小型项目管理师实务部分1-4第四章：水利水电工程技术（7页）.doc

江苏省小型项目管理师培训教材（建设工程管理与实务）第一部分：工程技术-水利水电工程技术 第 7 页第四章 水利水电工程技术第一节 水利水电工程基础知识一、水利水电工程等级划分1、根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）规定，水利水电工程按照其工程规模、效益及在国民经济中的重要性，划分为、五等，适用于不同地区、不同条件下建设的防洪、灌溉、发电、供水和防涝等水利水电工程。见下表：2、对综合利用的水利水电工程，当按各综合利用项目的分等指标确定的等别不同时，其工程等别应按其中最高等别确定。3、拦河水闸工程的等别，应根据其过闸流量，按拦河水闸工程分等指标查表确定。4、灌溉、排水泵站的等别，应根据其装机流量与装机功率、工程规模进行查表确定。工业、城镇供水泵站的等别，应根据其供水对象的重要性，按表1-1确定。二、水利水电工程施工导流施工导流是指在河床中修筑围堰围护基坑，并将河道中各时期的上游来水量按预定的方式导向下游，以创造干地施工的条件。施工导流贯穿于整个工程施工的全过程，是水利水电工程总体设计的重要组成部分，是选定枢纽布置、永久建筑物形式、施工程序和施工总进度的重要因素。施工导流程序：首先要修建导流泄水建筑物，然后进行河道截流修筑围堰，进行施工过程中的基坑排水。当主体建筑物修建到一定高程后，再对导流泄水建筑物进行封堵。1、施工导流基本方法施工导流的基本方法可分为分段围堰法导流和全段围堰法导流两类。分段围堰法导流，也称分期导流，即分期束窄河床修建围堰，保护主体建筑物干地施工。工程实践中，两段两期导流采用得最多，如下图。根据不同时期泄水道的特点，分期导流方式中又包括束窄河床导流和通过已建或在建的永久建筑物导流。全段围堰法导流是指在河床内距主体工程轴线（如大坝、水闸等）上下游一定的距离，修筑拦河堰体，一次性截断河道，使河道中的水流经河床外修建的临时泄水道或永久泄水建筑物下泄，故又称河床外导流。全段围堰法导流一般适用于枯水期流量不大，河道狭窄的河流，按其导流泄水建筑物的类型又可分为明渠导流、隧洞导流、涵管导流等。在实际工程中也采用明渠隧洞等组合方式导流。2、选择围堰类型的基本要求选择围堰类型时，必须根据当时当地具体条件，在满足下述基本要求的原则下，通过技术经济比较加以选定：具有足够的稳定性、防渗性、抗冲性和一定的强度；就地取材造价便宜，构造简单，修建、拆除和维护方便；围堰布置应力求使水流平顺，不发生严重的局部冲刷；围堰接头和岸坡连接要安全可靠，不致因集中渗漏等破坏作用而引起围堰失事；在必要时，应设置抵抗冰凌、船筏冲击破坏的设施。3、围堰的拆除围堰是临时建筑物，导流任务完成后，应按设计要求拆除，以免影响永久建筑物的施工及运转。土石围堰相对来说断面较大，拆除工作一般是在运行期限的最后一个汛期过后，随上游水位的下降，逐层拆除围堰的背水坡和水上部分。土石围堰的拆除一般可用挖土机或爆破开挖等方法。4、截流方法截流工程是指在导流泄水建筑物接近完工时，即以进占方式自两岸或一岸建筑戗堤形成龙口，并将龙口防护起来，待导流泄水建筑物完工以后，在有利时机，以最短时间将龙口堵住，截断河流。截流过程包括戗堤的进占形成龙口、龙口范围的加固、合龙和闭气等工作。截流的基本方法：有抛投块料截流、爆破截流、下闸截流等基本方法。抛投块料截流是最常用的截流方法，特别适用于大流量、大落差的河道上的截流。分为平堵、立堵、混合堵三种。截流工程的难易程度取决于：河道流量、泄水条件、龙口的落差、流速、地形地质条件、材料供应情况及施工方法、施工设备等因素。减少截流难度的主要技术措施：加大分流量，改善分流条件；改善龙口水力条件；增大抛投料的稳定性，减少块料流失；加大截流施工强度等。第二节 土石坝及堤防工程基本知识一、土石坝施工技术1、综合机械化施工的基本原则（1）充分发挥主要机械的作用；（2）挖运机械应根据工作待点配套选择；（3）机械配套安有利于使用、维修和管理；（4）加强维修管理工作，充分发挥机械联合作业的生产力，提高其时间利用系数；（5）合理布置工作面、改善道路条件，减少连续的运转时间。2、综合机械化方案选择：土石坝工程量巨大，挖、运、填、压等多个工艺环节环环相扣。提高劳动生产率，改善工程质量，降低工程成本的有效措施是采用综合机械化施工。选择机械化施工方案通常应考虑如下原则：（1）适应当地条件，保证施工质量，生产能力满足整个施工过程的要求；（2）机械设备性能机动、灵活、高效、低耗、运行安全、耐久可靠：（3）通用性强，能承担先后施工的工程项目，设备利用率高；（4）机械设备要配套，各类设备均能充分发挥效率，特别应注意充分发挥主导机械的效率，譬如在挖、运、填、压作业中，应充分发挥龙头机械挖掘机的效率，以期为其他作业设备效率的提高，提供必要的前提和保证；（5）设备购置及运行费用低，易于获得零、配件，便于维修、保养、管理和调度；（6）应从采料工作面、回车场地、路桥等级、卸料位置、坝面条件等方面创造相适应的条件，以便充分发挥挖、运、填、压各种机械的效能。二、堤防及护岸工程施工技术堤防工程包括土料场选择与土料挖运、堤基处理、堤身施工、防渗工程施工、防护工程施工、堤防加固与扩建等内容。护岸工程是指直接或间接保护河岸，并保持适当整治线的任何一种结构，它包括用混凝土、块石或其他材料做成的直接（连续性的）护岸工程，也包括诸如用土坝等建筑物用来改变和调整河槽的间接性（非连续性的）护岸工程。1、填筑作业的一般要求：（1）地面起伏不平时，应按水平分层由低处开始逐层填筑，不得顺坡铺填；堤防横断面上的地面坡度陡于1：5时，应削至缓于1：5。（2）分段作业面长度，机械施工时工段长不应小于100m；人工施工时段长可适当减短。（3）作业面应分层统一铺土、统一碾压，并进行平整，界面处要互相搭接，严禁出现界沟。（4）在软土堤基上筑堤时，如堤身两侧设有压载平台，则应按设计断面同步分层填筑。（5）相邻施工段的作业面宜均衡上升，若段与段之间不可避免出现高差时，应以斜坡面相接，并按堤身接缝施工要点的要求作业。（6）己铺土料表面在压实前被晒干时，应洒水湿润。（7）光面碾压的粘性土填筑层，在新层铺料前，应作刨毛处理。（8）若发现局部“弹簧土”、层间光面、层间中空、松土层等质量问题时，应及时进行处理，并经检验合格后，方可铺填新土。（9）在软土地基上筑堤，或用较高含水量土料填筑堤身时，应严格控制施工速度，必要时应在地基、坡面设置沉降和位移观测点，根据观测资料分析结果，指导安全施工。（10）堤身全断面填筑完毕后，应作整坡压实及削坡处理，并对堤防两侧护堤地面的坑洼进行铺填平整。2、铺料作业的要求：（1）铺料前应将已压实层的压光面层刨毛，含水量应适宜，过干时要洒水湿润。（2）铺料要求均匀、平整。每层铺料厚度和土块直径的限制尺寸应通过碾压试验确定。在缺乏试验资料时，可按表3-6中的厚度控制（但应通过压实效果验证）。（3）严禁砂（砾）料或其他透水料与粘性土料混杂，上堤土料中的杂质应当清除。（4）土料或砾质土可采用进占法或后退法卸料，砂砾料宜用后退法卸料；砂砾料或砾质土卸料时如发生颗粒分离现象，应将其拌和均匀。秒砾料分层铺填的厚度不宜超过3035cm，用重型振动碾时，可适当加厚，但不超过6080cm。（5）铺料至堤边时，应在设计边线外侧各超填一定余量。人工铺料宽为10cm，机械铺料宜为30cm。（6）土料铺填与压实工序应连续进行，以免土料含水量变化过大影响填筑质量。3、压实作业的要求：（1）施工前应先做碾压试验，确定碾压参数，以保证碾压质量能达到设计干密度值。（2）碾压时必须严格控制土料含水率。土料含水率应控制在最优含水率+3范围内。（3）分段填筑，各段应设立标志，以防漏压、欠压和过压。上下层的分段接缝位置应错开。（4）分段、分片碾压时，相邻作业面的搭按碾压宽度，平行堤轴线方向不应小于0.5m，垂直堤轴线方向不应小于3m。（5）砂砾料压实时，洒水量宜为填筑方量的20%-40%；中细砂压实时的洒水量，应按最优含水率控制。第三节 水电站与水泵一、水电站类型及布置1、水电站的类型水电站的类型可按水轮机发电机组的工作水头大小、水库的调节能力、水电站建筑物的组成特征等方式进行划分。（1）水电站按水轮机发电机组的工作水头大小分为低水头、中水头和高水头水电站。（2）水电站按水库的调节能力分为无调节和有调节水电站。（3）水电站按水电站建筑物的组成特征分为坝式、河床式和引水式水电站。2、水电站的布置形式水电站的典型布置型式主要有坝式水电站、河床式水电站及引水式水电站三种。（1）坝式水电站：坝式水电站是利用拦河坝使河道水位壅高，以集中水头。常建于河流中、上游的高山狭谷中，一般为中、高水头水电站。最常见的布置方式是水电站厂房位于非溢流坝坝趾处，即坝后式水电站。当河谷较窄，溢流坝两厂房并排布置困难时，将厂房布置在溢流坝下游，溢流水舌挑越厂房顶泄入河道或厂房顶。前者即挑越式水电站，后者即厂房顶溢流式水电站；当坝体足够大时，将厂房布置在坝体空腹内，即坝内式水电站。（2）河床式水电站：河床式水电站是将厂房本身作为挡水建筑物。常建于河流中、下游，一般为低水头的水电站。最常见的布置方式是泄水建筑物在河床中部，厂房及船闸分居两岸，厂房与泄水建筑物之间用导流隔墙隔开，以防泄洪影响发电；当泄水建筑物和厂房在布置上有困难时，将厂房机组分散布置于泄水建筑物闸墩内；或通过厂房顶部和泄流孔渲泄部分洪水。（3）引水式水电站：引水式水电站是利用引水道来获得水电站的全部或相当大一部分水头。常建于流量小、河道纵坡降大的河流中、上游。引水式水电站的布置应根据地形、地质等条件来选择引水线路和厂房位置。根据引水道中的水流是有压流或明流，又分为有压引水式水电站及无压引水式水电站。对于引水道采用有压式的，通常还需布置调压室；对于引水道采用无压式的，在无压引水道与压力管道连接处常布置压力前池。3、水电站枢纽建筑物的组成水电站据纽工程主要建筑物包括：挡水建筑物，泄水建筑物，水电站进水建筑物水电站引水及尾水建筑物，水电站平水建筑物，发电、变电和配电建筑物等。（1）挡水建筑物：挡水建筑物用来拦截河流，集中落差，形成水库，如坝、间等。（2）泄水建筑物：泄水建筑物用来渲泄洪水，或放水供下游使用，或放水以降低水库水位，如溢洪道、泄洪隧洞、放水底孔竿。（3）水电站进水建筑物：水电站进水建筑物用来将水引入引水道，如有压的深孔和浅孔式进水口或无压的开敞式进水口。（4）水电站引水及尾水建筑物；水电站引水建筑物用来将发电用水自水库输送给水轮机发电机组。尾水建筑物用来把发电用过的水排入下游河道。常见的建筑物为渠道、隧洞、压力管道等，也包括渡槽、涵洞；倒虹吸等交叉建筑物。（5）水电站平水建筑物：水屯站平水建筑物用来平稳由于水电站负荷变化在引水或尾水建筑物中造成的流量及压力（水深）变化，如有压引水道中的调压室、无压引水道末端的压力前池等。（6）发电、变电和配电建筑物：包括安装水轮机发点机组的主厂房（包括安装场）及其控制、辅助设备的副厂房、安装变压器的变压器场及安装高压配电装置的高压开关站。（7）其他建筑物：如过船、过木、过鱼、拦沙、冲沙等建筑物。二、泵站的分类、基本组成及布置1、泵站工程的分类泵站的基本功能是通过水泵的工作体（固体、液体或气体）的运动（旋转运动或往复运动等）、把外加的能量（电、热、水或风能等）转变成机械能，并传给被抽液体，使液体的位能、压能和动能增加。同时，通过管道把液体提升到高处，或输送到远处。根据泵站的不同特点，泵站可分为以下几类：（1）技水泵的类型分类离心泵站：泵站内工作的主泵是离心泵；轴流泵站：泵站内工作的主泵是轴流泵；涡流泵站：泵站内工作的主泵是混流泵。（2）技动力分类电动泵站：以电动机为动力机的泵站；机动泵站：以内燃机为动力机的泵站；水轮泵站：以水轮泵为动力机的泵站；风力泵站：以风车为动力机的泵站；太阳能泵站：以太阳能为动力的泵站。（3）接任务分类供水泵站：包括农田灌溉泵站、工业供水泵站以及城乡居民给水泵站等；排水泵站：包括农田排水泵站、城镇排水泵站、工业排水泵站以及矿山排水泵站等；调水泵站：主要指跨流或调水泵站，其功能有沿途的供水、灌溉、排水、航运等；加压泵站：在以长管道输送水、油t泥浆、灰浆、水煤浆等的情况下，需要中途加压。这类泵站称为加压泵站；蓄能泵站：为了确保电网的稳定运行，在夜间有余电时，可以用来抽水蓄能，而在用电高峰时再用于发电。这类泵站称为蓄能泵站或抽水蓄能电站。2、泵站工程的基本组成泵站工程主要由泵房、管道、进出水建筑物以及变电站等组成（见下图）。在泵房内安装有水泵、传动装置和动力机组，还有辅助设备和电气设备等。进出水建筑物主要有取水、引水设施以及进水池和出水他（或水塔）等。泵站的管道包括进水管和出水管。进水管把水源和水泵进口连接起来，出水管则是连接水泵出口和出水池的管道。泵站投入运行后，水流即可经过进水建筑物和进水管进入水泵，通过水泵加压后，将水流送往出水池（或水塔）或管网，从而达到提水或输水的目的。图2：泵站示意图3、泵站工程的布置形式（1）泵站枢纽的布置泵站工程的枢纽布置就是综合考虑各种条件和要求，确定建筑物种类并合理布置其相对位置和处理相互关系，枢纽布置主要是根据泵站所承担的任务来考虑，不同的泵站，其主体工程，即泵房、进出水管道、进出水建筑物等的布置应有所不同。相应的涵闸、节制闸等附属建筑物应与主体工程相适应。此外，考虑综合利用要求，如果在站区内有公路、航运、过鱼等要求时，应考虑公路桥、船闸、鱼道等的布置与主体工程的关系。根据泵站担负的任务不同，泵站枢纽布置一般有灌溉泵站、排水泵站、排灌结合站等几种典型布置形式。（2）灌溉泵站枢纽的布置无坝引水式的灌溉泵站的枢纽布置形式分有引水渠的和无引水渠的两种布置形式。有引水渠的布置形式：当岸坡较缓，岸边地面尚程比采站出水池要求的控制高程相差较大时，常在进水闸后设置引水渠，将泵房设在引水渠末端岸坡脚的挖方中。无引水渠的布置形式：当岸坡较陡，水源水位变化较大，灌区距水源较近时，在进水闸后接泵房。在同样条件下，当水源水位变化较大时，可将取水建筑物