取水头综述

水资源利用与保护 论文 文 献 综 述 论文题目：取水头的设计、施工和专利综述 学生姓名： 侯一超 学 号： 0906431205 系 别： 水利与环境工程学院 专业班级： 环境0942 取水头部指指的是河床式取水构筑物的进水部分。取水头是否设计合理、安装得当，直接关系到取水的水质、水量。本综述就取水头的设计、施工以及专利产品展开综述。 一、设计 (一)取水头的斗式排沙装置 J C 型取水头是一种高效、防草和除沙的新型取水头。斗式排沙装置是该取水头部的关键组成部分。 JC 取水头的主要特点. 在于它的斗式排沙装置能利用高流速江水的动能实现自动连续排沙; 又能排除江水短流和紊流脉动对斜板沉沙效应的干扰。 1 、上排沙斗 当落沙孔的尺寸一定时, 如排沙斗容积太小, 则运行时上排沙斗中的沙层高度会大大超过斗的高度, 沉沙会被水流带入出水中去。根据我们的试验和实际使用情况, 对粒径少0.1m m 的沙粒。含量< 5 kg/ m 3时, 斗的容积应不小于斜板区有效容积的15 % 一30 %。上排沙斗的下口面积为斜板区过水断而积的13 % 一20 %。上排沙斗的高度, 考虑到沉沙的密集过程和需形成一定的沙层高度, 应不低于上部斜板区高度的35 % 一45 %。斗的斜壁角度与斜板的角度相同。如斗的容积和斗的高度较大时, 可适当增加斗的个数以缩小斗的容积和降低斗的高度。 2. 下排沙斗 落沙孔, 即阻流板下端距下排沙斗壁或另一块阻流板的最小通道的而积在满足沉沙通畅排除的情况下, 以小为宜。因为孔越小, 越有利控制短流和紊流脉动。根据试验, 对粒径>0.lm m 沙粒, 含量小于5 k g / m 3 时. 落沙孔总面积应占斜板区过水而积的10 % 一15 %。含沙量低, 可取下值, 含沙量接近4 一s k g / m ’ ,可取上限值。 实践表明, 如果进水孔为圆形,则落沙孔用短边等于进水孔直径的矩形孔比圆孔好。因为: 比进水圆孔稍大的细小漂浮物(如腐烂的碎叶片和树皮等) 进入后, 在落沙孔更易于排出。 落沙孔的尺寸. 按下式决定: 式中, d2一一- 落沙孔的尺寸, 若是矩形孔, 则 为短边尺寸; 若是圆形孔, 则为圆的直径; d1 一一侧斜斗进水孔尺寸, 圆形为直径,矩形孔为其短边尺寸;0.5~1.5一一考虑沉沙和细小漂浮物能排出, 以及增大局部阻力的调整系数。从出水端的排沙斗到进水端的排沙斗的落沙孔, 该值由0.5 逐渐增大至1.5。即落沙孔尺寸由比进水孔尺寸小增至比进水孔尺寸大。下排沙斗里的阻流板数, 建议以不少于3块为宜, 其倾角不小于50 度。下排沙斗的横断面与上排沙斗的一F断而相同。其高度根据能安装3 块阻流板而定。但可控制为斜板区高度的巧%一20 %。[1] 取水工程取水头水力特性的试验研究 1.模型设计 某新建600MW 发电工程取水量为43m3/ s。取水头部结构有8 个吸水头, 吸水头的中心距为6m, 吸水头为方型, 进水面的高2. 5m, 宽3. 5m, 水由四个侧面进入, 经过断面为1. 4 􀀂 1. 4 的方型竖管进入海底圆型盾构隧道母管。为防污物进入, 吸水头的进水面处设有断面为30mm ~50mm 的栅条,栅条间距为30mm, 进水方型竖管长度为6. 7m。吸水头顶部距海水水面的最小距离为4. 42m。 结论 (1) 本文给出了具有8 个吸水头组合的取水头部和吸水头的阻力系数, 可供相同工程直接应用。 (2) 本文给出的方管汇流于圆管阻力系数的计算公式, 与国外资料相比合理可靠, 可供设计计算参考。 (3) 对于吸水头少于8 个的取水头部阻力系数可采用式计算, 对于多于8 个吸水头的取水头部的阻力系数可参考此式的计算结果。[2] 施工 厦门港务工程公司2 800吨钢筋混凝土取水头构件吊装工艺 通过对取水头的深入研究分析后, 对其进行临时封闭措施,使它成为一个耐压的密闭容器, 经过计算得知, 取水头构件即具有自浮功能, 用210吨起重船来安装就成为可能。 1 针对取水构件进行包装整形 2800吨这样的庞然大物在陆地上可以借助滑道、轨道或者水囊等工具来个四两拨千斤的态势, 进行短途迁移至海岸边的半潜驳(与浮船坞相似)上, 再拖运安装地点。这种经验技术和施工设备已是成熟的。取水头构件如果不经过包装, 其浸入水中的净重还有1000多吨, 210吨起重船是绝对承受不了的。因此, 只有对构件进行全封闭包装, 使其具有足够的排水体积所产生的浮力能让取水头达到自浮状态, 施工方可进行。根据取水头构件的形状特性可知, 它的最大排水体积就是全封闭的圆柱体的体积。因此首先必须对取水头构件的取水口、栏栅处进行临时封堵, 使之成为密闭容器。考虑到取水头构件是安装在水下20米深处, 封堵的材料须耐2个大气压的压力而不漏水, 综合考虑后, 封堵材料采用钢结构加密封材料可达到要求, 并在下水之前进行气密检验效果情况。通过理论计算, 封闭后的取水头构件在浸入水中10米即可达到自浮状态, 每沉浮1米, 就有320吨的浮力差异。在施工前必须在构件上醒目标以分米为单位的刻度, 让施工人员直观判断构件的浮态状况并进行适时调整。 2 安装工艺过程探密 在适宜的自然条件出现时, 210吨起重船抛设八字锚, 定位在取水头构件安装的准确位置上。警戒船开始在施工区域巡逻, 负责施工的安全保卫工作。载有取水头构件的半潜驳进入起重船的作业区域内, 在构件的吊点上接挂起重船的主升吊钩, 同时把构件上的水泵与起重船上的电源对接。当施工预备工作准确无误地完成后, 半潜驳开始下潜, 起重船的主升吊钩相应跟随下降, 吊钩始终保持负重在100吨左右(主要是考虑防止挂绳脱离吊点的意外)。 当取水头构件在负载情况下起浮时, 半潜驳离开施工区域。起重船在测量人员的指挥下, 依靠船上的锚机收放锚绳来调整位置和方位。在调整到位时, 启动灌水水泵往取水头构件内注水, 在保持吊钩受力不变的情况下, 相应下降主升吊钩,使之与灌水速度同步。操作人员必须保持高度警觉, 统一指挥。在构件将沉入到位时, 停止注水,并再次在测量人员的指挥下调整取水头的方位和取向, 方位对正后, 再继续沉放到基床上。因水下基床整平往往是潜水员靠感觉来处理的, 水下工程很难有个理想的效果, 因此, 取水头构件安放在基床上还要经过多次的调整, 直到满意的结果为止, 方可往构件内继续注水到满。当取水头安装到位后, 拔开潜水泵的电源, 卸去起重挂绳。起重船配合潜水员拆卸临时的封密钢结构件, 清理施工现场, 退出施工区域。[3] (二)超大型取水头海上浮运沉放施工 取水头的结构形式及尺寸见图2~3。 在开始加水下沉到加水高度为4.4m期间, 取水头的重心位于浮心之上, 取水头处于不稳定状态, 随着注水量的逐渐增加, 浮心逐渐上升, 稳定性逐渐增加, 注水量大于4.4 m后浮心位于重心之上,定倾高度大于0.2 m, 取水头处于稳定状态, 因此在注水高度达到4.4 m以前, 取水头处于不稳定状态, 需要采取相应的措施增加取水头的稳定性。[4] 图3取水头三维图 (三)超大型取水头海上浮运沉放施工中的稳定性分析 嘉兴电厂二期深层取水构筑物是3# 、4# 、5# 、6# 机组( 单机容量为600MW)的重要配套设施工程,包括两根取水隧道, 每条隧道的端部有一超大型取水头, 采用海上浮运沉放工法施工, 即先在干坞内预制隧道管段和取水头, 然后浮运结构至设计位置后进行沉放, 结构就位后进行水下锁定和基底处理, 形成永久结构。取水头为外径25m, 高16. 6m 的圆桶形结构, 总重达4700T, 属国内同类工程之最。 取水头制作完成后要对所有与外界相通的孔道进行封闭, 确保干坞进水后整个取水头形成一个密闭体, 以便提供足够的浮力使取水头浮起。取水头的进水窗以及引出段的两端面均用钢封门封闭, 混凝土浇注孔及潜水员孔用法兰片封闭。封闭工作完成后通过抽真空对取水头的气密性进行检验, 达到气密性要求后方可开坞放水, 为防止正式浮运前取水头高潮位情况下在坞内自浮, 还要向取水头内注一定量的压载水。 为了实现取水头克服浮力下沉, 需要向取水头内部注水。在加水下沉的过程中压载水体在取水头内部形成面积约450m2的自由液面, 在外力干扰下容易产生振荡对取水头下沉过程中的稳定性极为不利,因此应通过理论计算分析在海上浮运阶段以及加水下沉过程中取水头的稳定性以及吊点的受力情况, 以便采取相应的工程措施, 确保取水头在各个阶段均处于可控状态。参考交通部/ 重力式码头设计与施工规范JTJ290-980, 取水头在浮运, 沉放阶段的定倾半径计算如下 在开始加水下沉到加水高度为4. 4m 期间, 取水头的重心位于浮心之上, 定倾半径小于0. 0m, 取水头处于不稳定状态, 随着注水量的逐渐增加, 浮心逐渐上升, 稳定性逐渐增加, 注水量大于4. 4m 后浮心位于重心之上, 定倾高度大于0. 2m, 取水头处于稳定状态, 因此在注水高度达到4. 4m 以前,取水头处于不稳定状态, 需要采取相应的措施增加取水头的稳定性。 为了最大限度的降低工程风险, 确保两只取水头如期、精确地沉放到位, 对取水头的起浮姿态、起浮条件以及浮运沉放过程中的稳定性进行了全面的分析, 并采取相应的工程措施, 确保取水头在浮运沉放的各个阶段均处于可控状态, 最终实现取水头的高精度沉放就位, 取水头的轴线偏差控制在0. 0014 弧度以内, 为实现整条取水隧道精确贯通奠定了基础。[5] 国电蚌埠电厂取水头施工 国电蚌埠电厂补给水系统工程包括: 补给水取水头、自流引水管、补给水泵房、阀门井、测流井等。 补给水取水头布置为河床式, 即将取水头伸入到河床的深水区取水, 最低设计水位1311 m 时, 顶部的淹没深度约2147 m。取水头共2只为钢结构, 取水头基础采用<508钢管桩支承, 桩长418~ 910 m,共28根。钢管桩桩顶为钢筋混凝土承台, 取水头与钢管桩通过承台混凝土连接成整体。 通过综合比较, 取水头工程施工采用了水下施工 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。水下钢管桩沉打、水下承台混凝土浇筑和水下钢结构安装的施工质量控制是本工程的重点。 图4 取水工程主体施工程序 1取水头部工程施工 1.1总体施工程序 蚌埠电厂补给水取水头工程施工程序见图3。 1.2施工方法 1.2.1水下沟槽开挖 水下地形测量和沟槽边线放样结束后, 用挖泥船(液压抓斗)开挖沉管沟槽。弃土采用开底泥驳运至业主指定的深水抛泥区。 1.2.2 钢管桩桩基施工 (1)钢管桩施工流程。 初步测量水下沟槽开挖打桩船定位钢管起吊定位钢管沉打测量截桩打桩船移位至下一桩位以此循环施工至全部管桩施打完毕清理现场。 (2)钢管桩沉打方法。 由于沉桩数量较少, 采用在浮吊或驳船上安装打桩导向架, 利用导向架升降桩锤进行钢管桩沉打, 桩锤为90 kW 震动锤。钢管桩沉打方法如下: ¹ 将钢管桩吊起, 用全站仪和经纬仪测控使钢管初步定位。 船舶锚缆调整到位后, 在大堤上再用全站仪对已入岩土的管桩进行校核精确定位, 桩位确定后进行施打沉桩。»在沉打过程中, 大堤上的全站仪对沉桩进行全程监测, 以便及时发现桩位偏差。当桩顶到达水面位置后, 进行管桩接高校正, 然后继续沉打, 直至钢管桩达到设计桩顶高程。¼终沉后的管桩顶面高程如超过设计高程, 由潜水员在水下用专用切割工具对超高部分进行切割, 切割位置由陆上测量人员进行测控。 钢管桩的沉桩部分为水下隐蔽工程, 施工现场负责人必须对沉桩过程的施工情况进行详细 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 , 沉 桩结束后及时将沉桩记录报送监理工程师验证和复核验收。 1.3取水头部钢构件加工、安装 1.3.1 钢构件加工 水下钢构件包括钢横梁、桩帽、稳管支座、异径管、哈呋接头、钢抱箍等。钢构件需在船上拼装成规格形状, 少部分半成品在河滩场地上进行加工。需要对连接紧固孔的构件(钢横梁、管座)待钢管桩沉桩结束后按实际测量数据进行开孔, 以保证连接孔位置准确。所有钢构件的表面均需进行除锈和防腐。 由于取水头部底座重量、尺寸较大, 制作期间需要进行调面防腐处理等, 现场安排1台浮吊配合制作人员对底座进行翻身调面。 1.3.2 钢构件安装 ( 1)水下钢构件安装顺序。桩帽安装水下管壁开孔螺栓固定桩距测量桩横梁安装梁与桩帽开孔连接取水头钢围檩水下安装钢管沉放管座位置调整管座与横梁连接开孔螺栓固定哈呋连接安装。 ( 2)水下钢构件安装方法。沉桩结束后, 开始复核桩顶高程和桩位距离, 修整桩管, 以便进行桩帽、托管横梁和支座安装。钢横梁安装是水下安装的重要环节。在安装前需对管桩的位置、高程、横向距离进行精确测量。如果桩位偏差较大, 会增加水下安装难度。 水下安装钢构件时, 水面由浮吊配合将桩帽、钢横梁及构件吊入水下, 潜水员在水下通过对讲机通知水面人员进行上下位置的调整。将桩帽套入钢管桩后, 再用水下电割工具在桩帽侧面预留孔中对管桩壁开孔( <72) , 插入M72螺栓后拧紧。梁一端固定安装孔在水面上开孔, 另一端安装孔采用水下电割开孔, 再由潜水员在水下进行连接和紧固。托管支座随沉管下沉到位后与横梁进行连接紧固。为保证取水头及管道顺利安装, 减少干扰, 钢管桩沉打结束后必须对终沉桩位进行测量和记录, 钢管桩切割后再复测一次桩距。待取水头安装就位、固定 并浇筑完混凝土后再安装桩上横梁。 1.4引水钢管制作、防腐及沉放 1.4.1钢管制作及防腐 引水管采用Q235 - B 型板材进行卷制, 短钢管卷制在现场加工区内完成, 卷制结束后, 管壁内外经喷砂除锈后, 外壁采用FC8715型环氧煤沥青防腐涂料和玻璃纤维布进行互穿防腐。短管防腐时, 端头留出10 cm用作焊接接头处理位置。管道接长在滩地加工场进行。吊装前, 在连接端安装好密封橡胶圈, 减少水下安装作业难度。 1.4.2 碎石垫层抛填 引水管底部钢横梁及管座安装结束后, 组织船舶进行碎石抛填。用导管碎石投入沟槽, 水下由潜水员配合移动导管。应随时控制碎石抛填面的高程, 碎石面达到设计高程后使用专用整平装置进行整平。有横梁的位置预留操作空间, 以便潜水员在水下安装抱箍螺栓。 1.4.3 沉 管 先安装靠近取水头部分的一段引水管。该段管道长度约1515m 重约5 t。采用浮吊和一艘配有起重机的驳船, 一将管道次吊装沉放到位。 沉管过程中, 测量人员须对沉管轴线进行测控,其轴线偏差应控制在50 mm以内。沉管定位后由潜水员配合测量管道中心线高程偏差。若偏差\100 mm,要及时进行调整, 保证其高程偏差值在规定范围内。 1.4.4 哈夫接头加工安装 一付哈夫接头采用两个<1 300 mm 半圆型、长度2 100mm钢管焊制而成。哈夫内壁设置钢筋挡圈,外壁设置专用吊耳。哈夫内外壁经除锈后, 采用环氧煤沥青防腐涂料进行涂刷。引水管道沉放到位后, 由潜水作业船配合潜水员将哈夫的下半叶从管底穿过, 其两端用导索引出水面进行挂钩, 由两组潜水员在水下指挥调整哈夫的具体位置。当下来哈夫在引水管接头两侧均匀对称后, 通知水面作业人员安放上半叶哈夫, 安放到位后, 由潜水员用工具螺栓将上下两叶哈夫收拢, 安装紧固螺栓。紧固螺栓时哈夫两侧应同时对称用力, 防止因受力不均而造成哈夫耳板变形, 影响连接密封性能。 215 取水头部水下混凝土浇筑 取水头钢结构安装结束并验收合格后, 在其外围按设计要求安装钢框模板, 布设混凝土入仓导管(导管采用<200套丝接头钢管连接而成)。为方便导管的提升和拆除, 每节长度为2m, 总长度为10m左右。取水头水下混凝土施工平台为驳船。混凝土拌和机、泵机、受料斗等布置在驳船上。导管提升由驳船上的起重设备实施。水下混凝土浇筑前, 先向导管内注入适量的水泥砂浆, 随即灌入混凝土。浇筑过程中导管下端至少埋入已浇筑混凝土中30 cm以上, 导管每次上提012~ 016 m 左右。水下混凝土保持连续浇筑, 间隙时间过长或导管脱空时,按施工缝处理。[6] 吉林市二水厂取水头的施工 1.取水头的预制 取水头的预制选定在松花江西岸露天制作, 当时由于通往施工现场没有道路, 因此在施工前修建了一条长500m、宽8m 的道路, 以满足施工交通需要。施工分以下几个步骤进行: (1) 开挖基坑坑槽、设围堰 首先确定制作取水头部箱体处的坑槽开挖尺寸, 根据箱体的自重与水的浮力计算, 将坑槽挖至按当时松花江水进入坑槽时箱体可以浮起为止, 据此确定坑槽开挖尺寸为: 15.47m ×39.37m ×4.4m。基坑坑槽挖好以后, 在坑槽的周围用两层砂石草袋进行围堰, 并在两层草袋子中间用015m 厚的粘土层夯实, 保证不透水。 (2) 制作加工平台 围堰施工完毕后, 还要修建用于浇筑取水头部的加工平台。首先, 利用机泵控制坑槽内的水位, 利用水表面找平加工平台的地板, 使其保持水平, 在水位很浅时, 用碎石找平平台地板,然后横向铺设110×220×2200mm 的防腐枕木, 间距500mm, 使上部取水头部的荷载均布于地基, 同时为了进一步找平, 再在枕木上纵向铺设了18a# I 字钢, 间距500mm, 并用钢钉与枕木紧密地固定在一起, 在钢轨与枕木中间用碎石填充紧密, 在I字钢的上面铺设厚10mm的钢板, 为便于取水头的牵引浮起, 在钢板上又涂一层润滑油, 铺油毡纸两层, 然后在其上面进行取水头箱体的加工预制。本箱体按一般水工建筑物加工制作。箱体在设计时, 考虑了箱体牵引时的锚固点位置设定, 在施工时将锚固点直接固定。 2.取水头浮运、沉箱、就位 由于取水头箱体分为两部分, 因此可将两箱体( Ñ、Ò号)分别牵引就位。牵引前, 要根据实际完成的钢筋混凝土箱体结构, 准确测量取水头部箱体的各部分尺寸, 精确计算出取水头部的实际吃水深度。然后, 当取水头箱体的混凝土强度达到100% 时, 封闭所有的进水窗口, 人孔、导水管等, 再进行注水试验, 检查无任何渗漏后, 再拆除围堰, 使江水进入取水头部基坑,箱体自动浮起, 然后在江对岸卷扬机的牵引下,首先使Ñ号取水头箱体浮运至设计位置, 认真进行平面坐标复测, 待符合要求后, 注水下沉就位。Ò号取水头部箱体的浮运方法与Ñ号取水头的就位方法相同。为防止与Ñ 号取水头相互碰撞并能准确就位, 预先在Ñ 号箱体尾部顶面埋设«16 钢筋高出水平面2m, 上面挂红旗为指示标志。箱体就位后, 如果发现取水头的坐标、标高发生偏差, 没有满足设计要求时, 可通过预先装好的D325@×6 管, 抽出箱体内的部分水, 使箱体自动浮起, 调整好位置后再按以上程序重新注水, 下沉就位。 3.取水头箱体的稳定措施 取水头箱体就位后, 为加强取水头部的稳定性, 采用载重5t 的拖船, 将搅拌好的混凝土运至取水头部, 由设在取水头尖端的800 ×800mm 孔, 在水下浇筑C 10 毛石混凝土, 待尖端部位的混凝土灌至与顶板平齐时, 再将封口板取消, 充排水管拆下, 最后还要在取水头部的周围抛大块的毛石加固。[7] 来宾火电B厂水泵房取水头施工 　1 在水下爆破挖至设计高程后, 由潜水员进行清基作业。 　2 在取水头预制构件的底部铺设一层厚30～50 cm 的碎石并找平。 　3 取水头预制构件使用驳船吊装就位, 整个就位过程必需进行水上及水下观测。 　4 取水头下水前在其进水口安装密封钢板闸门。 　5 在取水头的下水就位过程中将闸门的阀门打开, 以确保构件内充满水。[8] 平坪电厂自流引水工程取水头的施工 取水头移位下水问题。这项工序比较复杂, 因为取水头体积大, 重量也大, 需在现场制作拚装, 并须考虑制成后滑移下水浮运的要求, 因此制作场地必须紧靠下滑位置. 并结合取水头结构的强度、刚度提出一个稳妥可靠、保证安全和质量的施工方法和技术措施.最后选择在取水口下游约2 0 m 处自然河滩上修筑简易滑道, 在滑道顶端的滩地做取水头制作场地。并应考虑以下几个问题。 (l) 尽量利用河滩自然坡度满足下滑与取水头浮运要求, 使滑道开挖工作量减至最小。 滑道结构可选用轨枕道碴形式. 滑道基础应挖去表土约80 o m 后再以毛石铺垫钢轨及轨枕均为铁路上使用的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 形式, 便于施工及备料。 (3) 结合取水头的加工制作及尽量缩短施工周期, 取水头在滑道上拚装, 滑道铺设长度水下段为34.5 m , 陆上段5.8 m。 (4 ) 取水头底板在现场制作, 然后翻吊放在专供取水头下水用的滑道小车上拚装。开始下滑时只要拆除滑道小车外临时钢壳支撑件, 然后由事先准备的卷扬机牵引小车溜放下滑, 前方设工程船牵引。[9] (八)实体造型技术取水头沉放施工中的应用 AME 实体造型技术能够很方便地构造出任意三维实体, 得到工程设计的透视、消稳等效果图, 并可得到空间体的物理特征, 便于受力分析计算。而利用AME 的二维版本构造区域模型( Regional Model) , 也可以求得任意平面图形的几何特征等, 例如桥梁设计中薄壁截面的抗弯、抗扭截面模量等, 另外, AME造出的实体也可以转换到SAP5、SuperSAP 等有限元分析前处理软件ViziCAD 中, 极大地方便了复杂空间结构的有限元分析。因此,实体造型技术为广大工程设计人员提供了又一种计算机辅助设计的有力工具。[10] 五面通透的1 700 t取水头沉箱的吊装准备工作 吊装作业前, 必须对吊运工艺进行认真的编排,包括起重船的吊装工艺选择、吊运过程中应急处理和沉箱到位时如何放沉到海床上、气象分析及海洋潮汐时间的确认等。 1. 起重船的吊装工艺选择 本次吊运安装取水头沉箱的200 t起重船, 其规格为船长43m、宽16m、型深3 m; 起重臂长35 m,额定幅度14m、吊钩离水面的净高距离为28 m; 起重钩头为并联的两个100 t山字型吊钩组, 每组吊钩组上都设有电子称重仪, 可以直接读出起重船所承吊重物的即时质量。鉴于取水头沉箱在水中浸沉7. 5m 左右就能达到自浮状态, 沉箱吊运时起重船的起重量只要在50 t左右就能达到平衡状态, 就位安装时的最大起重量在120 t左右, 因此在吊装工艺上不用钢质的平衡梁之类的辅助吊具, 而是直接在沉箱上端四角的预埋吊环与起重船上的吊钩之间用4根直径为60 mm、长16 m 的钢丝绳, 并采用卸扣挂接, 按理论计算其强度、幅度及施工高度都满足工艺设计要求。 为了防止沉箱在吊运、安装过程中随风浪漂移,需要采用两组钢丝绳把沉箱与起重船联在一起并定位, 让沉箱与起重船同进退。起重船在进出围堰时采用起重船上的绞缆机收放缆绳和锚绳的方法来实现进退。 因为小吨位的起重船吊运大吨位的沉箱的吊装工艺主要是利用海水的浮力作用来实现, 因此整个吊运过程是高潮位时运出, 低潮位时安装, 保证沉箱在出运的过程中有充分的水深, 以免沉箱与海底的障碍物碰撞而发生意外。低潮位安装是保证海水往沉箱内倒灌, 同时也可节省安装时间, 减少施工风险。 2. 气象分析及潮汐表的认定 风力和海浪对起重船的影响非常大。闽南的3月, 季风是东北风, 而施工场所是东南向, 并面向外海, 海上的作业环境非常复杂。当然厦漳海域每天清晨有一时段时间相对平静一些, 这是沉箱吊运出堰的最佳时间。春天的气候变化快, 我们根据当地气象站的气象与海洋风浪的即时报道和未来几天的预测, 并派人在现场随时跟踪掌握风浪变化的规律,发现可施工的气象环境条件。在风浪满足施工要求的时间段里, 我们就对照潮汐表进行分析, 拟定吊运施工的具体时间表。 3. 制定安全施工应急措施 沉箱全部浸到水中最轻也有1 000多,t 还是远远超出起重船的额定起重能力, 如果沉箱进水了, 就会危及施工安全, 因此必须考虑沉箱万一有水渗漏情况下的应急办法, 同时要考虑沉箱就位安装时有所偏移情况下纠正位置的办法。笔者认为最有效的办法是在沉箱内设置4台50 m3 / s的抽水泵, 排水口向外, 当沉箱有漏水时可视情况开动1台至4台抽水泵进行抽水, 同时设置1台80 m3 / s的向内抽水泵, 用于安装就位后对沉箱加水压载。抽水泵的电源来自起重船上, 抽水泵在设置前必须进行测试,保证完好, 电源也必须保证可靠供电, 一旦发生渗漏现象可立即投入使用。虽然起重船上有吊重电子秤显示重量, 但在施工中还需要更直观的显示重量数据的刻度。因沉箱的重量是固定的, 沉箱又是正方体的, 即它每沉进水中一定尺度所产生的浮力也是固定的, 这样根据计算, 就可以用刻度直接标出沉箱浸水的程度及其在水中的实际重量。这个刻度尺可在沉箱的四边上用较醒目的油漆来涂写, 刻度以10 cm为单位, 每个单位增加20 t的吊力(亦是浮力的数据) , 并在50 cm和1m 的刻度上标示数字, 以便于起重指挥员随时掌握较准确的起重量。[11] 专利 （一）一种自动防堵式水泵取水头 【申请号】 CN02229542.9 【申请日】 2002-05-25 【公开号】 CN2564785 【公开日】 2003-08-06 【申请人】 卢咏林 【地址】 441000湖北省襄樊市大庆西路155号襄樊供水大道科技公司 【发明人】 卢咏林 【专利代理机构】 襄樊崇科专利事务所 【代理人】 严崇姚 【国省代码】 42 【摘要】 本实用新型名称为一种自动防堵式水泵取水头,属于水源取水技术领域。主要是解决除草环与取水头之间摩擦阻力大和管径大于600mm时除草环易卡死、烧毁电机的问题。它的主要特征包括一个其上部为一段封闭筒体、中部设有带导向机构的阻草环、下部设有纵向条状格栅和一段封闭筒体的长筒状取水头,一个与该取水头上部动配合、且设有穿过阻草环导向机构的除草片的筒状除草环,一个由设在机架上的传动轴、曲柄、连杆、减速机和控制电路构成的驱动装置,在取水头上部封闭筒体与除草环之间设有滚动装置。它主要用于管径大于600mm以上的自动防堵式水泵取水头。 【主权项】 1、一种自动防堵式水泵取水头,包括一个其上部为一段封闭筒体、中部设有带导向机构的阻草环、下部设有纵向条状格栅和一段封闭筒体的长筒状取水头(8),一个与该取水头(8)上部动配合、且设有穿过阻草环导向机构的除草片的筒状除草环(7),一个由设在机架上的传动轴、曲柄、连杆、减速机和控制电路构成的驱动装置,其特征是：在取水头(8)上部封闭筒体与除草环(7)之间设有滚动装置。 【主分类号】 F04D29/70 【专利分类号】 F04D29/70 [12] （二）自动防堵式水泵取水头 【申请号】 CN98245853.3 【申请日】 1998-11-28 【公开号】 CN2357169 【公开日】 2000-01-05 【申请人】 襄樊供水大道科技公司 【地址】 441000湖北省襄樊市大庆西路155号襄樊供水总公司 【发明人】 卢咏林 【国际申请】 【国际公布】 【专利代理机构】 襄樊市专利事务所 【代理人】 严崇姚 【国省代码】 42 【摘要】 自动防堵式水泵取水头属于一种水泵用取水头。主要是解决取水头部经常被堵塞的问题。它的主要特征是包括一个筒状取水头,该取水头的上部为一段封闭的筒体,且设有除草环,除草环上设有均匀分布的除草片；中部设有导向机构的阻草环；下部设有纵向条状格栅和一段封闭的筒体；还包括一个由曲柄、连杆、控制电路等构成的驱动装置。除草片周期性地上下运动,可及时清除吸附在条状格栅上的堵塞物,保证正常取水。具有体积小、易安装、使用寿命长的特点。 【主权项】 1、一种自动防堵式水泵取水头,其特征是：包括一个与进水管(5)联 接的长筒状取水头(1)；该取水头(1)的上部为一段封闭的筒体；中部 设有导向机构的阻草环；下部设有纵向条状格栅和一段封闭的筒体；取水头 (1)的上部筒体上设有与其动配合的筒状除草环(3),该除草环(3) 上设有均匀分布且穿过阻草环(2)上导向机构的除草片(4)；还包括一 个由设在机架(7)上的传动轴(9)、曲柄(8)、连杆(6)、以及减 速机(11)、控制电路构成的驱动装置,连杆(6)与除草环(3)铰接联 接。 【主分类号】 F04D29/70 【专利分类号】 F04D29/70 [13] (三)水下驱动自动防堵式水泵取水头 【申请号】 CN00115975.5 【申请日】 2000-08-22 【公开号】 CN1291686 【公开日】 2001-04-18 【申请人】 卢咏林 【地址】 441000湖北省襄樊市大庆西路155号襄樊供水大道科技公司 【发明人】 卢咏林 【专利代理机构】 襄樊市专利事务所 【代理人】 严崇姚 【国省代码】 42 【摘要】 一种水泵用取水头。主要是解决现有自动防堵式水泵取水头的驱动装置不适应水下的问题。它的主要特征是包括中部设有阻草环、下部设有条状格栅的筒状取水头,套装在取水头中上部、带除草片的除草环,固定在进水管上的液压缸,液压缸活塞杆直接或经连杆与除草环联接,液压控制台通过液压管道与液压缸连接。液压缸带动除草片作往复运动,可清除吸附在条状格栅上的堵塞物,保证正常取水。具有可装于水上、水下,且适用范围广的特点。 【主权项】 权利要求书 1、一种水下驱动自动防堵式水泵取水头,包括一个与进水管(5、10) 联接的、中部设有带导向机构的阻草环(2)、下部筒壁上设有纵向条状格栅、 且最下部为一段封闭筒形的长筒状取水头(1),套装在该取水头(1)上并 与之动配合的除草环(3、9),该除草环(3、9)上设有穿过阻草环(2) 上导向机构的除草片(4),除草片与除草环共同构成一活动格栅,其特征是： 还包括固定在进水管(5、10)上的液压缸(6、12),该液压缸(6、 12)的活塞杆(13)直接或通过连杆(7)与除草环(3、9)联连,液 压管道(8、11)与液压控制台连接。 【主分类号】 F04D29/70 【专利分类号】 F04D29/70 [14] (四)一种开式地表水源热泵取水水处理系统 【申请号】 CN200810237261.X 【申请日】 2008-12-26 【公开号】 CN101474512 【公开日】 2009-07-08 【申请人】 重庆大学 【地址】 400030重庆市沙坪坝区沙坪坝正街174号 【发明人】 张智;向平;姜文超;范功端;阳春;林艳 【国际申请】 【国际公布】 【专利代理机构】 重庆博凯知识产权代理有限公司 【代理人】 张先芸 【国省代码】 85 【摘要】 本发明提供一种开式地表水源热泵取水水处理系统,包括取水系统和与之串联的过 滤系统；所述取水部系统由取水头部A、取水头部B、取水泵a、取水泵b、以及管路和阀门 组成,取水头部A的管路和取水头部B的管路并联而设；过滤系统由至少两条并列的过滤管 路构成；过滤系统的输出端与热泵机组Z相连。它不仅能够有效避免漂浮物堵塞取水头部, 还能够起到有效除沙除藻的作用,从而防止漂浮物和泥沙等杂质对热泵系统通道的堵塞和 冲蚀；以及防止藻类等物质在热泵系统管壁形成生物粘泥。该系统取水头部的反冲洗通过 连接取水头部和取水水泵的管路上的阀门来控制,不需另设反冲洗系统；过滤器反冲洗不 需另设反冲洗系统,通过过滤器进出水阀门控制,实现过滤器的反冲洗过程。它不仅能节 约排沙排泥用水所耗电能,节约基建和运行费用；而且还能大大地减轻热泵系统管道的堵 塞、冲蚀和结垢现象,提高开式地表水源热泵系统的热交换效率。 【主权项】 1、一种开式地表水源热泵取水水处理系统,包括取水系统和与之串联的过滤系统； 其特征在于,所述取水系统由第一取水头部A、第二取水头部B、第一取水泵a、第二取水 泵b、以及管路和阀门组成,第一取水头部A的管路和第二取水头部B的管路并联而设；其 中,第一取水头部A的管路由依次串联的第一取水头部A、阀门103、第一取水泵a和阀门104 构成,第二取水头部B的管路由依次串联的第二取水头部B、阀门106、第二取水泵b和阀门 107构成；第一取水头部A和第二取水头部B的输出端之间还设有串联的阀门101和阀门102； 阀门101和阀门102之间与取水系统的输出端还连有阀门105； 所述过滤系统由至少两条并列的过滤管路构成；所述第一过滤管路由依次串联的阀门 108、过滤器C、阀门109组成,过滤器C上还连接排污阀110；第二过滤管路由依次串联的 阀门111、过滤器D、阀门112组成,过滤器D上还连接排污阀113；第三过滤管路由依次串 联的阀门114、过滤器E、阀门115组成,过滤器D上还连接排污阀116； 过滤系统的输出端与热泵机组Z相连； 所述第一取水头部A和第二取水头部B为带防堵除沙功能的取水头部； 所述过滤器C、D、E为带反冲功能的除藻型过滤器。 【主分类号】 B01D36/00 【专利分类号】 B01D36/00;F04D29/70;F28F19/01 [15] (五)防污铜合金拦污栅取水头 【申请号】 CN200520086987.X 【申请日】 2005-09-02 【公开号】 CN2851368 【公开日】 2006-12-27 【申请人】 黄克竹 【地址】 266071山东省青岛市江西路64号1号楼1单元102户 【发明人】 黄克竹;金显华 【专利代理机构】 济南金迪知识产权代理有限公司 【代理人】 于冠军 【国省代码】 37 【摘要】 一种防污铜合金拦污栅取水头,是由取水头底座、取水头拦污栅、取水头顶 盖、取水头水道口构成。它的拦污栅是由防污铜合金制成,有效的防止海洋生物 附着生长,特别是在使用的几十年内,长期具有防污能力,不需要采取其它防污 措施。这一点是任何其它防污方法无可比拟的。防污铜合金具有良好的耐海水腐 蚀性,年腐蚀率小于0.1毫米。只要结构设计上留有适当的腐蚀裕度,完全可以 达到50年的设计使用要求,只要一次安装就可长期使用,是一种优秀的滨海发 电厂吸取海水装置。 【主权项】 权利要求书 1、一种防污铜合金拦污栅取水头是由取水头底座、取水头拦污栅、取水头顶盖、 取水头水道口构成,其特征是：取水头底座是杯形结构,在下部或底部有取水头 水道口；取水头拦污栅是由防污铜合金材料制成。 【主分类号】 E03B1/00 【专利分类号】 E03B1/00 [16] (六)双向防草除沙取水头 【申请号】 CN200520003650.8 【申请日】 2005-01-17 【公开号】 CN2781053 【公开日】 2006-05-17 【申请人】 李小林 【地址】 614800四川省五通桥区竹根镇竹西路8号 【发明人】 李小林 【国省代码】 51 【摘要】 本实用新型是属于取水装置,具体地说是一种带双向防草除沙取水头 的泵前防草除沙装置。由防草室、整流板、抬杠、除沙室、取水室等构 成,其特征是挡板墙立板在支撑架上均匀分布挡板墙立板,整流板板面上 密集均匀地钻有很多过水斜板孔；抬杠中间为三棱梁,两端为条孔平板； 除沙斗上面焊接连接除沙室,下面焊接连接排沙口,在排沙斗与排沙口连 接上方纵向设置冲沙管；取水口与取水室相连的钢管在取水室的内含部分 为钻有密集小孔的孔管。本实用新型一体化设计、结构紧凑,体积小,防 草除沙效果好。可广泛用于渣、草、沙较重的江河取水的水泵前端,避免 草藤缠绕叶轮,减少沙粒磨损叶轮,延长水泵寿命,是理想的防草除沙取 水头。 【主权项】 1、一种双向防草除沙取水头,由防草室(2)、整流板(2)、抬杠 (3)、除沙室(4)、取水室(8)构成,防草室(1)由四块三角形钢板 组合的锥尖与带连接法兰的钢支撑架先焊接固定,其特征是： a.挡板墙立板(11)在支撑架上均匀分布焊接固定,再将斜孔板( 12)规则有序地与挡墙立板(11)焊接固定,挡板墙立板(11),斜孔板 (12)与挡墙立板(11)焊接固定,将斜孔板(12)作两两相互焊接固 定； b.整流板(2)是一块矩形孔板,板面上密集均匀地钻有很多过水斜板 孔(12)； c.抬杠(3)中间为三棱梁,两端为条孔平板； d.壳体由除沙斗(6)上方焊接连接除沙室(4),下方焊接连接排沙 口(7),在除沙斗(6)与排沙口(7)连接上方纵向设置冲沙管(9)； e.取水口(10)与取水室(8)相连的钢管在取水室(8)的内含部分 为钻有密集小孔的孔管。 【主分类号】 F04D29/70 【专利分类号】 F04D29/70 [17] (七)防泥沙取水头 【申请号】 CN02229121.0 【申请日】 2002-04-17 【公开号】 CN2544126 【公开日】 2003-04-09 【申请人】 李保忠 【地址】 441000湖北省襄樊市建设路63号襄樊市一水厂 【发明人】 李保忠 【专利代理机构】 襄樊崇科专利事务所 【代理人】 何静月 【国省代码】 42 【摘要】 一种防泥沙取水头,其进水管下端有水头,水头面向水底方向为封闭状,水头除面向水底方向外的部分为镂空式结构,镂空孔为进水口。本实用新型将取水头吸口向下方向作封闭处理,其周边方向为镂空结构的进水口,进水口的总面积等于或大于进水管截面积,既保证了足够的进水量,又克服了现有技术在取水时因吸力集中于水下所产生的强大吸力而将水底泥沙沉淀物大量吸入的不足,从而保证了原水的质量。 【主权项】 1、一种防泥沙取水头,其特征在于：进水管(1)下端有水头(2),水 头(2)的面向水底方向为封闭状；水头(2)除面向水底方向外的部分为镂 空式结构,镂空孔处为进水口。 【主分类号】 F04D29/70 【专利分类号】 F04D29/70 [18] (八)水库分层取水头部的施工工艺方法 【申请号】 CN200910187900.0 【申请日】 2009-10-16 【公开号】 CN101701465A 【公开日】 2010-05-05 【申请人】 辽宁省水利水电勘测设计研究院 【地址】 110006 辽宁省沈阳市和平区光荣街68号 【发明人】 刘永林;庞海臻;董元蛟;易立;孟浩;陈永彰;王怀斌;高莹;宋桂玲;徐锋 【专利代理机构】 沈阳科威专利代理有限责任公司 21101 【代理人】 杨滨 【国省代码】 21 【摘要】 一种在已建成水库中建分层取水头部的施工工艺方法,其技术要点是：选择临水面较陡且便于挖掘的水库坡面,在该处设置施工岩坎或围堰,向下分层挖掘取水竖井坑,每层挖掘后的边坡进行喷锚处理,该竖井坑的深度要低于水库最低取水层的水平面2～5米；实施钢筋混凝土竖井工程：绑札钢筋,分层浇筑混凝土,直至竖井混凝土全部浇筑完成,安装闸门；在所完成竖井的面临水库取水侧的外围安装有一防护的气泡帷幕装置；实施竖井前水下岩体开挖工程,在保证已成竖井闸门及周边建筑物安全的情况下,实施水下爆破,实施水下出渣,水下施工采用浮船,水上定位后实施爆破与出渣,直至水下岩体挖掘全部完成。本发明在已成水库中建设分层取水的取水口,从而减少了水处理费用。 【主权项】 一种在已建成水库中建分层取水头部的施工工艺方法,其特征在于：①、选择在已建成水库临水面较陡的山体处,在该处的水库岸坡面上设置施工岩坎或围堰挡水,在岩坎或围堰后旱地条件下,向下分层挖掘取水竖井坑,每层挖掘完成后的边坡进行必要的喷锚处理,该竖井坑的深度要低于水库最低取水层的水平面2～5米,同时在井坑的底部锚喷混凝土层；②、实施钢筋混凝土竖井工程：绑扎钢筋,分层浇筑混凝土,每层高度在2～4米,直至竖井混凝土全部浇筑完成,安装全部闸门；③、落闸挡水,拆除水上岩坎或围堰,闸门前充水；④、在所完成竖井的临水侧的外围设置有一在爆破作业时对竖井及闸门进行安全防护的气泡帷幕装置；⑤、实施竖井前水下岩体开挖工程：水下施工采用浮船法,水上定位后实施爆破,根据地质条件,分层按梯段进行岩体开挖,在保证已成竖井闸门及周边建筑物安全的情况下,合理选择爆破 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 及毫秒延时技术,实施水下爆破,梯段深度控制在3～4米范围内,实施水下出渣,水下施工利用浮船及钉爬或抓斗出渣,直至水下岩体挖掘全部完成,实施底部及边坡检验。 【主分类号】 E03B3/00 【专利分类号】 E03B3/00 [19] (九)管式取水头部 【申请号】 CN200820300351.4 【申请日】 2008-03-13 【公开号】 CN201170178 【公开日】 2008-12-24 【申请人】 贵阳铝镁设计研究院 【地址】 550004贵州省贵阳市北京路208号 【发明人】 赫俊 【专利代理机构】 贵阳中新专利商标事务所 【代理人】 刘楠 【国省代码】 52 【摘要】 本实用新型公开了一种管式取水头部,它包括管道(1),在管道(1)的管口前端连接 有喇叭管(2),在喇叭管(2)外端连接有短管(3),短管(3)外部设置有格栅(4)。 本实用新型采取在取水管的管道端部设置格栅来防止粗大漂浮物进入管道而造成堵塞,保证 了安全可靠的取水。另外,本实用新型还具有造价较低,施工方便,清理维护方便,适用范 围广等优点。 【主权项】 1.一种管式取水头部,它包括管道(1),其特征在于：在管道(1 )的管口前端连接有喇叭管(2),在喇叭管(2)外端连接有短管(3),短管(3)外部设 置有格栅(4)。 【主分类号】 F04B53/20 【专利分类号】 F04B53/20;F04D29/70 [20] (十)笼型填料取水头部 【申请号】 CN89213407.0 【申请日】 1989-12-25 【公开号】 CN2064378 【公开日】 1990-10-24 【申请人】 中国市政工程西南设计院;成都金牛给排水设备材料厂 【地址】 四川省成都市外北曹家巷81号 【发明人】 罗少华 【专利代理机构】 四川省专利服务中心代理部 【代理人】 杨军磐 【国省代码】 51 【摘要】 一种用于给水排水工程中的取水及污水处理设备,它是用筒型带网格的笼体外壁和笼体内壁、底板、盖板或上填料层网格等组成的。用在取水工程中,它适用条件广泛,功能良好。用在污水预处理中,可以代替现有机械格栅及机械捞毛设备,本实用新型结构简单、制造容易。 【主权项】 一种用于给排水工程中的取水头部,其特征在于它包括筒型带 网格的笼体外壁1、笼体内壁2、充填在笼体内,外壁之间的 填料3,上填料层网格9或上盖板4,下盖板5以及吸水管6 。 【主分类号】 E03B3/32 【专利分类号】 E03B3/32;E03F5/14 [21] 参 考 文 献： [1]刘章富 J C 型取水头的斗式排沙装置 [2]赵顺安,段杰辉 取水工程取水头水力特性的试验研究 水动力学研究与进展 2003 [3]付瑞如 2 800吨钢筋混凝土取水头构件吊装工艺 港口科技动态 [4]肖晓春, 林家祥, 何拥军, 祝建伟超大型取水头海上浮运沉放施工 建筑施工 [5] 肖晓春, 林家祥, 何拥军, 祝建伟超大型取水头海上浮运沉放施工中的稳定性分析 力学季刊 2005 [6]马玉芽, 杨其海 国电蚌埠电厂取水头施工 水利水电技术 2008 [7]陈树勤 王宝国 吉林市二水厂取水头的设计与施工 给水排水 1997 [8]艾承辉　黎创文来宾火电B 厂水泵房取水头与隧道连接处的施工及堵漏处理 　广西电力工程 2001 [9]顾者昂章其峰曹慧雄平坪电厂自流引水工程取水头的施工 [10]沈可黄章亮韦德鉴实体造型技术在来宾B 电厂取水头沉放施工中的应用 广西交通科技 1 9 9 8 年 [11]付瑞如五面通透的1 700 t取水头沉箱的吊装工艺 港口装卸 2010 [12]中国专利网 [13]中国专利网 [14]中国专利网 [15]中国专利网 [16]中国专利网 [17]中国专利网 [18]中国专利网 [19]中国专利网 [20]中国专利网 [21]中国专利网