农业水利工程实习报告

一、实习概况

（一）实习时间：2014.6.30-2014.7.17

（二）实习地点：四川都江堰；云南省水富县、永善县。 （三）实习目的

这次专业综合实习作为教学计划的重要组成部分，是我们获得工程师基本训练的实践性环节，可以使我们巩固和运用理论知识，获得实际生产技能和管理知识，培养我们分析和解决实际问题的能力，并增进对专业的进一步了解。而作为农水专业的学生这次实习对我们的要求和目的主要有以下几项：

①通过了解当前水利水电工程建设状况以及水利水电工程规划设计、施工方面的经验，提高专业素质；

②通过现场参观，调研、理论联系实际，培养工作能力； ③通过听专家报告，扩展知识面，巩固所学专业知识； ④结合毕业设计内容，了解有关建筑物设计方法及施工方案； ⑤学习水利水电工程建设者优秀品质，培养专业感情。 二、实习内容

（一）都江堰——乘势利导，因时制宜，弯道环流，岁必一修 1.工程概况

约在公元前256年，秦昭王派李冰为蜀郡守，李冰发现成都平原是西北高，东南低，倾斜度较大的扇形平原，由于玉垒山拦住岷江东去的道路，江流被迫折转向西，流到宜宾，汇入长江，使得成都平原大部分土地得不到岷江的灌溉。李冰充分地利用当地山川平原的优

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越性，提出了“分流导江，筑堰引水”的治理方案，经过精心计算，合理地调动了大量的人力、物力，艰苦奋战了几年，终于建成了举世闻名的都江堰。

都江堰位于成都平原西部的岷江上，建于公元前256年，由鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三大工程组成，两千多年来一直发挥着防洪灌溉的作用，使成都平原成为水旱从人、沃野千里的\"天府之国\"，至今灌区已达30余县市、面积近千万亩，是全世界迄今为止，年代最久、唯一留存、以无坝引水为特征的宏大水利工程。

2.工程特点——合理的天然布局（布置图见附图1）

都江堰渠首工程主要有鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口进水口三大部分构成，科学地解决了江水自动分流、自动排沙、控制进水流量等问题，三者有机配合，相互制约，协调运行，引水灌田，分洪减灾，具有“分四六，平潦旱”的功效。

都江堰的主体工程是将岷江水流分成两条，其中一条水流引入成都平原，这样既可以分洪减灾，又达到了引水灌田、变害为利。为此，李冰对岷水东流的地形和水情作了实地勘察，决心凿穿玉垒山引水。在无火药不能爆破的情况下，他以火烧石，使岩石爆裂，大大加快了工程进度，终于在玉垒山凿出了一个宽２０公尺，高４０公尺，长８０公尺的山口，因形状酷似瓶口，故取名“宝瓶口”，把开凿玉垒山分离的石堆叫“离堆”。

宝瓶口引水工程完成后，虽然起到了分流和灌溉的作用，但因江东地势较高，江水难以流入宝瓶口，李冰父子率众又在离玉垒山不远

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的岷江上游和江心筑分水堰，用装满卵石的大竹笼放在江心堆成一个狭长的小岛，形如鱼嘴，岷江流经鱼嘴，被分为内外两江。外江仍循原流，内江经人工造渠，通过宝瓶口流入成都平原。

为了进一步起到分洪和减灾的作用，在分水堰与离堆之间，又修建了一条长２００公尺的溢洪道流入外江，以保证内江无灾害，溢洪道前修有弯道，江水形成环流，江水超过堰顶时洪水中夹带的泥石便流入到外江，这样便不会淤塞内江和宝瓶口水道，故取名“飞沙堰”。

都江堰水利工程原理图见图2 鱼嘴分水堤：

“鱼嘴”是都江堰的分水工程，因其形如鱼嘴而得名，它昂头于岷江江心，把岷江分成内外二江。西边叫外江，俗称“金马河”，是岷江正流，主要用于排洪；东边沿山脚的叫内江，是人工引水渠道，主要用于灌溉。鱼嘴的设置极为巧妙，它利用地形、地势，巧妙地完成分流引水的任务，而且在洪、枯水季节不同水位条件下，起着自动调节水量的作用。鱼嘴所分的水量有一定的比例。春天，岷江水流量小；灌区正值春耕，需要灌溉，这时岷江主流直入内江，水量约占六成，外江约占四成，以保证灌溉用水；洪水季节，二者比例又自动颠倒过来，内江四成，外江六成，使灌区不受水潦灾害。在二王庙壁上刻的治水《三字经》中说的“分四六，平潦旱”，就是指鱼嘴这一天然调节分流比例的功能。

飞沙堰：

飞沙堰是都江堰三大件之一，看上去十分平凡，其实它的功用非

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常之大，可以说是确保成都平原不受水灾的关键要害。 飞沙堰的作用主要是当内江的水量超过宝瓶口流量上限时，多余的水便从飞沙堰自行溢出；如遇特大洪水的非常情况，它还会自行溃堤，让大量江水回归岷江正流。另一作用是“飞沙”，岷江从万 山丛中急驰而来，挟着大量泥沙，石块，如果让它们顺内江而下，就会淤塞宝瓶口和灌区。飞沙堰将上游带来的泥沙和卵石，甚至重达千斤的巨石，从这里抛入外江（主要是巧妙地利用离心力作用），确保内江通畅，确有鬼斧神功之妙。 “深淘滩，低作堰”是都江堰的治水名言，淘滩是指飞沙堰一段、内江一段河道要深淘，深淘的标准是古人在河底深处预埋的“卧铁”。岁修淘滩要淘到卧铁为止，才算恰到好处，才能保证灌区用水。低作堰就是说飞沙堰有一定高度，高了进水多，低了进水少，都不合适。

宝瓶口：

宝瓶口起\"节制闸\"作用，能自动控制内江进水量，是玉垒山伸向岷江的长脊上凿开的一个口子，是人工凿成控制内江进水的咽喉。留在宝瓶口右边的山丘，因与其山体相离，故名离堆。宝瓶口宽度和底高都有极严格的控制，古人在岩壁上刻了几十条分划，取名“水则”，那是我国最早的水位标尺。《宋史》就有“则盈一尺，至十而止； 水及六则、流始足用。”《元史》有“以尺画之、比十有一。 水及其九，其民喜， 过则忧，没有则困”的记载。内江水流进宝瓶口后，通过干渠经仰天窝节制闸，把江水一分为二。再经蒲柏、走江闸二分为四，顺应西北高、东南低的地势倾斜，一分再分，形成自流灌溉渠

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系，灌溉成都平原及绵阳、射洪、简阳、资阳、仁寿、青神等市县近一万平方公里，一千余万亩农田。

鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口这个都江堰渠首的三大主体工程，在一般人看来可能会觉得平平常常、简简单单，殊不知其中蕴藏着极其巨大的科学价值，它内含的系统工程学、流体力学等，在今天仍然是处在当代科技的前沿，普遍受到推祟和运用，然而这些科学原理，早在二干多年前的都江堰水利工程中就已被运用于实践了。这是中华古代文明的象征，这是我们炎黄子孙的骄傲。 3.工程难点——治理整修

众所周知，最初的都江堰与我们现在所看到的都江堰是截然不同的。在漫长的历史过程中，都江堰水利工程不断的修了毁、毁了修，是人与自然此进彼退、和谐共存的一个动态过程。我们现在所看到的都江堰是现代工程技术对历朝历代治水先贤的治水思想不断总结、完善、发展的结果。

都江堰在漫长的实践中还形成了杩槎、竹笼、干砌卵石等的治河工艺,浓缩了千百年治水经验总结出的“三字经”、“六字诀”、“八字格言”形成都江堰独特的治水思想。都江堰长期形成的管理机构和特有的管理办法同样构成了都江堰水文化的一部分。

都江堰可资借鉴的治水哲学思想和管理经验是十分宝贵的，其源远流长，惠泽后代，其奥秘除了巧夺天工的工程布局外，更主要的是遵循了“乘势利导、因时制宜”的治水指导思想、“岁必一修”的管理制度，“遇难弯截角、逢正抽心”的治河原则，以及“砌鱼嘴立湃

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缺，深淘滩、低作堰”的引水、防沙、泄洪之管理经验和治堰准则。

李冰创建的都江堰，二千多年来不仅受到合理的利用，而且不断对其进行科学的治理整修，将其发展、完善。鱼嘴有一个上下移动的历史进程，李冰作的堋口湔堰，在今白沙河入岷江处，以后鱼嘴下移至今二王庙、索桥以下，当今鱼嘴的位置定于1936年；古代鱼嘴建造，“累石子作长汀以遏水”，元明两朝曾为用打木桩填卵石上压石条铁板大铁龟大铁牛追求永久牢固而争论了几百年，但终没有解决问题，1935年都江堰管理处张沅主持，将鱼嘴向外江西移20米，深挖基础，用大木排架、卵石、混凝土，浇成流线型新鱼嘴，使用至今，完好无损。1961年岁修工程中，渠首和灌区多采用卵石混凝土及水泥沙浆砌卵石堤埂，代替竹笼卵石埂临时性工程；19年，改造人字堤为混凝土卵石；同年，飞沙堰也改原大方木柜装卵石打木桩的“安羊圈”技术为2.5m见方、厚40cm的混凝土隔墙密填卵石沙浆砌牢技术；1971年彻底清理使用了二千多年的宝瓶口伏龙潭，并用钢筋水泥衬护加固离堆崖壁；1974年建成的电动外江节制闸，代替了鱼嘴前的竹笼杩槎，调水操控更如人意，提高了效率；现代的水位标尺比古代水则更为精确，等等。二千多年来的变化，“万变不离其宗”，即所含的科学原理没有变，枢纽主体工程没有变，始终有鱼嘴金刚堤，有内江外江，有飞沙堰溢洪道，有伏龙潭宝瓶口，而且人们至今仍遵循着“深掏滩、低作堰”的“六字诀”和“遇弯截角，逢正抽心”的“八字格言”进行维修和保护，所以渠首处虽然见到电动钢板闸门，钢筋水泥建材，但都江堰仍然是名符其实的古代水利工程。

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其间的变化，是社会文明的发展，是科学技术的进步。人们与时俱进，继承和弘扬着这珍贵的文化遗产。而且，人们始终遵循着一条治水原则“乘势利导”，一条施工原则“因地制宜”，所以都江堰始终保持着“费省而效宏”的优点和特点。

4.工程亮点——顺应自然流态的水沙运动规律

都江堰水利工程历经两千多年而不衰，与其同期修建的郑国渠早已湮没无存，灵渠也失去了它以航运为主的功能，只有都江堰水利工程还在不断发展，除了它优越的地理位置、完善的管理维护以外，水流泥沙运动及河床演变的特性也是维持工程长期生命力的重要条件。

鱼嘴以下的内江河段在平面上为弯曲河道，坡陡流急，平均水面比降1.31%。将产生强烈的弯道环流见图3。

表层水流的流速快，惯性大，主流指向凹岸，在凹岸边主流下潜，推动底部流速较小的水体流向凸岸，形成螺旋流。在弯道环流的作用下进入内江的卵石90%以上从飞沙堰排入外江，实测从飞沙堰排出的卵石直径达600mm以上。在飞沙堰顶，底流横切，卵石和高浓度的近底悬沙能有效地排走，表层水流则基本与堰顶平行而流向下游，形成堰顶溢流时底部单位面积的泄流量大，上部单位面积的泄流量小的特殊流态。

（二）四川大学实验室——潜心钻研，成果丰硕 1.实验室概况

水力学与山区河流开发保护国家重点实验室依托四川大学，前身为在四川大学设立的“高速水力学国家重点实验室”，后更名为“水

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力学与山区河流开发保护国家重点实验室”。实验室是从事应用基础研究的工程类实验室，实验室以山间河流开发（尤其是高坝大型水利水电工程）和保护（尤其是山间河流开发所引起的河流健康和环境保护）领域的科学研究，人才培养和开放平台的建设为主要任务；以我国西南山区河流赫尔世界级高坝工程中的水力学（包括工程水力学，山区河流动力学和环境水力学）和岩石力学的应用基础研究为主要特色。 2.科研方向

经过20年的建设和发展，实验室形成了五个特色鲜明的研究方向和相应的研究单元:①高速水力学与高坝工程。主要研究高坝泄洪消能、水气二相流、空化空蚀、掺气减蚀、高坝工程泄水建筑物优化设计理论与技术等；②河流动力学与山区河流工程。主要研究山区河流宽级配推移质泥沙运动、河流泥沙模拟、河床演变、山洪及其减灾防灾等；③环境水利学与山区河流保护。主要研究水库环境水力学、水体中污染物运动、水利水电工程对生态环境的影响与生态修复、河流生态需水与湿地保护、水环境监测技术与监测仪器等；④大坝与库岸安全。主要研究岩土力学基础理论与方法、高陡边坡变形失稳、高坝与地基稳定、大坝安全监测与管理、水库滑坡等；⑤水信息学与水利新技术。主要研究复杂水流现象的数值模拟技术、快速施工新技术、梯级水电站优化调度、水利水电工程管理等。 3.科研成果

实验室已在高速水力学与高坝工程、河流动力学与山区河流工

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程、环境水利学与山区河流保护、大坝与库岸安全、水信息学与水利新技术等方面取得了一批创新性研究成果，多数科研成果均已应用于三峡、二滩、小湾、溪洛渡等大型工程设计，产生了很大的经济效益和社会效益。

实验室的中、远期研究目标以推进水科学的现代化为核心，开展有关的基础理论研究。根据地处西部的特点，实验室积极面向西部大开发主战场，先后承担了西部大开发重点工程，结合金沙江、雅砻江、大渡河、岷江等江河上的大型工程，配合勘测设计、研究有关重大技术难题，已承担各类大、中、小型电站的科学实验任务多项，先后参与有关南水北调、三峡、溪洛渡、向家坝、龙滩、锦屏、小浪底、小湾、三板溪、瀑布沟、紫坪铺、狮子坪、水布垭等水利水电工程与建设工程等重点工程的课题研究。通过这些具有重要科学价值和工程应用前景的研究工作，充分锻炼和体现了实验室学术队伍的能力和水平，同时为国家的水电事业建设作出了贡献。 （三）向家坝——碾压混凝土，底流消能式 1.工程概况

向家坝水电站是金沙江下游梯级开发中最末的一个梯级，坝址位于川滇两省交界的金沙江下游河段上，左岸为四川省宜宾县，右岸是云南省水富县。向家坝水电站的开发任务以发电为主，兼顾防洪、改善通航条件、灌溉，同时具有拦沙和为溪洛渡水电站进行反调节等作用。电站主要供电华中、华东地区，兼顾川、滇两省用电需要。

向家坝水电站枢纽由拦河大坝、泄洪排沙建筑物、左岸坝后厂房、

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右岸地下厂房、左岸垂直升船机和两岸灌溉取水口等组成。拦河大坝为混凝土重力坝，坝顶高程384米，最大坝高162米，坝顶长度909.26米。左岸坝后厂房位于溢流坝左侧，右岸地下厂房位于右岸坝肩上游山体内，左右岸各装机４台单机容量75万千瓦的水轮发电机组，总装机600万千瓦，年发电量307.47亿千瓦时，装机规模仅次于三峡、溪洛渡水电站，目前为中国第三大水电站。垂直升船机位于左岸坝后厂房左侧，按四级航道标准设计，最大提升高度114.2米，设计年过坝货运量112万吨，年客运量40万人次，可通过2×500吨级船队。灌溉取水口布置在两岸非溢流坝，规划灌溉面积370余万亩。

向家坝水库正常蓄水位380米，死水位370米，水库总库容51.63亿立方米，调节库容9.03亿立方米，可进行不完全年调节。工程于2004年4月开始筹建，2006年10月主体工程正式开工，计划于2012年首批机组发电，2015年全部竣工，总工期约9年6个月。按2006年一季度价格水平计算，整个工程静态投资434.24亿元。向家坝水电站的建设条件好、综合效益显著、经济指标优越，是西电东送骨干电源点。 2.施工篇（按工程进展） （1）工程筹建期

本工程筹建期从2004年7月始至2005年12月，工程正式开工前，业主应完成的对外交通、施工供电和通信系统、征地、移民以及招标、评标、签约等工作，为主体工程施工承包商具备

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进场开工条件所需时间。 （2）四通一平工程

四通即施工现场水通、电通、路通、通讯要通；一平是施工现场要平整。完成四通一平可以为后期施工做准备工作，方便后期施工。 （3）辅助项目

★太平料场和马延坡人工砂石加工系统

太平料场和马延坡砂石加工系统（以下简称砂石系统）主要担负主体工程约1220万m3混凝土所需骨料的供应任务，共需生产混凝土骨料2684万t，其中粗骨料1825万t、细骨料859万t。砂石系统由太平料场开采区、大湾口半成品加工区、马延坡成品加工区以及两者之间长31. lkm长距离带式输送机运输线四部分组成。太平料场位于库区右岸绥江县新滩溪沟内大湾口附近，距坝址公路里程约59km，直线距离约30km;大湾口半成品加工区位于太平料场附近的大湾口缓坡山地上，布置高程1050. 00～1169. OOm;马延坡成品加工区位于右坝头附近的马延坡冲沟左侧缓坡山地上，布置高程475, 00～600, OOm。主体工程施工期间，砂石系统采用太平料场开采的石料生产混凝土骨料，分别供应右岸高程380. 00m、300.00m和310.00m三个混凝土生产系统。

工艺流程及主要设备见图1，平面布置见图2 连续运输砂石料

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由于本工程砂石料运输强度高，太平料场距坝址公路运距远（里程约59km），直线距离相对较近(约30km)，并且地势上存在约460m的天然落差可供利用，当时有三种运输方式供选择，它们分别是：长距离带式输送机运输半成品料至坝区马延坡（方式一），汽车运输半成品料至坝区马延坡（方式二），汽车运输半成品料至新滩镇后再转水路运输至坝区马延坡（方式三）。经综合比较，方式二存在公路运距远、前期对当地社会运输干扰大且运输保证性偏差、运输成本高、一次性投资大（需投资新修至少59km高线二级公路）、施工工期较长等缺点，方式三存在转运环节多（需新建2个转运码头）、水路运输保证性差、虽然公路及航道改建投资较小但其运输成奉较高、施工工期较长等缺点，因此，为提高供料的保证性和降低运输费用，采用了长距离带式输送机连续高效运输砂石料。

分级筛分

招标设计方案将第二筛分、洗石车间和第三筛分车间做为成品骨料分级筛分车间，经细碎车间破碎后的砂石料中仍存在少部分40～80mm的碎石，该部分料仍需返回第三筛分车间进行分级筛分，形成闭路循环，因此，需在第三筛分车间设置上下两组筛共计四层筛网(分别为40mm、20mm、5mm和3mm)。

实施方案将第二筛分（洗石）车间、第四筛分车间做为成品骨料分级筛分车间，在招标设计方案的基础上，增设了一个检查筛分车间（即第三筛分车间），配置了40mm单层筛2台，并

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将招标方案中第三筛分车间的40mm筛网取消。经细碎车间破碎后的小于80mm的砂石料直接进入该检查车间进行筛分，大于40mm的碎石返回细碎车间进一步破碎，而小于40mm的碎石则直接进入第四筛分车间进行成品骨料分级筛分。

实施方案与招标设计方案相比具有以下优点：①由于减少了一层40mm筛网，从而降低了原第三筛分车间的高度；②减少了该处筛分车间筛分机的数量，筛分设备总数由原来24台减为14台；③由于细碎车间配置了的检查筛分车间，从而减少了分级筛分车间的总循环负荷量。

废水处理及回收

马延坡成品加工区与金沙江常水位高差达205～302m，水的提升费用很高，为了保护环境，减少水资源消耗及供水费用，须对废水进行回收利用。

根据马延坡成品加工区现场地形条件，砂石加工废水处理采用尾渣水力输送与尾渣库自然沉淀的处理方案。废水设计处理能力5400 m3/h，生产的废水由排水沟渠汇集至废水集水池，通过6台渣浆泵输送至尾渣库（库容约200万m3），废水在尾渣库内自然沉淀，废渣永久存积于库内，库内清水经回水泵站提升至砂石系统高程572.00m调节水池循环利用。 ★砼拌和系统 配置

向家坝水电站主体工程混凝土浇筑总量约1300万m3，根

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据二期工程施工进度计划安排，月浇筑混凝土最大强度45万m3，混凝土入仓方式分别有胶带机供料线+塔带机、汽车直接入仓二种。针对高强度大方量混凝土施工的要求，二期工程共布置303、300和380三个搅拌系统，其中300搅拌系统的混凝土设计生产能力为0m3/h(常态)和500m3/h(预冷)，这就对搅拌楼的选型提出了单楼生产能力大、满足大仓号连续高强度供料、搅拌楼与胶带机供料线一一对应，并同时可满足汽车要料运输的要求。

向家坝二期工程借鉴三峡工程和搅拌系统的经验在右岸300搅拌系统选用了2座4×4.5m3搅拌楼，该种特大型混凝土搅拌楼具有生产能力大、自动化程度高和运行可靠等特点。两座搅拌楼与两条胶带机供料线配套，并能通过计量皮带实现两座楼与供料线之间供料的互换，满足二期工程导游与泄洪坝段大方量高强度混凝土施工的连续供料。 工艺流程

4×4.5m3搅拌楼采用大杆件钢桁架结构（示意图见图4），主楼结构高37.25m，四周利用50mm双面彩钢聚苯乙烯保温板进行封闭，副楼布置3个胶凝材料罐。搅拌楼由上至下分为进料层、储料层、称量层、搅拌层和出料层五部分。粗骨料和砂采用胶带机自进料层进料，胶凝材料采用气力上料，水和外加剂泵送至搅拌楼，片冰为胶带机输送；称量层分别对应各原材料料仓设置12套称量设施；搅拌层布置4台BR4.5双锥低支点倾翻自落式搅拌机和工控机操作室，4台搅拌机对称布置；出料层按双斗

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双线出料方式设置。搅拌楼的生产工艺流程图见图5. 特点

4×4.5m3搅拌楼属于单阶式可连续进行混凝土拌制的特大型专用设备，混凝土生产顺序与机械布置采用垂直分层方式，为满足混凝土的温度控制要求，搅拌楼设置了专用的冷风机平台布置粗骨料预冷设备；搅拌楼的运行由操作室集中控制，采用电子仪器和工业电视，实现全部生产自动化，生产过程和各项生产记录均从屏幕或仪表上显示，并可随机打印。4×4．5 m3搅拌 楼的主要特点有：

混凝土搅拌机容量大、搅拌时间在120一150 s，搅拌压实系数大于1．25。

2台驱动电机与减速机之间采用三角皮带传动，具有缓和冲击、吸收震动、噪音少、成本低、保养维修较方便等优点，从而保证设备运行平稳。

相对于强制式搅拌设备而言，自落式搅拌设备存在衬板和叶子板磨损率小、设备运行周期和故障间歇期长、噪音低、维修方便、 单耗成本低等优点，但拌制时间较长、单机生产低。

④搅拌楼采用工控机自动控制系统，能有效地实现称量过程的自

动补秤和扣秤功能，保证各种原材料的称量精度，从而实现拌和物出机口的质量控制。

⑤因搅拌楼除基础部分外均采用装配式钢结构，搅拌楼便于拆装，

设备结构紧凑，占地面积小。

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⑥搅拌楼自进料、存储、称量、给料到混凝土拌制全过程采用封

闭式运转，并配置的除尘系统，有效地降低了楼内粉尘的环境污染。 ★砼浇筑系统

在混凝土浇筑系统中，有3台缆机+3台塔带机+门机投入使用。混凝土分块根据坝体设计结构的横缝和纵缝进行分缝分块。

混凝土仓面浇筑工艺设计主要包括浇筑块单元编码、施工部位、结构形状、埋件位置、冷却水管埋设、各种混凝土的工程量、浇筑方法（铺料方法、层厚、次序、方向等）、浇筑时间、浇筑手段，仓面设备及人员配置、温控措施、浇筑注意事项及有关示意图等内容。仓面工艺设计是混凝土浇筑必要的技术准备，是保证施工质量的关键环节之一。

浇筑方法分为平铺法和台阶法，一般情况下优先采取平层法浇筑。在高温季节，对仓面面积较大、钢筋密集或结构复杂的仓位采用平铺法难以满足温控及混凝土覆盖时间要求时，经监理工程师批准同意后，采用宽台阶法浇筑，台阶宽度必须大于2m，浇筑时确保台阶层次分明，防止漏振。其它季节除设备入仓能力难以满足混凝土覆盖时间要求的仓面采用台阶法以外，均采用平层法浇筑。 （4）主体大坝施工

大坝坝体分两期进行施工，一期包括左非⑦~左非(18)，左非①~左非⑥坝段高程280.00m以下部分、冲沙孔坝段高程

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340.00m以下部分；二期包括右非坝段、泄水坝段、厂房坝段、升船机坝段、冲沙孔坝段高程340.00m以上部分，导流底孔封堵及冲沙孔坝段导流底孔，导流底孔段改造。 （5）地下引水发电系统

向家坝水电站右岸地下厂房总装机容量为4 4 × 800MW，引水发电系统采用岸塔式进水口、单机单洞引水、“ 两机合一洞”尾水出水方式。

布局特点：通过5# 、4# 施工支洞分割，可大致分为三个施工相对的系统，即‘ 厂房系统’、‘ 引水系统’ 、‘ 尾水系统’ 及 外围辅助洞室系统。整个 分布于右岸山体约 20万 万m 2 的区域内（长700m ×宽300m ），共布置了体型各异、大小不等的近 122余条洞室。（其中引水洞4 条、主厂房及安装间1 个、主变及尾闸洞1 个、母线洞4 条、尾水管4条、尾水隧洞2 条、电缆竖井1 条、电梯竖井1 条等约1特大型洞室）。这些洞室纵横交错、平竖相贯，组成复杂的大型地下洞室群。 3.枢纽建筑物布置

工程枢纽主要由挡水建筑物、泄洪消能建筑物、冲排沙建筑物、左岸坝后引水发电系统、右岸地下引水发电系统、通航建筑物及灌溉取水口等组成。其中拦河大坝为混凝土重力坝，电站厂房分列两岸布置，泄洪建筑物位于河床中部略靠右侧，一级垂直升船机位于左岸坝后厂房左侧，左岸灌溉取水口位于左岸岸坡坝

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段，右岸灌溉取水口位于右岸地下厂房进水口右侧，冲沙孔和排沙洞分别设在升船机坝段的左侧及右岸地下厂房的进水口下部。 工程建筑物布置图见图8 4.底流消能

“挑流”泄洪消能方式与“底流”泄洪消能方式的不同，好比用水管采用不同方式往水盆里注水。挑流泄洪消能像是将水管置于空中，水自上而下倾泄入水盆，利用水在空中与空气的摩擦和入江后水与水的混动将泄洪能量消除；而底流泄洪消能则像是将水管伸到水盆里的水中注水，使泄洪水流在消力池内“打滚”进行消能。挑流泄洪消能方式能够节省工程量，设计、施工也相对比较简单，但由于泄洪能量巨大，对大坝下游基岩的冲击力非常大，因此对大坝下游基岩的强度要求很高。三峡水电站、溪洛渡水电站的下游基岩一个是花岗岩，一个是玄武岩，两者的岩石强度都非常高，足够抵抗泄洪时巨大水流的冲击 （溪洛渡水电站为确保万无一失，甚至还对消力池的底板进行了钢筋混凝土衬砌加固）。但是向家坝水电站基岩主要为砂岩夹泥岩，其强度不足以抵抗泄洪时巨大水流的冲击。

其次，水富县城与云南天然气化工厂离大坝泄洪消力池末端仅500多米，可谓“近在咫尺”。倘若用挑流泄洪消能方式，泄洪时浪击的轰鸣、漫天的雾气固然壮观、震撼人心，但“近在咫尺”的水富县城与云南天然气化工厂的人们则无法消受。而且，如果利用“挑流”方式泄洪，强大的泄洪水流对下游江岸的冲刷

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破坏也不容小视。另外，以“挑流”方式泄洪势必引起右岸地下厂房尾水的强烈波动，进而影响到厂房的安全运行。

在摈除 “挑流”泄洪消能方式后，向家坝水电站设计者不得不去寻找一种更为理想的泄洪消能方式：既能将泄洪产生的巨大能量消除掉，又不致于影响到水富县城和云南天然气化工厂生产、生活区，以及右岸地下厂房的安全运行。在多方案设计计算和科研试验的基础上，经技术经济综合比较，工程设计者智能地找到了中、表孔均采用底流消能型式的方案，即带“高低坎”的底流泄洪消能方式，从而较好地解决了泄洪、消能、排沙和保护环境的问题。其高速水流脱离底板技术处于国内领先水平。 这种泄洪消能方式，首先需要在大坝下游修建一座228米×226米×25米 （长×宽×深）的巨型消力池。泄洪消能建筑物位于河床中部，由10个中孔和12个表孔组成，并由导墙均分为2个对称的泄洪消能分区。从泄洪中孔和表孔修建的泄洪溢流面一直延伸到消力池中，同时又形成高于消力池底板的高低两个“坎”。这样，当开闸泄洪时，从中孔和表孔泄下来的高速水流所带的能量在消力池中既互相掺混消能，又受到消力池中江水的消化，真正达到了泄洪、消能、排沙和保护环境的目的。由于泄洪消能改“挑流”方式为“底流”方式，向家坝水电站建设为此增加了约15亿元人民币的投资。 5.监理篇

工程建设监理制已经风行于我国水利水电建设工程，也普及

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于城市建筑工程、铁路、高速公路、桥梁建筑工程等。向家坝实施工程监理制后，工程进度提前一年投产发电、工程质量达到精品工程要求。

工程建设监理是一批具备工程监理资质的专业技术专家、受工程业主的委托或授权对工程建设施工进行全方位的监督和管理。 面对向家坝工程层层难关、道道险阻，在向家坝工程监理的协调下，在工程业主、工程设计、制造厂家、各施工工程局的协同作战下，历经十年艰辛，终于实现了向家坝水电工程提前投产发电，为“西电东送”作出巨大贡献。 （四）溪洛渡——拱坝设计，温控降温 1.工程概况

溪洛渡水电站是金沙江水电基地下游四个巨型水电站中最大的一个，上游为白鹤滩水电站，下邻向家坝水电站。溪洛渡坝址控制流域面积454375km2，多年平均径流量1436亿m3。最大坝高278米，水库正常蓄水位600米，死水位540米，水库总库容126.7亿立方米，调节库容.6亿立方米，可进行不完全年调节。左、右两岸布置地下厂房，各安装9台77万KW水轮发电机组，电站总装机1386万千瓦，多年平均发电量571.2亿千瓦时，装机容量与原来世界第二大水电站——伊泰普水电站（1400万kw）相当，是中国第二、世界第三大水电站。

溪洛渡水电站位于四川省雷波县和云南省永善县接壤的金沙江峡谷段，是一座以发电为主，兼有拦沙、防洪和改善下游航运等综合

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效益的大型水电站。 开发目标主要是“西电东送”，满足华东、华中经济发展的用电需求；配合三峡工程提高长江中下游的防洪能力，充分发挥三峡工程的综合效益；促进西部大开发，实现国民经济的可持续发展。 2.施工篇

砂石系统:该工程4个砂石加工系统为中心场、黄桷堡、大戏厂-马家河坝、塘房坪系统。

大戏厂-马家河坝砂石加工系统：主要供应大坝混凝土细骨料，大戏厂布置粗碎车间，其余设施均布置在右岸上游马家河坝，大戏厂至马家河坝的半成品运输采用自卸汽车运输，成品料至高线混凝土系统705 m高程平台骨料竖井的运输采用皮带机运输，在皮带机投入运行之前采用自卸汽车运输。

塘房坪砂石加工系统：主要供应大坝、水垫塘、二道坝混凝土粗骨料，塘房坪至高线混凝土系统705 m高程平台骨料竖井的运输采用皮带机运输。

黄桷堡、中心场砂石加工系统：提供三级配以下商品砂石料，主要供应导流洞、地下电站及泄洪洞等部位。

混凝土系统：5个混凝土系统为黄桷堡混凝土系统，1座4×3m3，5万方/每月；中心场混凝土系统，2座4×3m3，10万方/每月；大坝高线混凝土系统，2座4×4.5m3，17.7万方/每月；大坝新增拌和系统混凝土系统，1座4×4.5m3，8万方/每月；大坝低线混凝土系统，1座4×3m3，5万方/每月。

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供电系统：供电系统由1个110KV中心变电站，4个35KV施工变电所组成。

施工营地：共三坪、花椒湾、黄桷堡和杨家坪4个工程施工营地。 渣场：共黄桷堡渣场、豆沙溪沟渣场、杨家沟渣场、塘房坪渣场、溪洛渡沟渣场、癞子沟渣场6个渣场。 3.地下厂房篇

溪洛渡坝址处河谷狭窄，枯期江面平均宽度约90m，岸坡陡峻，洪水泄量大，机组台数多，不具备布置岸边地面厂房和坝后式厂房的条件。坝址区玄武岩地层平缓，两岸山体浑厚，岩体新鲜、坚硬、完整，实测地应力最大值15~20MPa，适合布置大型地下洞室群，故选定了全地下式厂房方案，分左、右两岸布置。

首部厂房方案主厂房布置在拱坝上游山体内，与电站进水口靠近，采用单机单管供水，不设上游调压井，仅设尾水调压室，引水洞最短，尾水洞与初期导流洞的结合段最长，出口下游建筑物布置紧凑，布置格局简单，各建筑物之间关系清楚，工程量最小。水头损失最小，仅4.06m， 但主厂房布置在拱坝上游库内，防渗问题突出，主厂房上游侧须设防渗、排水帷幕，并与拱坝防渗、排水帷幕相连，首厂方案的防渗、排水帷幕达48万m。首部厂房方案不仅避开了中、尾部厂房方案的不利因素，而且引水洞最短，尾水洞与导流洞结合最优，工程量最省，水头损失最小。

左、右岸地下厂房各安装9台机组，机组间距34.00m，两岸基本对称布置。从山里往外依次布置主安装间、主机间、辅助安装间、

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副厂房及空调机房。电站单机容量770MW，装机18台，设计水头210m，单机引用流量423.8m2/s,HD值约为1900m2。根据水轮发电机机组运行特点并结合国内外已有设计经验，比较了垫层蜗壳、充水加压蜗壳和完全联合承载蜗壳三种型式。经计算分析，并结合各种蜗壳结构型式的特点，借鉴国内外已建大型工程的经验，本阶段推荐采用部分垫层浇混凝土的蜗壳结构型式。总体而言，主厂房上下游边墙岩体较完整，以块状结构为主，围岩类别以Ⅱ类为主，围岩稳定性较好，具备修建大跨度岩壁或岩台吊车梁的地质条件。结合国内外已有设计经验，比较了岩壁式吊车梁、岩台式吊车梁和柱、梁结合式吊车梁三种型式。考虑地下厂房规模、起吊荷载和围岩条件，推荐采用岩壁吊车梁。

坝区两岸玄武岩岩流层产状平缓，倾左岸，倾角4

～6

，地

下水位埋深大，坡度缓，并以金沙江为区域性浸蚀基准面和排泄地。岩体构造破坏较弱，一般构造裂隙是玄武岩含水介质的主体，层间、层内错动带是地下水流的主要通道，而由微细裂隙构成的岩块，其渗透性极差。 大坝基础帷幕与左右岸主厂房前帷幕相互联接，厂房前帷幕折向山内，形成上游库水防渗体系，将厂房与库区隔离。在进行帷幕灌浆后，加强排水措施，通过排水孔加强裂隙间的连通，有利于地下水顺利排出，从而减少岩体渗透压力。同时，还在厂区附近以及洞室内壁增设排水措施。

支护设计原则： (1) 广泛征求专家意见，以已建工程经验和工程类比为主，岩体力学数值分析为辅； (2) 发挥围岩本身的自承

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能力，以锚喷支护为主，钢筋混凝土衬砌为辅；以系统支护为主，局部加强支护为辅，并与随机支护相结合； (3) 对于有地质缺陷的局部洞段以及在结构和功能上有特殊要求的洞室，采用喷锚支护和钢筋混凝土衬砌相结合的复合式支护。特殊部位特殊支护；

(4) 围岩支护参数根据施工开挖期所揭露的实际地质条件和围岩监测及反馈分析成果进行及时调整， 采用动态支护设计。

开挖的主要特点： (1) 先开挖主体洞室，适时开挖附属洞室。三大洞室先开挖顶拱、逐层下挖、多个工作面同时施工、逐层进行围岩支护。 (2) 厂房洞室纵横交错，布置集中。在开挖施工中利用施工支洞立体作业，同高程相邻洞室尽量一起完成，各层分步骤开挖及支护。 (3) 严格控制洞室交叉口处的爆破，并加强支护以及适当采取超前支护措施。 (4) 各洞室在开挖过程中，围岩应力和变形在不断调整和变化。根据开挖情况及变形监测资料，及时调整支护措施和支护参数。 通过开展地下厂房洞室群施工期快速监测与反馈分析，进行开挖过程中洞室围岩的整体与局部稳定性、支护参数的调整优化、洞室开挖完成后长期实效变形量级和收敛时间及其影响评价等，建立地下洞室群的动态仿真分析模拟系统，对洞室群的围岩稳定性进行合理评价，从而确保施工期的安全和工程的正常运行。 3.温控篇

溪洛渡拱坝混凝土弹模高、极限拉伸值低，自身体积变形大，虽线膨胀系数低，但混凝土总体抗裂性能差，加上气温条件以及陡坡坝段坡度大，河床坝段基础混凝土浇筑块长，温控问题突出。

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采用数值模拟和工程类比的方法确定溪洛渡拱坝边界温度，综合水文气象资料选定拱坝封拱温度；进而确定大坝温度场。采取薄层浇筑、均匀上升，浇筑块按早冷却、缓慢冷却、小温差、小降幅长时期控温的三期冷却温控方案，消除较大温度梯度。拱坝分期冷却降温控制过程见表1

表1 拱坝混凝土分期冷却控制参考表 混凝土后冷阶段 一期冷却 控温 降温速率或温度变化幅度最大值 / 降温 0.5℃/d 一次控温 ±1℃ 0.2℃/d 中期冷却 降温 二次控温 降二期冷却 一次灌浆控温 约束区二次控温 ±1℃ 温 控温 约束区±1℃ 0.5℃/d 0.5℃ 0.5℃ 自由区1℃ 自由区1℃ 120 开始龄期（天） / 7~10 / 45 / 90 113 温度控制从以下几方面考虑：

混凝土出机口温度;使其保持允许范围内。 混凝土入仓温度，以降低其最高温度。 采用条带法浇筑来控制浇筑过程中的温度。

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④通过控制浇筑层厚来保证散热;

⑤在不影响工程进度的前提下，采取合理的浇筑间歇期，来保证

散热;

⑥采用分区分期冷却形成上下均匀的温控梯度。 ⑦混凝土养护与保护;

4.枢纽建筑物布置

溪洛渡水电站枢纽布置具有“窄河谷、高拱坝、大泄量、多机组”的特点。枢纽工程由挡水建筑物、泄洪建筑物、引水发电建筑物和导截流建筑物组成。

挡水建筑物：混凝土双曲拱坝（坝高285.5m）； 泄洪建筑物：坝身7表孔+8深孔、两岸各2条泄洪洞 引水发电建筑物：电站进水口、压力管道、主厂房、主变室、出线竖井、尾调室、尾水洞

导截流建筑物：两岸各3条导流洞、上下游围堰组成 工程建筑物布置图见图8 三、向家坝溪洛渡之对比 工程难点 向家坝：

（1）深厚覆盖层基础处理(二期上游纵向围堰)：主要采用沉井群进行处理

（2）二期大坝基础地质缺陷问题 （3）高坝底流消能方式

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（4）大容量水轮发电机组 （5）长距离胶带机输送线 溪洛渡：

（1）梁窝由于空间狭小，混凝土回填土不密实，难以施工 （2）温控措施

（3）大跨度地下厂房:洞室断面大、布置紧凑、交叉洞室多 工程亮点 向家坝：

(1)最大导流底孔双层过流技术 (2)最大提升高度一级垂直升船机技术 (3)最大变顶高尾水洞技术 (4)最大规模砂石加工系统 溪洛渡：

（1）高边坡基本稳定 （2）导流、截流难关顺利攻克 （3）大坝坝肩槽开挖质量优良 （4）环保工作突出 （5）信息化建设上水平 坝型 向家坝：

为混凝土重力坝，坝顶高程(海拔)384.0m，最大坝高162.0m，坝顶长6.26m，水库正常蓄水位380.00m，死水位：370.00m，总库

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容：51.63亿m3，调节库容：9.03亿m3。 溪洛渡：

为混凝土拱坝，坝高285.5m,拱冠顶厚14m，拱冠底厚60m,拱端最大厚度m,顶拱中心线弧长681.51m,厚高比0.216,上游倒悬度0.141,柔度系数10.88。 泄洪消能建筑物： 向家坝：

采用表孔、中孔联合泄洪的方式，中表孔间隔布置，共布置10个中孔，12个表孔。 溪洛渡：

采用“分层出流、空中碰撞、水垫塘消能”的布置格局。坝身7表孔+8深孔、两岸各2条泄洪洞 工程地质情况 向家坝：

坝址区位于糖房湾短轴背斜东倾伏段，发育有立煤湾膝状挠曲。挠曲的空间形态非常奇特，岩层向三面倾斜，倾角变化很大。核部岩层陡倾，两翼岩层缓倾，剖面形态类似弯曲的膝盖而称作“膝状挠曲”，岩层陡倾段及其两侧转折部位，岩体破碎，形成核部破碎带。 溪洛渡：

溪洛渡水电站坝址位于玄武岩峡谷中段，山体雄厚，地形完整。枢纽工程区主要由峨眉山玄武岩组成，玄武岩致密、坚硬，厚度大于500m。岩层产状总体上以3°～7°缓倾下游偏左岸，坝区无断层分布，

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陡倾裂隙发育，多短小，属刚性结构面。玄武岩透水具有不均一性，微风化～新鲜岩体以小于3.0Lu的弱～微透水为主，错动带多呈弱～中等透水。 四、实习感想

通过近二十天的实习，第一次参观特大型水电工程，带给我感受最多的是 震撼两个字。

参观四川大学，看到那么多造福人类的科研成果，我明白了学习专业知识的重要性。水力学与山区河流开发保护国家重点实验室是我国水利水电科学领域的一支重要力量。在高速水力学与高坝工程、河流动力学与山区河流工程、环境水利学与山区河流保护、大坝与库岸安全、水信息学与水利新技术等方面取得了一批创新性研究成果，多数科研成果均已应用于三峡、二滩、小湾、溪洛渡等大型工程设计，产生了很大的经济效益。实验室每一项的科研成果都是知识的积累和运用，看到那么多科研人员为水利所做的贡献，我第一次真切认识到知识的力量，知识改变命运，知识创造更好的生活，作为一名水利专业的学生，我也认识到自己尚需学习很多知识，为了以后也能够用自己的知识造福社会，我会继续进行专业的深造，更努力学地习专业知识。

参观都江堰后，我们中国古代劳动人民的智慧所折服。李冰修建的都江堰水利工程，不但质量高，效益好，而且千古不废，原因是什么呢？它不仅利用了水力学理论，尤其成功地应用河床平衡剖面理论和河流动力均衡原理，创举的“深淘滩、低作堰”的方法，实践证明

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是非常先进的科学方法和理论。理论联系实际，我们可以更好的利用所学知识，解决实际问题。

让我印象很深的是都江堰把握了“乘势利导，因地制宜”的治水理念，都江堰充分利用当地西北高、东南低的地理条件，根据江河出山口处特殊的地形、水脉、水势，乘势利导，无坝引水，自流灌溉，使堤防、分水、泄洪、排沙、控流相互依存，共为体系，保证了防洪、灌溉、水运和社会用水综合效益的充分发挥。

然而，并不是所有水利工程都如此成功。1960年9月14日，三门峡水库建成蓄水。当一个绿色的人工湖出现在人们面前时，在场的上万名观众无不热泪盈眶。但人们高兴得太早了，黄河进行了好不同情的报复：90%以上的泥沙进入水库后无法排泄，形成淤积。蓄水仅一年半，三门峡水库就淤积了15亿吨泥沙。灾难并不止于此，严重的淤积引起河水倒流，回水在黄河重要支流渭河河口形成拦门沙坝。在短短三年之内，渭河河床升高半米，西安受到洪水威胁。

因此，通过都江堰的参观实习，我觉得这座2000多年的水利枢纽不仅发挥了它的效益，更指导了我们的水利建设，增强了我作为一个未来水利工作者的自豪感、责任感和使命感。

参观向家坝水电站和溪洛渡水电站，我彻底被它们震撼！无论是站在向家坝上俯瞰它，还是站在溪洛渡下看它的泄洪时的壮景，我都想到它们就是人类，就是这些水利工作者设计建设的成果，是我们利用自然造福人类的成果，这让我的内心无比震撼和激动。参观完回去后我又看了它们的宣传片，看到这些伟大的工程一点一点建起来更让

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我感到很兴奋，兴奋之余还有一点自豪，我很高兴自己作为这个专业的学生，希望在将来的水利建设中可以尽到自己的一份力量。

这次实习不仅对我是一次很好的的提升，包括视野的开阔、专业知识的积累、责任感的增强，而且更增强了我们师生、同学之间的感情。作为大学最后一次实习，我很珍惜这次学习机会，也很珍惜和老师同学们在一块参观学习的时光。在成都的宾馆住着时，一开始不知道鸡蛋要用餐券，三位老师不仅劝说宾馆人员给我们买了鸡蛋，还让我们提醒同学早上要吃早餐，这一个小小的举动让我感觉到了他们为人师对学生的关爱，从此更加尊敬。还有平常和同学们在一起，或吃饭或到江边散步或串门打牌或讨论问题，现在想想都是很值得珍惜的回忆。

这次实习让我喜欢上了自己的专业，喜欢上了水电，以前对自己的专业了解不够，偶尔会抱怨自己作为女生怎么会选这个专业，但现在感觉作为一个未来水利工作者我十分的自豪，同时这次实习也让我产生了继续深造的想法，我决定努力学习更多的专业知识，不断充实自己，这样才能在未来的工作中更好的将自己的知识用于实践中，用于水利建设中！

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