉淀发生的催化剂为Na2S，应用效果为：Hg2++S2—HgS下降。沉淀法是对工业生产中含汞废水的酸碱值进行改变，将其控制在9-11之间，Na2S的增加量是基础增加量的5-20，将两者进行综合，添加质量数值为0.01%-0.03%的无机凝结剂，在沉淀之后进行滤除清澈的部分，这种沉淀法能够降低废水中汞的浓度。
1.2交换法
交换法是进行离子树脂之间的交换，将这种方法使用在汞废水的处理中，能够有效的进行汞含量的处理，特别是碱性较大的阴性离子进行交换树脂以及拥有选择性的综合树脂，交换的时间短，较少污染能力较强，拥有良好的化学稳定性，体现出这种方法的有效性。交换法是将几种树脂装柱组成废水净化系列，这样含汞废水通过几个交换柱后，出水中检验不出来汞。
1.3加热法
加热法是进行蒸发然后使物体被浓缩出来的方法，蒸发的晶体是蒸发的催化剂，促使溶液溶解速度不平衡达到平衡，不间断的进行蒸发流程，把多余的溶液物质进行结晶分析的过程，适用于溶解的速度会因为温度的变化不发生较大变化的物质。蒸发结晶的安装设置由七部分组成，分别是：两个加热空间；两个分离空间；表层制冷机器；真空泵；离心作用的机器。将含汞废水的酸碱值调节到酸碱度适中的之后，使用两种加热空间和两种分离空间的蒸发法进行处理。废水中的物质在第一个加热空间和第一个分离空间中没有形成结晶，但可以增强蒸发效果，促使在第二个加热空间和第二个分离空间中出现结晶，因此，加热法可以有效的进行汞废水的处理，使废水中的汞含量去除率达85%以上。
1.4电解法
利用微电解技术进行废水除汞，主要是在微电解的流程中加载金属物质和其他增加物，通过水环节产生化学反应，汞就会被分解出，再通过滤除环节就可以去除掉废水中的汞，减少污染现象。在进行微电解除汞时，酸碱值要适中，不能太大，也不能太小，需要在反应器中放置半个小时，经过微电解的环节和处理，可以有效的降低废水中的汞含量，使汞含量达到废除处理的要求。
2电石法聚氯乙烯含汞废水处理
聚氯乙烯（Polyvinylchloride)是氯乙烯单体，在过氧化物中的诱发剂，曾经是全世界生产数量最大的一般塑料，应用非常广泛，比如：工程材料、生活用品、电线管道、包装材料等。据相关资料和数据显示，2012年，我国的聚氯乙烯生产数量达到1300万吨，一种电石法聚氯乙烯的生产数量就有1000万吨，对汞的利用率较大，占整个中国使用汞总量的80%以上，使用汞的流程主要有以下七个方面的内容，分别是：废汞催化剂；去除催化剂中的废水；转化器中的活性炭去除汞含量；溶解吸附汞；含汞废水中的碱性物质；进行废水除汞之后的废水物质；除汞之后的流程。在氯乙烯单体的生成环节中，由于氯化汞会因为温差变大，从固体形态不经过液体形态直接变成气体形态，造成汞的浪费，剩余大量的汞滞留在废水的催化剂中，在直接有固体形态转变到其他形态的过程中，浪费的汞会顺着某些物质反应形成的粗制氯乙烯气体流入进之后的废水净化体系中，出现一连串的含汞物质。在电石法聚氯乙烯制造业中含汞废水中的汞浓度较高，但是水量却较少，为了去除其中的汞含量，可以先使用沉淀法，降低废水中的汞浓度，然后使用离子交换法，促使汞废水的处理符合标准要求，这两种方法，操作起来都比较方便且简单，能够有效的对电石法聚氯乙烯汞废水进行处理，具有良好的经济效益，可以促进工业进程的发展。
3结语
富春江水力发电厂扩建6#机组，为此需拆除厂房内的右装配场的板、梁、柱钢筋砼结构及进出水口的部分结构，待拆除结构周围环境非常复杂。拆除过程中必须确保1#～5#机的正常生产；确保周边的机械设备的正常运转，确保保留部分结构的安全。本次拆除工程中，在确保+15.8M层面上空压机安全的情况下，进行周边拆除目标的施工，是难度最大的施工部位。为确保安全，采用技术含量较高的控制爆破加风镐二次破碎方法进行施工。
2+15.8M层上空压机站周边结构爆破方案和措施
2.1拆除步骤
第一步，搭设密排钢管防护脚手架，对空压机进行保护。为防护层板间结构梁柱爆破冲击及爆破飞石对空压机的影响，在进行该部分爆破时，沿待拆除的空压机左侧三根立柱搭设钢管防护脚手架，脚手架外侧用多层板封闭。
第二步，在拆除右侧面80cm厚墙体时，钻三排垂直孔，采用微差起爆方式，首先爆破最外侧的孔，将外侧的钢筋炸开，后爆破后两排孔时，爆破的最小抵抗线方向向外，而且在无钢筋的砼中进行，爆破后，近空压机一侧余下约20cm厚的钢筋砼采用风镐进行拆除。
第三步，采用风镐拆除空压机上方的板梁。
第四步，对空压机左侧立柱以左的层爆及立柱控制爆破拆除，在爆破前，首先切断与暂时保留的三根立柱相联接的梁。
第五步，用钢丝绳将三根立柱与横梁接向左侧，并用葫芦使其受预拉力，人工将三根立柱下部左侧的钢筋剥出切断，采用松动爆破法，炸出三角形缺口，后用葫芦将三根立柱及梁拉倒，拉倒后，在+15.8M层面上再进行爆破。
在进行+15.8M层板爆破时，空压机的防护保持原样。
如图所示。
2.2爆破参数的选取及确定
2.2.1布孔参数
孔径：40㎜；最小抵抗线h=B/2；药孔间距一般取a=（1.0～1.5）h，本工程取0.5m；药孔排距一般取（0.66～1.0）a，本工程取0.4m；药孔深度一般取L=H-h+装药长度的一半。
2.2.2装药参数
单孔药量q按下式确定:
式一：q=K·a·B·H
式中:q——单孔药量（kg）
K——单位体积用药量系数（单耗）
a——药孔间距（m）
b——药孔排距（m）
B——构件的宽度（m）
H——构件的破坏高度（m）
式二：Cg=0.35AKBKfKph3
式中：
Cg——药孔内单个装药量（kg）
A——材料抗力系数，砼：A=1.5～1.8；钢筋砼（只破碎砼时）：A=5。
KB——与破坏程度有关的系数，松散爆破：KB=1.0,预裂、切割爆破：KB=0.8～1.0；破碎并要求碎块散离原来位置：KB=2～3。
Kf——临空面修正系数：一个为1；二个为0.9；三个为0.66；四个为0.5。
Kp——爆破厚度修正系数，当爆破厚度B＜0.8m时，Kp=0.9/B；当B≥0.8m时，Kp=1.0。
h——最小抵抗线（m）
为了保证爆破效果，在正式爆破前，首先进行小范围的试爆，根据试爆的效果，及时调整爆破参数，特别是装药参数。
2.3炸药：采用防水乳化炸药，单耗0.5～1.5㎏/m3，装药结构为内部装药
2.4起爆网络设计
（1）起爆器材的选择
针对爆破物体周围环境,为避免杂散电流、射频电流和感应电流以及雷电对爆破网络的影响，在本次拆除爆破中使用非电塑料导爆管，起爆多段毫秒延时网络系统。雷采用金属壳雷管。
（2）起爆网络联结方法及起爆方式:导爆管雷管用导爆管和四通联成复式网络，最后用电雷管或击发器击发。
2.5延期时间的设计
延期时间的设计，主要考虑三个因素，一是爆破后产生的震动对周围建筑物的影响;二是有利于结构物爆破后清理;三是延期雷管的种类和段别。根据现场的特殊环境及安全要求和国家有关爆破安全的有关规定，采用毫秒延期、分段起爆的延时方法。
3爆破安全设计
安全是爆破施工的关健环节，爆破产生的不安全因素，必须进行严格的控制。
3.1爆破振动控制
控制爆破产生的振动分为炸药爆炸产生的振动和建筑物塌落产生的振动两种。
炸药爆炸产生的震动控制：采用多打孔、少装药、微差延时起爆等技术来尽量避免能量集中，将能量进行分散，严格控制单孔药量。并控制一次齐爆的最大药量，一次齐爆的最大药量根据环境的具体要求按规范上的公式式计算确定。在施工过程中，为确保发电机组的安全，一次最大齐爆药量，不得超过5Kg。在本次爆破中，不但采用了半秒级延时技术，而且采用了毫秒级微差起爆技术，可以确保电厂正在运行的发电机组的正常运行和一切设施的安全。
塌落振动控制：在控制爆破中，塌落振动常常大于爆破振动。在每一层层板爆破时，为防止层板塌落可能产生的振动危害，利用延期爆破技术，先柱后梁，由下向上进行爆破，下部的立柱首先爆破，不切断爆破振动的传播途径，而上部的柱、梁向下运动，由于原来立柱内的钢筋无法炸断，可以大大缓冲上部结构的塌落过程，减少塌落振动的影响。
3.2爆破飞石控制
控制爆破个别飞石最大飞散距离S，可按《爆破计算手册》中的经验公式计算，经计算得：S=40M。因此，采用竹笆等进行安全防护；填塞时，要保证填塞长度，防止冲炮。
3.3冲击波强度校验
爆炸产生的冲击波强度按公式R=K’*进行校验，本工程经计算，R=2m。由于本工程最近的要保护的目标距离为5M，因此可保证要保护目标的安全。
4安全措施
在每次爆破前，对+15.8层面的空压机停机；并临时中断通向爆破区的所有水、电供给；同时对副厂房内的高压储气罐及供5#机的高压供气管减压至常压，爆破后，由应急检修分队检修后恢复正常工作。
5结论
安全是整个工程设计、施工的灵魂。优质是整个工程施工过程的基本要求。工期是业主对工程的重要要求，追求高效是工程各方的共同目标。本方案通过现场实施，采用控制爆破加风镐二次破碎方法施工，完全满足了各项要求。
参考文献：
我国水资源总量虽较丰富,但人均占有量很小,且地区分布很不平衡。我国水能资源较为丰富,理论蕴藏容量为6.76×108kW,可开发量为3.78×108kW,占世界第一位。
水资源(含水能资源)是可循环再生的,经开发即可利用,可以除害兴利,如不开发,只能白白付之东流,还要带来水旱灾害。水利水电枢纽一旦建成,可以年复一年持续运行下去,这是水利和水电可持续发展的基本条件。目前,我国某些地区水资源极其贫乏或已开发殆尽,再修建新的枢纽就受到限制,这将影响水利和水电的可持续发展。
水资源和水能资源的开发利用,关键在于水利和水电工程建设。各工程的建设条件往往差异很大。例如,长江和珠江干支流、西南地区水资源丰富,开发条件较好;黄河流域雨量虽然较少,但干流源远流长,集雨面积大,上游源头雨量较丰,故其干流的上中游也有利于水电的开发;其他如淮河、海河干旱缺水,源近流短,水量少且不均衡,水电开发条件不好;沿海地区雨量和水量虽然较丰,但有的地区或缺乏好坝址及兴建水电工程条件,或由于移民太多,影响环境生态以及经济指标不好等原因,水电开发条件也不理想。近年来,我国水电事业发展很快,在建和待建水电站星罗棋布。如三峡、二滩、李家峡、万家寨、小浪底等大型工程正在修建;待建的大工程更多,如小湾、溪落度、向家坝、天生桥、瀑布沟、拉西瓦、龙滩等等,它们的装机都在100×104kW以上,最大的达1820×104kW,为世界之冠。但是,这些水电站的地理位置偏重在我国的西南、西北及中部,华北、东北及沿海地区则较少。如海河流域已建大中小水库约190座,总库容已与全流域年平均径流量相等,控制了山区流域面积的83%和径流的55%,在全国各流域居首位。总的看,我国部分地区如长江和珠江干支流、黄河干流以及西南地区水电开发态势较好,而华北、东北以及沿海等地区进入1980年前后,水利水电已处于步履维艰的境地。
2抽水蓄能电站的兴起和发展
工业发达国家常规水电建设在20世纪五六十年代先后处于停滞不前地步,常规水电发展步履维艰。随着经济发展,社会对电力的需要日益增长,电网中各种能源包括煤电、油电、核电、地热发电,以及天然气发电等增加很快。而常规水电因受水能资源的限制,往往不能成比例增长,在电网中所占比例日益减少。这就造成电力系统中可调峰电源短缺,而低谷时又造成电流周波加大,影响送电质量。为此,抽水蓄能电站利用电力系统后半夜低谷剩余电能抽水蓄能转换在尖峰时发电,作为水电补充得到迅速发展。近三四十年来,工业发达国家抽水蓄能电站发展越来越快。迄今有些国家,如美国、日本抽水蓄能电站的总容量已超过2000×104kW,不少国家已占常规水电容量的一定比例,日本甚至已近相等。据不完全统计,世界抽水蓄能电站有400余座,总容量1.0×108kW以上。
抽水蓄能电站的迅速发展,不仅反映在日益增长的数量上,还反映在它的型式、调节性能等内涵上。这都得益于抽水蓄能电站技术的不断进步。抽水蓄能电站的作用和效益表现在电力系统的运行中,作为水电的补充并有利于水电的可持续发。
早期抽水蓄能电站既有常规机组又有抽水泵,称混合式蓄能电站。这类电站始建于欧洲。抽水蓄能电站迄今已有近100年历史,但开始进展不快,至20世纪六七十年代以后才迅速发展。据统计,1970、1980、1990年总容量分别达到1604×104、4600×104和8300×104kW。国外各种类型抽水蓄能电站发展如表1。
表1列出了16座国外建成的主要有代表性的大型抽水蓄能电站。其中,10座为纯抽水蓄能电站,6座为混合式蓄能电站。纯和混合式抽水蓄能的区别主要在于上库有无来水。为便于了解抽水蓄能电站的性质,包括形式和调节性能,列出了上下库容和满载运行时间。纯蓄能电站中以日调节居多,满载发电5h和抽水7h左右,故它的上下库容积较小。但是,美国的BathCounty、Racoon和日本的玉原、奥矢作Ⅱ及南非Drakensberg等5座纯抽水蓄能电站的调节性能均超过日调节,可达周或2d调节。从文献记载,这些工程由于电力系统的调峰要求,以及它们上下库的特殊有利地形,使上下库容积加大并使发电和抽水满载运行时间达到10～20h左右,大大改善了电站的运用灵活性。混合式抽水蓄能电站一般上库容积较大,可以对天然来水进行调节,下库专为抽水蓄能而设,故一般以日调节居多,发电和抽水满载运行时间仍以5和7h左右居多。如表1所示,也有一些电站为满足电力系统调峰要求定为周调节,如法国的GrandMaisoon和Montezic,日本的新高濑川和新丰根,意大利Edelo等5座为混合式周调节抽水蓄能电站。
从上述国外抽水蓄能发展可以看出,不仅在总装机的数量和容量上日益增加,而且在电站的型式及调节性能方面向各种不同方向和途径发展,更加提高了抽水蓄能电站在电力系统中的适应性,增加电站的发电量和效益。
我国抽水蓄能起步较早,20世纪60年代即修建了岗南和密云小型抽水蓄能电站,装机容量分别为1.1×104和2.2×104kW抽水蓄能机组。混合式蓄能电站共装机42×104kW,其中蓄能机3台共27×104kW,常规机1台15×104kW。1992年第一台机组投入运行,1993年全部建成。经多年运行,削峰填谷对华北电力系统起到了显著的作用,对我国大型抽水蓄能电站的建设发展起到一定的促进作用。最近,广州抽水蓄能电站建成,总装机240×104kW,为世界之冠。此外,十三陵、羊卓雍湖和天荒坪等已相继建成。安徽响洪甸在原有常规电站的基础上近扩建抽水蓄能机组,成为混合式开发。我国抽水蓄能电站见表2。
表2共列出我国10座抽水蓄能电站,其中,混合式2座,余8座为纯抽水蓄能电站。据1993年统计,我国大陆抽水蓄能电站容量为120×104kW,占世界第12位;近年来发展飞跃,容量已达555×104kW,预计居世界位次当可提前。这10座抽水蓄能电站均为日调节,发电和抽水时间为5h和7h左右。潘家口混合式蓄能电站下池库容虽留有余地(从700×104m3扩大至1000×104m3),还是不能满足周调节要求,但从调度灵活性上已留了一些余地。还应该指出,台湾省的明湖和明潭抽水蓄能电站的上库均为著名的日月潭水库,容积很大,达1.42×108m3,且有明显的天然来水,故这两座蓄能电站表中列为纯抽水蓄能电站,但实际上也可认为它们与已有常规水电厂大观一厂共同构成混合式抽水蓄能电站,3个电站具有1座共同的很大的上库,这对抽水蓄能电站的运行是非常有利的。它们的年运行时间高达5000h以上。潘家口混合式抽水蓄能电站经几年运行,实际发电量及运行小时数超出原设计值。从国内及国外运行资料看,一般日调节纯抽水蓄能电站实际运行的年发电量及运行小时数常达不到设计值,故混合式在这方面有一定的优越性。
3抽水蓄能电站的类型和适应性
抽水蓄能电站具有2个明显的特点:一是需要水但基本上不耗水,故抽水蓄能的规模不像常规水电那样决定于所在站址的来水流量和落差,而主要决定于上下池容积和落差,更主要的是决定于所在电网可供低谷时抽水的电量;二是电站形式很多,适应性强,可视情况选定。在山区、江河梯级和平原均可修建抽水蓄能电站。
1)在山区,根据地形,往往选择高水头,一般水头H为100m～600m居多,当然水头越高越经济,上下池之间距离则越近越有利。日本关西电力公司对抽水蓄能选点要求,H≥500m,L≤3km,而东京电力公司条件则放松,对水头无规定。这说明只要地形许可,水头高一些是有利的,但还要视具体情况定。
2)河流梯级水电站需要时可考虑抽水蓄能混合式开发,一般以中低水头为多,即相邻梯级电站除常规发电机组外可设置几台可逆式机组,如潘家口蓄能电站。也可考虑在某一河流梯级水电站下游另建下池,如安徽响洪甸蓄能电站。总之,如蓄能机组(即可逆机组)和常规机组的水都来自同一上库,水量可在同一上库中调节,2种机组互为备用,互为补充,即丰水期可逆机组可按常规机组只作发电运行,而枯水期常规机组也可利用可逆机组所抽的水进行发电,这样可以增加工程效益。最近,安徽利用淠河磨子潭和佛子岭上下2座已成水库进行佛磨抽水蓄能电站的设计,这样上下库都很大,对满足电力系统运行需要十分灵活。
3)平原及沿海地区低水头水电站和潮汐电站的蓄能运行,可利用电力系统低谷电抽水而在尖峰时发电会给这些电站带来显著效益。法国、英国、荷兰及我国都有采用可逆式贯流机组并进行蓄能运行的经验。此外,近年来国外在平原地区已有修建地下下池(专门开凿隧洞群或利用弃置的矿井),而上池可利用地面河、湖或另行修建。上下池之间落差可视需要确定,水头往往可达500～600m,甚至更高。这样就为平原地区创造了修建高水头蓄能电站的条件。
综上所述,抽水蓄能电站基本上不受地形和来水流量的限制,也不受当地水能资源蕴藏量的限制。在各种地形条件下,在山区、平原等均有条件修建抽水蓄能电站,关键在于因地制宜择优选择。
4多种抽水蓄能电站的可持续发展
我国可持续发展的战略已经确立:要在各种资源的可持续开发利用和良好的生态环境的基础上,不仅要保持经济的高速增长,还要谋求社会的稳定与发展。水电除了要满足自身的可持续性外,还要满足环境、经济和社会的可持续发展。
众所周知,在电网的各种能源构成中,水电具有较好的调峰性能,可改善电网中火电机组的发电状况,减少有害气体(CO2等)的排放量,既可改善电网中电的质量,又可改善地区的环境。
近年来几座大型抽水蓄能电站相继投入运行,它的优越性逐渐被社会所认识,主要优点如下:
抽水蓄能电站本身虽不能生产电能,但可利用低谷电能(即剩余电能)抽水,在尖峰时发电,既可调峰又可填谷,还可调频和事故备用,在电力系统中具有能量储存转换和改善优化的功能;
抽水蓄能与煤电和油电比,跟踪负荷性能好、开停机灵活,节煤节油,调峰灵活,与常规水电比还具有填谷功能,其调峰功能为水电的2倍;
一般认为,抽水蓄能电站的工程量比常规水电站少得多,但可逆机组目前国内还无成熟制造经验,需要从国外引进,其价格较高。即便如此,抽水蓄能电站单位容量投资一般仍比常规水电为低,同时施工期限亦短。
此外,还应该指出,在水利水电枢纽中补充了抽水蓄能功能,有利于水资源(含水能资源)的进一步开发,更大地发挥水利水电等综合效益,有时可大大改善工程的有关指标和枢纽在系统中的作用,使原来指标差、效益低的项目改观,增加工程的开发价值,给水利水电工程带来新的开发前景。
目前,全国水利水电和电力建设形势对抽水蓄能的发展非常有利,主要表现在以下几方面:
1)各地区和各流域,常规水电发展很不平衡,有的水能资源储量贫乏或已开发殆尽,不得不发展抽水蓄能以补水电所占电网中比重不足,如华北、东北、及东南沿海地区。
2)有些地区水电比重虽不低,但多径流水电如四川、湖南、江西、湖北亦需建抽水蓄能电站。
3)我国煤炭资源不均衡,运煤困难,发展坑口电站,相应带来北电南送。目前我国西部大开发在即,而水电西南西北多,又将实现西电东送。随着三峡建成,我国东西南北输电网形成。这些输送电对平衡全国各地区电力有好处,但有时由于某地区为了接受上述几种送入的电又必须视送入电的情况,增建一些调峰能力强的抽水蓄能电站。
4)我国核电已在浙江、广东投入运行并将在江苏、山东兴起,也需相应增建抽水蓄能电站。
目前,我国抽水蓄能电站的建设和规划设计工作正在全国范围内蓬勃展开。从我国已建和在建的抽水蓄能电站看,它们各具特色,有高、中、低水头的,有大型也有小型的,为我国抽水蓄能电站建设走出了第一步,并取得了宝贵的经验。由于上述4个原因,预计抽水蓄能电站建设将在华北、东北、东南沿海地区以及华中、中南等地迅速展开。在今后设计建设中,抽水蓄能电站的运行将逐渐改善其调节性能,逐渐向双日或周季调节过渡。
5结语及建议
当前,全国水利水电和电力建设形势对发展抽水蓄能极为有利,在过去已取得成绩的基础上,除进一步完善已建和在建抽水蓄能电站的管理运行和建设工作外,还要认真做好抽水蓄能规划选点工作。如上所述,在纯水蓄能方面除一般应注意因地制宜选择合适的电站形式和布置外,有条件的站址还要注意选择上下池的有利地形以取得较大的容积,以改善其调节性能并增加工程效益;在混合式蓄能电站方面,有条件时要注意选择较高水头并适当加大下池容积,以改善性能并提高电站效益。此外,我国目前有许多已建成的水电站,电站设计规模水平年早已过时,电站容量显得不足,亟待增容扩建。因此,在有条件时可考虑增建抽水蓄能机组成为混合式开发,作为常规水电的补充,其效益当会显著增加。这种融水利、水电、抽水蓄能于一体,并结合当地电力的综合开发模式将给水利和水电带来新的活力。据国外经验(见表1),法国在新建GrandMaisoon和Montezic时即按上述综合开发模式考虑,前者设有120×104kW可逆机组和60×104kW常规机组,而后者只采用90×104kW可逆机组。日本新高濑川混合式日/周调节,原河段有5座常规电站,原总装机仅4×104kW,后按上述综合开发,改建为128×104kW的抽水蓄能电站。美国著名GrandCoulee电站几经改建,先后增水泵和可逆机组,总容量达888×104kW。我国潘家口、响洪甸、佛磨、双沟以及天堂等均采用这种混合式抽水蓄能电站。这种开发模式不仅改善了水利水电枢纽的功能,还大大改善了工程的指标,使原来效益差,指标差的工程改观,增加了工程开发价值,给水利水电工程带来新的开发前景。为此,建议今后视各地区,各河段水利水电发展情况以及当地电力情况按上述模式对新建、扩建、改建工程进行动态规划和设计。
水利水电(含抽水蓄能)和电力相给合的开发模式,水利水电与电力相辅相成,通过电力(电网)的支持提供了抽水电力,倒过来也为电网增加了调峰和填谷能力,改善供电质量,为电力的发展提供水源等条件。因此,多种形式的抽水蓄能作为水电的补充,对水利水电的可持续发展大有好处,扩大了水电的内涵,将抽水蓄能也补充入内。
这种混合式开发改变了过去“以水定电”性质,即只能在需要供水时发电,不供水时不能发电。如今可以完全按照电力系统要求进行抽水或发电调度,同时对水库的原有供水等功能也有好处。此外,这种综合考虑水利水电与电力相结合的模式,还可在发展核电、风能发电以及调水等工程中发挥作用。
考虑多种类型的抽水蓄能作为常规水电的补充,可以引入电力(电网)的参与,这种跨行业(即水利水电和电力行业)的模式对各种资源的综合开发、利用,可以达到较高水平,有利于水利和水电的可持续发展,并提供新的开发前景。
参考文献
[1]陆佑楣,潘家铮抽水蓄能电站[M]北京:水利电力出版社,1992
[2]中国电力企业联合会,能源部北京设计院抽水蓄能电站工程实例[M]1990
[3]黄河水利委员会设计院抽水蓄能电站图集
【关键词】水轮发电机组；振动；摆度
0 引言
国网新源控股有限公司北京十三陵蓄能电厂，机组运行已将近20年，随着机组运行年限的增加，机组振动摆度较大的问题日趋显著，给机组安全稳定运行造成极其不利的影响[1]。振动摆度过大将造成严重的后果，主要体现在：
1）引起机组零部件金属和焊缝中疲劳破坏区的形成和扩大，从而使之发生裂纹，甚至损坏而报废。
2）使机组各部位紧密连接部件松动，不仅会导致这些紧固件本身的断裂，而且加剧了被其连接部分的振动，使它们迅速损坏。
3）加速机组转动部分的相互磨损，如大轴的剧烈摆动可使轴与轴瓦的温度升高，使轴承烧毁；发电机转子的过大振动会增加滑环与电刷的磨损程度，并使电刷冒火花。
4）尾水管中的水流脉动压力可使尾水管壁产生裂缝，严重的可使整块钢板剥落。
5）共振所引起的后果更严重，如机组设备和厂房的共振可使整个设备和厂房毁坏。
1 轴线状态分析
1.1 分析目的和评价方法
机组在停机过程中的低速运行时的摆度数据不受励磁、水力和质量不平衡的影响，基本上反映大轴的原始轴线静态弯曲。因此通过对机组停机过程中低速运行的数据进行特征提取，即可计算获取机组轴线静态弯曲数据。
1.2 轴线静态弯曲特征数据列表
1.3 分析结论
通过分析机组低转速下的数据，机组轴线存在一定的静态，主要影响上导摆度的转频成分，停机前上导摆度值约为162um，下导摆度值约为65um，水导摆度值约为85um。大轴弯曲量125um。
2 质量不平衡分析
2.1 分析目的和评价方法
在整个变转速过程中，大轴静态弯曲引起的振动摆度转频成分基本不变，质量不平衡引起的振动摆度转频成分则与转速平方成正比；在机组低速运行时，质量不平衡不会引起振动摆度，此时振动摆度只是由大轴静态弯曲引起。因此将机组停机过程中额定转速下的振动摆度转频成分矢量数据减去低速运行时的振动摆度转频成分矢量数据，即可得到额定转速下质量不平衡对机组振动摆度的影响，指导机组动平衡。
2.2 质量不平衡对摆度的影响量化参数
质量不平衡对水导摆度影响较大，上导、下导和水导摆度的变化相位基本一致，说明机组存在质量不平衡。
3 磁拉力不平衡分析
3.1 分析目的和评价方法
这一过程中摆度转频成分主要是由于磁拉力不平衡引起，通过将机组带励磁时的振动摆度转频成分矢量数据减去空转时的振动摆度转频成分矢量数据后得到的参数，反映了磁拉力不平衡对机组振动摆度的影响。
3.2 磁拉力不平衡对摆度的影响量化参数
通过现地观察上导摆度和下导摆度基本没有变化，水导摆度有所变换，但其变化量与励磁没有直接关系，说明机组不存在磁拉力不平衡。
4 水力不平衡分析
4.1 分析目的和评价方法
机组在变负荷过程中振动摆度转频成分主要是由于水力不平衡引起，通过将机组带负荷时的振动摆度转频成分矢量数据减去空载时的振动摆度转频成分矢量数据后得到的参数，反映了水力不平衡对机组振动摆度的影响。
4.2 水力不平衡对摆度的影响量化参数
上导摆度和下导摆度基本没有变化，水导摆度有所变换，但其变化量与负荷没有直接关系，说明机组不存在水力不平衡。
5 涡带工况区分析
5.1 分析目的和评价方法
通过摆度、压力脉动涡带频率成分（1/2到1/6转频成分）随负荷变化趋势评价尾水管偏心涡带对机组运行的影响程度，掌握涡带工况区。
5.2 变负荷过程尾水涡带对摆度和压力脉动的影响分析
摆度和压力脉动的低频成分主要是由于尾水涡带造成。变负荷过程的摆度和压力脉动低频成分和负荷的相关曲线，反映了尾水涡带对机组的稳定性影响程度随负荷的变化趋势，通过进一步分析可掌握机组的涡带运行工况。最严重涡带工况： 100MW，频率：0.31倍频。
6 结论和建议
通过以上试验及振动摆度数据分析，在抽水工况下，下导摆度相对较大，水导摆度较大，下导摆度相对较大，上导摆度较小，其余各部位振动较小；涡带工况下水导摆度较大，各部位振动较小。100MW和120MW为明显涡带区，150MW以下存在部分涡带，150MW以上及80MW及以下工况不存在涡带。
以上分析可以看出机组轴线存在一定的静态和质量不平衡，基本不存在磁拉力不平衡和水力不平衡，导致#3机组摆度转频成分过大主要质量不平衡占主要成分，而导致涡带工况下水导摆度过大的主要原因为水力因素造成，只能通过调整水导瓦隙进行处理。建议结合瓦温情况适当减小水导瓦隙。
参考文献：
[1]程默.发电机在线振动转速监测系统研究[D].西南交通大学，2013.
关键词：水管体制，改革，问题，对策
1水管体制改革存在的主要问题
1.1水管单位的定性问题
水管单位大都存在定性不准的问题。毕业论文，改革。如有主要担负着防洪、排涝、抗旱任务的水管单位；有大中型水库因灌区未配套又无灌溉效益且主要承担防洪、拦洪任务的水管单位；既有防洪任务又兼顾灌溉、供水、发电效益的水管单位等。毕业论文，改革。如何定性，界限不清，既不利于工程管理，又不利于单位自主经营，较大程度上阻碍了水管单位的发展。
1.2机构臃肿、人员超编、人才匮乏、效率低下
水管单位严重存在人员超编、机构臃肿、人浮于事等问题，加之基层水利单位大多处在偏远地区，工作条件艰苦，工资福利待遇低。按现有低标准的工资，有的单位远不能按时发放，职工就医难，孩子上学难，单位难以引进和留住人才，造成管理队伍不稳、人才缺乏、素质不高。如此长期下去势必影响工程管理工作的正常开展。
1.3经费匮乏问题及对防洪工程的影响
近几年来，水管单位的大量公益性支出得不到财政负担，工程损耗、防汛岁修、管护经费来源渠道少，单位机构的正常运行经费和人员工资保障均遇到诸多困难，形成了“重建轻管”的恶性运行局面。由于长期以来经费严重不足，导致工程老化失修，河道淤积严重，防汛物料质差量少等问题出现，直接影响到防洪安全。
1.4水利经济发展困难重重，缺乏新的经济增长点
目前水管单位收取的水费，水价偏低，成本较高，水利工程供水尚难保本经营；水利旅游尚未形成规模；水利规费收取困难，到位率较低；单位依托自身优势，利用水土资源，开展多种经营困难重重；水土资源开发潜力不大，效益不高，难以实现良性循环。水利经济缺乏新的增长点，发展缓慢。
2存在的问题成因分析
2.1单位定性事企不分
水利工程大部分为综合利用工程，社会公益性和经营开发性工程合在一起，管理单位内部长期事企不分，监管与运营的职责不清，资产管理方式带有明显的行政色彩，两类资产混在一起，界线不清，致使水管单位既不像事业单位，又不像企业单位。既影响了工程的管理，又阻碍了企业的发展。由于事企不分带来单位内部人员混编混岗，职责缺位，工作不到位，很大程度上影响了工程公共职能的有效履行和单位整体效能的发挥。毕业论文，改革。
2.2人员结构不合理
大部分水管单位人员总量过剩与结构性人才缺乏并存，人员严重超编、结构不合理。近年来为安排职工子女就业和随意安置人员等原因，队伍不断膨胀，职工人数比原来将近翻了两番。而水管单位真正急需的具有高、中级职称的工程技术人员严重短缺，技术力量薄弱，严重影响了水利基础设施的良性运行和发展。
2.3水利建设资金缺乏保障
水管单位兼有社会功能、经济功能和改善生态环境功能，其经费本应为各级财政全额拨款的事业单位，但大都被定为差额补助的事业单位，有的甚至被定为自收自支事业单位，即使有拨款，也远远不能满足工程运行费用和人员工资。随着形势的变化，大多数水管单位自身无效益，经费无来源，管理设施简陋，职工收入无保障，工程管理难以为继，越来越无能力支撑和保障工程的运行管理。
2.4自身造血功能不足
主要表现在两个方面：一方面水价偏低，供水成本偏高，水费收取困难。供水水费是水管单位主要收入来源，但目前供水水价偏低使得供水不能收回成本，不能形成供水产业，实现良性循环。另一方面，大多数水管单位没能依托行业和自身优势，充分利用水土资源，大力开展多种经营。一些水管单位资金缺口越来越大，负债包袱越背越重，面临生存压力也越来越大。
3水管单位改革的对策
3.1正确界定水管单位的类别和性质
按照《水利工程管理体制改革实施意见》，根据水管单位承担的任务和收益状况，将水管单位定性为三类。
第一类是指承担防洪、排涝等水利工程管理运行维护任务的水管单位（称为纯公益性水管单位），定性为事业单位。毕业论文，改革。
第二类是指承担既有防洪、排涝等公益性任务，又有供水、水力发电等经营性功能的水利工程管理运行维护任务的水管单位（称为准公益性水管单位）。准公益性水管单位，依其经营收益状况确定性质。不具备自收自支条件的，定性为事业单位；具备自收自支条件的，定性为企业。
第三类是指承担城市供水、水力发电等水利工程管理运行维护任务的水管单位，（称为经营性水管单位），定性为企业。
3.2推进人事、劳动、分配制度改革
一是科学合理地设置岗位。坚持精简效能的原则，按工作需要因事设岗，尽量避免或减少岗位之间的交叉，增强岗位之间的协调；二是岗位名称和干部职数确定后，按上级有关规定和本单位实际情况，制定上岗条件，打破界限，竞争上岗；三是根据“效率优先，兼顾公平”的原则，实行按岗定酬，按任务定酬，按业绩定酬的分配方法，将员工的工资收入与岗位业绩、实际贡献以及成果转化生产的社会效益和经济效益直接挂钩。
3.3实行管养分离
通过改革，实现管养分离，理顺水利管理体制，明晰产权，强化水利资产的管理，使水利工程充分发挥效益。水利单位职工按照工作分工，可分为两大部分，一类是行政管理人员，职责为管理单位的行政管理、水利工程的规划、设计等，这部分人员可由上级财政全额拨款，另一类为养护人员，职责为水利工程、堤防、河道的维护工作，这部分人员的工资可由上级财政拨一部分款，职工自己挣一部分。毕业论文，改革。
3.4建立多元化、多层次水利投入新机制，改变“重建轻管”问题
改革水利建设投融资体制，建立多元化、多层次、多渠道的水利投入新机制。毕业论文，改革。对防洪、除涝等纯公益性项目，按照事权划分，明确由各级财政投入建设；对供水等产生直接经济效益的项目，推向市场，吸纳社会资本；对既有公益性又有经营性的综合水利项目，划分事权，明确利益，该由政府投资的由政府投资，该由市场融资的由市场融资。
3.5深化水价改革，实现以水养水，激活水利经济
水价严重偏离成本，按照《水利工程供水价格管理办法》的规定，尽快出台水价改革方案，使非农业水价尽快达到规定的水平，农业水价在成本内逐步提升。深化供水工程产权制度改革，明确所有权，放开建设权，搞活经营权，调动农民积极性，使小型供水设施建设和经营走上以存量变增量，卖旧建新，滚动发展的轨道，激活水利经济。
3.6利用水土资源，大力开展多种经营
水管单位可以充分利用自己管理的库区、堤防、土地及闲置的房屋开展养殖业、种植业及加工业等多种经营项目，进一步优化土地种植结构，完善土地管理模式，提高土地经济效益。根据各自不同情况，分别采取租赁、拍卖，发展堤防经济林等形式，以增加单位收入，促进水利发展。
