工厂水电设计汇总十篇
时间：2023-07-25 16:51:44
序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇工厂水电设计范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。
篇（1）
中图分类号：TM622文献标识码： A 文章编号：
Abstract: in the factory in hydropower station, the heat of the equipment is larger, through the reasonable ventilation design can effectively discharge these heat dissipation.
Keywords: ventilation rate, heat, accident ventilation
1.电站概况
响水水电站扩机工程，拟在已建电站枢纽基础上，利用已建成的水库、大坝，在库首右岸大坝（已建取水口）上游增设一取水口，再经引水隧洞和高压管线至北盘江河湾下游都格河段右岸边建厂发电。主要枢纽建筑物有：取水口、引水隧洞、调压室、高压埋管（或明管）和厂房。
响水水电站是以发电为主的引水式电站，电站的开发任务主要是发电。电站总装机容量235MW，已建电站装机容量100MW，本次扩机容量135MW。
2.电站厂房室内外计算参数
2.1.室外气象参数
在响水水电站邻近地区有宣威、水城及威宁等气象站，在三个气象站中，宣威气象站距电站最近，海拔以相当，因此响水电站地区的室外气象参数选择宣威气象站气象参数，如表1所示。
表1响水电站气象参数
2.2.厂房室内温、湿度设计参数
根据《水力发电厂厂房采暖通风与空气调节设计技术规定》（DL/T 5165-2002），确定厂内各主要区域的空气设计参数如表2所示。
表2厂房室内设计参数
3. 厂房发热量分布
根据室内设计参数及机电设备的发热情况，在全厂2台发电机组满负荷运行时，厂内设备及照明系统的总发热量为456kW，厂房内各主要区域的发热量如表3所示。
表3厂房发热量
4.通风量计算
根据《水力发电厂厂房采暖通风与空气调节设计技术规定》（DL/T 5165-2002），计算通风量如表4所示：
表4通风量
5.厂房通风方案
根据厂房的布置形式，发电机层空间高大，完全处于室外地面之上，具备良好的自然通风条件。在室外温度达到夏季通风计算温度28℃时，采用自然通风可以达到厂内发电机层工作地带≦34℃的要求。根据表4通风量计算结果，方案采用在厂房下游侧的窗下设置5个进风窗（2000mm×500mm），在厂房两端端墙上部设置4个排风窗（2000mm×500mm）。进风窗设有可调电动装置，可根据季节变化调整进风窗的开启度。
发电机夹层、水轮机层由于受洪水位的限制，且又处于发电机层以下，自然通风无法满足通风要求，设计考虑采用机械通风方式，即采用机械送风与机械排风相结合的方式，根据发电机夹层、水轮机层的结构形式以及表4通风量计算结果，发电机夹层、水轮机层分别设置一套独立的送、排风系统，送风量按排风量的80%考虑，送风机选用超低超声轴流风机（YTCZ-5.6F，Q=11250 m³/h）2台,原设计排风机选用超低超声轴流风机（YTCZ-6.3F，Q=16020 m³/h）2台，后经修改调整为双速消防高温排烟风机（TYPY-S No.8A，Q=17305/26026 m³/h）2台，平时低速排风，火灾时高速排烟。送风系统的新风由厂房所设置的送风竖井集中引入，排风系统的排风由厂房所设置的排风竖井集中排出。
厂房母线电缆层由于母线电缆发热量较大，为了能有效地排出电缆的发热量，设计考虑采用机械通风方式，即自然进风和机械排风结合的方式，原设计排风机选用超低超声轴流风机（YTCZ-8F，Q=26900 m³/h）1台，后经修改调整为双速消防高温排烟风机（TYPY-S No.8B，Q=25266/37900 m³/h）1台，平时低速排风，火灾时高速排烟。自然进风风量由发电机层所设置进风窗集中引入，经电缆层设置防火风口进入电缆层，再由排风系统经排风竖井集中排出。
厂房的空压机室、油室及油处理室是一些比较特殊的房间，因为这些房间容易散发易燃、易爆、具有腐蚀性的油雾、酸雾、氢气等有害物质，为了防止这些有害物质扩散形成对周围环境和邻近房间的污染，这些房间内必须保持负压，设计考虑采用机械排风、自然进风的方式使室内保持负压，排风机选用具有防腐、防爆型风机（YTCZ-B-5.6S，7452 m³/h）1台，其排风系统单独设置，排风由独立的排风竖井集中排出厂外。
GIS室内设备主要为SF6全封闭组合电器，当发生火灾事故时，会泄漏有害SF6气体，该气体多沉积于房间下部，热烟气多集聚于房间上部，为了能有效地排出GIS室事故后的有害气体，设计考虑在GIS室内设置事故排风系统，该排风系统由上排风和下排风组成，下排风系统布置于GIS室内的下部，风机选用轴流风机（YTCZ-3.15T，3753 m³/h）5台，上排风系统布置于GIS室内的上部，风机选用轴流风机（YTCZ-3.15T，3753 m³/h）5台，平时开启上排风系统对GIS室进行通风换气，火灾事故后同时开启上排风系统和下排风系统进行事故排风。
6.厂内主要通风系统的消防控制
所有通风系统均为排风与排烟相结合的系统，平时排风，火灾时排烟。
所有通风系统均设置防火阀，防火阀与风机联锁。当厂内发生火灾时，着火区域的排风系统转为排烟系统排烟，由消防控制中心关闭未着火区域的所有排风系统。当所排烟气温度到达280℃时，排烟系统中的防火阀熔断关闭，联锁关闭风机。
篇（2）
1.2区域调节控制这种控制方式可以保障控制调节区域误差保持为0，也是自动发电控制系统最主要的作用。可以利用自动发电控制系统来合理的计算机组情况，从而[2]可以很好的调节或者排除由于出现误差导致的功率变化，并且把计划跟踪得到的功率与计算得到的调节参数进行一定的叠加，从而可以得到一定的控制数值，相应的把这些数值送达到控制器，以便于可以方便控制器进行平均功率的有效调节。
1.3机组控制机组控制过程中实际上是利用基本控制方式来合理调节平均功率，从而保证误差为0，大多数情况下，可以用一台机器控制多台机组，把信号发送到控制器，合理进入到每个机组，此外，自动发电控制系统可以非为发电机组和决定控制层两部分。
2水电厂自动发电控制系统实施方案
水电厂自动发电控制系统应该与计算机进行一定的适应。现阶段，基本上用的都是分层方式进行控制。一般来说，可以把水电厂自动发电控制分为两级，机组控制级和水电厂控制级。为了可以保障水电厂系统达到实际功率需求，在水电厂控制下的计算机需要能够合理的计算出目前运行机组的功率和台号，并且把结果发送到机组。在机组控制的情况下，合理校对电厂发送的命令，从而可以提高安全性，利用调速器来控制机组的启停和功率。此外，还可以控制和监控相应的机组情况和运行状态，并且把监控的信息发送到控制计算机上。
一般来说，基本上电力系统的调峰、调频的都是由水电厂承担。第一是因为具有很快的调节速度；第二是具有很好的水电厂调节性能。一般情况下，小型水电厂主要就是负责发电，主要用作发电中小型水电厂和大型水电厂在控制过程中，还需要拥有一定的调峰、调频的作用。此外，在进行自动发电过程中，不仅仅需要考虑一定的限制条件，还需要满足负荷平衡条件、例如，航运对于水速的影响、上下游实际用水情况，汛前、后都实际蓄水量，因此，水电厂还需要进行一定发电，在一定的需求下，多进行经济发电，从而可以提高水电厂的社会效益和经济效益。一般情况下，水电厂自动发电控制系统还需要具有一定的控制功率、调节频率等功能。水电厂自动发电控制系统方案如下图。
篇（3）
1 工程概况
XX电厂供热改造新增供汽能力92t/h，蒸汽来源为2×25MW机组打孔抽汽，抽汽量为2x40t/h，其锅炉为中温水压锅炉；新建75t/h锅炉对外供汽12t/h。全厂锅炉总的补给水量需要125t/h，原有的化水车间的设计制水量为50t/h，现有的实际供水能力约30t/h，必须新建化学水处理系统，最大出力按100t/h设计。经与甲方协商，并经实地考虑，新建的化水车间考虑利用原化水车间东侧的旧厂房，其面积和高度均能满足新增设备的要求，室外场地也能满足各类水箱及处理构筑物的布置要求。
化学水用水直接从冷却循环水供水母管上接入。
2 水质分析资料及锅炉给水水质要求
橡胶坝水库水分析资料平均值主要项目摘录如下：
硬度≤20μmol/L
氧≤15μg/L
铁≤50μg/L
铜≤10μg/L
pH 8.8-9.2
油＜1.0mg/L
其中SiO2的含量以不影响蒸汽品质为准，中温中压锅炉蒸汽中SiO2的含量≤20μg/kg。
3 系统选择
根据有关规程和相应的设计导则，中压锅炉采用一般除盐离子交换系统，即能满足补水水质的要求，但锅炉的补给水率高，根据XX电厂的实际运行情况，其补给水率为锅炉蒸汽量的15-22%，约是正常计算补水量的2.5倍。根据供水水质和改造成供热机组后要求的补给水水质标准高等情况，可采用一级除盐加混床系统，这样是能够减少锅炉的排污率，减少锅炉的超额补水量，使之维持到正常水平的补水量。
以上处理系统曾经是厂院双方所共同认可的，设计院提供给厂方的高级阶段的设计文件中推荐的也是一级除盐加混床的系统。该项目从立项到施工图设计阶段有近三年的时间，所以当我接手施工图，并提出反渗透（RO）加混床（MB）的系统时，厂方技术人员是有疑问的，原因有以下几点：
① 根据有关设计原则，一般认为当进水含盐量≥500mg/L时，采用反渗透是技术可行，经济合理的。在原水含盐量为370mg/L时采用反渗透是否经济合理。
② 原化水车间采用电渗析（ED）加一级除盐（H-O-OH）系统，厂方的技术人员对一级除盐系统的运行管理比较熟悉，另外，原有的电渗析系统由于多方原因基本上建成后就无法运行，大家对反渗透系统也存有疑虑。
③ 厂方认为反渗透系统比一次除盐系统一次性投入大得多。
实际上随着反渗透技术应用的增多，特别是反渗透低压膜、超低压膜（或抗污染膜）的使用，大大降低了运行成本，尤其是电力费用，以至于认为含盐量超过100mg/L的原水（在美国的价格条件下，原水总溶解固形物大于75mg/L时，采用RO是经济的），采用反渗透作为预除盐也是经济合理的，再者，RO系统可减少酸碱用量，排水对环境污染小，操作容易，对原水质变化适应性强，产品水有机物含量低，在有效地去除胶体硅等技术上有优越性，因此，供水量比较稳定的热电厂反渗透装置的使用是可适当放宽的。另外，单从反渗透系统的综合造价而言，已从原来的每吨水5-6万元，降至每吨水2-4万元，初投资与一般除盐系统相比，根据水质情况而稍有差别，是基本持平或稍高，但反渗透的制水成本要远小于一级除盐的，这一点是有共识的。
根据对临近的部分电厂正在运行的反渗透系统的考查，厂方最终同意采用RO+MB系统，具体流程如下：
预处理和后处理流程的选择考虑了下列因素：①水源为地面水，雨季及红薯收获水质变化较大；②满足供热机组的用水水质要求，工艺设备要可靠；③操作简单，适应水质改变和设备故障的能力强，处理设备的备用情况；④废液的处置与排放；投资和运行费用，具有可靠的监测手段。上述流程还应包括反渗透装置的清洗过程，具体内容下面的有关章节有详述。
4 处理构筑物和设备
针对流程中涉及的处理构筑物和设备，文章从设计计算、工程使用、设备性能、在线仪表等方面简介如下：
4.1 机械搅拌澄清池
其对反渗透进水水质的要求如表四所示。
其中SDI量用来衡量反渗透装进水水质的一个很有用指标，即污染指数FI，也可称为淤泥密度指数SDI。SDI值测试与膜元件运行状况不是一致的，与浊度指标相比，也是仅能更好反映反渗透装置污染程度而已，SDI值与污染程度关系见表五。
在反渗透装置中，通常用15min的SDI值。SDI值的极限值为6.7。
2)反渗透膜结垢的控制
中空PA膜和复合膜不能忍受氧化剂如残余氯、碘、溴、臭氧等，这些氧化剂对膜有侵蚀破坏作用。当水中存在铁锰、铜等金属时，它们会起催化剂作用，加速残余氯的氧化侵蚀作用。去除水中氧化剂通常加入还原剂亚硫酸钠，本工程无需加入还原剂，是因为澄清池投加是非氧化杀菌剂。投加还原剂工程设计时可采用成套的加药装置。
反渗透系统通常防止CaCO3在膜上沉淀的方法是加酸调节水的pH值，加酸的多少就是要使浓水中朗格里尔指数小于或等于零，使CaCO3无法在膜上沉淀出来。一般情况下加HCL，加药装置可采用成套的加药设施。
防止硫酸盐（CaSO4）等的结垢的方法，通常是在给水中加入六偏磷酸钠（SHMP）等。一般来说，判断硫酸盐是否在RO膜上析出，需要用溶度积KSP来判断。加药装置可采用成套的加药设施。本工程经计算不需单独投加SHMP。
实际上，现在的膜的供应商都是根据原水的水质情况，提供一种综合的药剂，满足调pH值、阻垢等要求，使加药系统简化。
3)RO装置
在设计反渗透除盐装置时应考虑如下因素：
a. 系统的出力、系统回收率、系统脱盐率；
b. 选择合理的膜类型和膜构型；
c. 计算所需膜元件（组件）的数量；
d. 测算膜组件合理的排到组合，尽量使各段膜元件的出力和压降相当；
e. 确定高压泵的位置，本工程高压泵与膜组件分开布置；
d. 合理选择连接管道；
e. 合理选择与水接触的就地仪表及探测敏感元件等，实际工程中基本是由设计人员提出相应的要求，由膜供应商根据原水水质及反渗透膜的具体数据给出RO装置的整体安装、加工方案，并配供相关的附件，如必要仪表、管道、阀门等。
以下仅就系统回收率、膜元件的渗透水量、高压泵的选择等给以介绍。
① 系统的回收率
在采取适当预处理的情况下，通常采用75%回收率，该回收率也称为标准系统回收率。这主要由下面两个因素决定：
a. 采用75%回收率时，可选用6m长的压力容器（内装6个40"长的膜元件或4个60"长的膜元件），每个压力容器最佳回收率为50%，当采用2:1排列时，系统回收率为75%。该排列无需使用浓水循环，即可把相当高比例的给水转为渗透水。
b. 回收率不大于75%，对整个RO渗透水质量不会有太大的影响，当回收率超过75%时，水质急剧下降。
② RO渗透水量
单个膜元件的渗透水量q可按下式计算
式中PN——膜元件的实际净运行压力；
α——污染系数，小于1；
qv.d——单个膜元件的额定渗透水流量（由膜厂商提供）；
Pd——单个膜元件的额定运行压力（由膜厂商提供）；
TJ——温度校正系数（由膜厂商提供）
根据单个膜元件的渗透水量q和总出力即可计算所需的膜元件数。作项目估算时，可按单个膜元件的额定渗透水量的70%计算。本工程经计算共需108只CPA3膜元件，供两套装置，2:1排列，回收率75%，每套RO装置设计出力50t/h。
③ 高压泵
与RO装置配套的高压泵通常选用丹麦格兰富泵，一套RO装置配一台泵（或两台泵），不备用，本设计选用SRN65-7-1型泵2台。高压泵的实际运行压力由净运行压力PN、渗透水的压力（背压）Ppea、系统压差Ppd的一半、系统平均渗透压пar相加得到。对溶液TDS低于1000mg/L的RO系统，当回收率为75%时，渗透压对膜的透过水量的影响可以忽略不计。
④ 反渗透装置的清洗
在正常运行条件下，反渗透膜可能被无机物垢、胶体、微生物、金属氧化物等污染，这些物质沉积在膜表面上，将会引起反渗透装置出力下降或脱盐率下降，因此，为了恢复良好的透水和除盐性能，需对膜进行化学清洗。
清洗条件应根据膜制造商提供的清洗导则进行，如果膜制造商未提供清洗导则，则应遵循下列原则，即凡是具备下列条件之一的情况，均需要对膜元件进行清洗。
a.标准渗透水流量下降10%-15%。
b.标准系统压差增加10%-15%。
c.标准系统脱盐率下降1%-2%或产品水含盐量明显增加。
c.已证实有污染或结垢发生。
至于清洗药剂的选择，不同的膜生产厂商对污染物采用的药剂有不完全一致的要求。具体清洗配方或专利清洗液向膜供应商索取。
一般清洗系统由清洗泵、清洗水箱、5μm保安过滤器及所需的管道、阀门和控制仪表（如pH计、温度计、流量表）等组成。清洗流程见下图。
本工程设V=3.0m3清洗水箱一个，ф600mm保安过滤器一台，CRN64-2-2清洗泵一台等设备。提醒注意的是清洗泵应耐腐蚀，一般压力可为0.3-0.5Mpa，流量数据可向生产厂商索取，确定清洗水箱的体积时，应考虑压力容器的容积、保安过滤器的容积、有关管道的容积等。
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4.7 混床
RO装置的出水水质不满足锅炉补给水的要求，必须增设后续处理设施，设计采用混床，混床出力按105t/h，选用2台ф1500mm混合离子交换器，树脂层高500（阳）/1000（阴），阳树脂型号D001MB，阴树脂型号D201MB。考虑混床同时运行，混床出口加装树脂捕集器。
混床出水质量：电导率（25℃）＜0.1µS/cm，二氧化硅＜0.02mg/l，满足锅炉补给水的要求。
混床的在线监测仪表主要有：进口流量计、出口电导仪、进出口压力表等。
4.8 相关的配套设施
1）再生设施
新建化水车间紧临原化水车间东侧，酸、碱贮存设施均可利用原有设施，仅需增设酸计量箱一个，碱计量箱一个。计量箱可根据树脂装填量、树脂的交换容量及再生剂耗量（应最终换算至再生浓度）计算得到，计量箱的有效容积应满足再生一次用量，并应有富余量。设计酸计量箱容积为1.5m3，碱计量箱容积为1.5m3，采用喷射器输送再生液。计量箱应单独放置一个房间内，并需通风。
2）罗茨风机
机械过滤器反洗用气和混床清洗时用气采用罗茨风机供给。罗茨风机的供气量及供气压力可根据有关导则算出，并最终确定罗茨风机型号，本工程罗茨风机型号L41WD，罗茨风机的供气量仅需满足最大一台设备的供气量即可。罗茨风机设计时要加装空气过滤器和消声器等配套设施，并要求单独放在一个房间内。
3）水泵
水泵主要包括原水泵、反冲洗水泵、中间水泵、除盐水泵、再生泵、清洗水泵等，均布置在水泵间。原水泵、中间水泵、除盐水泵的扬程按0.4Mpa选用，反冲洗水泵的扬程按0.2Mpa选用，再生泵的扬程按0.3Mpa选用，清洗水泵的扬程按0.3-0.5Mpa选用（前已述及）。原水泵、中间水泵、除盐水泵均为二用一备，考虑多工况运行情况，反冲洗水泵不备用，再生泵一用一备，清洗水泵不备用。
设计时应注意水质不同，选择的泵也应不同，原水泵、反冲洗泵可采用一般的清水泵，其他泵要选用防腐蚀的泵。
4）加氨系统
氨与给水中残留的游离二氧化碳化合，提高给水的pH，以防止氢去极化腐蚀，保护金属氧化膜。加药量为每毫克CO2消耗0.4-0.8 NH3，药剂可以采用钢瓶液氨或氨水。加氨点设在除盐水泵出口处，这有利于保护除盐水管。
控制给水的pH值8.5-9.2，给水含氨量在1.0-20mg/L以下。
利用成套加药装置投加氨液，该装置为2箱2泵式，包括500L加氨桶2个，J2-40/4.0柱塞计量泵2台及搅拌器等，平面尺寸为3000x2400mm，加氨需单独一个房间，并需排风。
5）各类水箱
水箱的容积可根据规范要求确定，设计时可适当放大。具体如下：
原水箱2台，单台容积150m3，与澄清池成组布置。
中间水箱1台，容积50m3。
除盐水箱2台，单台容积200m3。水箱液面铺设液面球，以减少空气中的CO2、O2重新溶入水中。
上述水箱均为钢制，外刷防锈漆两道，油性调和漆一道，原水箱、中间水箱内衬酚醛玻璃钢6层，除盐水箱内涂环氧树脂漆6层。水箱均布置室外。
6）化验设施
化验设备与原化学车间的化验设备合用，新车间设运行值班室，可做简单的监测化验。
5、存在的问题
项目设计完成后，没有立即实施，近期建设方决定实施该项目，经与建设方、意向的设备供货方讨论，认为设计存在以下不足，应予改正。
(1)机械过滤器滤速偏高，对保证后续设备的进水水质安全有一定的影响，应增加一台机械过滤器。
(2)混床虽已考虑单独运行的可能性，但原设计直径偏小，无备用，应把混床直径由ф1500mm改为ф1800mm，考虑备用。
6、化水设计简述
通过本工程的设计，总结出一些经验和建议，希望能有些参考价值。
(1)设计出步骤及内容
1）要求建设方提供水源的水质全分析资料，校核水质，确定水质类型。
2）计算设计出力，包括正常出力和最大出力。
3）根据水质分析情况和锅炉对补给水的要求，确定经济合理的处理流程。
4）确定主要处理设施的设计出力，应考虑自用水量，可从后向前计算，工程初期可估算，混床按5%，过滤器按10-15%，机械机械加速澄清池按15%。
5）根据设备的设计出力确定处理设备的型号、尺寸，选择合适的滤料和树脂；选择合适的膜元件，并确定其数量和布置方式。
6）确定各类水泵的参数、数量、备用情况，应满足不同工况（如一套RO装置清洗时）的运行要求。
7）根据过滤器和混床的用气参数，确定罗茨风机的型号，应有备用。
8）根据混床树脂装填量、树脂的交换容量、进水水质数据计量出一次再生酸、碱用量，并以此算出计量箱大小、酸碱贮罐的容积、中和池的容积及调节用酸碱的用量。计算计量箱时要换算成再生浓度，而酸碱贮罐的容积应按工业供货的浓度计算，根据中和池的容积得出排污、搅拌用水泵的参数。
9）根据规范计算出各类水箱的容积，并确定其尺寸。
10）画出工艺处理流程图，流程图中应标示出各种设备连接方式、管径、在线仪表的安装和阀门等，应给出图例、主要设备清单。
11）画出设备的平面布置图，其中澄清池、水箱、酸碱贮罐和中和池宜布置在室外，一般水处理车间分高低两跨，高跨主要布置过滤器、RO装置、混床等，低跨主要布置泵类、计量箱、罗茨风机、加药设备等。设备布置时，管道连接要简捷、顺畅，泵类的布置和室外水箱应统一考虑，避免管道交叉过多，应考虑通行的要求。
应考虑值班、电气、实验室的面积。
12）给出化水车间管道布置的总体方案，包括位置、标高、管道间距等。
13）根据管道布置的总体方案画出各分册的施工图。
以上即为化水设计包括的内容，其中一些步骤次序可以调换。
(2)向其他专业提资要求
设计不同时段时，应及时向相关专业提出设计资料及相应的技术要求。
1）总平面布置完后，应向建筑专业提出设计资料，图中应给出门、窗尺寸，厂房净高，室内外高差、管沟、排水沟等数据。
2）在建筑返回设计资料后向结构专业提出设计资料，图中应包括设备基础大小、设备荷重、基础预留螺栓孔、基础和梁（板、柱、墙体、沟壁）上的预埋铁、留洞等数据。
3）向电气专业提供用电设备的用电负荷、控制要求等数据，并提供平面布置。
4）向热控专业提供各种监测仪表的要求，如测量范围、平面位置、安装高度等条件，并确定各类设备的控制方式，如集中或分散控制，就地还是远程控制等，并提供设备平面布置图及工艺流程图。
5）向暖通专业提供需要通风的房间的所要求通风次数。
以上是基于个人的经验提出的建议和相关数据，供同行参考。
参考文献
1．火力发电厂化学设计技术规程（DL/T5068-1996），中华人民共和国电力工业部，1996年。
2．火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量（GB/T12145-1999）。
3．中国市政工程西南设计研究院，给水排水设计手册第一册，中国建筑工业出版社，2000年。
4．上海市政工程设计研究院，给水排水设计手册第三册，中国建筑工业出版社，1986年。
篇（4）
【关键词】建筑工程；给水排水设计；要点；问题
1 建筑工程当中的给水排水设计要点
1.1 充分的前期准备工作
给水排水工程设计方案的前期准备工作越是充分，则设计方案的科学性与合理性便会得到越高的保证，可以基本上确定设计的大体方向，并显著降低下一个设计阶段的返工率。充分的前提准备工作应该做好以下两点：首先，翔实的资料收集。必须要具备的资料应该包括地质情况、地形图、甲方具体要求、上级主管部门（例如国土规划局、建设局、环保局以及消防局等）的批示以及室外给水资料、雨水资料和污水资料。为了保证所收集资料尽可能完成，给水资料应该包括市政管网的位置、管径、水压、标高以及消防栓分布情况等；雨水资料应该包括最近5年的降水情况、雨水排向河道、洪水水位等资料；污水资料应该包括市政管网的位置、管径、水压、排向、标高、合流制或者分流制、是否设置隔油池以及化粪池等资料。并且，全面了解建筑平面图、红线范围以及不同工种的要求。同时需要特别指出的是，外部管网的相关资料是否为竣工资料，还是规划性资料，了解这些对于给水排水的设计工作有着很大的指导性作用。其次，重视现场一手资料的收集工作。在给水排水方案设计之前应该通过现场踏勘的方式实地收集所需资料。例如，在进行某建筑工程的给水排水设计时，因为建筑位置远离市中心，并且市政的规划、设计和施工工作也早已经完成。通过现场踏勘发现，市政雨水预留井均在市政道路的另一侧，如此一来，建筑的雨水排放必须要经过市政道路才能够与市政雨水管网相连接。雨水设计方案需要解决的问题是根据面积、地形等计算雨水径流量，分三根管道就近接入市政雨水管，还是统一汇入较大的管道一次性接入到市政管网。最后经过商讨决定，决定采用第二种方案，即雨水统一汇入较大的管道一次性接入到市政管网，此方案虽然增加了小区内的管材费用和施工费用，但是降低了市政的开口增容费，并且由于只有一根管道穿过市政道路，整体投资和施工难度还是降低了。
1.2 室内给水方案的设计要点
第一，生活给水系统的设计。建筑物的室内给水设计如果可能尽量采用市政管网水压直接供水，如果水压不足或者达不到预定要求时，可以增设加压装置。水箱应该安装在屋顶，泵房和水池则应该安装在建筑底层，每一个配水点的净水压力保持低于450 KPa为佳，最高层水压以小于100 KPa为佳，如果某些入户管的水压高于350 KPa，则应该安装减压装置。不同用途的建筑物具有不同的净水水压要求，例如，商业楼、办公楼以及教学楼等静水水压保持在350 KPa至450 KPa之间为佳，医院的净水水压以300 KPa至450 KPa为最佳。处于节能的考虑，外管网的水压应该获得充分利用，通常而言，外管网的水压均能够满足建筑物低压区的水压要求。目前不少建筑为了增强居住的舒适性都采用了暖通空调，需要注意的是，暖通空调的补水量要高于常规条件下的生活用水量，所以建议将空调的冷却塔安装在建筑给水系统的低压区。目前，建筑给水系统的管理通常采用BA（Building Automation）系统，该系统可以实时动态监测给水系统不同水池、不同水箱和每个水泵的工作状态，反馈并警示故障状态；同时，BA系统还集成了水表的自动抄表系统，效率更高，数据更加准确可靠。给水系统的BA设计主要是指利用流量、压力和液位等讯号来监视并控制水箱、水池和水泵的工作运行状态。
第二，给水管道设计。室内给水系统管道的立管应该尽可能地将其设计在同一个位置，同时，为了住户以后装修包裹的方便，可以将立管设计在靠近通风管道的位置上。如果工程允许，建议设置管道井或者是利用其它管道井，例如，可以将水表设置在采暖分户计量井中，将其作为水表出户井。如果某户型拥有多于两个（包括两个）的卫生间，则给水管需要穿越房间，应该将横管设置在楼板垫层当中，垫层可以采用细石混凝土或者炉渣；在采暖管道同样需要穿梁铺设时，为了方便住户在装修过程合理处理和安排管道，建议将采暖管道和给水横管并排安置。
第三，消防栓给水系统设计。首先，给水管网竖向分区，每个区分别有各自专用消防水泵，并集中设于消防泵房内。其次，管网竖向各区由消防水泵或串联消防水泵分级向上供水，串联消防水泵设置在设备层或避难层。再次，采用减压阀减压分区，当一级减压阀减压不能满足要求时，可采用减压阀串联减压，减压阀串联减压不宜超过2级。最后，设有避难层的超高层建筑可采用减压水箱减压分区。最低点静水压是否太高。与生活给水系统不同，消防泵只有消防时才启动，不涉及到节能问题，因此目前多采用前一种方式供水。
1.3 污水系统的设计要点
一般粪便污水和其他污水分流，均设专用通气管，粪便污水经室外化粪池处理后排入市政排水管网；酒楼厨房排水单独设隔油处理；为改善底层排水条件，采用底层污水独立出户。地下室污水设污水集水坑及潜污泵，经提升后排至室外。为减少投资、方便管理，除规模很大的建筑群或有关部门提出明确要求需做中水设计外，一般小规模的中水系统，由于管理等问题，运行情况都不太好。
1.4 雨水系统的设计要点
裙楼屋顶或底层雨水斗与屋顶下来的雨水立管合并时，应参照污水立管设计，满足高差或水平距离要求，以防雨水出现反冒。在计算管径时，若有窗井、贴近高层建筑外墙的地下汽车库出入口坡道、高层建筑裙房，还需附加高层侧墙面积的0.5折算的屋面汇水面积计算其雨水量。
2 给水排水设计的常见问题分析
第一，倒流防止器方面。如果多层建筑设置了室内灭火装置，则通常市政水压便可以满足消防要求，此时，市政自来水接入到室内灭火装置，为了避免出现市政自来水管道被二次污染的问题，两者之间应该加设倒流防止器。市政自来水接入小区靠近小区水表处也应安装倒流防止器（一般在水表后安装）。当一个小区同时从市政自来水管网的不同管段接入自来水，且小区内的供水管与市政供水管形成环状管网时，其引入管上也应加设倒流防止器。第二，屋顶试验用消火栓方面。在北方较为寒冷的地区，屋顶层设置试验用消火栓时，一定要做好防冻措施。一是保温措施；二是要加设泄水龙头，在施工验收完毕后将水及时泄空。
结语：建筑给排水与工业给排水、城镇给排水一同构成了完整的给排水体系。建筑给排水工程是整个建筑工程中相当重要的一个环节，它与建筑电气工程、建筑燃气工程、建筑暖通工程、建筑结构工程等共同组成了完整统一、功能齐全的建筑。给排水系统对于建筑的重要性可见一斑，因此在设计过程必须要端正态度，合理应用专业知识。
参考文献
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[2] 黄丽彬. 建筑给排水设计若干问题的思考[J]. 福建建筑，2005，(Z1)：230-232.
[3] 李铁军. 浅谈住宅建筑排水系统的设计[J]. 黑龙江科技信息，2011，(05)：136-137.
篇（5）
1、工程概述
华中某火电厂燃料系统翻车机室，位于其主厂房东侧，距汉江600m，是燃料系统的主要构筑物。其建筑形式地上部分为单层工业厂房，平面轴线尺寸28×29m,地下为砼箱形结构，基坑底面标高－19.20m,局部标高－20.42m。
2、地质水文条件
本工程所处场区地层结构①±0.00～－7.00 m为粉质粘土,渗透系数k=4.2×10－4～3×10－7cm/s;②－7.00～－10.52 m 为粉细砂层，局部含少量卵砾石，渗透系数k=3×10－3cm/s，透水性强；③－10.52m以下为卵砾石层，砾石含量70% 粒径1～5cm，其中混有30%中砂，该层透水性极强，与汉江江水有密切的水力联系，渗透系数k=1.2×10－1cm/s，本地区地下水为松散岩类孔隙水，地下水量极为丰富，单井换算水量1000～5000t/d。
3、施工方案的确定及实施
结合上述地质水文条件，经计算分析及优选，决定采用“液压抓斗成槽、周边地下连续墙、高压旋喷与振动钻机套管成孔高压注浆封堵基底”的基坑整体支护防渗体施工方案。
4、支护及防渗体结构设计
4.1 连续墙设计
4.1.1 连续墙结构设计计算假定
计算采用“山肩邦男近似法”，取1m单位结构来进行内力分析。[1]
计算假定：①墙体视为下端自由的弹性体；②主动土压力在开挖面以上为三角形，在开挖面以下为矩形；③被动土压力为开挖线以下的被动土压力，其中Ax+B为被动土压力减去静止土压力ηx 之值；④横撑设置后，即作为不动支点；⑤下道横撑设置后，认为下道撑轴力不变，且下道撑以上墙体保持原来的位置。
4.1.2 有关设计计算参数
①土体参数：土体容重γ=1.8t/m3，浮容重γ=0.9 t/m3，内磨擦角α=300，水位标高－5.00m。
②结构参数：连续墙厚800mm，砼标号C20 配Φ25竖向钢筋。为减少连续墙侧压力，降低造价，决定土方从±0.00到－5.0m高程采用大开挖,并且开挖面积基本控制在土楔体以外, 从－5.0m高程到－10.70m高程采用悬臂式连续墙, －10.70m～19.20 m标高采用双支撑连续墙，支撑钢管选用Φ350，壁厚10mm。开挖截面图见下：
4.1.2 悬臂式连续墙设计
4.1.2.1 设计计算原理
悬臂式墙的破坏,一般是绕底端b点以上某点O转动,由于精确决定土压力的分布规律较为困难,一般近似假定土压力呈线性分布。墙体前侧的被动土压力，其合力为Ep/K；墙身后主动土压力，其合力为Ea。计算过程为首先求出入土深度t，再求得最大弯矩作用截面t0，然后求出最大弯矩∑M，最后根据∑M的大小配筋确定受拉、受压钢筋的间距。①计算入土深度的方法为：如墙入土深度t，t的粘聚力C=0。由各土压力（主动、被动土压力、水压力）对墙底b的力矩平衡条件可知，∑MB=0，解此方程即可求得入土深度t；②求最大弯距截面位置t0的方法为：利用最大弯距作用截面剪力为0的平衡条件，即∑Q=0，解此方程即可求得t0；由此再求出主动、被动土压力、水压力对t0截面的弯距的合数和∑M，计算简图见下图。
4.1.2.2 求入土深度t
由于第二层土质和第三层土质十分相似，且都在水位标高以下，为简化计算按同一土质考虑，摩擦角度ф=300。
①各层主动土压力及主动水压力。
第一层Ka1=tg2（450-ф/2）=tg2(450-270/2)=0.38
p1=γh1ka1=18×2×0.38=13.67KN/m
第二层：ka2=tg2（450-ф/2）=tg2(450-300/2)=0.33
p2=r，(H2+H3)Ka2=10×(3.7+H3) ×0.33=3.3（3.7+H3）
p主水=γw(H2+H3)=10×(3.7+H3)
②各层土压力、水压力对p点的力矩。
Ma1=×( +H2+H3)+
=9.11+13.67×(3.7+H3)+6.84×(3.7+H3)2
Ma2= =0.55×(3.7+H3)3
M水==1.67×(3.7+H3)3
则∑M=Ma1+Ma2+M水
∑M=9.11+13.67×(3.7+H3)+6.84×(3.7+H3)2+0.55×(3.7+H3)3+1.67×(3.7+H3)3=9.11+13.67×(3.7+H3)+6.84×(3.7+H3)2+2.22×(3.7+H3)3
③被动土压力
第一层：Kp1=tg2(450+Ф/2)=tg2(450+370/2)=4
p1=γH4Kp1+22×3×4=264kN/m(H4旋喷体厚度初定为3m)
第二层：Kp2=tg2(450+Ф/2)=tg2(450+300/2)=3
p2=γ1，(H3-H4)Kp2=10×(H3-3)×3=30×(H3-3)
水压力：p水=γw(H3-H4)=10×(H3-3)
④各被动土压力及被动水压力对p点的力矩：
Mp1= ×(1/3×3+H3-3)+
=264×3/2×(H3-2)+264×(H3-3)2/2=132×(H3-3)2+396H3-264
Mp2= = =5×(H3-3)3
M水被==1.667×(H3-3)3
则∑M被=Mp1+Mp2+M水被
∑M被=6.667×(H3-3)3+132×(H3-3)2+396H3-264
⑤求入土深度H3利用Mb=0，解方程：
∑M主=∑M被/k (k―被动土压力系数，取k=1.5)
则9.11+13.67×(3.7+H3)+6.84×（3.7+H3）2+2.22×(3.7+H3)3
=
解得H3=8m
H3/(H1+H2)=8/(2+3.7)=1.4则入t深度处悬臂之比为1.4
4.1.2.3求最大弯矩作用截面位置t0.
沿to面作一分离体，取上半部分作剪力分析：
①主动大压力剪力（包括水压力）
a、主动土压力（包括水压力）
∑Q主=+γ1H1Ka1(H2+t0)+Ka2 +
=13.68+76×(3.7t0)+6.65×(3.7+t0)2
被动土压力（包括水压力）
∑Q被= +γ3KP1H4(t0-H4)+KP2 +
=396+264×(t0-3)+20×(t0-3)2
求弯矩作用截面t0：
由∑Q主=∑Q被，则
13.68+76×(3.7+t0)+6.65×(3.7+t0)2=396+264×(t0-3)+ 20×(t0-3)2
得t0=5m。
4.1.2.4求t0截面处弯矩：
M主=(1/3H1+H2+t0)+ γ1H1Ka1+γ2’Ka2+
解得M主=2106kN.m
M被=(t0-2/3H4)+ γ3KP1H4 +γ2’Kp2+
解得M被=1769kN.m
则Mt0=2106-1769=927KN.m
4.1.2.5墙体截面配筋计算
①求受拉钢筋面积As：
已知h=800mm、b=1000mm (取1 m单位分析)，M=927kN.m，钢筋配双层网片，受压钢筋间距初定Ф22＠125，砼标号C20。
材料强度的设计值：fcm=11N/mm2，fy’=fy=31010N/mm2
As，=380.1×8=3041mm2
求受压区受压钢筋As’的压力与它相应的一部分受拉钢筋As1’的拉力所形成的弯矩M1。
M1= fy’As’(ho-as’)=310×3041×(800-60-40)=659.85KN.M
此时As1= As’=3041mm2
求受压区砼的压力与相应的受拉钢筋As2的拉力所应承受的弯矩M2。
M2=M-M1=927-659.85=267.15kN.m
求受拉钢筋As
求截面抵抗力矩系数αsz
αsz===0.044
查表得rs=0.977，ξ2=0.055
ξ2＜ξb=0.544
As2= ==1192mm2
求As：As=As1+As2=4233mm2
选Φ25＠100，A配=490.9×10=4909mm2
4.1.3双支撑连续墙设计：
4.1.3.1土压力计算：
地面荷载取q=100KN/mm2，出于安全考虑总的-5.0m至-10.7m标高内的土体重量荷载作用于-10.7m平面。
主动土压力ka=0.33
主动土压力及侧压力：p=(γ，h+q)ka=(10×8.5+10)× 0.33=31.35KN
水压力：p水=rwh=10×8.5=85KN
则合力为：31.35+85=116.35KN
主动土压力、水压力、地面荷载引起侧压力合力的斜率η：
η=(r.h+q)ka/h=13.69
被动土压力kp=3.0，因内侧土已固结封水，故取干容重Ep=γ×kp=18×3x=54x
4.1.3.2求入土深度及横撑轴力和弯矩
由公式：Nk=1/2ηhok2+ηhokXm-ΣNi-BXm-1/2Axm2(式13-21)[2]
1/3Axm2-1/2(ηhok-B-Ahkk)Xm2-(ηhok-B)ηhkkXm-[ΣNihik-ηhkkΣNi+1/2ηhkkηhok2-1/6ηho2k]=0(式13-20)[2]
式中：Nk―第k道支撑的轴力（KN）；
η―主动土压力斜率；
Xm―入土深度（m）；
Hok―墙体高度（m）；
Hkk―底层支撑高度（m）；
A―被动土压力Ep(KN)；
B―土体粘结力（一般取0）。
设有顶横撑，开挖至6.5m，此时K=1；
hok=6.5m，hmk取6.2m；Nk=N1。
代入公式13-20得：
54Xm3/3-(13.69×6.5054×5)Xm2/2(13.69×6.5) ×5Xm(13.69×6.52/2513.69×6.53/6)=0
解得：18Xm3+181Xm2444.9Xm342.4=0
Xm=2.6m
代入公式13-21，求N1
N1=13.69×6.52/2+6.5×13.69×2.6054×2.62/2=338KN
求在此情况下墙体的截面弯矩：
M1=13.69×1.53/2=15.4KN.M
M2=1/2×13.69×6.52×1/3×6.5338×(6.51.5)=-1143KN.M
因M2小于悬臂墙的弯矩，故按悬臂墙配筋偏安全。
求第二道横撑所受的轴力及弯矩：
设第二道横撑设在-17.2m，此时K=2，N1=234kN，hok=8.5m，h1k=7m，h2k=2m，Nk=N2，
由公式13-20，求Xm，
54Xm3/3(13.69×8.5054×2)Xm2/2(13.69×8.5) ×2Xm(234×72×234＋13.69×8.52×2/213.69×8.53/6)=0。
解得：18Xm3+8.36Xm2232.7Xm757.8=0
Xm=4.5m，取Xm=5m，
由公式13-21，求N2
N2=13.69×8.52/2+8.5×13.69×2338054×22/2=338KN
求此时墙体的截面弯矩：
M1=15.4KN.m，M2=-1143KN.m，M3=-125.4KN.m
各截面的弯矩均小于悬臂连续墙的弯矩，故配筋可采用悬臂连续墙的配筋不变。
4.1.3.3水平支撑的设计
由以上计算可知，墙体上部每米推力为338kN，已假定每4米设一钢管支撑，则每根钢要承受压力为1352kN。
承载力验算：钢管采用φ350，壁厚b=10mm，则其回转半径为r=2/4d=2/4(330+5)=11.84cm，钢管截面面积A=πdt=π33×1=33πcm2。
由其支撑长度11m，得其长比为：λ=L/r=1100/11.84=92.9
查GB J17-88附表3.1得其稳定系数ψ=0.699
故其承载力为N=Aψfy=33π×102×0.699×190=1376KN>1352KN故安全。
4.2封底厚度的设计
4.2.1有关参数的选定
根据施工经验及规范要求旋喷孔及高压注浆孔统一定为1m孔距，旋喷体孔径φ130，采用三重管法注浆，高压注浆孔径89，固结体溶重22KN/m3。
4.2.2旋喷体厚度计算：
旋喷体厚度假设为X0，顶标高为-10.7m，水位标高-7.8m，则喷体底面处的水压力为：
(10.7+X07.8)t/m2=(2.9+X0)t/m2。
由平衡条件知：2.9+X=2.2X，则X=2.4m。
故取旋喷体厚度为3m。
4.2.3高压注浆体厚度计算：
高压注浆体厚度假定为5m，顶标高为-21.3m，因开挖后面标高-18.9m,则注浆体底面处的水压力为21.3+5-7.8=1.85MPa，此平面的固结体重力为5×0.22=1.1 MPa，由高力平衡条件可知，这有0.75 MPa的浮力未平衡，考虑到连续面与注浆体有很好的摩按作用，假定浮力为0.75×11/2=412.5KN。
注浆体的抗弯计算：取注浆体抵弯强度取30N/mm2，注浆体与连续墙连接面按固结考虑，则跨中弯矩为：
M=1/12×q×l2=1/2×0.75×112=7.56KN.m
式中q―未平衡浮力；l―底板计算跨度
则弯曲应为δ=M/W= =1.85Mpa
5、连续及高压旋喷注浆封底的施工
5.1地下连续墙的施工
5.1.1工作及施工原理
地下连续墙是在地面上用特种开槽设备，在泥浆护壁的情况下，沿需支护基坑的四周开挖一条，狭长的深槽，在槽内设置钢筋笼并浇筑水下砼，从而筑成一段钢筋砼墙段，以若干墙段连接形成一条连续的地下墙，而起到挡土隔渗之用。
地下连续墙施工技术自1950年首次应用于意大利米兰工程以来已有50多年的历史。国内在地下水位高、渗透系数大的砂砾石和卵砾石层中采用连续墙施工尚未见有先例。
地下连续墙采用逐段施工方法，且周而复始地进行，每段的施工过程，大致可分为五步，即：①在始终充满泥浆的沟槽中，利用专用挖槽机械进行挖槽；②放入挡板；③将已制备的钢筋笼下沉到设计高度；④插入水下灌筑砼导管，浇砼；⑤待砼初凝后，拔去挡板。此为地下连续墙的主要施工工艺过程，此外还包括施工前的准备，泥浆制备处理等。
5.1.2地下连续墙主要施工工艺
地下连续墙作为一种地下工程,共施工过程由诸多工序组成，附图为液压、抓斗开槽，泥浆护壁的平面布置。其导墙施工，泥浆制备和处理，钢筋笼制作和吊装以及水砼浇筑等主要工序，现分述如下：
5.1.2.1导墙施工
导墙作为地下连续墙施工中必不可少的构筑物，首先具有控制地下连续墙施工精度，规定沟槽的位置走向，其次还起到维持稳定液面的作用。导墙内存蓄泥浆，为保证槽壁的稳定，泥浆液面始终保持高于地下水位1 m左右的高度；导墙还起到挡土的作用。
5.1.2.2护壁泥浆
在地下连续墙挖槽过程中，泥浆的作用是护壁、携渣、冷却机具，其主要功能为护壁。泥浆的正确使用，是保证挖槽成败的关键，泥浆具有一定的密度，在槽内对槽壁有一定的静水压相当于一种液压支撑，渗入土墙的泥浆能形成一层透水性很低的泥皮，有助于维护土壁的稳定性；在挖槽工程中泥浆因较高的粘性，它能使土渣悬浮起来，随同泥浆排出槽外。
地下连续墙泥浆配比为水：膨润土：碱=360kg：36kg：1.6kg，膨润土矿物成分： SiO2为 65%,AL2O3为15%，Fe2O3为2.6%，CO2为1%,MgO为1%，细度为260目。地下连续墙泥浆液体溶重1.2g/cm3。
5.1.2.3槽段开挖
开挖槽段是地下连续墙施工中的重要环节，约占工期的一半，一个槽段根据墙体的平面布置尺寸一般为2~6m，宽度为600~1200mm,本工程设计宽度800mm。开挖深度14m内一般4小时，19m内一般6~8小时，槽段用液压抓斗开挖，挖出的泥渣用汽车及时运出场外。
5.1.2.4钢筋笼的加工和吊放
钢筋笼按一个槽段做成一个整体，因为要考虑搬运起吊、安放，钢筋笼制作后要求有一定的刚度，在钢筋笼内布置一定数量（一般为二榀）的纵向桁架，用吊车起吊安放，入槽时最重要的是使钢筋笼对准单元槽段中心，垂直而又准确地插入槽内，不因侧摆动而造成槽壁坍塌，钢筋笼的吊放一般每段半小时。
5.1.2.5水下砼浇筑
开槽至设计标高后，测定槽底残留的土渣厚度，并进行清底，即浇孔，一般每次清孔用时1小时，清除的方法一般在土渣还没有沉淀之前用新泥浆把槽内的泥浆置换出来，也就是常说的泵吸法换浆清孔。
地下连续墙的浇筑过程具有一般水下砼浇筑的施工特点，砼一般是流态，坍落度一般控制在15cm~20cm，要求具有良好的和易性和流动性，浇筑时砼是用导管在泥浆中进行的。由于导管内砼密度大于外部泥浆密度，利用其内外压力差使砼从导管内流出，导管插入砼深度应控制在2~4m，砼浇筑过程中，导管不得作横向运动，否则会使沉渣或泥浆混入砼内，砼要连续浇筑，不能长时间中断。槽段的浇筑可分为跳格式和按序逐段施工两种，翻车机室工程是按跳格式施工的，每个槽段浇筑砼一般为4小时。挡头板是钢制的，它应能抵抗一定的砼侧压力，施工时关键是掌握好起拨接头板的时间。如果起拨时间过早，新浇砼部分还处于流态，砼将从按头板下端流入到相邻槽段，下槽段的施工造成困难，如果提拔时间太晚，新浇砼与板胶结在一起，会造成提拔困难，强行起拔有可能造成新浇砼的损伤。起拔一般用20t的起重机，所用时间1小时。为了保证砼接头的止水效果，在二期槽孔浇砼前应对接头表面进行处理，其方法为用特制的钻头钢丝刷，将附着在接头表面的胶凝物除去。洁净标准以刷子上不带泥为合格。
5.2高压旋喷注浆封底施工
5.2.1工作及施工原理
高压旋喷注浆法，就是利钻机把带有特别喷咀的注浆管钻进土层的预定位置后,以高压设备使浆液、水、气形成高压流从喷咀中喷射出来，冲切破坏土体，钻杆以一定速度逐渐旋转上升，使液浆与土粒强制混合，待浆液凝固后土中形成一个固合体，它创始于日本60年代后期，基本种类有单管法、二重管法、三重管法三种。翻车机室工程选用三重管法，三重管法用输送水、气、浆三种介质的三重注浆管。在以高压泵等高压发生装置中产生38Mpa压力的高压水喷射流的周围，环绕一股0.5Mpa的圆筒状气流、高压水喷射流和气流同轴喷射流冲切土体，形成较大的空隙，再由另一轴孔中0.7Mpa的泥浆液填充。同时喷咀随钻孔做旋转和提升运动。
5.2.2高压旋喷的主要工序
高压旋喷主要为钻孔，高压喷射注浆两道工序。在钻孔前根据已设计的孔距布置钻孔的顺序。其主要施工工序分述如下：
5.2.2.1钻孔
钻孔的第一道工序是将钻机安置到设计孔位上，使钻插头对准孔位中心，为保证钻孔达到要求的垂直度，钻机必须作水平校正，喷射注浆管允许倾斜度控制在1.5% 以内，采用JZB-1型（195KW）振动打桩机振动成孔，孔经Φ130，钻进速度1m/15~30秒。
5.2.2.2高压旋喷注浆
成孔时，为防止泥砂堵塞喷咀，边沉管，边射水，（水压力一般不超过1Mpa，因水压过高易造成塌孔）。钻孔到位后由下而上进行喷射注浆，此时应注意检查浆液比重，注浆流量、风量、风力、旋转提升速度等参数，并做好记录。在喷浆过程中，往往有一定数量的土粒，随着一部分浆液沿注浆管管壁冒出地面。冒浆（内有土粒、水及浆液）量小于注浆量的2%为正常，超过2%或完全不冒浆时应查明原因采取有效措施。冒浆量过大的主要原因是有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量超出喷浆固结所需的浆量所致，减少冒浆量采取的措施有：其一，提高水的喷射压力，以切削周围的土体；其二，加快提升和旋转速度。对于冒出地面的浆液，若能迅速进行过滤沉淀除去杂质，则可再调整浓度后利用。如不冒浆应查明原因，进行处理。本工程高压旋喷注浆提升速度为5cm~7cm/min，旋喷体每米水泥800kg，浆液配合比为水：水泥=100：162，容量为1.7g/cm3。
5.3套管成孔高压注浆封底施工
5.3.1工作及施工原理
高压注浆与旋喷注浆同属用浆液填充土体中的空间，固结土体的颗粒，达到止水加固效果。但旋喷注浆是用高压水切割土体，在使土体形成一个松散的空腔的同时用浆液来填充胶结颗粒，而高压注浆则是通过一定高压力的浆液注入土体中，置换出土体中的水和空气并胶结颗粒。前者，注浆压力较小（0.7Mpa），后者注浆压力较大（1.5Mpa）（高压注浆宜用于砂砾、石层和卵砾石层）。
注浆固结土体止水施工的方式一般有旋喷注浆和高压注浆两种。成孔方式有地质钻机成孔，振动钻机成孔。在砾土层中地质钻机的成孔速度0.33m/小时，振动钻机成孔速度28.2m/小时，若在深砂砾土层采用地质钻机来成孔实施高压注浆工艺所需的时间长，而振动钻孔成孔虽快，然而在进入一定深度后，土体与钻杆的磨擦面增大，钻杆有一个极限深度超过这个深度钻杆难于钻进且难以拔出。
翻车机室底层封底标高设计在-21.3~ -26.3m（厚度5m），振动钻机钻进至-21.3m时就无法钻进。最后决定-21.3m 以上用振动钻机成孔预埋钢套管。-21.3~ -21.6m用地质钻机成孔，高压注浆封底方案。为保证注浆止水的施工质量，封底施工注浆分-21.3~ -23.3m及-23.3~ -26.3m两层施工，上层先行施工。
5.3.2高压注浆主要施工工艺
翻车机室高压注浆主要施工工序为：振动钻机成孔埋管地质钻机成孔高压注浆。振动钻机成孔与旋喷成孔方法基本一样，现就埋管地质钻机成孔，高压注浆工序分述如下：
5.3.2.1埋管
振动钻机钻成孔后，在拔出过程中边拔管边将空孔注满泥浆，用振动钻机将套管插入孔内如遇阻碍可用振动机振一下，则可放进，套管埋入预定深度使管外壁与土体胶接，埋管时间一般半小时。
5.3.2.2地质钻机成孔
在振动成孔的套管中插入地质钻机钻杆，钻进过程中采用膨润土浆护壁，2m 深卵砾土层钻进一般需6小时。
5.3.2.3高压注浆
地质钻机成孔后，下注浆管至孔底口，将冲洗液改待灌的水泥浆，直至少量水泥浆从孔口返出，盖好密封开始循环注浆。当回浆量大于20升/分钟后，开始用调压阀加压，在有回浆的条件下，要尽快加至设计压力，若长时间达不到设计压力，则计算耗浆量，注浆结束的标准为回浆压力达到1.5Mpa，连续两次读数小于3升/分钟，即可结束，若出现回浆变浓，亦可结束，经测定注浆水泥用量700kg/m3，一天可施工一孔。
6.技术经济效果
翻车机室工程止水封定方案的实施从2007年4月12日开始至2007年9月13日结束，历时5个月，其中连续墙的施工从2007年4月12日开始至2007年6月12日完成，历时2个月，高压旋喷封定从2007年5月9日至2007年9月13日完，历时4个月。高压注浆封底从2007年8月6日至2007年9月4日完工，历时29天。主要施工工作量为砼连续墙总面积2918m2，钢筋总用量238t，造空孔面积598m2，含钢率102kg/m3,高压旋喷总进尺5964m，其中旋喷注浆2490m，固化体积为2388m3高压注浆总进尺2674m，其中高压注浆700m，固化体积1161m3，整个封水工程实际水泥用量2968t。通过该工程的实践得到以下结论：
6.1在深基坑施工中，当水位高，且地下水丰富的情况下，采用地下连续墙挡土、止水或作为地下结构的一部分是有其可行性的。
6.2在卵砾土层采用高压旋喷注浆封底止水可以达到十分满意的效果。
篇（6）
（二）几点建议
2.2、泵站建成半地下式，主要是为了减低噪音，有利于管道布置和水泵吸水，但设计施工时要考虑地坪积水问题，因为泵在运行时，水泵轴封处必须保持少量滴水，以和冷却轴封，水泵在小修、大修时难免会有水流到地坪上，以及平时卫生打扫用水冲洗等，因此在设计施工中应注意地坪坡度提出要求，并考虑相应的排水沟槽或集水坑。
2.3、水泵在高速连续运行时水温一般在20—40度之间，室内温度往往高于室外，冬季问题不大。一到夏季，泵房如蒸笼一般，检修，操作热不可耐。通风不好也不利电机稳定运行，加之半地下式泵站建筑设计为了使外整齐划一，统一设计了平开窗，结果为了开启窗户，要搬动爬梯爬上爬下十分不便，致使泵站窗户如同虚设，长年无人开启。因此设计时要考虑做成翻窗或设置开窗走道方便开窗通风。
2.4、泵工值班室一般设计成与泵站互为一体，为的是便于操作和日常观察。泵站尤其是大型水泵，运行时一般噪音很大，值班室与泵房仅一窗之隔，故在设计施工时要充分考虑，尽可能采取措施减轻泵站噪音对值班室的影响，如值班室的门不宜直接开向泵站，观察窗要做成隔热隔音的双层窗等。
2.5、泵在杨程较小的情况下（几何扬程小于10米）建议不要在出水管路上设置止回阀，因为突然停电断水事故发生时，倒流水头不是很高，一般不能使水泵高速回转。去掉或不装止回阀，平时可节省电能，停电、断水时反而更有利于防止水锤事故发生。
2.6、为了保证泵的安装质量，一般设备固定在基础上，均需留出50mm厚的二次灌浆层，但有些设计图未加说明，土建做基础一步到位，就可能给安装施工带来麻烦。一般水泵出厂很少配防护罩，特别是大型水泵，在安装调试前就要自行设计配置好水泵防护罩，对安全生产是极为重要的。
篇（7）
1.1 影响水利工程整体目标
水利机电设备运行及安装质量的提高，是水利工程行业有待于深入研究的重大课题。由此可见，研究水利工程机电设备安装与管理，有着不容忽视的现实意义。作为现代水能开发与利用的重要机械设备，水利机电对区域的经济发展等意义重大，为了进一步加强对水资源的开发和利用，应当认真分析和研究其安装程序及流程，做到安装及后续利用的高效性，合理的进行资源上的利用，这样才能满足人们在生活以及生产中的用水需要，这些是与水利机电的设备息息相关的，只有把水利机电的安装质量提升上去，才能够保证水力机电设备发挥出应有的作用。
1.2 体现水利工程整体质量
水利工程的质量关系到很多方面的使用效果，水利机电设备安装的多个方面的施工情况共同构成了水利工程的质量，而水利机电设备的安装效果无疑是把其中的最为重要的一项。当水利工程已经被交付进行使用之后，机电的设备就会发挥出重要的作用；如果在水利机电的设备安装中出现了差错，将不大可能进行再次的停止运行和进行大规模整修，安装机电设备的过程中存在的任何差错都将会对该区域人民的财产安全乃至是生命安全造成威胁，进而导致整个工程建设的失败，所以机电设备安装的质量的保证，是实现水利工程建设目标实现的重要途径之一。工程中的机电安装环节能够关系到水利工程整体的质量状况，也是实现工程目标的一种根本性的手段。
1.3 综合的利用水力资源的设备保障
对水资源的合理运用是水利工程建设的目标，进而以此来满足人们生活及农业发展方面的能源需求，所以，唯有水利机电设备的合理安装，方可实现对水资源的的合理利用和满足社会的能源需求。在水利工程项目建设中，必须高度重视机电设备的安装与维修管理，特别是在重要水利枢纽、水电站的建设与使用中，机电设备的安装必须严格执行相关操作规程和技术规范，在设备安装完成后要进行全面的质量检测，确保无质量、安全问题后，方可投入使用。在水利工程机电设备运行过程中，要加强对其运行状态的实时监控，一旦发现各种运行故障，必须采取行之有效的维修方法，以保障机电设备运行的安全性、经济性、稳定性，促进水利工程项目整体经济效益和社会效益的提升。
2 水利机电设备安装工程常见问题
在现阶段的水利工程项目建设中，大型机电设备安装是现场施工管理的重点与难点之一，由于其具有体积大、技术等级高、配套设备多、安装与调试复杂等特点，客观上加大了安装管理工作的难度。
2.1 前期准备工作不完善
在工程项目的施工图设计阶段，由机电安装专业的设计人员对土建结构设计提出自己的技术要求，土建与安装的施工方案有时相互矛盾，且相互影响，主要包括一些地脚螺栓预留孔洞、通风设备的预埋构件、穿墙套管的预埋、电气工程相关的预埋固定件以及电缆预留洞口等等。在水利机电设备的安装工程中，较为常见的一些问题为墙根、管根以及板底的渗漏问题，机械部分损坏，如轴承和轴颈磨损，转轴弯曲或断裂，地漏标高控制不准确，屋面细部处理不规范，导致到建筑的地面坡度不符要求，支架和端盖出现裂缝。轴承磨损、转轴的断裂等机械部分的损坏；地漏没有按照设计标高进行安装；屋面等的细部做法不够规范致使到地面的坡度不符合要求。另外，所传动的机械发生故障（有摩擦或卡涩现象），容易产生漏水、渗水的现象，使到建筑水封深度严重不足，排水严重不畅，影响居民的日常生活。还有一些室内散热器的安装没有固定牢固，在安装时支架数量不足，造成将来使用过程中的管件接口出现漏水现象。
2.2 电缆孔洞预留不合理
由于机电设备的结构复杂多样导致水利工程中电缆数量比较多，孔洞预留出现问题一般主要是关于孔洞大小、位置尺寸的偏差以及同心度。偏差存在两种情况，这包括尺寸偏差和位置偏差。选用的支撑模板质量不合格是预留孔洞尺寸存在较大偏差的主要原因，由于在施工时，上部或侧向混凝土产生的荷载较大，导致过度挤压支撑模板，这致使模板严重变形。位置尺寸的偏差一般主要与人为因素有关，在工程施工中，施工放样人员的操作不稳，导致对孔洞的定位和同心度等出现很大的偏差，在设备安装时很难精确的对准。
2.3 电气暗配管不通
当前很多水利机电设备安装的时候，局部电位联结做法不规范，导致电位联结做法不正确或局部漏做，地漏水封深度不足，有害气体外泄，不能起到等电位保护作用。由于地漏安装不规范，散热器支管渗漏，电气暗配管不通，管内穿线"死线"，造成电气不通或跳闸，金属线管有毛刺。还有一些机电安装工程会在施工的时候出现电线导管出现扁折、断开、不通的问题，机电项目漏电开关动作不灵敏也会容易造成导线绝缘层损坏。同时，如果水利工程机电安装工程施工的技术存在户内配电箱安装及配线不规范的漏洞，那么进线保护管管口位置也就会不规范，箱、盘内配线压接不牢固，也一样是影响到整体的建筑工程施工。
2.4 基础二次混凝土处理工作不到位
篇（8）
从事电厂工作多年的笔者，在电力建设工程基建中，发现很多基坑开挖深度都超过6 m，属于深基坑，且地质比较复杂。其中，最难处理的就是含水层。下面就深基坑开挖及井点降水问题，谈谈自己的看法。
一、作业流程
定位放线第一层土方开挖布置井点降水第二层土方开挖
井点定位冲井布设井点管及敷设总管安装抽水机组运行降水井回填
二、井点降水措施
1.井孔定位。（1）根据地质勘测报告，降水井布置在基坑第二层土方平台上，检查井布置在基坑对角处。（2）根据施工作业指导书确定井位，用全站仪测定井位坐标，孔口高程用水准仪就近的基准点引测。（3）钻机选择，根据管井设计的孔深、孔径、地质及水文地质条件，选用能保证井的质量和出水量的钻井机械。
2.冲井。（1）钻机配有地质技术人员，根据钻井情况按要求准确记录地层变化情况（取样保存），终孔后结合测井及取样资料及时提出地层钻孔柱状草图。（2）设置沉淀砂池，以满足施工时泥浆循环的要求。（3）取样以能划清含水层与非含水层为原则，一般情况下，鉴别样每4 m取一个，变层时加取鉴别样。
3.布设井点管及敷设总管。根据地层情况，在终孔之前井管一定要运到现场。（1）下管前，应做好以下准备工作：一是试孔，都必须采用适用的试孔器试孔。二是排管，井底下5 m左右沉淀管。地面下8 m开始布花管沉淀管以上应根据地层情况，钻机技术人员按照含水层的位置做出滤水管、井壁管的排列图，并征得项目监理的同意。三是井管的焊接，要从三个方面用吊线法控制井管的垂直度，井管的对口焊接必须采用全焊接，不得采用点焊方式。（2）下井管要求：首先是下管前，要测定井深，检查孔斜率等，捞净孔底岩渣。其次是井管下到底后，将整个井管提升3 cm～5 cm左右，以保证井管直立于井中，且井管高出地面30 cm～80 cm。（3）填砾。填砾应注意两方面问题：一是砾料规格，应根据设计选择2 mm～15 mm砾料。二是填砾数量，要求每米环形间隙填反滤料不应小于0.22 m3。（4）洗井。要求必须用活塞洗井方法洗井。
4.安装抽水机组。（1）下井前准备。首先，准备好扳手、手锤、螺丝刀、电工工具及使用仪表。其次，检查电泵装配是否良好，随机附件是否齐全。卸下过滤网，转动泵轴，检查有无锈蚀和卡死现象。再次，拧下电机上端两个灌水孔螺栓，将电机内腔灌满洁净的清水，并即时拧上灌水孔螺栓。第四，用500伏兆欧表遥测电机绕组对地（即机壳）的绝缘电阻应不低于5兆欧。第五，包扎电缆接头。铜线接头接好后，首先用自粘橡胶带把三根芯线半叠包孔1～2层，再用塑料粘胶带半叠包扎3～4层后，把橡胶接套对接起来，对接处和接套两端再以粘胶带包扎多层，包扎层务必紧密圆滑牢靠，以防渗漏。测量电机绕组和引出电缆对地绝缘电阻，不低于5兆欧时方可下井。（2）安装过程中的注意事项：一是下泵过程中若发现有卡死现象，要及时旋转和扳动扬水管，以克服死点，避免卡死或损坏电泵。二是安装管路要垫正胶垫，并均匀拧紧联接螺栓。三是下井过程中电缆应在每节扬水管上，用塑料带或尼龙绳等耐水绳索系牢，严防拉断或挤破电缆线。四是根据井的流沙淤积情况，确定电泵距离，切忌将电泵埋入泥沙中，一般要求电泵距井底不少于3 m，动水位距进水节不小于1 m。五是电泵机组必须直立安装，不得倒卧使用。
篇（9）
华能玉环电厂海水淡化工程自2003年3月开始采用“双膜法”方案。为了充分验证方案选择的可行性，该厂于2004年4月至8月在现场进行了超滤装置的中试运行（现仍在运行），鉴于国内工程公司尚未有如此大规模的海水淡化项目，为了确保工程的先进性与安全性，该厂在承担玉环工程的概念
设计、技术方案及实施方面做了大量工作。
1系统设计
1.1设计参数
海水含盐量：34000mg/L；水温：15～32℃；水量：总制水量1440m3/h，单套出力240m3/h。
（34560m3/d）分为6套，
1.2系统流程
海水混凝澄清超滤一级反渗透二级反渗透
1.3总平面布置
玉环海水淡化工程的总平面布置充分利用了循环水系统的取排水系统的布置，紧靠防浪大堤一侧，自取水、混凝澄清、超滤过滤、反渗透制水、浓水排放，形成了完整流畅的布局。
2主要系统介绍
2.1海水取水系统
华能玉环电厂海水淡化系统充分利用了电厂的循环水系统，以降低造价，同时可以利用发电厂余热
文章编号:1000-3770(2005)11-0073-03
使循环排放水温升高9～16℃的有利条件，降低海水淡化工程的能耗。海水取水口位于电厂海域-15.6m等深线附近的海域，排水口设置在-5m等深线附近的海域。
循环水系统工艺流程为：取水口自流引水隧道循环水泵供水管道凝汽器排水管道虹吸井排水沟排水工作井排水管排水口。
海水经过循环冷却之后，冬季工况有16℃左右的温升，夏季工况有9℃左右的温升，因此，玉环电厂的海水淡化系统采用了两路进水，一路取自循环水泵出口（未经热交换的海水），一路取自虹吸井，根据原海水的水温变化采用不同的进水方式，基本保证水温在20～30℃，调整后维持25℃左右。
2.2海水预处理系统
海水反渗透（SWRO）给水预处理技术包括消毒、凝聚/絮凝、澄清、过滤等传统水处理工艺及膜法等新的水处理工艺，膜法预处理主要包括微滤
（MF）、超滤（UF）和纳滤（NF）等。预处理的目的：除去悬浮固体，降低浊度；控制微生物的生长；抑制与控制微溶盐的沉积；进水温度和pH的调整；有机物的去除；金属氧化物和含硅化合物沉淀控制。
2.2.1混凝澄清沉淀系统
为了降低海水中的含砂量以及海水中有机物、胶体的含量，必须进行混凝沉淀处理。混凝沉淀系统设有四座微涡折板式1000m3/h的混凝澄清沉淀池，为钢筋混凝土结构，设备内部没有转动部件，可有效地减少防腐成本。经混凝沉淀处理后海水浊度小于5NTU，运行参数为：混合时间：3s；絮凝时间：10min；沉淀池上升流速小于2.4mm/s。混凝沉淀处理后水质见表1。
表1预沉池处理效果
参数
预沉池出水最大值
预沉池出水最小值
预沉池出水80时间内的值
浊度(NTU)
20
1
TSS(mg/L)
20
5
COD(mg/L)
20
3
2.2.2过滤系统
该厂过滤系统采用了加拿大泽能（ZENON）公司浸入式ZeeWeed1000型超滤膜系统，膜元件主要的技术参数为：膜材料：聚偏乙烯（PVDF）；膜通量：50～100L/m2·h；运行压力：0.007～0.08MPa；最大操作温度：40℃；pH范围：2～13；化学清洗间隔期：60～90d。
2.3高压泵
高压泵是SWRO系统的重要部件，正确选择高压泵性能对系统安全性影响很大，它是运转部件，出现故障的概率高。
对于大型的海水淡化装置，一般采用的高压泵是离心泵。常用离心泵的结构形式有水平中开式和多级串式。两者相比在结构上应是水平中开式占较大的优势，据称可以达到6年不开缸维修，缺点是其设备价格昂贵。
2.4能量回收装置
由于PX系列的能量回收装置具有回收效率高，噪音低等特点，逐渐受到用户的青睐。由于设计中它仅有一个转动部件，没有机械密封和表面磨损，因而维护工作量很低。
2.5海水淡化系统
海水经过超滤后，经海水提升泵进入保安过滤器，然后进入一级海水淡化系统。一级海水淡化系统共设6组，每组设有压力容器58个，每个压力容器内装有7支膜元件，设计出力240m3/h（5760m3/d）。系统总出力为34560m3/d。
3玉环电厂海水淡化五个技术关键点
3.1高效混凝沉淀系列净水技术
该技术是在哈尔滨建筑大学承担的国家建设部“八五”攻关课题“高效除浊与安全消毒”的科研成果中“涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术”的基础上发展而来的。其中涉及了水处理工程中预处理的混合、絮凝反应、沉淀三大主要工艺，特点是上升流速比较快，占地面积比较少；没有类似机械搅拌澄清池中的转动设备，也没有类似于水力加速澄清池中的大量金属构件，这对于防止海水中突出的腐蚀问题是一个比较好的解决方案。
3.2超滤作为海水淡化预处理系统
为了验证超滤在工艺系统中设置的安全可靠性，以及寻找最适合的工艺参数，以最大限度地优化系统的配置。该厂组织了有六家公司参与的中试。试验结果表明高效混凝澄清技术、超滤系统用于该海水淡化工程是可行的。
3.2.1超滤出水SDI
试验结果显示，产水SDI总体上稳定在2.5左右，从整体趋势来看，随着时间的推移，超滤产水SDI有略微上升的趋势，这可能是由于在试验过程中超滤膜没有得到有效的维护，如化学清洗等；进水消毒不彻底；进水混凝澄清效果不理想等，造成了海水中的微粒、胶体、有机物和微生物等和膜发生了物理化学反应，改变了膜的分离能力。试验显示客观上虽然存在这种膜污染导致的分离能力下降，但这种表现为SDI的上升的下降趋势极为缓慢，并不明显。
水温升高，超滤出水的SDI随之升高；进水pH值升高，超滤出水的SDI也高，反之亦然。铁离子的影响：水中可溶解性的过渡金属离子，如Fe2 因氧化而形成沉淀使SDI升高；氧化剂的影响：试验过程中发现，如果加入次氯酸钠，超滤出水的SDI升高。
3.2.2超滤出水浊度
乐清湾海水浊度一般在100NTU以上，但是由于潮汐及天气的影响，浊度变化幅度非常大，实测最高达到2456NTU，经过混凝澄清之后，一般在15～20NTU，个别值达到50NTU。从超滤产水来看，产水浊度相对比较稳定，基本上在0.10NTU左右，虽有个别值达到了0.20NTU，但没有出现大的波动，基本上控制在0.15NTU以下。
3.2.3超滤出水中的铁
超滤进水铁的浓度变化范围在25.5～1451μg/L，去除率在80～90。
3.2.4超滤出水中的硅
超滤进水的胶体硅含量变化范围在1.081～
10.74mg/L，出水的胶体硅含量是比较稳定的，一般小于2mg/L，去除率最低时只有10，最高达到98，大部分去除率在70～90之间。
3.2.5超滤出水中的COD
玉环海水中CODMn不超过10mg/L，经过超滤之后，产水CODMn最高不超过5.0mg/L，也就是说超滤对CODMn去除率比较低。相对进水CODMn的波动，产水CODMn比较稳定，但还是呈现比较缓慢的上升趋势。
3.2.6超滤出水细菌总数
超滤对细菌的去除率达到100。
3.3系统回收率的确定
目前的海水淡化工程，回收率一般在38～50之间。决定回收率高低的因素主要有原海水水质、预处理系统出水水质、膜的性能要求、运行压力、综合投资和制水成本等。由于玉环项目采用超滤作为反渗透的预处理，原海水的含盐量通常在28000～32000mg/L之间，而最低水温高于15℃，因此在反渗透允许的设计条件下，回收率越高，系统的经济性越好。按照回收率40，45，50，进行了技术经济比较（表2）。经分析比较，我们确定的回收率为45。
表2不同回收率下的性能
40的回收率
45的回收率
50的回收率
一年运行压力(MPa)三年运行压力(MPa)一年内脱盐率()三年内脱盐率()设计通量(L/m2h)要求预处理的出力(m3/h)与45投资比较()系统运行安全性结垢可能性
5.395.6299.4899.3815.43600125高较低
5.675.9099.4499.3315.43200100高低
6.046.2699.3999.2815.4288080低高
3.4新材料的应用
海水淡化系统中另一个重要问题就是设备及管道腐蚀，根据工艺流程中接触介质种类及压力的不同，分别采用了双相不锈钢2205、2507以及奥氏体不锈钢254Mo，低压系统大量的采用衬里、塑料及玻璃钢管道。
3.5浓水排放综合利用
海水淡化系统中浓水排放是全球业内要解决的问题，由于发电厂循环水中一般采用氧化性杀菌剂来抑制循环水系统中藻类、贝类的生长，在海滨电厂大都设有电解海水制氯系统，反渗透浓水相当于在原海水的基础上浓缩了1.6倍，因此将一部分直接用于电解海水制氯，可以简化制取次氯酸钠系统设置，又可提高电解制氯系统的效率。
4制水成本分析
海水淡化的运行成本是大家比较关注的问题，也是评价系统方案可行性的重要依据。根据玉环工程投标商的报价情况、性能指标、使用保证寿命，综合考虑设备折旧、人工、药品、检修维护等各方面的因素，以上网电价为基础，吨水的制水成本在4元左右（表3）。
表3华能玉环电厂海水淡化工程成本测算
项目
金额
单项成本(元/m3)
以年运行
以年运行
7000h计
6000h计
工程动态投资(万元)
19244
其中贷款(万元)
14433
利率()
6.12
15年经营期利息
0.11
0.13
(万元，假设15年平均还贷)
110.41
化学药品消耗(元/m3)
0.3184
0.32
0.23
电力消耗(元/m3，
1.2
电价0.30元/kW·h)
1.20
1.20
大修及检修维护费(万元/年)
193
0.19
0.22
反渗透膜更换费用(万元/年)
980
0.73
0.88
人员工资(万元/年)
60
0.06
0.07
固定资产折旧费用(万元/年)
1282.9
1.24
1.48
单位运行成本(元/m3)
2.49
2.69
单位制水成本(元/m3)
3.84
4.30
5结论及建议
沿海电厂采用海水淡化方案无论经济上还是技术上是可行的。沿海电厂采用海水淡化技术可以充分利用电厂的取排水系统，而不必单设，可节省很大的初投资费用，并且电厂循环排放水的温升可使海水淡化的水温得到保障，有利于淡化能耗的降低。目前沿海城市淡水资源相对比较紧张，水价也在逐步上升，玉环工程海水淡化制水成本4元/吨左右的水平对于工业用水水价，二者已经基本持平，甚至低于工业用水的价格，因此沿海电厂选用海水淡化，不仅社会意义重大，经济技术上也是可行的。
采用超滤作为海水淡化的预处理系统虽然是膜法处理的发展方向，但是毕竟成熟的经验还少，有待于进一步的分析研究。玉环工程自招标前期即开始超滤中试工作，到现在还在继续进行，目的也是在进一步探索超滤作为海水淡化系统预处理的经验。
海水淡化虽然不是一门新的技术，但是毕竟我国目前大型的海水淡化工程经验还少，项目也不多，与国际上一些著名的公司相比，采购成本及技术合作上我们还处于劣势，这对我们的技术进步和海水淡化产业的发展是不利的。
该工程于2003年2月动工，2003年12月建成并试运行，2004年3月通过环保验收。整套设施自运行以来至今一直高效稳定。其处理效果见表2。表2数据表明，废水经处理后，出水各项指标均达到要求。从表2可知，废水经“水解酸化 混凝气浮 接触氧化法”处理后，其COD、悬浮物、石油类和磷酸盐总去除率分别为92.1、96.4、88.36和93.3。
表2废水处理效果表
项目
COD(mg/L)
SS(mg/L)
石油类(mg/L)
磷酸盐(mg/L)
调节兼水解酸化池气浮池出口好氧池出口过滤器出口
258.50185.6842.1320.18
117.6041.626.104.20
15.906.374.301.85
15.1010.712.81.0
4经济分析
该工程总投资143.78万元，其中设备费为88.2万元，土建47.83万元，其它费用7.75万元。该工程每m3产水总运行费用1.13元，其中电费0.23元，药剂费用0.70元，人工费0.2元。
5工程实例经验
（1）生产废水中的石油类污染物都是来自金属件表面保护性油膜，容易发生乳化反应，并被混凝成
“矾花”，含有一定的油质，有粘性，易结成团，浮于水面。根据这种特性，采用混凝气浮法具有较好的泥水分离效果。可见，气浮工艺对该废水不仅可高效去除石油类污染物，而且还可对废水进行预充氧，从而提高了废水的可生化性，更有利于后续的生化处理。
（2）生产过程中要对金属件用工业洗涤剂反复清洗，故所排废水富含工业洗涤剂成分，经曝气搅拌，会产生大量泡沫，在好氧池之前使用消泡剂，改变洗涤剂的表面活性，否则好氧池由于鼓气产生大量泡沫，无法正常运行。
（3）生产过程中所用到的工业洗涤剂及少量染色剂，都是一些难以生物降解的高分子化合物，因此在设计时先用水解酸化工序使一些复杂的大分子物质、不溶性有机物水解成小分子物质、溶解性有机物，然后再用接触氧化法对小分子物质和溶解性有机物进行氧化分解，才能取得较好的生化处理效果。
（4）水解酸化池中采用机械搅拌器进行搅拌，以增强废水与污泥之间的接触，消除池内的梯度，避免产生分层，提高效率。
（5）好氧处理段采用接触氧化法。池内填料比表面积大，池内曝气装置设在填料之下，供氧充足，池内生物活性高，生物膜更新速度快，可以承受的浓度负荷是其它生物法的几倍，因此可以减少占地，节省能耗。
（6）混凝沉淀池出水经过过滤器，保证悬浮物的水质指标达到排放要求20mg/L以下。
篇（10）
循环水场是石油化工生产企业厂区的重要组成部分。来自各装置的循环冷却回水经系统管网汇集进入循环水场中的冷却塔在塔体内通过配水系统等将水温降低。冷却后的水进入塔体下部水池，然后自然流入吸水池，再送至各装置冷换设备使用。由此可见冷水塔下水池和吸水池对于水资源的节约再利用等起到了非常重要的作用。水池结构本身的持久可靠耐用就显得非常重要。
1项目概况
该项目的循环水场塔下水池及吸水池位于山东某炼厂的项目内，现在已经投产使用，使用过程中情况良好。地下水对混凝土结构具有弱腐蚀性，塔下水池尺寸为532m长X215m宽X23m深及362m长X215m宽X23m深，与吸水池609m长X64m宽X56m深有管道连通。
2基本设计步骤
该塔下水池及吸水池为地面式水池，水池的池壁均有一半以上位于地面以上。塔下水池为双向浅壁水池而吸水池则是单向浅壁水池。由于水池本身的重要性的要求水池的防水等级按照维护结构允许的渗漏水量可以划分为4个等级。水池通过进行闭水实验依据实验的现象判断其是否达到规范的相应要求。石油化工冷却水池需要达到四级的防水等级。《石油化工钢筋混凝土水池结构设计规范》SH／T3132－2013对于混凝土水池的抗渗和抗冻也有相应的要求。水池混凝土的周围环境温度不能高于80℃。水池的防腐方法可以按现行《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046－2008的有关规定进行，当温度超过40℃还应该考虑温度对防腐层的影响。由于水池过长故而对吸水池设置了伸缩缝，而对于塔下水池则采用后浇膨胀混凝土加强带的做法。石油化工常用水池的结构安全等级为二级，结构重要性系数为10。水池可按照丙类构筑物进行抗震设计。水池地基的最大沉降值不宜大于300mm。
3材料等
该项目的水池采用了C30补偿收缩混凝土。水池混凝土的砂率宜为35％～40％，灰砂比宜为1∶2～1∶25，水灰比宜小于05（对于有抗冻要求的水池应小于05），塌落度不宜大于50mm。水池混凝土的性能应该通过实验来确定，并且需要满足现行《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119－2003中规定的要求。每立方米混凝土中的水泥含量不应少于300kg．水泥中的总碱量应不大于06％。水池混凝土中的细骨料和粗骨料除应符合《普通混凝土用石头砂质量标准及检验方法》JGJ52－2006和《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》JGJ53－2006，还应符合《石油化工钢筋混凝土水池结构设计规范》SH／T3132－2013中的相关要求。补偿收缩混凝土中膨胀剂的渗入量应达到《混凝土膨胀剂》JC476中规定的性能指标要求并通过实验确定。水池混凝土中最大氯离子的含量不应该超过水泥用量的02％。
4作用及作用效应
该项目水池的作用可以分为三类：永久作用、可变作用、地震作用。水池计算时不考虑风荷载作用也不计算温度或者湿度变化对壁板中面的作用。水池不考虑竖向地震作用。该项目水池也可不进行水平地震作用下的截面抗震验算，但应满足抗震构造要求。水池的永久作用、可变作用、地震作用以及效应组合等的详细计算选择可以参见《石油化工钢筋混凝土水池结构设计规范》SH／T3132－2013。静力计算的具体方法和规定也可参见《石油化工钢筋混凝土水池结构设计规范》SH／T3132－2013。
5裂缝宽度验算及抗浮稳定设计
抗裂验算及裂缝宽度和抗浮稳定验算可参见《石油化工钢筋混凝土水池结构设计规范》SH／T3132－2013要求。水池构件的最大裂缝宽度ω应符合下列规定：a、防水等级为四级的水池ω≤025mm；b、防水等级为二级和三级的水池ω≤02mm。计算抗浮力时不应计入池内贮水重、上部设备中、池内物料重及池壁与图之间的摩擦力。计算抗浮力时，池顶覆土的重度宜取16KN／m3；池底板外挑部分上部填土的重度宜取18KN／m3且不应考虑其扩散角的影响。
6构造要求
水池的壁板及中间隔板及底板的厚度不宜小于200m。钢筋的混凝土保护层厚度：40mm；水池迎水面：50mm。敞口水池壁板的顶端宜设置水平加强筋，当水池边长大于20m时池壁顶端宜加设暗梁。钢筋混凝土水池的配筋应符合《石油化工钢筋混凝土水池结构设计规范》SH／T3132－2013的要求。水池壁板和底板上不得使用贯穿性埋件，埋件尾部距另一侧混凝土表面的距离不应小于100mm。池壁上开孔大于等于800mm时，应在开孔的周边设置肋梁，并配置加强筋。水池变形缝的宽度按计算确定。变形缝可由止水带、填缝板和密封料三部分构成。该项目选用的是埋入式止水带。水池应该满足相应的抗震构造要求。水池顶盖的抗震构造要求包括：a、预制顶板在池壁上的搁置长度不应小于200b、预制板与梁的连接应采用预埋件焊接，每块板至少焊接三个角。设防烈度为6度及以上的地区的水池，受拉钢筋的锚固长度在规范表19规定的基础上再增加5d。
7结束语
水池的设计一直是民用及工业构筑物中的一个重要组成部分，希望本设计的设计思路能够给同类设计工作提供一个具体有效的例子。
参考文献
［1］SH／T3132－2013石油化工钢筋混凝土水池结构设计规范．北京．中国石化出版社．
［2］GB50141－2008给水排水构筑物工程施工及验收规范．北京．中国建筑工业出版社．
［3］GB50010－2010混凝土结构设计规范．北京．中国建筑工业出版社．
［4］GB50046－2008工业建筑防腐蚀设计规范．北京．中国计划出版社．
［5］GB50119－2003混凝土外加剂应用技术规范．北京．中国建筑工业出版社．
