时间：2023-07-20 16:25:18
导语：在水利水电工程勘探规程的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：水利水电；施工质量；质量管理
引言
施工质量管理考验的是一个企业、一个团队的综合水平的工作，它与平常的管理不同，它并不是简单独立的存在，而是从工程建设项目的前期投资就开始的，还包括中期的建设、后期的使用维护等等，几乎在工程项目的各个环节和分项目，都可以看到它的身影，它拥有综合性很高、协调性很广的过程。近几年来，我国越来越重视对水利水电工程项目的建设，水利水电工程因其工程时间长、影响之大以及投资之多，建设完成后，可以长久的使用。我国最出名的水利工程当属四川的都江堰，至今还在使用，并发挥其巨大效益。但是，一旦水利水电工程出现质量问题，那么将会带来巨大的社会危害。我们必须要加强对水利水电工程质量的管理和监控，以确保工程项目的顺利施工以及后续运行时的质量，保证可以顺利实现其价值。
1 施工过程质量监控管理的目的
水利水电工程施工质量监控管理的目的是要如何使工程质量得到保证，要将危险防患于未然，让工程的质量目标能够顺利实现，并且不断提高监控管理工作的效率，从而降低工程的成本。
2 水利水电施工质量控制与管理中的问题分析
2.1 缺乏有效的监督
一个工程的核心是质量，而保证质量的关键则在于监督，这是施工质量管理中的重要环节。良好的质量控制与管理能够提高工程的质量、促进工程的建设。但是目前我国的水利水电工程的建设中，缺乏有效的监督，无法达到切实的施工质量控制与管理。而一旦在工程运行中出现安全问题，将会给国家、社会、人民带来严重的影响和伤害，造成不可挽回的损失。水利水电工程施工过程中的有效监督应该包含整个施工过程，从施工计划的开展到施工项目的建设，再到施工的竣工完成以及后期的维护等等，大到项目的制定，小到施工细节等，都需要质量的监督和管理。我国的施工管理监督的缺失主要表现为投资方、施工方和监理方几乎不会同时到位，经常出现三缺一甚至三缺二的情况。这样容易让施工方有足够的时间来进行质量问题进行掩盖，使得工程出现质量问题。
2.2 施工技术老化
施工技术也是工程质量的一个保证，只有一个拥有成熟施工技术体系的施工单位，才能够完成一个合格的、高质量的工程项目。施工技术不仅仅能体现工程项目的技术水平，同时也是工程质量的可靠保证。如果没有先进的、成熟的施工技术体系作支撑，那么，施工单位不可能建设出高品质、高质量的工程项目。尤其是水利水电工程项目，关系着国计民生，又有很多技术上的挑战，更需要施工单位具有可靠的技术作保障。但是，我国施工行业的整体技术水平还比较落后，造成水利水电工程项目的质量存在一定问题，从而影响了整个施工行业的持续健康发展。
2.3 人员素质水平较低
施工人员的素质水平是保证整个工程施工质量的基础。但是目前，我国水利水电工程投入较大，任务重，工期紧，施工单位综合能力不一，短期内施工单位技术人员不能满足工程施工管理的要求，兼职挂职现象时有发生，特别是工程接近尾声，现场根本无技术力量保证；即使有少量的技术人员，有的其水平根本不称职；有的分包再分包，最后在现场施工的只有几个农民工的现象等等，施工人员素质存在很大的问题，无法保证工程的施工质量。
2.4 信息出入
信息是多方面的。大的项目建设管理采用不同的管理模式是否得当，以及得当的管理模式在应用过程中受人为因素的影响，信息在本身传递过程中也有时间是否及时或滞后的问题。有的项目建设单位不熟悉建设程序，不按程序变更或指令，有的设计深度不够，设计代表能力有限，监理力量不足，发现问题不及时，处理意见不一等等信息出入也会给项目建设施工质量造成影响。
2.5 地质原因
水利水电站建设前期，要对其周边环境进行详细的勘探和研究，包括地质条件、水底环境、岩石土层的情况等，对工程的可实施性进行探讨。但是由于这些因素的复杂性、多变性和不确定性，造成即使施工前期进行了严密的规划，在施工过程中，还是需要根据施工遇到的情况来进行改变。由于，水利水电工程的可实施信息主要来源于现场，这样就造成了施工数据的不准确性、滞后性、易变性。而且在施工中经常会遇到页岩，页岩具有薄、易变形等特点，在经历大流量的水力冲击下，容易造成大规模的塌方，为施工带来难度。
3 水利水电工程施工质量管理对策研究
3.1 施工前质量监控
对施工前的质量监控，主要在于对未来施工过程中出现的各种施工质量问题进行预测和预防。因此，施工单位和监控人员要做到：（1）对各项管理技术进行熟悉和掌握，建立和完善质量管理的人员责任制；（2）对设计图纸进行严格的审核，从根本上降低质量问题发生的概率；（3）要认真严格的对施工现场、机械工具、施工材料及水电供应情况进行检查，并对施工人员进行一定的培训；（4）对施工过程中将会使用的一些新技术新材料，必须进行试验并得出试验结论之后，向监理单位报告后才能使用；（5）加强对质量管理人员的业务培训和知识技能的考核；（6）施工方案报监理单位批准后才能执行；（7）监理单位能力。
3.2 施工过程中质量控制
对整个施工质量管理的关键是在施工过程中的质量控制。所以，施工单位要严格按照各项规章制度和操作规范来对施工人员进行教育、培训和监督、约束，要规范他们的施工行为和各种机械的操作流程，要严格的遵循合同规定的质量标准和设计图纸的组织方案进行实施，严禁各种违规操作。首先是对施工测量的质量控制，测量工作的正确运作，不仅关系着测量数据的准确性，还会保证施工过程中的一些关键工序的顺利进行；其次，要对施工工序进行质量控制，主要是对工序的交接及隐蔽工程的验收工作进行加强，不可以为了赶工期而对质量要求进行降低；然后，要现场进行试验质量管理，因此试验室要按照标准进行建造，还要对试验人员进行严格审查；最后，是在单元工程质量的验收控制阶段，监理单位要对施工单位的工程质量进行严格的检查和评定。
3.3 后期质量控制
对水利水电工程施工质量的后期管理控制，主要表现在对各种档案的整理、工程质量的验收以及对工程质量的维护和修理等方面。第一，保证各种资料的完整性和真实性；第二，要严格按照《水利水电工程施工质量检验与评定规程》和《水利水电建设工程验收规程》的标准对工程进行验收与评定；第三，工程质量观测（包括位移、沉降、裂缝）；第四，运行管理单位管理和维护。
4 反思与思考
水利水电工程是一件有利于人民生活和国民经济发展的大工程，而保证质量管理工程的顺利实施重点是要加强对人的管理。不仅是要提高施工人员的基本素质，还要加强质量责任制的管理，对施工单位的全体从业人员，加强教育与培训，建立健全各项规章制度，只有这样，才能做好质量管理工作，才能够更好的保证工程质量。
5 结束语
总之，在水利水电的质量管理活动中，要坚持质量标准，坚持以人为本，坚持以预防为主，坚持科学公正守法的职业道德规范。对施工质量管理进行监督和检查，保证水利水电施工质量管理的顺利进行。
参考文献
关键词：病害成因；地质勘查
Abstract: the jiangxi province is reservoir, reservoir in the number came second in the decades of use, many "senile" reservoir dam there are unstable and leakage problems, the author of the problems involved in the reinforcement of the reservoir in recent years work experience summary for reservoir puts forward some safety problems in the survey scheme, so that water conservancy workers are discussed and using for reference.
Keywords: disease causes; Geological exploration
中图分类号：TV62文献标识码：A 文章编号：
一、水库病害成因分析
水库病害主要受运行条件、气候、地理、地质条件以及建设时期的特定环境影响，各水库工程就存在各种各样的病害，使得水库达不到设计蓄水量，甚至许多水库空库运行，有效灌溉面积减少。不仅如此，由于水库存在不安全隐患，对下游人民生命财产安全也带来严重威胁。如何兴利除弊，首先就必须及时准确地分析水库病害成因，为水库除险加固工程的必要性和设计提供可靠依据。在对全区病险水库实地踏勘和室内分析整理，病险水库病害成因主要是以下几种。
1.1 库岸不稳定
很多病险水库中是因水库的水下岸坡存在不稳定体，在水库建设的蓄水前期则已产生一定的基料位移或滑塌，在建水库时未进行处理。建成使用蓄水后，由于地下水环境的改变而加剧其不稳定性，尤其是近坝不稳定体，对水库的安全影响最大。库岸滑坡主要受岸坡第四系松散堆积物厚度、岩体风化程度、岩体软弱结构面的优势面、岸坡坡度和地下水环境改变的控制和影响。不稳定体滑动面一般是第四系松散堆积物与基岩接触带，或岩体软弱结构面的优势面，或全、强风化岩体中的应力集中接带。山高坡陡，基岩裂隙水位较高，地下水多从谷坡裂隙渗出，并经松散堆积物与基岩接触带排泄于谷底，同时软化和接触口，这些因素导致接触口抗剪强度降低，从而引起坡积层沿基岩面的滑动，危及大坝安全。
1.2 土石坝沉降
在小型水库中，坝体均为土石坝，由于当时的施工条件限制，这些土石坝坝基不同程度的保留了第四系松散堆积物，堆积厚度一般是2～4m，软弱层极少见，但这些堆积物的天然密度多大于坝体填筑密度，同时在坝体土自重多年作用下已逐渐压密固结，坝基土的压缩变形是极有限的。因此土石坝的沉降问题主要来自于土石坝坝体本身因填筑物的不密实而产生的自重固结变形。
1.3 土石坝裂缝
常见的土石坝裂缝是平行坝轴线方向的纵缝和垂直坝轴线方向的横缝。土石坝背水坡的纵缝多由坝坡偏陡、上下游差异沉降、坝体土粘粒含量太高产生干缩和坝体向下游的渗透动水压力作用所引起的。但多数土石坝背水坡较为平整，且布有贴坡或棱体反滤排水，因此土石坝背水坡的纵缝一般不多见。土石坝迎水坡或坝顶的纵缝多由坝坡偏陡、坝体向上游的渗透动水压力作用和坝体土粘粒含量太高产生干缩所引起的。由于水库的不断蓄水和放水，使土石坝迎水坡的坝体土频繁出现饱水和失水过程，尤其是在库水位发生骤降情况下，这种纵缝更容易产生，严重时还会产生坝体滑坡。土石坝的横向裂缝除了坝体土粘粒含量太高产生干缩外，另外的原因就是坝体在分段填筑时施工缝处理不当，坝体产生差异滑动与沉降所造成的。
1.4 土石坝渗透稳定
土石坝渗透的不稳定渗漏原与防渗体在建造期间空隙过大或穿坝涵洞设计及其他构筑物差异变形产生的渗漏缝隙。当渗透流速大于砂、土的涌动流速时，土石坝则产生渗透破坏，还有因生物作用而产生渗透破坏的。
1.5 坝基抗滑稳定
除了上述情况外，有些水库大坝是坝底宽度较小的刚性坝，由于接触面抗剪强度不足、基岩优势面抗剪强度不足、坝基扬压力太大等原因使大坝发生险情。
1.6 坝基渗透稳定
已建大坝的坝基出现的渗透稳定问题，分析其原因主要是由于松散岩土孔隙、断层软弱破碎带、软弱破碎夹层和岩溶洞穴存在所引起的。库水通过这些薄弱带侵蚀坝基，促使坝基发生渗透破坏，这种情况多发生在贯通土石坝基的砂砾石层及风化破碎岩体上部。
1.7 绕坝渗透稳定
水库在长时间的运用成为病险库的情况下，绕坝渗透破坏也是一个经常发生的问题，其主要表现在两个方面: 一是近坝肩处断层破碎带管涌影响坝肩抗水稳定；二是绕坝渗漏引起坝肩下游深风化岩坡或土坡的滑坡，进而影响坝肩稳定。
二、病险水库地质勘察
水库除险加固工程的实施能否起到兴利除害的目的，使水库能充分发挥其作用，前期地质勘察工作有着至关重要的作用。由于病险水库为已建工程，所以其地质勘察与新建工程的工程地质勘察有比较明显的区别。首先是坝基地质情况呈隐蔽性，资料记录不完全，水库蓄水后地质情况发生改变；其次是对一些构筑物的质量和位置需要进行勘探和测试，所以称之为病险水库地质勘察，而不单纯是病险水库的工程地质勘察；三是地质勘察工作集中在安全鉴定勘察和除险加固初步设计勘察阶段，安全鉴定勘察时，无可参照的规程或规范，需根据现场勘察情况及经验得出结论和建议。就病险水库安全鉴定勘察的精度问题，现行可以参照《水利水电工程地质勘察规范》(GB 50487-2008)和《中小型水利水电工程地质勘察规范》(SL 55-2005)所规定的“初步设计阶段工程地质勘察”和“技施设计阶段工程地质勘察之专门性工程地质问题勘察”精度实行。结合病险水库的前期建设资料和后期成为病险库时勘察的地形地质条件，工程地质勘察一般采用施工、运行调查与地质勘探、地质测试相结合的方法，才能使地勘工作有的放矢，同时查明其他存在的病害隐患，确保地质勘察成果的全面性和可靠性。病险水库地质勘察的原则是以病险工段作为重点勘察，必要时做专门勘察，一般工段做常规勘察。
2.1 库区地质勘察
病险水库地质勘察的主要内容是库岸稳定、水库渗漏和水库淤积问题。其中水库渗漏和水库淤积问题的地质勘察，视病险的实际情况进行。而库岸稳定的地质勘察，不管病险是否存在，均要进行，尤其是要对近坝库岸的潜在危险进行研究。勘察方法一般采用地质测绘和槽坑探的地表研究以及必要的工程钻探或硐探的深层研究。
2.2 坝区地质勘察
坝区地质勘察分坝体勘察和坝区工程地质勘察
2.2.1 坝体勘察。
勘察的主要内容是了解坝体的填(浇) 筑质量，裂缝位置、宽度、性状，渗漏通道、范围、性质，浸润面分布状况，滑坡体范围、滑移面宽度、性状，施工缺陷，结构体材料的性质及其他病险特征和相关问题。勘察方法一般采用钻探、坑探、井探和物探等地质勘探手段，标准贯入试验、动力触探试验、结构体的岩土试验和压(注、渗)水试验、连通试验、示踪试验、波速测试、堤坝病险探测、孔内电视等观测手段对坝体病害进行综合勘察。对于不同水库的病险工段的勘察，宜针对病险情况，选择合适的勘察手段和测试方法，勘探点的间距视需要而定；对于一般工段的常规勘察，宜结合坝基工程地质勘察范围布置勘探点，勘探点的间距参照《水利水电工程地质勘察规范》( GB 50487-2008)和《中小型水利水电工程地质勘察规范》(SL 55-2005)所规定的“初步设计阶段工程地质勘察”的要求布置。
2.2.2 坝基工程地质勘察。
工程地质勘察内容是在分析前期相关工程地质勘察成果的基础上，通过地质踏勘，了解工程区地形条件，调查施工和运行期间的坝基险情及隐患，查明坝基清基情况和坝基工程地质条件，分析坝基工程地质问题，评价坝基工程地质问题对坝基稳定的影响程度。勘察方法一般采用地质测绘、钻探、槽探、坑探、井探和物探等地质勘探手段，以及标准贯入试验、动力触探试验、岩土试验、压(注)水试验、坝基承压水头(扬压力)观测、连通试验、示踪试验、声波测井、孔内电视等观测手段对坝基进行工程地质勘察。重点勘察坝基前期及调查了解的险情及隐患。对其他坝基的勘察手段和测试方法以及勘察范围和勘探点间距可参照《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487-2008)和《中小型水利水电工程地质勘察规范》(SL55-2005)所规定的初步设计阶段工程地质勘察的要求。
2.3 涵洞工程地质勘察
穿坝输水涵地质勘察。混凝土坝中的穿坝输水涵病害勘察内容主要是了解涵管裂缝。通过管内检查、工程钻探、压(注)水试验和声波测井、孔内电视等，查明裂缝宽度与分布状况；土坝中的穿坝输水涵病害勘察内容主要是了解涵管裂缝、位移以及管周坝体土的性状与浸润线高程。一般通过管内检查、工程钻探手段，以及标准贯入试验、土工试验和注水试验等测试方法，查明涵管位移和裂缝状况，评价管周坝体土的渗透稳定性和抗冲稳定性。
总结
病险水库特别是小型病险水库的除险加固，是保障农业灌溉、农村饮水安全、农村经济发展的重要民生工程，对于病险水库治理工程要充分地分析工程所在地的地质条件，得出初步适合的防渗加固措施，并根据所选防渗措施的技术可行性、效果可靠性、工程安全性、经济合理性等方面进行综合论证研究，以找出适用于所治理病险水库地质条件的最优防渗加固方案。
参考文献
【关键词】藏木电站 固结灌浆 试验
中图分类号：TU271.1 文献标识码：A 文章编号：
概述
工程概况
藏木水电站是雅鲁藏布江干流中游桑日至加查峡谷段规划5 级电站的第4 级，上游衔接街需电站，下游为加查电站。工程位于自治区山南地区加查县境内，坝址距山南到林芝的省道（S306）约7km，距加查县城约17km。加查县城距山南地区行署泽当镇约140km，距拉萨约325km，对外交通较方便。
本工程为二等大(2)型工程，开发任务为发电，无航运、漂木、防洪、灌溉等综合利用要求。坝址控制集水面积157668km2，占我国境内全流域面积240480km2 的65.6%，坝址处多年平均流量1010m3/s。正常蓄水位3310.00m，相应库容0.866 亿m3，调节库容0.13 亿m3，校核洪水位3310.61m，死水位3305.00m，电站具有日调节能力，坝后式厂房内安装6 台85MW 发电机组，总装机容量510MW，设计引用流量1071.3m3/s，额定水头53.5m，多年平均年发电量25.008 亿kW.h。
工程地质
厂房及安装间自然边坡高陡，地形完整，无沟谷切割。3240～3270m自然坡度为25～35°，分布覆盖层块碎石土层，厚一般5m～10m，结构松散，架空明显，稳定条件较差；高程3270m以上自然坡度50～60°，大多基岩。边坡岩体坚硬较完整，宏观上呈块状、次块状结构为主，部分镶嵌碎裂结构，岩体质量较好，自然边坡整体稳定。3320m高程以上分布小规模的拉裂及危岩体。
工程项目
本工程钻孔与灌浆施工包括厂房（安装间）的基础固结灌浆、勘探孔、观测孔等工作项目，同时包括建设单位和监理工程师指示的其他钻孔灌浆作业及相关的配合工作。
试验区的选择与布置
藏木电站厂房基础固结灌浆试验区选在2号机上游块，部位坐标为厂(横)0+09.50～厂(横)0+031.59，厂(纵)0-011.50～厂(纵)0+000.00。
固结灌浆试验区布设四排固结灌浆孔，孔排距3m×3m，共布置28个固结孔，并分两序施工。固结灌浆总段长182.0米。
施工依据
（1）《水工混凝土试验规程》DL/T5150-2001；
（2）《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001；
（3）《水工混凝土外加剂技术规程》DL/T5100-1999；
（4）《混凝土拌和用水标准》JGJ63-1989；
（5）《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL25-1992；
（6）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2001；
（7）《水利水电工程岩石试验规程》SL264-2001；
（8）《水利水电工程物探规程》SL326-2005；
（9）《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175-1999；
（10）本工程招投标合同文件、设计文件、业主和监理工程师指示等
完成工作量
试验区完成工程量见表3-1。
完成工程量表
施工程序及施工工艺
施工程序
总体施工程序：抬动变形观测孔钻孔、测试仪安装物探测试孔钻孔、灌前测试、临时封孔保护第Ⅰ序固结灌浆孔钻孔、灌浆、封孔第Ⅱ序固结灌浆孔钻孔、灌浆、封孔检查孔钻孔、压水试验、灌浆、封孔物探测试孔灌后扫孔、测试、封孔抬动变形观测孔封孔。
施工工艺
钻孔
钻孔布置：所有灌浆孔都严格按照设计图纸放样，钻孔均统一编号。
造孔：抬动孔、声波测试孔及固结检查孔采用地质钻机成孔，灌浆孔采用风动钻机成孔，钻孔分两序施工。
抬动安装及观测
灌浆前先进行抬动观测孔施工,并在灌浆作业前完成安装工作。
钻孔冲洗
固结灌浆前进行孔壁冲洗和裂隙冲洗。孔壁冲洗采用大流量冲洗方法至回水澄清10 min后结束；裂隙冲洗采用脉冲冲洗方法，直至回水澄清延续10min后结束，且总冲洗时间不少于30min。冲洗压力为灌浆压力的80%。
压水试验
固结灌浆压水试验在钻孔冲洗后进行，采用简易压水，压水压力为灌浆压力的80%,检查孔压水采用单点法，压水压力为灌浆压力的80%。
灌浆方法
灌浆泵采用3SNS型灌浆泵，灌浆过程采用自动记录仪进行记录，能自动检测压力、流量及浆液比重。灌浆采用循环式水压灌浆塞阻塞。
① 固结灌浆分两次序施工。即先施工Ⅰ序孔，再施工Ⅱ序孔。
② 灌浆水灰比采用2:1、1:1、0.8:1、0.5:1四个比级。
③固结灌浆压力标准：Ⅰ序孔灌浆压力为0.3MPa，Ⅱ序孔灌浆压力0.4MPa。
④ 固结灌浆结束标准为：在规定压力下，灌浆段的吸浆量小于1.0L/min时，再继续灌30min后结束。
⑤固结灌浆时，当灌浆压力保持不变，吸浆量均匀减少时或当吸浆量不变，压力均匀升高时，不改变水灰比；当某一级水灰比浆液的灌入量已达300L以上时，而灌浆压力和吸浆量均无改变或改变不显著时，改浓一级灌注；当吸浆量大于30L/min时，根据具体情况适当越级变浆。
⑥封孔：
固结孔灌浆结束后即可进行封孔，封孔采用“浆液置换封孔法” ，封孔浆液水灰比采用0.5:1的浓浆，待凝24小时后清除孔内污水、浮浆，使用水泥砂浆封填密实。
成果分析
透水率分析
透水率分析见表5-1。
透水率分序对照表
从上表可以看出，Ⅰ序孔最大透水率为无穷大，最小透水率为0Lu，平均透水率为47.1Lu；Ⅱ序孔最大透水率为49.61Lu，最小透水率为0Lu，平均透水率为7.65Lu。Ⅱ序孔透水率较Ⅰ序孔透水率递减83.8%，符合灌浆规律，Ⅱ序孔除J2-4-Ⅱ-7特殊孔透水率大以外，其余孔段透水率都比较小，剔除该孔Ⅱ序孔平均透水率为4.42 Lu。
单位注入量与孔序之间的分析
单位注入量与孔序之间的分析见表5-2。
单位注入量对照表
从表5-2可以看出CⅠ＞CⅡ，递减率为95.6%，符合灌浆规律。
单位注入量分析
单位注入量分区统计对照表
Ⅰ序孔灌浆施工共计25段，单位注入量小于10Kg/m的孔段有13段，占总段数的52%；单位注入量10～50Kg/m的孔段有4段，占总段数的16%；单位注入量50～100Kg/m的孔段有2段，占总段数的8%；单位注入量100～1000Kg/m的孔段有5段，占总段数的20%；Ⅱ序孔灌浆施工共计21段，单位注入量小于10Kg/m的孔段有18段，占总段数的86%，单位注入量10～50Kg/m的孔段有2段，占总段数的10%；单位注入量50～100Kg/m的孔段有1段，占总段数的4%。
从以上区间分布和单位注入量区间段可以看出，Ⅰ序孔的灌浆施工充填了较大裂隙，灌浆效果显著, Ⅱ序孔吸浆量较小，可灌性较差。
检查孔透水率分析
（1）根据灌浆资料分析，在固结灌浆试验区共布置了2个质量检查孔，压水采用单点法，压水压力0.32MPa。具体情况见表5-4。
由上表可以看出所有检查孔的透水率均小于3Lu，符合设计要求。
灌浆评价
（1）本固结灌浆试验施工材料、机械、人员配置均满足施工要求。
（2）本固结灌浆试验施工过程控制严密、施工工艺及灌浆参数合理，灌浆效果显著。
（3）固结灌浆试验所采用施工参数满足工程设计要求。
（4）固结灌浆试验区自评结果为优良。
建议
关键词：物探技术 地勘成果质量
1 简介
物探总队隶属于中水北方勘测设计研究有限责任公司（简称中水北方公司）勘察院。
中水北方公司坐落于天津市区，是由成立于1954年的水利部甲级勘测设计科研单位——水利部天津水利水电勘测设计研究院（历史沿革见表1）改制组建的，以水利水电勘测、设计、科研为主，跨地区跨行业多种经营的科技型企业。首批取得国家计量认证合格证书，通过GB/T19001质量体系认证。经国家对外贸易经济合作部批准，具有独立开展对外经济技术合作业务的资格。自1992年以来，连续八年被评为中国勘察设计综合实力百强单位。科技档案管理达到国家一级标准。
表1
中水北方公司历史沿革概况
时间 名称 地址 人数 1954.3.8 水利部北京勘测设计院 北京西长营 1000 1958.3-1964.8 水电部北京勘测设计院 北京六铺炕 6296 1964.8.15-1970.9 水电部海河勘测设计院(由北京院分出) 北京六铺炕 608 1970.10-1979.2 水电部十三局勘测设计院(海河院下放成立) 山东德州 544 1970.12-1979.2 水电部十一局勘测设计院(北京院水科院下放组建) 河南三门峡 500 1979.3.5 水电部天津勘测设计院(十三局院与十一局院组建) 天津龙潭路 1704 1979.5-1982.3 水利部天津勘测设计院 天津龙潭路 1704 1982.4-1991.10 水利电力部天津勘测设计院 天津洞庭路 1885 1991.11.10-1992.9 水利部能源部天津勘测设计院 1854 1992.10.1-1996.9.9 水利部能源部天津勘测设计研究院 1808 1996.9.10-2003.1.6 水利部天津水利水电勘测设计研究院 1239 1159 2003.1.7-2004.2.19 中水北方勘测设计研究有限责任公司 1146 2004.2.20-至今 1135
公司实力雄厚，专业齐全，技术精湛，诚信服务。目前持有水利、电力、建筑、水运、公路、市政、农林等七个行业各类资质证书近20份。先后承担完成国内、外各类工程数百项，并与世界几十个国家和地区进行技术交流和考察，数次代表我国政府对援外工程组织竣工验收工作。
1978年以来，累计荣获部级以上科技奖励96项，其中国家级奖励31项，国家级金奖、一等奖9项，多项成果达到国际先进和国际领先水平。
目前，中水北方公司所具有的人力资源为：在册职工1135人；中国工程院院士1人；中国工程设计大师3人；享受政府特殊津贴专家40人；国家级中青年突出贡献专家2人；天津市政府授衔专家2人；享受教授、研究员同等待遇高级工程师49人；高级专业技术人员375人；注册咨询工程师(投资)6人；国家一级注册结构师14人；国家一级注册建筑师5人；造价工程师（含水利）34人；水利工程建设监理工程师82人；水电监理工程师40人；监理工程师（建设部）11人；水利工程设备制造监理工程师55人。
物探总队系从事工程物探与工程检测的专业单位。除享用中水北方公司所有工程建设与地质勘察等级证书外，还持有工程基桩动测单位资质证书等。拥有先进的技术装备、丰富的工程实践经验，并在生产实践和科学技术研究中，逐步形成了自己的管理体系和技术特色。截至2004年8月底，物探总队在职职工总数22人，专业技术人员占91%，其中高级工程师11名，工程师6名，助理工程师3名，技术工人2名。同时部分职工拥有水利水电工程监理工程师证书、项目经理证书等。
2 物探总队历史概况
物探专业伴随着中水北方公司的发展变化而逐渐壮大，其变化历史大概可分为两个阶段：即以1980年为发展变化转折点，此前为创建和发展阶段，其后为丰富和壮大阶段。
1980年前物探专业作为一个单一的作业组行政归属地勘队管理，从事具体物探工作的专业人员和技术工人不到10人，可开展的物探方法仅限于最常规的电法勘探和电测井或电磁波测井等。此间的物探任务主要是了解坝址区第四系覆盖层厚度，有无古河道或深槽；了解坝址区较大的隐伏断层位置及其走向等。
1980年后随着改革开放的逐步深入和国民经济的大力发展，物探技术的应用范围也渐渐拓宽，使其深入到水利水电工程建设的各个阶段，成为地质勘查和工程质量检测或评价的重要手段。此时，物探组也从地勘队分离并独立升格为一个从事地球物理勘探技术的专业队（室）。所开展的物探方法由单一方法逐步发展为综合物探方法，物探仪器设备紧随电子计算技术的发展得到及时补充和丰富，至目前为止，物探专业拥有国内外较先进的各类工程物探仪器20余台套。主要有Ramac/GPR地质雷达、Strata ViewTM—R24数字工程地震仪、DZQ24数字工程地震仪、RSM—24FD浮点基桩动测仪、RS—JYB静载测试仪、JCQ—503C静载测试仪、KON—PIT桩基低应变工程检测仪、JCD—2钻孔彩色电视、Subsite75R/T地下管线探测仪、CE—9201工程质量检测仪、WSD-2型数字声波仪、RSM－SY5型智能工程声波仪、WDJD—1数字电法仪、FFA—1型快速α数字闪烁辐射仪、JGS—1A型综合数字测井系统等。可同时开展地震勘探（折射和反射）、电法勘探、综合测井、声波测试等常规物探方法以及弹性波层析(CT)成像、面波勘探、高密度电法、地质雷达、钻孔流量测井等高新地球物理勘测技术。利用物探技术可解决的地质问题或工程问题主要有：①覆盖层探测：覆盖层厚度探测、分层；古河道或深槽探测；基岩风化层探测；覆盖层物性参数测定等。②滑坡体探测：滑坡体的厚度和分布范围；滑坡体的物性参数测定。③构造破碎带探测：与工程稳定性有关的断层位置、规模及分布范围；测定钻孔中软弱夹层的位置和厚度。④岩溶探测：建筑物基础区岩溶洞穴分布和规模；探测岩溶溶洞的充填物性质。⑤灾害检测：堤坝隐患探测；开挖掌子面前的地质灾害预测等。⑥水文地质调查：划分第四系地层中的含水层和隔水层，测定其深度和厚度；探测基岩裂隙水。⑦水文地质参数测定：测定地下水流速、流向、含水层涌水量、渗透系数等。⑧岩土体物理力学参数测定：电阻率、电导率；纵波速度、横波速度；泊松比、动弹性模量、动剪切模量；弹性抗力系数；完整性系数、风化系数、各项异性系数等。⑨岩土(混凝土)体质量检测：探硐围岩松动圈测试；坝基建基面检测；边坡开挖范围检测；爆破影响范围检测；固结灌浆及帷幕灌浆质量检测；混凝土构件质量检测；高速公路(机场跑道)质量检测。⑩地基勘察：地基土分层、地基卓越周期测试、地基土液化判别、地震小区划分、复合地基承载力测试。还可进行基桩检测：桩身强度评价、桩身完整性检测、基桩承载力测试。地下管线探测：探测各种管道、电缆的埋深及分布情况。物探测试参数见表2。
表2
中水北方公司物探检测参数一览表
方法
类别
地震类
直流
电法类
电磁类
检测类
放射类
综合
测井
测
试
参
数
纵波速度；
横波速度；
面波速度；
动泊松比；
动弹模量；
波周期；
波振幅；
卓越周期；
沙土液化参数；
地震小区划参数；
等。
电阻率；
电导率；
极化率；
一次电位；
二次电位；
电位差；
半衰时；
电流值；
等。
电磁波速度；
电磁波走时；
等。
回弹值；
抗压强度；
砼强度；
砼内部钢筋分布；
沙浆强度；
基桩（或砼）缺陷；
基桩或地基承载力；
地下管线定位及埋深；
等。
自然伽玛；
氡气强度；
α射线强度；
以及对工程和生活环境影响的放射性强度。
流量；
流速；
流向；
井径；
井温；
井斜；
波速；
电测井；
钻孔电视录像；
等。
3 近年完成的物探成果
地球物理勘探专业是中水北方公司地质勘查的重要手段之一，通过对工程对象的全面测试可以取得较为完整的数据资料，再经综合分析和深入研究，可对工程建筑物的地质环境或工程质量做出科学评价，为工程规划、设计、施工和安全运行提供科学依据。
近年来，配合中水北方公司地质勘查、水能规划、设计、施工等专业，先后完成了黄河万家寨水利枢纽、黄河大柳树水利枢纽、石漫滩水库、黄河沙坡头水利枢纽、马来西亚里瓦古水电站、黑河正义峡水利枢纽、北京永定河堤防、永定新河堤防、云南李仙江戈兰滩水电站等十几座大型水利水电工程的规划、可行性研究、初步设计、施工详图阶段的物探勘查和建基质量物探测试工作。与此同时，还完成了南水北调中线天津干渠、南水北调东线、新疆艾比湖生态保护、引滦入津州河暗埋段改线、万家寨引黄入晋工程等大型跨流域调水工程的地球物理勘探工作。在涉外项目中，完成了马来西亚里瓦古水电站、刚果英布鲁水电站、佛得角圣地亚哥岛泡衣崂水库、毛里塔尼亚阿塔尔水库、巴基斯坦高摩赞水电站等工程的地球物理勘探和工程监理工作。随着改革开放的不断深入，积极拓宽物探技术服务市场，逐渐开展岩土工程测试，已完成了数百个工民建项目的基础质量测试和建筑物结构质量评价等技术工作。通过科学实践，丰富了经验，锻炼了队伍，为适应社会主义市场经济的发展奠定了坚实基础。
上述工程项目的勘查和测试中，由于物探工作的投入及其高质量的物探成果，使得地质勘查质量得到了很大提高和加强，如：①黄河大柳树水利枢纽工程综合物探报告荣获水利部1996年度科技进步三等奖；②石漫滩水库工程勘察获水利部2000年度优秀工程勘察铜质奖；③黄河万家寨水利枢纽工程勘察获水利部2004年度优秀工程勘察金质奖；④海河流域平原区堤防工程堤身土体质量及堤基工程地质研究获天津市2003年度优秀工程咨询一等奖（全国优秀工程咨询成果三等奖）。与此同时，获得院级和委级优秀勘查或优秀咨询项目多项。
参加修订和编写水利部行业标准《水利水电工程物探规程》与《堤防隐患物理探测规程》等。
4 新技术新方法引进与应用
4.1 地质雷达技术
地质雷达与探空雷达相似，利用高频电磁波(主频为数十数百乃至数千兆赫)以宽频带短脉冲的形式，由地面通过发射天线(T)向地下发射，当它遇到地下地质体或介质分界面时发生反射，并返回地面，被放置在地表的接收天线(R)接收，并由主机记录下来，形成雷达剖面图。由于电磁波在介质中传播时，其路径、电磁波场强度以及波形将随所通过介质的电磁特性及其几何形态而发生变化。因此，根据接收到的电磁波特征，既波的旅行时间(亦称双程走时)、幅度、频率和波形等，通过雷达图像的处理和分析，可确定地下界面或目标体的空间位置或结构特征。
地质雷达作为近十余年来发展起来的地球物理高新技术方法，以其分辨率高、定位准确、快速经济、灵活方便、剖面直观、实时图象显示等优点，已成功地应用于岩土工程勘察、工程质量无损检测、水文地质调查、矿产资源研究、生态环境检测、城市地下管网普查、文物及考古探测等众多领域，取得了显著的探测效果和社会经济效益，并在工程实践中不断完善和提高。
我公司引进地质雷达后，结合水利水电工程特点，先后在海河流域平原区进行了约400km长的堤防工程质量检测和数十项岩土工程勘察测试工作，取得了良好的应用效果和经济效益。如在永定河堤防质量探测中通过雷达探测并经反射层拾取和时间剖面的解释，取得以下结论：
⑴ 根据雷达图像分析认为，对应剖面由浅至深为：①第一同相轴(
⑵ 通过雷达测试成果的地质解释共圈定出73处浆砌石存在不同程度的隐患或质量较差，这些隐患的类型一般为：①浆砌石厚度较薄；②浆砌石与下部土体分离形成架空；③浆砌石胶结不良或松散；④浆砌石出现裂缝等不良现象。
4.2 面波探测技术
面波勘探，也称弹性波频率测深，是国内外近几年发展起来的一种新的浅层地震勘探方法。面波分为瑞利波（R波）和拉夫波（L波），而R波在振动波组中能量最强、振幅最大、频率最低，容易识别也易于测量，所以面波勘探一般是指瑞利面波勘探。人们根据激振震源的不同，又把面波勘探分为①稳态法、②瞬态法、③无源法。它们的测试原理是相同的，只是产生面波的震源不同罢了。
面波是一种特殊的地震波，它与地震勘探中常用的纵波（P波）和横波（S波）不同，它是一种地滚波。弹性波理论分析表明，在层状介质中，拉夫波是由SH波与P波干涉而形成，而瑞利波是由SV波与P波干涉而形成，且R波的能量主要集中在介质自由表面附近，其能量的衰减与r-1/2成正比，因此比体波（P、S波∝r-1）的衰减要慢得多。在传播过程中，介质的质点运动轨迹呈现一椭圆极化，长轴垂直于地面，旋转方向为逆时针方向，传播时以波前面约为一个高度为λR（R波长）的圆柱体向外扩散。
在各向均匀半无限空间弹性介质表面上，当一个圆形基础上下运动时，由它产生的弹性波入射能量的分配率已由Miller（1955年）计算出来，即 P波占7%、S波占26%、R波占67%，亦就是说，R波的能量占全部激振能量的2/3，因此利用R波作为勘探方法，其信噪比会大大提高。
综合分析表明R波具有如下特点：①在地震波形记录中振幅和波组周期最大，频率最小，能量最强；②在不均匀介质中R波相速度（VR）具有频散特性，此点是面波勘探的理论基础；③由P波初至到R波初至之间的2/3处为S波组初至，且VR与VS具有很好的相关性，其相关式为：VR=VS·（0.87+1.12μ）/（1+μ）；
式中：μ为泊松比；此关系奠定了R波在测定岩土体物理力学参数中的应用；④R波在多道接受中具有很好的直线性，即一致的波震同相轴；⑤质点运动轨迹为逆转椭圆，且在垂直平面内运动；⑥R波是沿地表传播的，且其能量主要集中在距地表一个波长（λR）尺度范围内。
依据上述特性，通过测定不同频率的面波速度VR，即可了解地下地质构造的有关性质并计算相应地层的动力学特征参数，达到岩土工程勘察之目的。
我们经过几年的实践和初步研究，面波探测技术已成功地应用于水利水电工程以及有关领域的岩土工程勘察中，大致可分为以下方面：①查明工程区地下介质速度结构并进行地层划分；②对岩土体的物理力学参数进行原位测试；③工业与民用建筑的地基基础勘察；④地下管道及埋藏物的探测；⑤地下空洞、岩溶、古墓及废弃矿井的埋深、范围等探测；⑥软土地基加固处理效果评价及饱和砂土层的液化判别；⑦公路、机场跑道质量的无损检测；⑧江河、水库大坝（堤）中软弱夹层的探测和加固效果评价等；⑨场地土类别划分及滑坡调查等；⑩断层及其它构造带的测定与追踪等。
4.3 层析成像技术
层析成像技术通过现场测试取得岩土体某一物性参数的大量信息，经反演处理和计算，可以得到被测区域内岩土体该物性特征参数的分布规律。该技术具有较高的分辨率，更有助于全面细致地对岩土体进行质量评价，圈定地质异常体等，目前实际应用的层析成像技术主要有：①地震波层析技术；②声波层析技术；③电磁波吸收系数层析技术；④电磁波波速层析技术。
层析成像技术在工程勘察中有着广泛的应用前景。如我公司在黄河大柳树水利枢纽坝址应用地震波层析技术通过6对探洞的波速成像分析，所得初步结论为：
⑴ 该坝址所处区域地质构造背景，规定了坝址区结构面发育规律和结构面特征，从而规定了该坝址区高中低波速值范围。
⑵ 从波速分布不稳定性可看出，该坝址区寒武系厚层、中厚层、薄层变质长石石英砂岩、千枚状板岩在剖面上或平面上延伸不是很长的。
⑶ 各层析分析剖面中岩体波速降低的主要因素是：断层、板岩、层间流动蠕变滑动面及破碎带、拉张裂隙等。
又如在正义峡水利枢纽坝址灌浆试验中，采用地震层析技术评价灌浆质量。由测试孔间地震波速等值线分布图，结合孔间岩体地质情况，可得以下基本成果：
⑴ 灌浆前岩体地震波速度自上而下有逐渐增大的趋势，且波速等值线多呈“团块”状分布，反映出岩体结构特征；测试孔间岩体平均波速为3340m/s，而第一灌浆段(孔深8～12m)岩体波速大都小于3000m/s，平均波速为2930m/s，说明该段岩体破碎，完整性较差。
⑵ Ⅰ序灌浆后岩体波速低于3000m/s等值线范围与灌浆前相比缩小，而波速大于3600m/s等值线的范围增大(向上延伸)；测试孔间岩体平均波速为3410m/s，较灌前提高2.1%；其中第一灌浆段(孔深8～12m)岩体波速平均值为3070m/s，较灌浆前提高4.8%。
⑶ Ⅱ序灌浆后与Ⅰ序灌浆后的岩体波速分布规律基本相似，但波速低于3000m/s等值线范围与灌浆前相比明显缩小，而波速大于3600m/s等值线的范围向上延伸显著；测试孔间岩体平均波速为3510m/s，较灌浆前提高5.1%。
⑷ Ⅲ序灌浆后与灌浆前、Ⅰ序灌浆后、Ⅱ序灌浆后的岩体波速分布规律发生明显变化，波速等值线“团块”状基本消失，波速3600m/s等值线的范围向上延伸至孔口附近；测试孔间岩体平均波速为3680m/s，较灌前提高10.2%。其中第一灌浆段(孔深8～12m)岩体波速平均值为3460m/s，较灌浆前提高18.1%。
⑸ 经分析灌浆前、后不同灌浆序次的地震CT波速统计结果可知：经Ⅰ序、Ⅱ序、Ⅲ序灌浆后，各灌浆段平均波速较灌浆前均有提高，且随着灌浆序次的增加，岩体完整程度逐渐增强，尤以Ⅲ序灌浆后的效果最为显著。
4.4 高密度电阻率法
该法测点密度极高，而且可以获得多种常规装置的视电阻率分布，做出多种组合排列的拟断面图并使电阻率层析技术成为可能，其原理仍为电阻率法的范畴。在工程勘察和堤防隐患探测中显示出极大的生命力而广泛应用。
如我公司在漳卫新河堤防隐患探测中，应用高密度电法进行测试，实测数据经处理后可获得视电阻率断面灰度图(或等值线图)，通过对比分析，掌握堤身、堤基介质的视电阻率变化特征及不同电阻率介质层(体)的分布形态，进而判识堤身内部是否有洞穴或其它不良结构现象(体)的存在。当堤身土体质量均匀无空洞、裂缝、土体不均一等异常隐患存在时，视电阻率等值线有规律的均匀分布，近水平层状；当堤身或堤基内有上述类型隐患存在时，则视电阻率等值线将发生变化，表现为成层性差、梯度变化大，出现高阻或低阻闭合圈等异常形态。经分析后认为该测区视电阻率断面图可分为以下类型：
⑴ 视电阻率等值线上高下低，层次分明，且水平层状分布，说明堤顶表层粉细砂较干燥密实，视电阻率值一般为200～400Ω·m，而堤身下部粉细砂或堤基粉细砂较潮湿，视电阻率值一般为30～80Ω·m，中部视电阻率变化梯度较均一。此为正常堤身土体的视电阻率断面反映，如左堤13+313～13+009、32+368～32+600、44+640～44+994等，右堤26+840～27+268等桩号段。该断面特征是此次高密度电法测试剖面的主要类型。
⑵ 视电阻率等值线上低下高，层次尚分明，基本呈水平层状分布，但表层视电阻率值一般为100～200Ω·m，此为堤顶较干燥粉细砂的反映，随电极隔离系数的增大视电阻率逐渐升高，至剖面下部视电阻率最高，其值一般为300～500Ω·m，推测堤身下部或堤基介质由较粗颗粒的砂或砂卵砾石组成，如左堤8+800～9+409等桩号段。中部视电阻率变化梯度尚均一。该断面也可认为是正常堤体的视电阻率反映。
⑶ 视电阻率等值线上下低中间高，层次基本分明，表层视电阻率值一般为200～350Ω·m，此为堤顶较干燥粉细砂的反映，随电极隔离系数的增大视电阻率先升高后变低，剖面中部视电阻率最高，其范围值400～600Ω·m，推测为堤身粉细砂较干燥密实或筑堤介质中含有石料等，剖面下部由于接触到堤基潮湿粉细砂而视电阻率变低，如左堤21+184～21+300等桩号段。
⑷ 视电阻率等值线层次较差，出现局部高阻闭合圈，其视电阻率值高达600～1000Ω·m，推测此处堤身介质含有大块抛石等高阻不均匀体或洞穴异常，而周围介质多为粉细砂组成，视电阻率值一般为100～300Ω·m，随电极隔离系数的增大而受到堤基介质影响时视电阻率开始变低，如左堤39+328～39+682等桩号段。
⑸ 獾洞在视电阻率断面图中表现为相对高阻，其值受周围堤身介质电阻率的影响，有时难以识别(如第④种类型)，有时较易判别，如左堤52+750～52+800桩号段，堤身土体的电阻率均一且相对较低，其值为30～80Ω·m，而獾洞的视电阻率则较高，其值为160～210Ω·m，它在灰度图中表现非常明显。
5 发展与展望
⑴ 跟踪科技前沿，推动技术进步。科学技术是第一生产力，地球物理勘查市场的激烈竞争，强烈反映着科技水平的竞争。地球物理勘查的技术性很强，离开了基础科学和新兴技术的有机应用就谈不上发展，所以必须依靠科技进步和新兴技术方法的开发或引进，使其直接服务于生产，为工程勘察提供重要的探测信息，创造出较好的经济效益和社会效益。以推动工程地球物理勘探工作的发展。
⑵ 适时进行知识更新，提高技术素质。随着世界一体化科学技术的发展，我们正面临着市场经济和科技市场的各种挑战，要在技术经济改革开放的新形势下求生存，求发展，最大限度地解放和发展生产力并提高生产水平，关键在于要强化各类技术人员的知识更新，提高新兴理论知识水平和技术水平，加强对各类技术人员专业素质的训练与考核，拓宽生产技术研究的深度与广度，充分发挥人的能动性及技术优势，以适应形势发展的要求，以便有足够的能力与技术标准去承揽和完成国家招标项目的前期工作，发挥优势，走出国门承揽国外工程建设项目。
⑶ 加强新老物探技术配合和综合应用。坚持和发展综合物探是水利水电系统五十年来实践经验的总结，只有运用综合物探方法，才能最大限度地发挥物探技术的优点，才能提高解决地质问题的能力，提供可靠的物探成果资料。
⑷ 继续开展新技术新方法的试验研究，不断为物探注入新的活力，充分发挥物探在工程勘测中的作用。应结合现有物探仪器设备水平和条件，抓紧抓实建立并开发新方法新技术的拳头项目。这样不仅有利于技术水平的提高，更有利于适应市场的竞争。在面对世界新技术革命挑战的同时，要进一步搞好引进、消化、吸收，更重要的是进一步搞好创新，建立具有水电特色的工程物探科学技术体系。
⑸ 重视和加强物探资料的室内处理、解释和分析工作，研究和提高数据处理方法和技术是物探发展的重要组成部分。物探资料的室内处理和分析是资料采集后进行地质解译的重要环节，如有时尽管外业原始资料的采集质量很高，但由于解译方法、数学手段及认识水平的限制，不能很好地将物探剖面转化成地质解释，这是非常可惜的。从五十年的物探技术方法进展情况来看，每一种新方法的出现均与现代的数据处理手段密切相关。这就要求每位技术人员努力学习计算机知识，借助计算机来提高物探解释的质量和精度。
⑹ 应加强物探的横向联系，深化物探改革，提高物探技术水平和管理水平，以适应市场经济发展的需要。竞争是市场发展的最基本要素，而现代科技的竞争，从一定意义上讲就是人才的竞争，所以欲使物探队伍在市场经济中立于不败之地，就应抓紧抓实从业人员技术水平的不断提高，包括基础学科和相关专业的学习和渗透，提高他们的知识才干，精简和优化工程物探队伍，使其结构和布局更加趋向合理，通过工程实践，逐步总结完善以至实现综合性与专业性、技术型与管理型、技术层与劳务层的合理配置，达到培养一批既懂技术又会管理，既会生产又巧于经营的复合型、开拓型人才。
关键词:水利工程 设计 要点
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：
0 引言：工程设计在水利工程建设中占有相当重要的作用，水利工程的设计工作和其他设计工作一样都应当遵循分阶段循序渐进、逐步深入的原则进行。我国以往大中型水利枢纽工程常按4个阶段进行，即可行性研究、初步设计、招标设计和施工图设计。随着科技的发展和水利工程在我国的不断深入研究与规范化管理，我国水利水电建设体制开始发生变化，为与国际接轨，适应招投标合同管理体制的需要，并与国家基本建设项目审批程序相协调，缩短设计周期，加快水利水电事业发展，对水利工程设计阶段的划分调整为:预可行性研究、可行性研究、招标设计、施工图设计。
1 详细收集资料，注重科学论证
在进行设计之前，我们必须有与设计精度相适应的勘测调查资料，资料越详细设计中出现的误差会越小，因此一定要提高对勘测调查资料收集的重视。大致主要有以下资料:
1.1 杜会、经济、环境资料
枢纽建成后对环境生态的影响、库区的淹没范围及移民、房屋拆迁等;枢纽上下游的工业、农业、交通运输等方面的社会经济情况;供电对象的分布及用电要求;灌区分布及用水要求;通航、过水、过鱼等方面的要求;施工过程中的交通运输、劳动力、施工机械、动力等方面的供应情况。
1.2 勘测资料
水库和坝区地形图、水库范围内的河道纵断面图、拟建建筑物地段的横断面图等，河道的水位、流量、洪水、泥沙等水文资料;库区及坝区的气温、降雨、蒸发、风向、风速等气象资料;岩层分布、地质构造、岩石及土壤性质、地震、天然建筑材料等的工程地质资料;地基透水层与不透水层的分布情况、地下水情况、地基的渗透系数等水文地质资料。
1.3 科学论证
水利工程修建在河流、湖泊、海岸等水域中，既控制水又承受水的作用。与一般的土木工程相比，具有工作条件复杂、效益显著、施工建造艰难、失事后果严重等特点。相对于其他工程而言规模都较大，牵涉因素较多，因此工程建设从设计之初便必须严谨、规范。 科学研究往往是大中型水利枢纽设计的重要组成部分。枢纽中有许多重大技术问题常需通过现场或室内试验以及数值模拟和分析提出论证，如对枢纽布置方案、坝下消能方式以及施工导流方法等往往要进行水工水力学模型试验;多沙河流上的库区淤积和河床演变也要借助试验分析研究;建筑物地基的岩体或土壤的物理力学性质，如抗剪强度、渗透特性、弹性模量、岩体弹性抗力、地基应力、岸坡稳定性等要由现场勘探和室内试验配合提供设计数据;大坝、水电站厂房、地下洞室等主要建筑物的结构强度和稳定性有时也要由静、动态的结构模型试验和数值计算来加以分析论证。
2 水利工程设计的几个注意事项
2.1 总平面设计
水利建筑总平面设计一般包括水利工程主体建筑物和其他配套设施的总平面布局，主体建筑物一般包括闸、坝、泵站等，配套设施包括管理用房、生活用房、绿化、活动场地等。水利建筑的总平面设计不仅要满足基本的使用要求，做到功能分区布局合理，内部交通流线简洁、顺畅、有序，建筑物之间联系方便，减少不同使用功能之间的交叉干扰，而且应注重环境设计，考虑设计绿化、休息空间、职工体育运动场地等，丰富整体空间造型。同时各个建筑物也有集中和分散两种布置方式，各有其优点，具体采用哪一种布置方式，则应因地制宜，根据具体环境而定，或突出建筑，或强调环境。
2.2 建筑平面设计
同总平面设计类似，一般水工建筑物的设计程序首先是由水工专业、水机专业、电气专业等提出专业设备布置要求，然后由水工专业和建筑专业共同确定水工建筑物的平面布置形式，建筑专业主要把握建筑在总图布置中与交通的关系，建筑物本身在建筑防火、使用尺度、安全性、内部交通关系等方面是否满足规范以及使用需要。
3 设计阶段的详细步骤
3.1 预可行性研究
预可行性研究是在江河流域综合利用规划或河流(河段)水电规划以及电网电源规划基础上进行的设计阶段。其任务是论证拟建工程在国民经济发展中的必要性、技术可行性和经济合理性。本阶段的主要内容包括:河流概况及水文气象等基本资料的分析;工程地质与建筑材料的评价，工程规模、综合利用及环境影响的论证;初拟坝址、厂址和引水系统线路;初步选择坝型、电站、泄洪、通航等主要建筑物的基本形式与枢纽布置方案;初拟主体工程的施工方法，进行施工总体布置、估算工程总投资，工程效益的分析和经济评价等。
3.2 可行性研究
可行性研究阶段的设计任务在于进一步论证拟建工程在技术上的可行性和经济上的合理性，并要解决工程建设中重要的技术经济问题。主要设计内容包括:对水文、气象、工程地质以及天然建筑材料等基本资料作进一步分析与评价;论证本工程及主要建筑物的等级;通过水文水利计算，确定水库的各种特征水位及流量，选择电站的装机容量、机组机型和电气主接线以及主要机电设备;论证并选定坝址、坝轴线、坝型、枢纽总体布置及其他主要建筑物的型式和控制性尺寸;选择施工导流方案，进行施工方法、施工进度和总体布置的设计，提出主要建筑材料、施工机械设备、劳动力、供水、供电的数量和供应计划;提出水库移民安置规划及环境评价;提出工程总预算，进行技术经济分析，阐明工程效益。最后提交可行性研究报告文件，包括文字说明和设计图纸及有关附件。
3.3 招标设计
招标设计是在批准的可行性研究报告的基础上，将确定的工程设计方案进一步具体化，详细定出总体布置和各建筑物的轮廓尺寸、材料类型、工艺要求和技术要求等。根据招标设计图所确定的各类工程量和技术要求，以及施工进度计划，可以进行施工规划并编制出工程概算，作为编制标底的依据。编标单位则可以据此编制招标文件，包括合同的一般条款、特殊条款、技术规程和各项工程的工程量表，满足以固定单位合同形式进行招标的需要。施工投标单位，也可据此进行投标报价和编制施工方案及技术保证措施。
3.4 施工图设计
施工图设计是在招标设计的基础上，对各建筑物(含机电、金属结构)进行结构和细部构造设计，最后确定地基处理方案，进行处理措施设计;确定施工总体布置及施工方法，编制施工进度计划和施工预算等;提出整个工程分项分部的施工、制造、安装详图。施工图是工程施工的依据，也是工程承包或工程结算的依据。
4 结语
水利工程紧紧依托大自然，许多工程甚至就修建于自然的山水之间。而且，水利工程一般不需全年运行，每年运行时间长的几个月，短的甚至只有汛期的几天，有诸多有利条件结合水利工程进行建筑艺术化创作设计。我们应充分利用水利工程依托自然山水的自身优势和秀美的水体环境，通过建筑艺术化创作设计等手段，将单一功能的工程水利设计向多功能的环境景观化水利工程设计转化，形成集水利工程与观光、游览于一体的水利观光景区。
参考文献
[1] 刘建军.水利水电工程环境保护设计，2008.
[2] 顾辉.水利水电工程设计，2003.
[3] 顾辉.水利水电工程技术，2003.
[4]吴正厚.水利工程设计中存在的问题及改进措施[J].河南科技，2011，(04).
[5]陈银萍，栗玉荣.我国水利工程设计问题研究[J].科技致富向导，2011，(20).
关键词：山区水库工程地质渗漏分析 评价
中图分类号： P343 文献标识码： A
1工程概况
水库工程位于澜沧江流域小黑江一级支流南勐河下游右岸支流布京河上游，属澜沧江水系。坝址高程1720～1740m，控制径流面积18.2km2，多年平均径流量1554.8万m3。工程是解决农业灌溉及农村人畜饮水的中型屯蓄水库，设计总库容为1122万m3，设计灌溉面积3.6万亩，拦河坝设计最大坝高39.4m，坝顶高程1769.2m，坝轴线长135.0m，坝顶宽8.0m。
2库区渗漏地质条件分析及评价
2.1地形地貌及物理地质现象
库区地质作用以沉积建造为主，出露地层岩性以石炭系、侏罗系碎屑岩为主，地表普遍强风化，并覆盖有第四系残坡积含砾粘土；局部出露变质岩，地形坡度一般在15～25°之间，局部为30～35°，库区高程在1730～1800m之间，相对高差在40～80m之间，为低山斜坡地貌和冲蚀型盆地地貌。
库区内地形坡度平缓，坝址附近为河流谷坡低山斜坡地貌，库盆呈狭长型，库尾开阔部分属冲蚀型盆地，盆地内部有相对高差20～80m的缓丘及低山紧密相连，切割程度轻微，山顶多呈浑圆形、凸形坡，沟谷宽浅，沟口有小型洪积扇分布，库区出露地层岩性以碎屑岩为主，强度中等坚硬，地表普遍强风化，具一定的抗冲刷能力，区内河流冲刷及构造侵蚀切割轻微，地形坡度平缓，因此，滑坡和坍塌等发育较少，物理地质现象以冲沟为主，经过现场踏勘，库区发育小规模坍塌3处，小冲沟发育多条，沟口小洪积扇4个，3个坍塌体均发育在支流韭菜坝河右岸，坍塌体体积约50～100m3，冲沟走向与库区主河道走向斜交，交角在40～60°之间，最大接近正交，长度在200～400m之间，规模不等，部分沟中长年流水，一部分靠地表水补给，雨季有洪水，沟宽5～8m，最大15m，底宽0.5～2.0m，深3～5m，两岸边坡25～35°，上游呈“V”字型断面，中下游呈“U”字型断面，属于活动较少的老年期冲沟，因此，库区物理地质现象不甚发育。
库区左岸无岭谷，右岸有一邻谷，为坝址下游水库主河道支流，邻谷河底最低高程为1780.0m，高于水库正常蓄水位（1766.8 m）13.2，此邻谷不是水库低邻谷。
2.2地层岩性
库区地质作用以类磨拉石相沉积建造为主，出露地层岩性以侏罗系中统锐房街组复成分砾岩为主、其次为石炭系凝灰质粉细砂岩，局部出露古生代变质地层，按新老顺序描述如下：
(一)第四系（Q）
冲积（Qal）含漂石、卵石砾砂土，成分以石英和砂砾岩为主，呈圆状和次圆状，结构松散，渗透指标在极强至强透水范围内，厚度2.5～5.0m，分布于河床中。
残坡积（Qedl）含碎块亚粘土和砾砂亚粘土，结构松散，渗透指标在强透水范围内，强度低，厚度约2.5～3.0m，分布于整个库区左右岸，与下伏地层呈不整合接触。
(二)侏罗系中统锐房街组（J2s），浅红、紫红、浅灰色复成分砾岩、砂砾岩夹粉砂岩，夹层呈透镜状。产状280°∠28°，厚度80～1172m，广泛分布于坝址下游及部分库区。
(三)石炭系下统平掌组（C1p）玄武岩、凝灰质砂页岩。地表普遍强风化，产状50°∠42°，厚度292m，分布于坝址及库区，渗透指标普遍在弱透水范围内，局部为中等透水，与上下地层断层接触。
(四)澜沧群变质岩（Pz1ln），b段石英片岩、变粒岩，厚度不详，分布于水库右岸库尾。
水库区地层岩性单一，基底岩层为弱透水相对隔水层。
2.3地质构造
工程区位于勐永大翁弄断裂（F32）南段西侧，靠近与小黑江断裂相交处；受构造影响，区内构造主要以断裂为主，皱褶次之；在库区发育断裂主要有两条，编号为F1和F2，发育于库尾及右岸，F1与主河道小角度相，F2与主河道大角度相交，两断裂在库尾相交，F2被F1错断，均为延伸不长小规模断裂，延伸至库区尖灭于侏罗系中统锐房街组（J2s）浅红、紫红、浅灰色砂砾岩中，断裂带附近岩体小褶皱，旋扭等小构造发育，力学性质为平推旋扭压性断裂，受区域构造影响，库区岩体风化强烈，节理裂隙发育，岩体破碎。
断裂构造发育，但延伸至库区尖灭于库区分水岭以内的弱透水岩层中，不会形成库区向外的渗漏通道。
2.4水文地质条件
库区位于澜沧江流域小黑江一级支流南勐河下游右岸支流布京河上游。高程在1700～1800m之间，河流发源于巴哈后山一带，水源点高程约1900m，分水岭高程1960～2163m，库区北、东、西三侧高，山体宽厚，南侧低，在库区内交汇口在正常蓄水位以下共有五条小河汇入，形成扇状水系交汇区，造就了开阔的冲蚀型盆地库盆，径流从北、东、西三侧汇入水库河流，排泄于南侧坝址河口，库区为具补、径、排水文地质条件的独立水文地质单元。
库区地层岩性主要有石炭系下统平掌组（C1p）凝灰质粉细砂岩、玄武岩；侏罗系中统锐房街组（J2s），浅红、紫红、浅灰色复成分砾岩、砂砾岩夹粉砂岩；澜沧群（Pz1lnb），石英片岩、变粒岩；岩体表层普遍强风化，基岩强风化层渗透指标在中等透水范围内，局部为强透水；弱风化层在弱透水范围内，局部为中等透水；所以，地层为相对隔水层。地下水类型为基岩裂隙水及部分孔隙水。
根据现场踏勘，库区两岸冲沟(河流)源头有泉水出露，水清，水量稳定，出露高程均高于库水位30～50m，在无冲沟发育地段，接近河床部位也可见地下水散浸及集中排泄点，地下水补给河水（库水），地下水分水岭与地形分水岭基本一致，从水文地质条件分析，水库不会产生库区渗漏。水文地质条件较好。
2.5水库渗漏评价
库区北、东、西三侧高，山体宽厚，在库区内交汇口在正常蓄水位以下共有五条小河汇入，(河流)源头有泉水出露，水清，水量稳定，出露高程均高于正常蓄水位30～50m，在无冲沟发育地段，接近河床部位也可见地下水散浸及集中排泄点，库区径流从北、东、西三侧汇入水库河流，排泄于南侧坝址河口，库区地表分水岭可在坝址河口封闭。
库区左岸没有低邻谷，右岸有一邻谷，为坝址下游水库主河道支流，邻谷河底最低高程为1780.0m，高于水库正常蓄水位（1766.8m）13.2，此邻谷不是水库低邻谷，所以，水库两岸没有低邻谷，不存在水库低邻谷渗漏问题。
库区有两条断裂构造发育，但延伸至库区尖灭于库区分水岭以内的弱透水岩层中，不会形成库区向外的渗漏通道。
水库两岸岩体均为相对隔水层，地形分水岭与地下分水岭一致，地下分水岭高程高于水库正常蓄水位，不存在水库水向库外渗漏问题。
3结论
通过以上渗漏地质条件分析，库区基底地层岩性均为相对隔水层，无低邻谷，无导水构造发育，水库蓄水初期，由于库水位逐渐抬高，因湿润，饱和库水位以下岩土层的孔隙，裂隙等会发生暂时性渗漏，不会通过库岸或库盆底部发生永久性渗漏。
参考文献：
［1］《水利水电工程地质勘察规范》GB50487-2008
［2］《中小型水利水电工程地质勘察规范》SL55-2005
关键词：水库坍岸；水上休止角；水下休止角
Abstract: The reservoir bank collapse is a reservoir, reservoir bank soil in water level fluctuation; flood scouring and wind erosion occurs constantly slump damage, Reservoir Shoreline retreat geological phenomenon.
Key words: reservoir bank collapse; water angle; angle of repose
中图分类号：TV62
1地质背景
研究区位于金沙江沿岸，亚热带季风气候显著，降雨量小，蒸发量大。干湿季节分明，雨季（湿季）主要集中在每年5～10月，旱季（干季）主要集中在11月至次年4月。
研究区属侵蚀高中山与高原峡谷地貌，地形陡峻，沿金沙江两岸阶地、洪积台地等缓坡平台分布较多，台面地形平缓，上面分布有较多村庄、农田。研究区土质岸坡分布较多，主要为第四系冲积物、冲洪积物、坡洪积物、残坡积物、崩坡积物及滑坡堆积物等组成。
2工作方法
1）地质调查。地形地貌和地层岩性调查；土地类型及村庄分布调查；休止角调查。
2）勘探。勘探点布置和勘探孔（坑）地质观察描述；地层结构及密实程度描述。
3）试验。常规试验及各土层休止角试验。
3水库坍岸预测
3.1 坍岸预测方法
常用的坍岸预测方法有类比图解法、计算图解法、动力法、两段法等几大类，各类方法是在实际工程中经验总结而成，在实用性和准确性方面各有其优缺点。考虑到研究区水库实际情况，坍岸预测采用经典的计算图解法。计算图解法是根据水库现今的岸坡剖面，计算并绘制预测库岸的坍岸剖面，根据各土层的水下休止角、水上休止角及浪击带稳定坡角，利用几何关系求解岸坡最终坍岸宽度及高程。其精度取决于计算参数的选定，对于均质和非均质岸坡，其计算过程和方法略有差异。
(1) 均质岸坡坍岸宽度计算方法：
图3.1-1均质岸坡坍岸预测示意图
其计算公式如下：
式中：
S——最终坍岸宽度；
N——与岩土体类型有关的系数，砂土的N值为0.5，亚粘土的为0.6，粘土的为1.0，当原始岸坡较陡，库水水深较大时，难于形成水下堆积阶地，此时N实际应等于1；
A——水位变幅；
hp——波浪影响深度，设计死水位以下波浪影响深度一般取1～2倍波高；
hb——波浪爬高，大体为0.1～0.8倍波高，对细粒土取小值，粗粒土取大值；
hs——正常蓄水位以上岸坡的高度；
α——水库水位变动和波浪所及影响范围内，形成均一的浅滩磨蚀坡角；
β——水上岸坡的稳定坡角（土层水上休止角）；
γ——原始岸坡坡角。
(2) 非均质岸坡坍岸宽度计算方法：
图3.1-2非均质岸坡坍岸预测示意图
其计算公式如下：
式中：
S——预测坍岸宽度；
Hi——正常蓄水位以上第i层土的厚度；
hi——第i层土的厚度；
αi——第i层土的水下休止角；
βi——第i层土的水上休止角；
γ——原始岸坡坡角。
坍岸计算采用的起始点为死水位以下波浪冲刷深度，当库岸前分布有阶地、漫滩、洪积扇等缓坡台地时，且台地较宽，高程高于死水位时，以台地的后缘与岸坡接触点为坍岸起始点。坍岸计算采用的正常蓄水位应为不同频率的淤积回水水位。
3.2 坍岸预测参数取值
坍岸预测的准确性直接与坍岸预测参数的取值相关。坍岸计算的水上、水下休止角取值应在部分土层现场实测的基础上，结合室内试验、经验判断，并参考类似工程，综合确定。研究区各土层休止角见表3.2-1。
研究区各土层休止角统计表
表3.2-1
3.3水库坍岸范围预测
水库蓄水后，正常蓄水位上、下的地形坡度，若均小于该土层的水上、水下休止角，则不会发生坍岸；若大于该土层的水上、或水下休止角，则可能会发生坍岸。对于不同类型的土质岸坡，选用相应的计算方法，并结合实际情况选取土层休止角进行计算，即可得出坍岸范围。水库坍岸范围的预测对于水库移民征地具有较重要的意义。
4结论
水库坍岸主要发生在地形较陡的土质岸坡，其产生主要受地形地貌、岸坡形态、地层岩性、岸坡结构、松散堆积物特性、水位变动、波浪作用及人类工程活动等诸多因素的控制。坍岸预测范围的准确性主要受地层岩性及各土层休止角的影响较大，地质调查过程中应尽量实测到各土层的休止角并查清地层结构特征。
参 考 文 献
1 水利水电工程地质手册 水利电力出版社 1985
首先在材料力学和结构力学平面体系法的基础上对钢闸门主体部分（面板、主梁、次梁和边梁等）进行框架结构布置、容许应力验算、强度验算和稳定验算。其次利用Autodesk Inventor软件的优越功能对设计好的平面钢闸门进行参数化建模，采用先局部后整体的方法先得出闸门的各个零部件，再将闸门的各个零部件拼装成整体，形成平面闸门三维模型。最后利用成型的三维模型所得数据代入闸门设计验算所设计尺寸是否满足要求，不满足要求重新进行设计，直到最终满足要求。最终满足要求的模型即为平面钢闸门参数化三维模型。
关键词：钢闸门 框架结构布置 Autodesk Inventor 参数化模型
中图分类号：V663+.4 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2013）09-0149-02
一、绪论
1.闸门的研究现状
钢闸门的结构计算按照《水利水电钢闸门设计规范》DL/T5013-95的规定和要求来进行计算，计算方法有两种：平面体系方法和空间体系方法[1]。
目前平面钢闸门的计算，主要是按平面体系考虑进行计算，而在实际工作中，是一个完整的空间结构体系，作用外力和荷载将由全部组成构件共同传递分担。因此，在按平面体系计算各个构件内力时，不管作了多么精细的假定，总是不能完善的体现出它们真实的工作情况[2]。整体上说，结构优化设计应用的广度、深度和效用远远落后于优化理论的进展，特别是在土木和建筑工程界应用的还不普遍。究其原因主要有[3]：
1.1理论研究工作与实际设计工作的脱节。一方面理论研究人员过多关注研究新算法，工程设计人员关心的是实用；另一方面，研究人员在解决工程问题时，不熟悉具体工程要求或忽略一些工程要求，致使优化结果不为工程设计人员所接受。
1.2对于每一类具体结构的设计都必须建立优化数学模型，这给工程技术人员带来一定的困难，目前，工程中大多数结构优化问题都是通过委托相关研究人员进行的。
1.3现行设计规范和规程中没有明确规定采用优化设计方法。目前土木工程界的管理体制和习惯作法也缺乏使人们追求优化设计方案的动力。
对于有些闸门，受的水荷载比较大，主要以静力设计为主。有些钢闸门，结构动力学问题比较突出，以静力准则设计已不能满足结构的使用要求，结构在运行过程中，有可能发生过大振动，导致破坏。为了提高结构设计水平，迫切要求对以动载为主的闸门进行动力优化设计。
结构在动荷载作用下的优化设计是结构优化设计一个分支方向，也是实际工程中需要解决的问题。结构动力学优化设计通常包括对固有频率、振动模态、频率响应、元件应力等的控制。结构动力优化问题的求解更为复杂和耗时。与静力优化设计的研究和应用情况比较而言，对结构动力优化设计的研究还不成熟，究其原因，无疑是因为结构动力优化研究中还存在一些需要突破的困难问题。困难之一，是结构动力优化设计本身是一个典型的动力学反问题，为了避免求解的盲目性，应该比较清楚地研究其解的存在性与惟一性（即使不是在严格数学意义上，也应该建立在可信的工程意义上）。此问题又与约束本身的可行域有关。研究发现动力学约束中确实存在像固有频率这类可行域可能是空集的约束（具有“空集”的约束，称之谓“关键约束”），从而使问题无解。对于像简单桁架这类结构，姜节胜等人分析了频率优化解的存在性并提出了相应的算法。而对于复杂结构，还有待进一步研究。困难之二是，结构的动力特性本身是设计变量的高度非线性函数，而且，对于大型复杂结构，通过重分析获取结构的动力学特性及其灵敏度计算工作量很大。因此，针对结构动力优化设计问题，研究各种计算量小、计算精度高的重分析方法也是结构动力优化设计的一个研究课1.2题。
2. CAD技术在水工钢闸门设计中的应用现状
近年来，随着计算机技术的突飞猛进的发展，钢闸门设计水平也得到了很大的提高。但总的来讲尚不能满足设计的需要。一般的设计单位计算机应用仅停留在使用小程序计算分析某个部件和直接用AutoCAD交互绘制工程图的水平上，常规设计速度慢，精度低，设计人员劳动强度大，很难对结构进行更精确的分析，影响了设计的优化。因此，提高计算机应用水平，以带动设计水平和生产效率的提高，已在业内达成共识。
在钢闸门设计上，我国主要设计单位已经意识到CAD软件二次开发的重要性，并能够利用lisp、VBA语言开发相对应的一些程序，这些程序改变了以往计算和结构设计分离的现象，大大减轻了设计人员的工作量，提高了工作效率，并为今后的钢闸门软件系统的开发提供了大量的经验，但真正结合工程设计及施工需要的通用钢闸门的三维可视化设计软件尚未见更多报道。
二、平面钢闸门三维建模
1.闸门参数化建模技术
参数化建模有两种方法：自上向下和自下向上。
自上向下
所谓的自上向下的设计就是从整体到局部，先主后次的理念。它强调从实体入手，从实体上衍生出设计人员需要的分析计算模型，二维工程图模型，通过实体的参数化模型带动分析模型和二维工程图模型的改变，达到提高设计效率的目的。
自上向下的设计理念也符合人类认识事物的基本过程：人们观察到的总是三维的物体；运用投影、剖分等技术把物体在纸面上表现出来就是工程图；利用三维模型的简化模型进行计算就是规范规定的方法；从三维实体模型中得出有限元网格进行有限元数值分析，即可得到细部结构的应力、位移等的详细情况。
自下向上
所谓的自下向上的设计理论，就是从局部到整体的设计理论，即先分别设计制造好单独的零部件，再根据不同的位置和约束关系，将一个一个的零件装配起来。这种设计方法能充分利用现代三维建模软件强大的零件实体造型以及零件装配功能。这种设计方法思路简单，操作快捷、方便，容易被大多数人员所理解和接受。但是自下向上在设计意图的表达，装配协调、设计变更等方面存在不足之处，具体变现为：零件实体造型是基于零配件特征的设计，无法表达和传递产品的设计意图（如产品的功能、结构要求、装配关系等信息），无法支持和指导后继的设计过程。零部件的装配依靠各零件间的配合关系，无法完整表达零部件间的装配关系（定位关系、运动关系等），且装配时操作频繁，当配合关系较多时容易出现欠约束和过约束情况。零部件间没有任何关联，当某些设计参数改变时，与之相关的其他设计参数不能同步修改，造成设计变更的不一致，由此引起重复修改及装配错误等问题。
2.平板检修闸门参数化修正
真正的参数化设计是一个选择参数建立程序、将设计问题转变为逻辑推理问题的方法。在参数化设计系统中，设计人员根据工程关系和几何关系来指定设计要求。要满足这些设计要求，不仅需要考虑尺寸或工程参数的初值，而且要在每次改变这些设计参数时来维护这些基本关系，即将参数分为两类：其一为各种尺寸值，称为可变参数；其二为几何元素间的各种连续几何信息，称为不变参数。参数化设计的本质是在可变参数的作用下，系统能够自动维护所有的不变参数。
2.1参数化理论
参数化建模是指先用一组参数来定义几何图形尺寸数值并约束尺寸关系，然后提供给设计者进行几何造型使用。它的主题思想是用几何约束、数学方程与关系来说明产品模型的形状特征，从而得到一簇在形状或功能上具有相似性的设计方案。
参数化设计是CAD技术在实际应用中提出的课题，它不仅可使CAD系统具有交互式绘图功能，还具有自动绘图的功能。目前它是CAD技术应用领域内的一个重要的、且待进一步研究的课题。利用参数化设计手段开发的专用产品设计系统，可使设计人员从大量繁重而琐碎的绘图工作中解脱出来，可以大大提高设计速度，并减少信息的存储量。
参数化驱动机制是基于对图形数据的操作，通过参数驱动机制 可以对图形的几何数据进行参数化修改，在修改的同时，还要满足图形的约束条件。参数驱动是一种新的参数化方法，其基本特征是直接对数据库进行操作，因此它具有很好的交互性，用户可以利用绘图系统全部的交互功能修改图形及其属性，进而控制参数化过程。
对产品进行设计时，采用参数化建模方法对尺寸进行更新，这样对于不同结构尺寸的产品只需要改变相应参数化尺寸的值就可以自动迅速的得到产品的模型，省去了大量重复过程，提高了设计生产效率。基于此优点，参数化建模的思想与功能在诸多CAD软件中得到应用实现。
2.2 平板检修闸门参数化修正流程
平板检修闸门参数化修正流程用下图表示。
这种由初步建模得出结构的三维模型，再由三维模型去调整模型的三维可视化设计方法，有助于提高设计效率、缩短设计周期、保证设计质量，也是今后钢闸门设计的发展方向。
参考文献
[1] 《水利水电钢闸门设计规范》（DL/T5013-95）.北京：中国电力出版社，1996.1.
[2] 安徽省水利局勘探设计院.水工钢闸门设计，北京：水力电力出版社，1983.
关键词：小型水利工程; 建设管理; 建议对策
中图分类号：[TV93]；文献标识码：A ；文章编号：
一、小型水利工程建设管理存在的问题及原因
改革开放以来,国家在工程建设管理方面作了大量的探索工作,逐步建立健全相应的法律法规与管理制度,使大中型水利建设方面取得了许多辉煌的成果,并积累了一些较为成功的经验。但对相对欠发达地区小型水利工程建设要求,存在许多不容忽视的问题,主要表现在:一是工程进度不能按计划工期完成,迟迟不能提供竣工验收。二是工程质量不能保证。有的工程自竣工之日起,就存在这样那样的问题,无法投入使用;有的投入运行后,也不能满足设计要求,不能正常发挥效益,造成运行管理难度大、成本高,浪费了大量的人力物力。三是突破概算的工程时有发生,给建设单位带来相当重的经济负担。产生这些问题的原因是多方面的,归纳起来,主要有以下几个方面。
1、工作经费不足
县级水利部门的工作经费主要来源是靠财政拨款。由于地方财政困难,一些工程的前期工作经费得不到相应的保证。在开展设计工作以前,没有详细的地质勘探、水文等资料,对一些地质资料的分析仅凭设计人员的经验和直观感觉进行判断施工方案的选择不尽合理,设计深度不能满足施工要求。在施工过程中,新增和变更项目较多,这主要是工程质量、工期和投资得不到有效控制的主要原因之一。
2、施工单位人力、物力资源配置不到位
一些本不具备相应资质的投标人,在招标过程中采取借用他人资质或挂靠其他施工单位进行投标,而招标和评标活动也仅凭投标人提供的证明文件对其资质进行认证。致使一些不具备相应技术力量的投标人中标后,专业技术和相应的设备设施都不能满足施工要求,对水利工程施工的技术标准、规程规范设计文件理解不透,从客观上造成工程质量和工程进度得不到相应的保证。有的投标人中标后,采取层层转包和分包,到最后一级承包人手里,利润就所剩无几,有的甚至出现亏损现象。因此,他们在施工过程中,主观上就有不按规程规范、技术标准和设计文件施工的思想倾向,偷工减料的现象时有发生。
3、 派驻现场的监理人员和法人单位技术代表及管理人员不具备相应的业务素质和水平,监督管理不到位一是对进入现场的施工单位的技术人员、设施和设备没有按合同要求和投标人的承诺进行认真的对照检查;二是对一些关键部位及隐蔽工程没有严格执行验收签证手续;三是对进入施工现场的原材料及中间产品和购配件,没有进行严格的检测检验;四是对施工进度合同工期要求没有进行严格的对照检查和控制;五是对工程计量和支付没有按合同
及施工图进行认真的审核和把关超量和提前支付的现象时有发生,对工程施工过程中出现的问题不能及时纠正和处理。这些现象是导致工程质量进度和投资不能得到有效控制的主要原因之一。
二、小型水利工程建设与管理的建议及对策
上述这些问题,在全国的其他县(市)和地区也有不同程度的表现。为了遏制这些不良现象的发生,规范水利工程建筑市场,笔者认为、必须做好以下几个方面工作。
1、 严格遵守和执行相关法律法规、建设工程合同及规程和规范。严格执行原材料及其构件和中间产品的检测检验,对关键部位和关键工程及隐蔽工程要执行严格的验收签证制度,严把工程质量关,真正实现“项目法人负责,监理控制,企业保证”的目标,严格按照施工提供并经审查的施工组织计划,对照检查,出现问题及时纠正和处理,确保工程质量和工程进度;按照合同规定,对资金支付进行严格的审核,确保工程投资的有效控制。
2、 从事工程建设活动,必须严格执行基本建设程序,坚持先勘察、后设计、再施工的原则设计单位必须建立健全设计质量保证体系,加强设计过程质量控制,健全设计文件的审核会签批准制度,做好设计文件技术交底工作;设计文件应当符合国家水利行业有关工程建设法律法规,工勘测设计技术规程、标准和合同要求;设计依据的基本资料要完整、准确、可靠,论证充分,计算成果可靠;设计文件深度满足相应设计阶段有关规定要求,设计质量必须满足工程质量安全需要。
3、 建立健全水利建筑市场准入制度, 严格禁止非法转包和分包行为投标人资格审查是招标活动的一个重要环节,招标人能否满足项目建设的要求,仅凭资质等级及其提供的承诺是不够的,如何使投标人在资格预审中提供的资料所展现的施工能力、人力、物力等资源配置和管理经验符合项目建设要求,投标人资格审查的科学性就显得尤为重要。因此,在进行工程项目招投标活动时,必须严格执行《中国水利工程招投标管理的规范要求和程序》, 对投标人的资格审查要建立在动态管理的基础上,纳入动态管理的施工企业。其参与水利水电建设的综合能力均在档案库中有相应的体现,其参与水利水电项目经验的多少,取得的资质等级及其行业培训情况,曾经从事过水利水电工程及质量等次,相关的业绩确认,是否发生安全责任事故,有无其他违规违纪记录等均要有翔实记录和相关证明。中标人进入现场后,是否按其投标时的承诺,配置了相应的专业技术人员、设施和设备,都需要进行严格的审查。只有这样,招投标活动才能确保水利工程项目的实施,项目建设目标才能得到有效的控制。
4、 加强技术培训。派驻施工现场的项目法人单位技术代表和管理人员,要坚持培训上岗,具备相应的专业技术和业务素质。
5、 加大执法和监督力度, 建立健全严格的责任追究制度和奖惩制度各地区特别是行业主管部门的主要负责人,要树立“百年大计,质量第一”的思想,以高度负责的精神,妥善处理好发展速度、经济效益与工程质量关系,切实做到有法必依、执法必严、违法必究,加大对建设领域的违纪违规和腐败行为的查处力度,对工程建设过程中发生的问题,要及时纠正、处理;对那些做出突出贡献的人员要进行精神和物质奖励,做到奖惩分明,以此来规范建设领域的组织和个人行为。
结束语
对于农业来说，水就是最为重要的发展前提，现在面对全球范围内水资源匮乏的状况，如何合理的开展水利工程项目建设已经成为摆在农业发展面前最为重要的问题。随着国家对农村基础设施建设力度的不断增加和对小型农田水利工程管理措施的日益完善，农村的小水农田水利工程基础设施得到了一定程度上的提高，其施工技术日益完善，但其存在的问题也是客观事实，因此需要加大力度使其问题点得到解决，更好的促进农业的发展。
参考文献
［1］水利部建设管理总站.水利工程建设管理法规[S].
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