时间：2023-03-13 11:10:48
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇水电工程论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
70年代以前，在用算盘和计算尺作为计算工具的年代，用拱冠梁法计算一个拱坝，三个人要算上半年；用圆弧滑动法分析土坝的坝坡稳定，一天只能算一个圆弧，而要找出最危险的滑动弧，往往要算上数十个甚至上百个圆弧；一个土坝下埋着的涵洞，其结构计算，三个人要算上三个月；水电站的调压井，其水位震荡过程，一个人要算上几十天，……。水利水电工程的繁琐设计计算还可以举出很多很多，而这些计算项目直至今日，在工程设计中还是必不可少的。这样的计算效率，对于“”前的工程技术人员来说，可能都有体会。所以，从繁琐的计算中解放出来，使更多的精力用于工程的优化，一直是水利水电工程师的愿望。工程设计图是工程师的语言和论文，那复杂、密密麻麻的线条，凝结着多少人的艰苦劳动，特别是那个枢纽总平面布置图，牵一线而动全局。当年，工程师们整天爬在图版上，近视眼的度数不断增加，挺直的腰干不得不弯下来。改了一次又一次，作废了多少图纸。所以，水利水电工程不但需要在分析计算上采用先进的计算手段，而且需要在工程绘图上采用CAD手段。
《水利水电工程设计计算程序集》是全国水利水电勘测设计部门中较为完整和系统化的程序集，可以完成中小型水利水电工程的绝大部分常规计算，已经在本行业的40多个甲级设计院和众多的市、地、县一级勘测设计部门得到应用。另外，还有一些没有收集到《水利水电工程设计计算程序集》的程序也在一些设计院使用着。若干中型、大型工程的分析计算软件还没有汇集成册。
在计算机辅助工程设计方面，土石坝CAD、拱坝CAD、重力坝CAD、闸门CAD、厂房CAD、枢纽布置CAD、水能CAD、隧洞CAD、渠系CAD、河道整治CAD等等，已经在有些设计院得到很好的应用，对于优化设计，提高设计质量，加快设计进度，减轻设计人员的劳动强度，发挥了积极的效果。
时至今日，很难设想，没有水利工程方面的软件，怎么进行设计工作，这就是科学技术进步的表现。这些软件，为水利水电工程采用先进技术，为优化设计、节约投资作出了巨大的贡献。
贡献虽大，却经历了一个痛苦的过程。7、80年代，有一些设计部门的领导，羞羞答答的拟投资计算机，花几万、几十万元，买一些计算机设备，还勉强通得过，说要花几百、几千元买软件，无论如何也想不通。这种思想状态，现在仍然残留在社会上。设备是看得见的，价格不容怀疑，不能无偿拿回。软件是看不到的，它是否有价值，他们怀疑，更有甚者，我也可以盗版来。有些设计单位的领导花几百几千元请客吃饭，眼都不眨一下，要他拿出几百元几千元买软件，根本不于考虑。无偿或低价使用软件，仍然是大家的习惯。水利部规划设计总院在80年代曾投入上千万元，支持各甲级院开发软件，但各院用于开发的人力价值，远远超过了规划设计总院的投入，开发成果属于谁，总院无权，各院也不愿无偿提供，但也卖不出好价钱，以收回成本，最后只有本院独享，好在它着实提高了我们国家的水利设计水平。没有软件的设计院怎么办，只有重复开发。当年软件的开发者，多数是出于对科学技术的热爱，对事业的执着，是不计报酬的，干着高水平的工作，拿着单位的平均工资，无怨无悔的工作，这样，遂产生了当前这么多水利应用软件。这一批人老了，退休了，年轻人上来了，也有不少好的软件问世，更丰富了水利软件的阵容。年轻人最讲究自我价值，这种扭曲贡献与报酬的关系，能够吸引高水平的技术人员长期投入吗？
现在，人们慢慢懂得了软件的威力，但相当多的人仍然不懂它的价值。我们可以花几十万、上百万买国外的软件，却不愿意用1/10的价格买国内的软件，特别是水利软件，有些人还骂有偿转让的人是铜臭。当真水利软件的作者就如此低价吗。现在不是软件漫天飞，你可以不买这个买那个，现在经常会遇到好的软件不愿意拿出来。
除了《水利水电工程设计计算程序集》向用户推广使用以外，还有一些设计院也在把自己的一些软件推向社会，但更进一步的交流仍然存在着一些障碍。特别是各种CAD软件，很难找到卖主。
为什么会出现这种情况呢？
一、CAD软件及其所出的设计成果，代表了一个设计院的水平，在设计投标中，谁也不愿意竞争对手由于工具的先进而打败自己。
二、水利水电行业的软件销售价格，严重的与其实际价值不相称。软件编制者从事的是双专业的高水平技术工作，就因为你不能为本单位挣回更多的收入，无论待遇和地位都不能与你对社会的贡献相一致。作为设计单位的领导者，也不愿意将高水平的双专业人员，压在不挣钱的软件开发岗位，于是。设计单位纷纷撤消7、80年代建立的计算机室、处，或者改变它的性质：只管管电脑设备。作为软件编制者，宁愿多揽几个工程设计任务，而不愿意过多的编制软件和卖软件。因为设计费远远地高于软件的价格。
三、由于水利水电工程的多样性，应用条件的千变万化，程序编制者很难一次预见到所有的工程条件，经常要对程序做某种修改，有一个逐步完善的过程。这就要求程序使用者非常熟悉软件的性能，因而程序的售后服务工作量相当大，有些得不偿失，还不如不卖。
虽然存在着这些障碍，但是，仍然有一些热心人士和单位，执着的从事着软件开发工作，愿意将软件贡献给社会。在推广应用《水利水电工程设计计算程序集》的过程中，我们了解到，市、地、县级设计单位很需要更多的水利水电工程的应用软件，特别是CAD方面的应用软件。水利工程网站开辟了应用软件的交流园地，加强应用软件的程序交流和信息交流。欢迎各级领导、工程技术人员参与。
您可以采用下面的任意一种交流方式：
一、有愿意将自己编制的应用程序作为自由软件，提供给大家无偿使用，接受大家的检验的，我们衷心的欢迎你们，并向你们表示谢意。
二、愿意将自己编制的应用程序，有限制的提供大家使用，当需要完全版本时，可以与您具体商议转让办法。
GPS越来越广泛地应用于水利水电工程地质勘察测量及定位控制,它在高程控制方面能较好地解决跨河、跨沟水准难以传递的问题,以及在勘察区控制点较少,或在山区、林区等通视条件较差、观测条件受限的区域进行工程地质勘察时,运用GPS可大大减少作业时间,提高测量精度。
二、遥感技术的应用
遥感技术按照遥感平台的高度不同,一般分为航天遥感、航空遥感和地面遥感共3大类。遥感技术由于视域广阔、信息丰富、具立体感、卫星影像成周期性重现以及获取资料快速等特点,被广泛应用于水利水电工程中有关重大工程地质问题及相关的环境等问题的调查与研究。
(一)区域构造稳定性研究。由于遥感图像能提供大量宏观的线性构造信息,较好地反映区域地质特征、水系分布特征和地貌形态,所以对研究区域构造格架,确定断裂体系及活动性以及评价工程及其周缘地区的构造稳定性有重大作用。因此遥感技术的应用也成为研究此问题必用的手段。
(二)水库区塌、滑坡、泥石流调查。在大型水利水电工程库区岸坡的滑坡、崩塌、泥石流以及某些松散堆积体的调查中,有一些工程应用遥感技术利用航卫片或彩红外片进行地质解译,结合野外现场观察、复查和检查查明了许多久拖不决的影响库岸稳定性评价的大型或较大型、塌滑体的数量,分布及其稳定状态。
(三)岩溶调查。利遥感影像,特别是彩红外影像进行岩溶及岩溶水文地质调查有其特殊的优势,像片解译不仅能很好地判读各种岩溶地貌现象,而且还可以充分利用和其它介质红外光谱的差异,判断地下水的分布和泉水分布等。清江招来河、高坝洲,黄河万家寨等工程曾利用彩红外航片解译来研究岩溶及岩溶渗漏问题,都取到了良好的效果。
(四)中小比例尺地质测绘填图。推广遥感技术,在保持必须的野外工作量和成图现场校核工作的前提下,中小比例尺地质图以遥感成图取代常规地质测绘;建筑物及其它重要地区大比例尺工程地质图优先考虑遥感成图。这是十年前在全国水利水电勘测工作会议上由水利水电规划总院提出的“勘测技术发展目标”文件所确定的。
(五)岩土工程开挖面地质编录。为适应大型水利水电工程施工中进行反馈设计、安全预报和存档备查的需在人工开挖高边坡、大型地下建筑物和大坝基坑的开挖中采用地面遥感技术,进行地质编录,并为有关的稳定分析和现场预报提供翔实的地质资料和数据是很必要的。为此长江勘测技术研究所在“七五”、“八五”和“九五”科技攻关中开发和完善了“高边坡快速地质编录系统”,并成功地应用于长江三峡永久船闸、澜沧江小湾、清江水布垭等工程的岩质高边坡开挖中的地质编录。该项技术采用的是数码像机摄影,微机现场采集及预处理,自主开发的软件处理可随时提供岩质高边坡的连续彩色影像图和地质所需的将边坡开挖面置于任意方位的线划图。
(六)水土保持、防洪与移民安置容量研究。如1994年,长江勘测技术研究所承担的长江上游水土保持重点治理区滑坡、泥石流发育程度与稳态区域研究项目,该项目在研究中利用TM卫片对陇南、金沙江下游、三峡库区3大片进行解译与发育程度的划分(滑坡分四级,泥石流分五级)作出了区划图,提出了防治意见和预警系统建立的基本设想。1990年地矿部航空物探中心与长江委规划处、综勘局一道,开展长江中游干流防洪工程现状遥感调查,用TM卫片和1∶3万～1∶5万彩红外航片进行解译和编写报告,提交的成果获得了较好的成效。移民安置容量研究,航卫片,尤其是彩红外航片,以其对土地利用类型的可判读性和现实性,为移民安置容量分析确定提供了新手段。
三、地理信息系统(GIS)
GIS技术可自动制作平面图、柱状图、剖面图和等值线图等工程地质图件,还能处理图形、图像、空间数据及相应的属性数据的数据库管理、空间分析等问题,将GIS技术应用于工程地质信息管理和制图输出是近几年工程地质勘察行业的热点和发展趋势。目前,国内应用较多且比较成熟的专业软件是由中国地质大学开发研制的MAPGIS,是一种专业的地理信息系统软件。
四、工程物探技术
在我国工程物探虽然起步较晚,但在水利水电工程勘测设计单位从20世纪80年代初至90年代初逐渐引进和装备了一些必要的仪器,如信号增强式地震仪、综合测井仪、电法仪、透视仪、声波仪、管线仪、地质雷达和钻孔彩色电视系统等,使物探仪器得到了全面的更新,其中有些是当时或至今都是世界水平的新仪器,大大地提高了数据采集精度和野外工作效率,促进了物探的发展。
(一)地球物理层析成像技术(CT)。CT技术是利用已有的平洞或钻孔,通过对采用一定发射和一定接收方式产生的透射波的采集与处理,反演孔洞间岩体的波速值,并对区间岩体进行判断、评价的一种技术方法。当前在勘探孔洞间了解岩体情况尚没有一个经济的、有效的技术措施做进一步工作的情况下,CT技术不失为是一个查明孔洞间岩体总体完整性程度的好方法。做得好,不仅能节约一定的勘探工作量而且还会对岩体物理力学性的整评价质量的提高有所促进。所以“七五”国家重点科技攻关以来,包括“八五”和“九五”攻关几个涉及水电建设的项目,涉及水利水电工程地质勘探的课题和专题中大多数都涉及CT技术攻关的内容,并获得许多很有成效的成果。
(二)钻孔彩色电视系统。a53mm的钻孔彩电是为适应水利水电工程勘察的大多数钻孔都是a56mm的金刚石钻孔而设计制造的;50mm的钻孔彩色电视是在电子技术发展的基础上为适应水平风钻孔观察而设计制造的,并首次将CCD光电偶合器件应用于钻孔电视。该产品的特点是电路设计合理,集成度高,性能稳定,与传统的摄像管探头相比,具有彩色图像重现性好、几何失真小、寿命长、耐冲击、体积小、重量轻、功耗低等特点,是一个更新换代产品。当前,随着数字技术的发展,钻孔彩电又在开发的图像处理系统基础上研制出多功能钻孔彩色电视系统,系统采用工控级主机,形成控制器、监视器、录相机三合为一的一体化主机。主机可配接多种不同口径的钻孔电视探头,实现图像数字化实时采集压缩存储,成果可刻录成VCD光盘,还可进行后期图像处理及制作。
参考文献:
[1]杨连生,水利水电工程地质[M].武汉:武汉大学出版社,2004.
[2]王妙月,勘探地球物理学[M].北京:地震出版社,2003.
[3]封云亚、沈春勇,喀斯特地区水利水电工程勘测与处理新技术[J].水利水电技术,2005,36(9):70～73.
1.1大型水电站施工供电的重要性
很多水电站施工现场对施工供电的重视程度往往停留在口头和书面资料上，对其真正的重要性认识很浅薄，认为施工供电系统是辅助生产系统，只要电量能基本满足施工即可。其实不然，为让大家了解大型水电站施工供电的重要性，下面列举几个实例进行说明。二滩水电站建设过程中曾发生一起大坝混凝土浇筑冷却系统特种变压器故障的事件，由于没有备用变压器，为减少损失，业主动用了伊尔-76大型运输机从北京特种变压器厂“抢”了1台变压器到现场，大坝混凝土浇筑前后停了5d，由此产生的直接费用（停工损失、变压器运输费用及间接费用（工期损失已远远超出变压器本体价格。长河坝大坝防渗墙灌浆时，由石造成供电线路瘫痪，设备失电造成正在钻孔的钻头无法拔出，灌浆管路浆液凝固在管内，导致这批进口钻头全部报废，给业主和施工方均造成巨大损失。黄金坪在大坝基坑清理时正值汛期，一次突然的停电，造成基坑水泵及各种施工机械设备全部被水淹没，险些引发重大安全事故，事故停电只30min，却造成了重大损失。
1.2大型水电站施工供电负荷都很重
从上面的数据看出目前已建和在建的大型水利水电工程的施工供电负荷，都呈现负荷重的特点，其规模不逊于城市用电量。
1.3大型水电站施工供电电压等级高
一般大型水电站施工区面积达几十平方公里，工程浩大，作业点多、面广，且负荷较重。为保证电能质量需要进行高电压输送，这是导致施工供电电压等级高的直接原因。如三峡工程施工主供电源和备用电源额定电压分别是220kV和110kV，下设35kV变电系统和6kV供电网络；锦屏一级电站建设现场规划设计有子耳河110kV线路和两回110kV磨锦线；锦屏二级规划有110kV磨泸线、110kV联松线和来自磨房沟的110kV线路；长河坝水电站现场规划有35kV金长Ⅰ回、35kV金长Ⅱ回和35kV长江线，并下设6条10kV供电主线；黄金坪规划有甘孜州州网110kV供电线路一回，35KV黄江线一回，下设5条10kV供电主线。可见在这些大型水利水电工程现场，施工供电的电压等级都是万伏级的。
1.4大型水电站施工供电网络复杂
大型水利枢纽工程主要包括大坝系统、导流泄洪系统、引水发电系统三大系统。每个电站的枢纽布置都不尽相同，同时巨大的库区带来延伸几时公里的复建公路，这些分散的作业面决定了大型水利水电工程供电网络的复杂性。如三峡工程6kV配电变压器200多台套，6kV架空线路约125km，供电网络十分复杂；长河坝与黄金坪为相邻的梯级电站，其施工供电线路相互延伸，10kV输电线路共计11条，长约90km，35kV输电线路4条，长约30km，供电网络呈树枝状发散分布。
2存在的问题
大型水利水电工程施工供电系统与传统施工供电系统相比，因为它的重要性高、负荷大、电压等级高和供电网络复杂，若仍以以往的传统供电模式运转会产生较多的困难。总结以往参与施工供电管理工作的经验，借鉴其他大型水利工程用电管理模式，认为普遍存在如下问题：1施工供电负荷重、变化频繁、变化幅度大，电压波动不易控制。施工供电系统负荷受工程进度的影响，一般在施工初期、末期用电较少，中期用电量多。1d之内，白天用电多，晚间用电少，峰谷差较大。加之很多水电工程在经济不发达的山区，外部电网和施工区内部电网抵抗故障能力差，且自然环境恶劣，极端气候和地质灾害时有发生。施工区供电线路长，电压压降大。电网故障及大负荷的投、切，均易引起电压大幅波动。2施工供电系统负荷分布离散，线路和设备故障率高。水利水电施工现场多为大山深处，沿河道进行布置，工程结构复杂、作业面多，工区范围半径长达几十公里，受这些因素影响，施工供电线路多为树枝状分散布置。同时由于作业面随施工进度不停在增减变迁，加上高边坡开挖、区域爆破和地方公共设施影响等多方原因，造成施工供电支线不断地改迁和增加。随着工程进展，多年之后施工现场供电网络变得分散复杂，在自然灾害（泥石流、飞石、大风、雷雨等和施工措施不当（爆破、短路等情况下，使得供电线路故障率大大增加。而终端用电设备这方面因为工区灰尘大，空气污秽度高，供用电设备露天安放，绝缘降低，使工区设备的故障率平均比城市电网高，还有一部分设备使用在阴暗潮湿的隧道内，加上防护措施不当也极易发生故障。且施工单位为节省成本，使用的供配电设备往往采用低标准设备或三无产品，有些供用电设备维护不当、超期服役，造成故障率居高不下。3施工供电系统临时性设备多，线路变更频繁。一般大型水电站的建设周期在10年左右，随着工程的进展，施工作业面交替开工，供、用电设备经常移位，线路架设、拆除频繁。从控制成本角度考虑，施工用电单位采用的临时性设备较多。由于临时用电线路拆除成本高，考虑地理环境多为高山陡坡，很多施工用电单位在局部工程完成进行设备清场时都不愿意拆除废旧线路，这些失去维护的不规范线路随时会爆发连锁的安全问题。4施工供电系统备用电源不足，超半径供电。由于大型水电站的建设基本在深山峡谷中，各施工作业面基本上是沿河的左、右岸铺开。加上受其他供电网络输电线路走廊影响，施工供电走廊有限，变电站的选址和出线布置又受地形、施工的影响，线路架设困难，大多采取单电源辐射形式供电，合环点少，备用电源不足，有些负荷超半径供电。特别是电站复建的省道或国道施工，其最远施工点与电站枢纽区相聚几十公里。例如长河坝S211复建公路长约35km，而施工供电电压等级为10kV，已远远超出供电范围半径，导致末端电能质量极差。5功率因素普遍偏低。水利水电施工用电设备中动力设备占绝大多数，均为感性负荷，导致施工供电网络功率因数偏低。施工区中的用电设备多为大功率电动机，工作时段集中，功率因数控制困难，不仅增加供电线路的损失，降低电压质量，同时也降低了工区供电设备的有效利用率，增加了工程成本。严重时还会造成用电设备烧毁，受到地方供电电网的经济处罚。6“外行”管理，隐患较多。水电工程施工用电单位众多，队伍参差不齐，且前期多为土建单位，在用电管理上存在专业薄弱问题，且责任心不强。水电站施工单位流动性大，人员更换频繁，真正取得《电工进网作业许可证》的“电工”很少，缺乏专业基础知识，不仅对自身所辖范围不熟悉，对电网调度系统也是异常陌生，规章制度的执行落实不到位，甚至抗拒执行工区供电系统调度命令，在线路或设备发生故障后，巡查不到位或误报、瞒报，拖延了事故处理时间，有时甚至扩大了事故范围，给人身安全带来极大的威胁。同时施工单位的主要精力放在主体工程施工任务上，对供用电等辅助生产系统的重要性认识不够，投入的资金、人员不足，安全意识淡薄，管理松懈，施工单位往往只在业主供电管理的部门办好报装手续，将供电电源终端建好，其他的事就依靠施工单位的“电工”完成。没有认真严肃地进行用电技术措施、安全措施、管理措施等施工组织设计工作，至于安全工器具，则是因陋就简。很多施工单位根本没有执行建设部JGG46—88《施工现场临时用电安全技术规范》，试验设备基本没有，甚至弄虚作假，严重影响了电网的安全运行。常见的不合格用电例如:施工方架设线路不规范，变压器、避雷器、断路器、线路等未进行验收试验和年度试验。设备安装也不规范，现场电缆泡水泡油、设备护栏高度不够、安全距离不够、标识警示牌没有、设备接地不可靠等，存在极大的安全隐患。7施工供电系统通讯不畅，应急反应慢。一般水电站的建设都是在经济不发达地区，基础设施较差，特别是通讯系统很不可靠。因地处山区，信号覆盖面不全，各种电网信息不能及时、准确汇集到调度员处，调度指令也不能顺利传达；另一方面施工单位的用电负责人无固定值班点，人员频繁更换又不及时通报，并且通讯手段配置单一，施工供电系统调度员指令下达时往往找不到接令人。这些都对负荷调整、电网操作、事故处理造成严重影响，延误最佳的处理时间，造成供电质量下降，甚至扩大停电范围。
3优化措施
1.1AHP确定控制模型的主观权重层次分析法的基本步骤如下：①将各个评价指标按照不同属性自上而下分解成若干层次，形成递阶层次结构模型；②对同一层次的各评价指标关于上一层次中某一准则的重要性进行两两比较，根据评定尺度确定其相对重要程度，构造两两比较判断矩阵；③由判断矩阵计算被比较评价指标对于该准则的权重并作一致性检验；④组合一致性检验。计算一致性指标：CI=（λmax-n）（/n-1），n为矩阵的阶数。
查询对应的平均随机一致性指标RI，当n=1，2，…，10时，RI的取值见表2。当随机一致性比率CR=CI/IR<0.1时，认为该层次排序权重具有满意的一致性。
1.2熵确定控制模型的客观权重我们将综合指标的重要性和指标提供的信息量这两方面来确定各指标的最终权重。现有m个待评项目，n个评价指标，形成原始数据矩阵。矩阵R中第i行Ri反映被评对象的第i个因素对于评价集中个评价的隶属度，第j列反映被评对象各因素分别取评价集第j个评价的程度，其中i=1，2，…，n，j=1，2，…，m。
1.3基于熵和AHP的多层次模糊综合评判模型根据2.3中基于熵和AHP确定组合权重W，和2.3中确定的单因素评判矩阵R，综合评判模型为A=W•R，记A=（a1，a2，…，am）。A即为综合评价结果，aj表示评价对象对评价集中第j个等级的隶属度。
1.4基于熵和FAHP的模糊综合评判结果的确定确定了影响水利水电工程造价的相关评判指标的模糊综合评判集，根据最大隶属度法选择最大的评判指标所对应的评判集作为最终评判结果。
2基于熵和FAHP的水电工程全寿命造价控制实证研究
本文以西北口水电站的建设为例，建立基于信息熵的灰色关联分析模型，根据每个阶段的影响因素，计算每个管理阶段对工程造价影响程度的灰色关联度的大小。
2.1西北口水电站全寿命评价模型权重的确定根据表1中选取的指标体系，通过2.3中权重的计算方法，该评价模型的权重向量计算结果如表3所示。
2.2基于熵和AHP的西北口水电站模糊综合评判模型①设置评判模型的评语集。依据西北口水电站工程造价控制管理评价指标体系的特点，针对各层指标设定评语集为{非常重要，很重要，一般重要，有影响}。②模糊隶属度矩阵的确定。确定模糊评价矩阵R=(rij)，Ri为对应一级指标Bi的模糊评价矩阵，i=1，2，3，...，n，其元素通过模糊统计方法确定，rkj=mkj/K其中K为专家数，mkj为第k个指标评价为Vi的次数。计算结果表明，水利水电造价全寿命管理中各阶段对工程造价影响的灰色关联度大小的排序为：设计阶段＞决策阶段＞施工阶段＞竣工阶段。
2.3结果分析①设计阶段的造价管理对整个水利水电工程全寿命管理的影响最大，其次是决策阶段，这两个阶段在此模型中计算的灰色关联度也比较接近。②设计阶段的造价管理直接影响了西北口水电站建设最终的决算成本，这与基于熵和FAHP全寿命管理模型的评价结果是一致的，验证了该模型科学性和合理性。
3结语
1.1优点
土石坝的建设一般不会应用钢筋水泥等重量和体积都比较大的建筑材料，很多的施工材料都可以从当地购进，这样在施工过程中就可以避免出现大量运输费用的现象。土石坝施工在整体结构方面并不是十分的复杂，在改扩建方面也不必实行大范围的改造，在维修时也非常的方便。土石坝结构中主要是石粒结构，这样在长时间使用过程中不会出现变形情况，而且，在施工中对地基的稳定性要求也不高。土石坝施工技术在应用过程中施工流程比较少，施工方便，对施工技术要求比较低，因此，对施工效率的提高有很大的帮助。
1.2缺点
土石坝施工技术建设而成的坝顶，在对洪水进行拦截时，没有很好的效果，经常会出现要单独修建溢洪道的现象。土石坝施工在应用过程中，倒流操作的便捷程度和混凝土施工技术存在着很大的差距，在进行填筑时也会出现受到天气情况变化的影响。土石坝施工技术应用时可能会出现沉陷现象，表面的平整性会受到一定的影响。
2土石坝施工技术分析
2.1土石坝筑坝材料
任何工程在开始建设前，在选址阶段都一定要进行多方面的考虑，在规划设计阶段，对时间因素、空间因素、质量因素等方面都要进行充分的分析，土料在准备阶段，要保证比标准储量高出两倍，为了能够保证工程顺利进行，对存放的场所也要进行综合分析，对材料中的粘性土质要进行一定的取样检查，尤其要对防渗材料的含水量情况要进行检测。防渗土料的防渗功能对整个工程的质量有很大的影响，因此，要保证防渗系数达到相关的要求规定。在施工中，土料的含水量要达到施工标准，压实材料也要保证质量，这样才能更好的保证坝面的强度。反滤料和过滤料的坚硬程度都要满足施工的要求，但是，在进行制作过程中要在其中添加一定的材料，对坚硬程度进行提高。
2.2土石料的开采与加工
土石料的开采和加工对整个工程的施工至关重要，因此，在开采之前一定要做好相应的准备工作，对料场要进行具体的分区，同时，将其上方覆盖的杂物要进行及时清理，在料场也要建设排水设施，这样能够保证工程顺利开展，同时，对施工中将使用的道路也要进行布局和建设，这样能够保证施工中土石料顺利运抵施工现场，避免影响施工进度。土料的开采方式一般分为两种，分别是立采和平采。立采方式一般在土层相对比较厚的时候应用比较广泛，这样原料的含水量更加接近建筑含水量，同时，在土层差异性比较大的时候这种方式应用也非常适宜。平采方式适用于土层厚度相对较小的土层，土层的数量也比较少，在土层含水量比较高的情况下要进行一定的脱水处理。在进行土料开采前一点你给要对整个区域进行合理的划分，在不同的区域应用不同的方式来进行加工处理，这样才能更好的保证施工的效率。
2.3施工设备选型
施工设备的选型一定要保证满足施工要求，同时，施工时出现的一些特点对施工本身也不要产生负面的影响，施工设备要能够适应施工场地的实际情况，同时，也要在施工中保证施工的效率和质量。施工设备要保证具备良好的性能，稳定性一定要非常好，而且，同时，施工人员在操作过程中要能够避免出现安全事故，操作过程也不能过于复杂，因此，结构要非常的简单，这样在维修以及保养方面才能更好的保证便捷性。在施工进行中，机械设备之间也要保证一定的配合程度，这样才能更好的发挥设备的性能，同时，对设备的运行状态也要进行实时掌握，在工作效率方面也要进行重视。设备在选型方面，不仅仅要对功能进行考虑，对设备的费用以及维护费用也要进行分析，在费用基础上对设备的性能进行对比，才能更好的保证设备的最佳效果。设备的选型要从性能、质量、价格等方面进行综合分析，这样才能保证施工顺利进行。
2.4土石坝填筑与压实
在水利工程施工中，在清基工作完成以后，要对坝体进行填筑施工，首先要将坝面填平，然后将坝面划分为几个区段进行流水作业。坝体要分层进行填筑，然后经过以下工序才能完成整个填筑层的施工。
2.4.1铺土。
铺土是要沿着坝体轴线方向进行，土料的铺填要保证非常的均匀，这样能够减少平土的工作量。在铺土过程中要将不符合直径要求的土块打碎，对出现的石块要进行剔除。自卸车在填筑区铺土作业时，要进行倒退铺土，这样能够避免土料出现超过压实功而出现剪切破坏的情况，同时，避免汽车穿越反滤层将反滤料带入防渗体内，这样对坝体的质量将产生很大的影响。
2.4.2平土。
在铺土作业完成以后要进行平土施工，在这个过程中要按照设计的厚度分层进行平整，可以采用拉线的方式对平土厚度进行控制。平土时可以采用人工方式或者是以机械方式，使用推土机进行平整时，要形成一定的坡度，这样能够方便施工期间的雨水排泄。
2.4.3压实。
在平土作业完成以后，要进行压实施工，在压实过程中可以使用碾压机来进行，碾压机的前行方向要平行于坝轴线方向。碾压机在应用过程中对碾压的遍数要进行严格的控制，避免出现漏压或者是过压的现象，对出现剪切破坏的现象，土体要进行全部的清除，然后重新进行铺填压实。压实也可以分段进行，但是对搭接的长度要进行严格的控制，不能小于半米，对出现的接合位置，可以使用小型夯实机进行施工。
2.5心墙反滤料施工
在心墙施工中，要注意使心墙与砂壳平衡上升，心墙上升太快，易干裂影响质量；砂壳上升太快，则会造成施工困难。防渗体土料与反滤料每次填压的层厚都会不同，需采取一定的措施来保证其平起施工。目前，多采用土砂平起施工法。根据土料与反滤料填筑的先后顺序不同，土砂平起施工法分为先土后砂和先砂后土法。塑性斜墙坝施工，当砂壳修筑到一定高度甚至达到设计高程后，再填筑斜墙土料，以便使砂壳有较大的沉陷，避免因砂壳沉陷不均匀而造成斜墙裂缝。
3结束语
湘江长沙综合枢纽工程为梯级水库，是湘江干流航道发展规划之一，正常蓄水位为29.7m，库容为6.75亿m3，船闸设计通航船舶吨级为2000t，电站装机为57MW。湘江水量较为充沛，径流年际变化较大，而且年内分布不均，在枢纽工程河段年内水位变化幅度达14m。枢纽河段属于平原河流，河面较为宽广，河道略微弯曲，河流比降相对较小。
2枢纽布置方案
2.1枢纽平面布置方案
此工程枢纽布置，主要包括船闸（2000t级）、泄洪闸、水电站、鱼道等，为Ⅰ级工程，水工建筑物设计洪水标准为100a一遇、校核洪水标准为500a一遇。工程枢纽正常蓄水位与死水位为29.70m，对于船闸设计，按照20a一遇洪水位，来设计高水位，流量为21900m3/s，低水位按照P=98%水位来设计。船闸设置在蔡家洲左汊左侧岸边，电站设置在左汊右侧洲边，按照从左到右的顺序，来布设建筑物工程，包括双线船闸、排污槽、主泄水闸等，具体如图1所示。
2.2枢纽平面布置特点
2.2.1枢纽泄流能力强
水利水电工程枢纽泄流能力和工程坝址有直接关系，尤其是坝址河势与地形地貌等。此布置方案中，船闸上游引航道与导流堤设置位置为原左汊河道区域内的回流区，设置导流堤，能够有效的调顺水流，确保枢纽工程的泄流能力。按照100a一遇洪水标准，进行水工模拟试验，获得的壅高值为0.1m，泄洪能力较好[1]。
2.2.2通航条件较好
此枢纽工程坝址下游2km区域左岸存在支流沩水河，与湘江相汇，河宽为180m，2a一遇洪水流量为1580m3/s，10a一遇洪水流量为2750m3/s，20a一遇洪水流量为3350m3/s，出流和船闸连接段的航道交角为30°。此布置方案船闸通航条件试验结果表明，因为船闸上游引航道口门区和连接段缓流区，通航水流条件可以达到设计要求，干流流量Q干为19700m3/s时，纵向最大流速值为1.76m/s，横向最大流速值为0.28m/s，回流最大流速值为0.2m/s。干流流量为21900m3/s时，纵向最大流速值为1.79m/s，横向最大流速值为0.3m/s，回流最大流速值为0.25m/s。就下游引航道口门区和连接段航道来说，当湘江干流和支流沩水为正常遭遇时，若Q干＜13500m3/s，可以满足船舶航行要求。若13500m3/s≤Q干≤21900m3/s，受到导流堤的影响，口门区域右侧航道内部横流较大，可以在左侧航线单线行驶。原方案存在导流堤堤头挑流明显与斜流大等问题，进行布置方案优化，改变船闸挑流堤平面型式，设置立式导流堤等，使得航道通航能力得以全面提升[2]。
2.3枢纽布置设计要点
结合长沙综合枢纽设置的位置，结合自然条件，在左汊主河道区域内来布置电站与船闸，从枢纽泄流能力与船闸通航条件等方面综合分析，将船闸设置在此侧，能够起到不错的效果。此梯级综合枢纽工程建设后，主要功能为发电、航运等，因此在设计时，要坚持确保船闸通航条件的原则，以及泄水闸泄洪能力的原则。当枢纽坝址所处的位置左右两汊道分流比相差较大，而且河底高程相差较大，为了能够确保枢纽工程的通航效果与发电效益，将船闸与电站等建筑物，给布置在主汊河道。为了保证枢纽工程下游河床的稳定性，在布置泄水闸孔时，最好能保证工程建设前后的分流比变化不大。若河流的含沙量较小，在主河道内顺河，来设置船闸引航道时，尽量把船闸设置在流速相对较小的河岸侧，以便发挥枢纽工程的泄流作用，确保船闸通航效果[3]。
3水利水电工程枢纽总体布置三维设计
3.1三维地形建模
基于布尔运算，进行后期三维模型设计，需要构建三维模型。借助三维设计技术，能够为水利水电工程枢纽总体布置，提供极大的便利。三维地形模型构建是基础，需要确保精度的准确性。通常水利水电枢纽工程布置区域较大，覆盖面较广，数据存储量大，会影响到三维地形模型构建的效果。基于此，在构建时，需要确保等高线精度，以确保建模的效果。
3.2枢纽布置模型设计
在进行水利水电工程枢纽布置设计时，对于大坝与电站厂房等，可以按照相关标准规范，来设计三维模型，采取参数化或者模板化方法来建模。利用CATIA软件，融合骨架设计思想，构建枢纽工程建筑物模型，进行数据转化，将数据信息导入到3D软件中，进行枢纽布置，也可以和施工总布置相互联合。利用3D设计技术，能够为水利水电工程枢纽布置设计，提供新的设计方法，能够极大程度上提升工作效率，降低设计误差。利用大数据信息与信息技术，来进行仿真模拟试验，可以及时优化设计缺陷，确保水利水电工程枢纽布置的合理性与科学性。
4结束语
水利水电工程枢纽布置设计，要从枢纽使用的功能分析，严格按照设计要求，把握布置设计原则，结合工程实际，做好充分的调查工作，制定不同的布置方案，做好对比分析，选择最为合适的布置方案，以确保工程建设的质量。
作者:喻尚伟 单位:长沙市水利水电勘测设计院
参考文献
[1]陈雷，宾洪祥，别大鹏，李文峰，姚晓敏.碾盘山水利水电工程枢纽布置设计[J].水利水电技术，2016（08）：1~4.
水电工程项目是为群众生活、社会发展而建设的项目，项目使用的资金也是由国家政府单方面的拨款，并不涉及到个人或某企业的款项。但是，在资金下拨到水电工程施工单位的过程中，会经过多层审核，而层层的审核也让资金出现流失的问题，导致项目工程资金款项延后，甚至资金出现短缺的问题，而一些施工企业也只能用一些劣质的材料完成，不仅影响了水电工程施工的进度，还对其项目质量造成严重的影响。
2、水电工程管理模式分析
2.1建立健全项目规章制度
科学的规章制度是提高水电工程建设效率的基本手段，而在当今水电工程项目管理中却缺乏全面性、科学性，首要的任务是做好水电工程项目管理的规章制度。首先，要从项目管理内部机构的职能设置进行管理，加强各个部门的管理力度；其次，加强对工程项目招投标程序的管理，要建立招投标程序的规范化、程序化、透明化，建立对招投标程序的评标、定标的监督部门，从各个角度来完善工程项目的规章制度，确保工程实施有章可循；最后，在强化内部管理制度的同时，要多引进一些先进企业的项目管理经验，通过这种方式可以增加企业内部管理的经验，避免发生“闭门造车”的现象，要将眼光看远，这样才有利于水电工程项目的建设。2.2加强水电工程施工现场质量管理水电工程施工现场管理关系到施工的质量，是不容疏忽的，水电工程不是企业更不是个人的工程，是为提高人们的生活质量，提高社会发展所建设的国家工程，因此，水电工程施工现场的管理工作也担起为群众服务的责任。首先，要建立健全的施工现场质量管理体制，如施工单位保障的控制、施工标准的控制、政府质量监督的控制、监理单位监督的控制等，以此来提高水电工程整体的施工质量。其次，要不断的完善管理制度，科技在进步，人们的生活水平也在提高，对水电的需求也有着明显的提升，也为水电监督管理部门迎来更大的挑战，因此，监督管理部门必须做好各项因素的调查分析工作，如发现不足的地方要及时改正，发现落后的环节要及时提高，做好管理制度的科学化、合理化，同时，应保证充足的工程质量监督的经费，这样质量监督工作才能发挥最佳的监督管理水平，确保水电工程的质量。
2.3加强水电工程施工现场的安全管理
安全管理在水电工程施工中占有重要的地位，对工程施工现场的员工做好安全的工作，要本着“安全第一”的施工原则开展工程建设。首先，要对原有的安全管理体制进行完善，加强安全监督，开展对安全事故的分析和预控的能力，要将安全隐患扼杀在萌芽中。其次，监督部门应加强对现场的安全检查和管理的工作，对施工人员的技术水平、操作能力等综合能力进行考核，同时还要做好对施工现场材料、器材、设备的检查工作，确保施工管理的效果。最后，要结合安全法对员工违法的施工行为进行约束和处罚，提高员工法律意识、安全意识，以此来确保员工安全管理的自觉性，全面的提高水电工程施工的安全管理水平，促进水电工程的良好实施。
2.4对水电工程开工和验收的管理
水电工程项目的开工管理工作，是需要对项目法人、机构等权限审批的管理，工程开工前需要向相关部门提供开工申请，授权审批后才可以正常开工。当然，在项目工程开工前，相关的管理部门必须做好施工前的准备工作，要对施工的每一个环节进行记录，为后续工程验收工作提供可靠的依据。另外在对工程进行验收时，监督部门要严格的执行质量管理，将工程的施工情况与设计初的情况进行核对，一旦发现哪个环节出现问题，需及时进行修改，如果在不影响质量的情况下，可以召集各个相关部门对开工设计进行调整，这需要让监管部门了解实际的情况，管理工作不仅要对水电工程的质量、安全进行管理，同时还具备高度的责任感，要对国家、对群众的责任。
3总结
在解决导流问题时，经常会使用到围堰技术。在水利水电工程施工中，如果施工场是位于河流的上游，那么水工建筑建设时需要在干燥并且土体稳定的岸坡上进行，这时一般都会采用围堰技术以达到将水体引向预定的下游位置从而起到疏导河流的作用。所以，在水利枢纽工程的施工过程中，必须综合考虑施工场地内的气温条件、地质结构、水文特点等自然因素。如果在流水量较小或枯水季节的时段进行施工，能够大幅降低导流工程的作业难度与作业量，从而能够提高生产效率、节约施工成本。关于施工导流，应严格依据我国有关规范和标准，要充分顾及到河流在1a内的周期性变化，明确安排、合理组织生产活动，优化配置项目的物质资源、财力、人力，拟定具体的导流措施和设计方案，详细划分导流时段，以河流周期、施工进度为核心内容，对施工进度进行严格控制。一般在场地条件允许并且在自然条件良好的的情况下，最为适用、最为经济的技术方案便是分期围堰导流了。在水利水电工程中增设的围堰，主要是为水利枢纽建筑结构的施工建设打下基础、创造条件的，在设计水利枢纽建筑结构的过程中以及在水利水电工程施工时，首先应开展水工模型的试验，对结构物的安全性、稳定性以及实施效果与围堰的性能进行验证，在此基础上合理规划和设计围堰结构的平面布置，使其有效减轻航运排水的困难与压力、河道冲刷进而能够保证围堰作用的充分发挥。
在筑坝技术中，碾压混凝土技术是一项比较新的技术，其蓬勃发展的时间也不过20a左右，然而却在全球范围内的应用越来越多。碾压混凝土技术使用方法就是使用填筑土石坝的振动碾压机械、大型运输，采用大体积，压实非常干硬的混凝土拌和物，薄层碾压上升的浇筑方法。而且，碾压混凝土技术具有经济效益高、速度快，投资省的特点。在水利水电工程中，这项技术具有明显优势，能够为工程节约开支，缩短工期，以达到大大提高效益的效果。
GPS定位技术是一项高科技，其在水利水电施工主要用途在于为工程测量提供了新的技术手段和方法，并且使测绘定位技术发生了彻底的变革。实践证明，在几十km范围内的点位误差只有2cm左右，达到了常规方法难以实现的精度，同时也大大提前了工期。AtuoCAD辅助设计技术在水利水电施工中的应用20世纪80年代初发展起来的计算机辅助设计(ComputerAidDesign简写CAD)是一门新兴技术型应用软件。对AtuoCAD的认识，相信大家都已经相当熟悉，这项技术也成为大学中大部分工科学生必修科目之一。这项技术，如今已经被熟练的应用于各个领域。而在水利水电工程领域的使用，促进了工程技术人员大大提高了工作效率。AutoCAD的特性提供了测量内业资料计算的另外一种全新直观明了的图形计算方法。另一方面是各种工程纵断面图、横断面的绘制，以及断面面积的计算和其它一些需要的图纸的绘制，从而大大减轻工程测量的工作量和工作强度。水利水电施工中数据库技术与GIS技术的应用数据库技术与GIS技术开发，使得水利水电施工更加高效。以信息的可视化、数字化和直观化为出发点，直观清晰地描述复杂工程建设的施工动态过程。只有通过加强管理水利水电工程的经济运行和生产考核制度，才可以避免由于工程建筑自身的复杂生产过程带来的影响。可以通过建立相应的能反映各项设备管理维护工作成效的生产运行指标，来维护水利水电工程正常建设的生产秩序。只有这样，才可以很好的从制度层面保障水利水电工程的经济运行和安全生产。
有效地管理工作人员的技术水平和安全生产在水利水电建筑施工过程中占有重要的作用。随着我国不断健全法制规则，在水利水电工程管理中，我们需要通过各种规章制度来规范工作人员的行为。只有有了强有力的组织制度，才能起到很好的技术监督效果。在工程施工前，可以通过总结以前的施工实际案例对生产人员进行教育，保证工程的安全生产。
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