美国陆军工程兵团水电工程标准体系介绍.pdf

'第29卷第2期红水河Vol
29,No
2
































2010年4月HongShuiRiverApr
2010美国陆军工程兵团水电工程标准体系介绍陶洪辉(广西电力工业勘察设计研究院,广西
南宁
530023)摘
要:美国陆军工程兵团是世界最大的公共工程、设计和建筑管理机构,其水电工程标准体系在水电工程勘察、设计、施工等各方面研究、开发和应用上均处于世界领先水平,在世界范围的水电工程建设中得以广泛应用。了解其最新体系的情况,不仅对我国水电行业的发展有重要学习借鉴作用,同时对于中国企业实施
走出去
战略,融入国际经济合作也有重大的意义。关键词:美国陆军工程兵团(USACE);标准;体系;水电工程中图分类号:T-65

文献标识码:B

文章编号:1001-408X(2010)02-0094-04究室和数据自动处理中心。1
前言USACE主要负责水利工程的规划、设计、施工美国陆军工程兵团(UnitedStatesArmyCorpsof管理及运用维护,是全美唯一负责大型综合性水库Engineers,缩写USACE)为美国主要水利机构之一,属工程修建和运行的机构,同时承担美国国内、外大量陆军部管辖。其前身为1775年任命的为陆军总工程军事工程的修建。它完成了大量的水利工程,是全师处理军队建设和防御工事的机构。1802年美国陆美历史最悠久、规模最大的水库管理机构,目前拥有3军工程兵团正式成立为纽约西点军校的工程班,直至和管理600多个水库,总有效库容为2440亿m,1866年才成为一个更一般的军事院校。1824年,美既负责自建水库工程的洪水调控,也承担美国垦务国议会美授权国陆军工程兵团负责航道整治及其相局(USBR)修建的水库工程的洪水管理。USACE邻湿地的维护,航道治理包括建设闸坝、疏浚、护岸及开辟和整治了内河与沿海水道超过4万km,每年疏3航运工程管理等,以保证密西西比河,尤其是上游河浚约15
3亿m,维护着926个海滨、北美五大湖及2段常年通航,有力地促进了沿岸的经济发展。1936内陆港口;灌溉约1
33亿hm;共修建水坝300余年起负责防洪工程的建设,以后又管理内河航运规划座、水电站90余座,装机容量近2000万kW,占美并结合开发水电。1979年起负责美国全国水坝的安国水电总装机容量的24%,发电量约占全国的3%。全检查。2005年负责遭卡特里那飓风破坏的路易斯此外,它也为全球100余个国家提供工程服务。安娜州新奥尔良市海滨的修复工程。目前USACE主要工程职能为:USACE有34600余名文职人员、650余名军(1)规划、设计、建设、运营和管理水资源及相事人员,下设11个分局40个分区,是世界最大的公应的土建工程(发电、航运、道路、防洪、疏浚、环境保共工程、设计和建筑管理机构。其下辖的主要科研护、灾难响应等);机构包括总部研发中心(包括海岸及水力实验室、环(2)陆军和空军军队设施设计、建设及管理;境工程实验室、地质及结构实验室及信息工程实验(3)开展技术研究和开发活动,为国防及联邦室)、工程测量研究室、寒冷地区研究及工程试验室、的其他机构提供设计和施工管理和技术支持。施工工程研究所等,其水道试验站是最大的科研机2
标准体系情况构,成立于1929年,设在维克斯堡(Vicksburg),雇员约1500人,主要任务是对实际工程项目进行试USACE水电工程标准包括工程通告(EC)、工验研究,设有包括水工、岩石、土工、结构及环境等研程指令(ED)、工程设计指南(DG)、工程规定(ER)、

收稿日期:2009-12-25;修回日期:2010-01-15作者简介:陶洪辉(1976-),男,广西全州人,高级工程师,工学硕士,主要从事水工结构设计及国外土木行业规程、规范研究,E-mail:tao-hh@gxed.com。94 陶洪辉:美国陆军工程兵团水电工程标准体系介绍工程手册(EM)、工程小手册(EP)、工程技术函标准,其标准系列的结构参见图1,当中组成程序性(ETL)、工程表格(ENG)等8个系列,共计1405份标准的EM、EP、ER及ETL系列较为重要。图1
USACE水电工程标准结构图2
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程序性标准表1
USACE水电工程等别划分及设计洪水标准表程序性标准共882份,主要包括工程规定(ER)按照大坝规模分级系列、工程手册(EM)系列、工程小手册(EP)系列、库容坝高类别3工程技术函(ETL)系列。百万mm小型0
62~1
237
6~12
22
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1
工程规定(ER




)系列中型1
23~61
512
2~30
5本系列标准共365份,主要为勘察、设计、施工大型
61
5
30
5原理及相应政策和操作程序规定,包括土建活动中按照大坝规模分级类别生命损失情况经济损失情况勘察设计内、外业程序、融资、预算、财务、交通运输、无法统计(无人类永久居极为微小(农业或城镇均低研发、培训、紧急预案、人事、质量管理、风险分析、工住的地区)欠发达)几乎没有(欠发达城镇,损失较大(农业、工业或程检查及验收、环境检测、运行维护及防灾减灾等规中仅局部地区适于居住)城镇均有一定发展)定,本系列重在原理阐述及政策规定,具体应用程序高有生命损失损失特别大(有大规模的社区、工业或农业)则在EM标准系列中设定。USACE在本系列中明推荐安全标准确其水电工程的建设程序分为以下5个阶段:危险性规模安全标准(设计洪水频率)(1)勘察阶段;小型50~100(2)可行性研究阶段;低中型100~0
5PMF(3)拟建前设计及技术研究阶段;大型0
5PMF~PMF小型100~0
5PMF(4)施工阶段;中中型0
5PMF~PMF(5)运行维护阶段。大型PMF小型0
5PMF~PMFUSACE设定的水电工程等别划分及设计洪水高中型PMF标准如表1,总体来看其安全标准较高,这是与美国大型PMF国情和政策有关的,因为当确定的设计洪水流量小于PMF时,负责该工程的业主、代理商或者组织就2
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2
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EM1110-1-400~4016应该为大坝一旦溃决所引发的损失负责,因此大多该31份标准主要为环境保护及勘察、测绘类标数的工程师都不愿冒这种风险。准,其中环境保护类标准就废水、废物、有害物质处2
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工程手册(EM




)系列理及净化、监测措施等作出了规定;测绘类标准则就本系列标准共173份,为USACE水电工程标摄影测图、测量标石及埋石、GPS测量、测量控制及准中应用最为广泛的部分。数据处理、物探、土体承载力、岩基加固、化学灌浆、2
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EM385-1-1、80、97沉降分析等设定了标准。该3个标准主要为职业安全健康相关标准。2
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EM200-1-1~7、1095 红水河2010年第2期该9个标准主要包括环境化学取样、分析和监氮气的过饱和、有害废物的掩埋处理设计等,全面体测、有害、有毒和放射性物质的控制等。现了USACE在水电工程勘察、设计、施工等各方面2
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EM1110-2-38~6054研究、开发和应用上均处于世界领先水平。该108份标准主要包括水文分析、水力计算及2
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配套性标准土建、机电及金属结构方案设计、建筑材料、观测、土配套性标准主要为工程表格(ENG
)系列,共工室内实验及运行管理的相关规定。当中水文分析计495份,主要为工程全面质量管理过程中相关记包括数据观测及仪器、统计、计算、分析及决策方法录的标准化表格,本系列表格将与EM、EP、ER及等规定;水力计算包括河道、泄水建筑物过水能力计ETL系列相应部分配套使用,其表格样式内容包括算及消能计算等;方案设计涵盖了挡水、泄水、发电、勘察设计内、外业工作(如土工试验的水下钻探、压通航、临时建筑的基础处理、抗震及结构设计、闸门水试验、三轴压缩试验、筛分、比重测试、塑液限、含及启闭设备、机械设计、电气设计及枢纽建筑物运行水量、固结试验、直剪试验、相对密度等;水文测量的管理等内容。流量记录、降水记录、水库泥沙淤积记录等)、施工管2
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EM1110-3-130~177理、项目成本控制、劳动卫生安全、合同执行等。该22份标准主要为机动施工中路面施工、仓2
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辅助性标准储、供水、配水、防洪、废水处理及垃圾焚烧等规定。辅助性标准共31份,主要包括工程通告(EC)2
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其它规定系列、工程设计指南(DG)系列及工程指令(ED)系EM1110-8-1(FR)、EM1110-35-1及列。EM1125-2-312等3个标准就内陆水道冬季航2
3
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工程通告(EC




)系列运、放射性废物处理及管理、疏浚船运行管理等作出本系列标准共13份,主要公布标准实施、修改、了规定。废除及新政策颁布等信息。2
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工程小手册(EP




)系列2
3
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工程设计指南(DG




)系列该241份标准主要为EM系列的补充,包括勘本系列标准共13份,与工程相关的为DG1110察外业钻孔、测试设备、观测数据处理、水文分析、水-1-1地下水抽、注系统设计指南。电工程运行及维护、施工安装、环境质量管理、合同管理、安全预案、劳动卫生安全措施、生态恢复、RCC3
结论坝动力分析、内陆运河开凿、水资源利用等若干导美国陆军工程兵团水电工程标准体系在水电工则。程勘察、设计、施工等各方面研究、开发和应用上均2
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工程技术函(ETL




)系列处于世界领先水平,在世界范围的水电工程建设中本系列标准共103份,主要对ER、EM、EP系列得以广泛应用,成为水电项目建设的世界通用标准。相关应用、实施细则进行补充、完善,均以专题形式USACE编译的
水力设计准则
对我国水电工程水编制,如勘察设计专题中地质分析的有限元法、大体力学的发展有重要的推动作用,所开发的HEC-积混凝土结构的非线性增量分析、防洪堤地下渗流RAS软件也得以广泛应用,近年来其EM系列中若设计、发电厂房地震安全性评价、土石坝渗漏和边坡干标准已翻译成中文。USACE标准体系于1998年失稳模式及其可靠性分析和风险评估、船闸与大坝已全部完成电子化,其标准体系也是开放式的,可在机电设备可靠性分析、重力式船闸闸首段的断裂力其官方网站(http://www
usace
army
mil)免费下学分析、RCC结构设计、浆砌石的设计施工、弧门启载研究、应用。了解和研究美国陆军工程兵团水电闭设备的制动、水电站主机设备选型、厂房消防设工程标准最新体系,不仅对我国水电行业的发展有计、水工混凝土结构的抗浮稳定标准、结构及设备基重要学习借鉴作用,同时对于中国企业实施
走出础处理指南、岩土支护工程的风险分析等;施工专题去
战略,融入国际经济合作也有重大的意义。中的雨季施工、土建工程材料、道路施工中土工隔栅的应用、抛石下土工布的应用、高程测量中微分参考文献:GPS的应用、标准贯入试验、改性路面的应用、大体[1]
中国水利百科全书编辑委员会
中国水利百科全书积混凝土温控研究等;环境保护专题中水库污染物、[M]
北京:水利电力出版社,1991
96 陶洪辉:美国陆军工程兵团水电工程标准体系介绍HydropowerEngineeringStandardSystemofUnitedStatesArmyCorpsofEngineersTAOHong-hui(GuangxiElectricPowerIndustryInvestigationDesignandResearchInstitute,Nanning530023)Abstract:TheUnitedStatesArmyCorpsofEngineersisthelargestmanagementorganizationofpublicworks,designandarchitectureintheworld.Itshydropowerengineeringstandardsystemplaysaleadingroleinre-search,developmentandapplicationofhydropowerinvestigation,designandconstruction,andiswidelyusedinhydropowerconstructionworldwide.TounderstanditsnewsystemisimportantnotonlyforthedevelopmentofhydropowerindustryinChina,butalsofortheimplementationof
GoingOut
strategybyChineseenterprisestoinvolvethemselvesintointernationaleconomiccooperation.Keywords:UnitedStatesArmyCorpsofEngineers;standard;system;hydropowerengineering(上接第93页)集的时候注意不要使用拍摄照片容易产生变形的相的方向发展,基于三维激光雷达技术所提供的方机,拍摄前应先拍摄全景,然后拍摄局部大且最清晰便、快捷的真实的三维模型的建立,为数字城市的快的图片;速发展提供了坚实而有效的数据和软件基础。可以(5)斜片影像映射的时候注意是将影像中的房用于城市规划,为城市的领导者做决策提供参考。屋的边缘和模型的边缘对齐。可以宣传城市,使人们更详细地了解该城市,特别对昆明市这类以旅游为主的城市,在城市建设、城市形6
优缺点分析象、城市旅游环境方面有积极的影响。基于三维激光雷达技术的真实的三维模型的制作,速度快、精度高、适用范围广、外业少,省时省力。参考文献:但在高楼林立、植被茂密的地方,还是需要地面补[1]
万从容,赵
峰,程远达,楼恺达
上海城市三维景观模型的制作[J]
测绘信息工程,2003,28(6):19-20
拍。建成的模型,在具有精度高的同时,其数据量相[2]
张祖勋,张剑清,胡翔云
建筑物半自动提取


基于应的也比较大,常用的浏览软件运行速度较慢。大物方空间几何约束的最小二乘匹配方法[A]
第三届范围的真实的三维纹理模型的快速浏览、海量数据两岸测绘发展研讨论文集[C]
北京:中国测绘学会,的存储和传输等都是有待解决的技术难题。2001
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应用前景随着社会的发展,数字城市,正在由概念向现实ApplicationofLidar3DModelingTechnologytoDigitalKunmingProjectJIANGRen-jun(GuangxiElectricPowerIndustryInvestigationDesignandResearchInstitute,Nanning530023)Abstract:Thearticleelaborateshowalidar3Drea-ltexturemodelismadethroughdiscussingtheconstructionofdigitalKunming,andanalyzesadvantagesanddisadvantagesofthemodelanditsapplicationprospect.Keywords:digitalcity;lidar;textureimage;3Dmodeling97'