渠化工程2.ppt

第四章渠化工程枢纽平面布置 枢纽建筑物的组成及选型枢纽主要建筑物的布置要求枢纽总体布置的原则 型式及要求 第一节枢纽建筑物的组成及选型 渠化枢纽一般由挡水 泄水建筑物 或称拦河坝 通航建筑物 水电站建筑物 坝岸连接建筑物 以及其他综合利用建筑物等组成 渠首 坝岸连接建筑物 泄水建筑物 水力发电站 挡水建筑物 船闸 船闸管理所 渠化枢纽组成示意图 第四章渠化工程枢纽平面布置 一 挡水 泄水建筑物1 挡水 泄水建筑物的型式挡水 泄水建筑物的型式有泄水闸 溢流坝 低槛活动坝和非溢流坝等 2 挡水 泄水建筑物的选型挡水 泄水建筑物的型式 尺度应根据枢纽工程的作用 所在河段的洪水特性以及地形 地质条件等 通过技术经济比较确定 1 平原河流上或沿河两岸地势较低的枢纽 应采用泄水闸 2 在河面较宽或沿河两岸地形较高的枢纽 可采用溢流坝 3 洪枯水位变幅大 水位暴涨暴落的山区性河流 水级不大的枢纽 可选用低槛活动坝 4 在具体条件下 可选用泄水闸 溢流坝或低槛活动坝以及非溢流坝组合形成拦河坝 第四章渠化工程枢纽平面布置 二 通航建筑物1 通航建筑物的型式 主要有船闸 升船机 2 通航建筑物的选型根据过坝客 货运量和船舶 船队的尺度以及地形 地质条件选定 在通常情况下应采用船闸 升船机应通过技术经济论证 慎重选用 1 当水级不大 运量大 枢纽用水不紧张时 优先采用船闸 2 当水级较大 运量较小 根据枢纽地形 地质 水源情况 经技术经济比较 若采用船闸有困难 采用升船机较经济 合理时 可采用升船机 第四章渠化工程枢纽平面布置 3 有下列情况之一者 应设置双线或多线通航建筑物 采用单线通航建筑物不能满足枢纽近 远期客 货运量通过能力要求的 在年通航期内 不允许通航建筑物因检修 事故等原因断航的枢纽工程 客运 旅游运输繁忙 需解决客轮快速过坝要求的 区间小船和农副船舶数量多 过闸运输繁忙的枢纽工程 有战备 防灾等特殊运输要求的枢纽工程 排筏 危险品占过坝运量比例大的枢纽工程等 4 当水级很高 货运量很大 需修建两线以上通航建筑物时 可建一线升船机 满足客轮与货物快速过闸 其余各线修建多级船闸 满足大型船舶或船队过闸的要求 5 船闸严禁用作泄洪 必要时经论证可以溢洪 溢洪船闸应对结构 闸门防震 防洪以及闸室清淤采取相应的有效措施 第四章渠化工程枢纽平面布置 三 水电站水电站的型式 渠化枢纽中的水电站有河床式和引水式 四 坝岸连接建筑物五 其它综合利用建筑物 第四章渠化工程枢纽平面布置 第二节枢纽主要建筑物的布置要求 一 挡水 泄水建筑物的布置要求 1 挡水 泄水建筑物的尺度应根据所在河段的洪水特性以及地形 地质条件 通过技术经济比较确定 2 泄水建筑物 含泄水闸和流溢坝 应具有足够的泄流能力 以降低泄洪时上游洪水位的壅高 在平原河流上 渲泄设计洪水或校核洪水时的壅高不宜超过0 3m 在山区河流上 允许的壅高值可以提高 3 泄水建筑物泄流长度的确定应考虑以下原则 1 能安全通过洪水标准所规定的设计洪水和校核洪水 2 根据河道地形 地质及闸上来水和下游扩散情况等具体条件 不产生大面积回流区 3 泄流长度与上 下游宽度相互适应 第四章渠化工程枢纽平面布置 4 泄水建筑物应布置在河流的主河槽中 其轴线宜与河流主流向垂直 保证洪水期泄流畅通 5 泄水闸应采用开敞式闸室型式 平原河流 宜采用平底板 山区河流或平原河流下列任何一种情况下 可采用堰型底板 1 闸前水深较大 要求限制单宽流量时 2 地基表层松软 需要降低闸底面高程时 3 有拦沙要求时 4 需要降低闸门高度时 6 采用溢流坝为泄水建筑物时 为避免泄洪时上游水位壅高过大 宜同时设置一定宽度的泄水闸 7 泄水建筑物与通航建筑物之间宜设置一段连接建筑物 并应在其上 下游设置足够长度的导流堤 避免泄流时影响通航 第四章渠化工程枢纽平面布置 二 通航建筑物的布置要求1 通航建筑物的轴线与坝轴线宜垂直相交 以使引航道口门区水流平顺 保证船舶过坝安全 迅速 方便 2 通航建筑物宜布置在河床稳定 冲淤变化不大的顺直河段 3 通航建筑物上 下游引航道口门区宜位于深泓线一侧 并能与主航道平顺连接 4 当通航建筑物布置在弯曲河段或河道外的引渠内时 其引航道口门区均应处在河床稳定部位 并能与河流主航道平顺连接 5 船闸宜临岸布置 与溢流坝 泄水闸 电站等建筑物之间必须有足够长度的隔流堤或隔流墙 船闸不应布置在紧邻溢流坝 泄水闸 电站等两过水建筑物之间 枢纽泄水时 应满足船闸引航道口门区和连接段的通航水流条件 第四章渠化工程枢纽平面布置 6 船闸闸室宜布置在挡水建筑物下游 双向水头的船闸闸室 可布置在设计水头较大的低水位一侧 7 建双线船闸的水利枢纽 在地形 地质 河道条件允许时 宜采用两线分开布置 使冲沙闸冲沙 挖泥及船闸检修时互不干扰 8 通航建筑物引航道内不应布置为灌溉等目标的取 排水设施 9 通航建筑物的上 下游引航道口门外一定范围内不宜有支流 大溪沟汇入 避免横流危害船舶航行 10 船闸上不宜采用活动桥 桥梁不宜从引航道 口门区 连接段跨过 当不可避免时 应采用一跨跨过 其高度满足净空外 尚应不影响船闸 船队航行视野 架空电力线路不应在闸首 闸室和引航道跨越 当确有困难必须跨越时 应按现行国家标准 内河通航标准 GB50139 和现行行业标准 船闸电气设计规范 JTJ266 的有关规定执行 第四章渠化工程枢纽平面布置 三 水电站的布置要求1 水电站前沿宜处于深水区 尾水应平顺导入下游河床 电站轴线与坝轴线宜布置在同一轴线上 2 电站最好布置在主要用户所在一岸 其附近应有足够的场地可布置变电站 3 注意照顾交通运输方便的条件 以利施工和运行的管理 四 坝岸连接建筑物的布置要求1 当为岩岸时 可将非溢流坝端部直接嵌入岩基 当为土岸时 需沿岸修建护岸挡墙 挡墙应有足够的长度 并在上 下游设置八字墙嵌入岸中 2 坝岸连接建筑物宜顺岸布置 不应凸出岸线 第四章渠化工程枢纽平面布置 第三节枢纽总体布置的原则 型式及要求 一 枢纽总体布置的原则合理的枢纽布置应当符合综合利用水资源的方针 体现枢纽特点 充分发挥枢纽各建筑物的功能 以达到投资少 效益大 运行安全 管理方便 施工便利的目的 1 全面规则 统筹兼顾 枢纽的总体布置应根据渠化工程梯级开发规划 结合不同枢纽坝址自然条件和枢纽工程的作用 着重解决好通航 泄洪 发电 灌溉及排砂之间的关系 对通航建筑物 挡水 泄水建筑物及水电站进行合理布置 综合考虑下列因素 第四章渠化工程枢纽平面布置 1 地形 地质 水文及泥沙条件 2 上 下游航道衔接条件 3 主要水工建筑物的使用要求 4 淹没损失及环境影响 5 施工难易 施工期长短及施工期通航条件 6 分期投产及其衔接条件 7 使用 管理条件 8 工程量及投资 2 枢纽总体布置应按照拟定或批准的正常挡水位 设计挡水位 枢纽主要水工建筑物的规模 型式和设计标准进行 3 枢纽总体布置范围应包括枢纽工程中各组成建筑物的主体及配套项目 通航建筑物应包括上 下游连接段航道和锚地 4 力求泄洪迅速 淹没损失小 5 注意避免淤积和冲刷 第四章渠化工程枢纽平面布置 二 渠化枢纽的布置型式枢纽总体布置根据枢纽河段的地形条件可采用集中布置和分散布置两种型式 1 集中布置是将挡 泄水建筑物 通航建筑物及水电站集中布置在河床内 当坝址处河面开阔 河道顺直时 一般可采用集中布置的型式 其优点 1 布置形式紧凑 营运管理方便 2 开挖工程量较小 少占用耕地及折迁现有建筑物 因而投资一般也较少 3 引航道长度一般比分散式的短得多 可相对提高船闸通过能力 第四章渠化工程枢纽平面布置 2 分散布置是将挡 泄水建筑物布置在河床内 而将船闸布置在河湾的裁弯取直段或凸岸开挖的渠道上 其优点 1 引渠进 出口距坝位较远 枢纽泄洪时水流对航行的影响较小 洪水期通航条件较好 2 船闸可旱地施工 不需做围堰 施工期不受洪水影响 可常年施工 3 船闸不占用河床断面 对降低坝上游洪水位是有利的 4 如原河道为迂回弯段 结合裁弯取直可缩短航程 避开困难滩险 第四章渠化工程枢纽平面布置 三 枢纽集中布置的要求1 集中布置的渠化枢纽应避免泄水建筑物 通航建筑物 电站三者水流的互相干扰 三者之间应设置足够长度的分水堤 严禁将通航建筑物布置在紧邻泄水建筑物与水电站两过水建筑物之间 第四章渠化工程枢纽平面布置 2 通航建筑物与电站异岸布置 应将通航建筑物布置在主航道一侧 金溪场枢纽总平面布置图 第四章渠化工程枢纽平面布置 3 通航建筑物与电站同岸布置 桐子壕枢纽总平面布置图 第四章渠化工程枢纽平面布置 同岸布置应考虑下列因素 1 两建筑物上游进口应位于河流主流一侧 避免泥沙堵塞 2 通航建筑物应靠岸布置 电站布置在通航建筑物外临河一侧 3 通航建筑物与电站之间 宜设置一定长度的非溢流坝段 4 通航建筑物上下游与电站之间应设置足够长度的分水堤 5 电站尾水出流方向应与通航建筑物下引航道轴线方向基本一致 6 当下游引航道与电站尾水汇合口下游共用一河槽或渠道时 应同时满足通航和尾水渠的设计要求 其出口应靠河流主航道一侧 出口段轴线与主航道的交角不宜大于25 7 电力线路跨越通航建筑物应有必要的保安措施 8 应合理布置进出电站的公路 保证电站机组运输的安全和便利 并利于通航建筑物及电站的使用和管理 第四章渠化工程枢纽平面布置 4 当枢纽位于有江心洲的河段时 可利用江心洲将各水工建筑物分隔开 布置时应考虑下列因素 1 各河槽内水工建筑物的轴线宜与该河槽的主流方向垂直 2 通航建筑物与电站宜分别布置在不同河槽内 3 通航建筑物宜布置在主河槽的凹岸一侧 其下游引航道出口应与下游主航道平顺衔接 4 应避免建坝前后由于河槽分流比的变化 导至产生河势演变不利的影响 第四章渠化工程枢纽平面布置 5 船闸闸室宜布置在坝轴线下游 经论证需将闸室布置在坝轴线上游时 应满足下列要求 1 通航建筑物不参与溢洪 2 加长下游引航道的导航墙长度 使下引航道口门区的水流条件满足设计要求 6 枢纽建筑物与河岸连接处应设置可靠的坝岸连接建筑物 在坝下游河床底部设置足够长度的护坦和海漫 在坝上 下游两岸一定范围内还应设置护岸等防护建筑物 第四章渠化工程枢纽平面布置 四 枢纽分散布置的要求分散布置的渠化枢纽 有下列三种方式 1 挡水 泄水建筑物与电站布置在河床内 通航建筑物布置在凸岸的渠道中 船闸宜置于渠道的中段或中下段 大源渡枢纽总平面布置图 第四章渠化工程枢纽平面布置 2 挡水 泄水建筑物布置在河床内 通航建筑物和电站布置在同一渠道中 两建筑物宜布置在渠道的下段 电站出流段出口应位于通航建筑物下引航道出口的上游 两者之间应有足够长度的分水墙 白禅寺枢纽平面布置图 第四章渠化工程枢纽平面布置 3 挡水 泄水建筑物布置在河床内 通航建筑物 电站分别布置在各自的渠道中 通航建筑物的渠道上游进口应位于电站渠道进口的上游 其下游出口应位于电站出口的下游 两渠道进口间和出口间均应有足够的距离 保证通航 发电有良好的水流条件 青居枢纽平面布置图 第四章渠化工程枢纽平面布置 枢纽分散布置的总要求 1 渠道进口与坝轴线间应有足够的距离 保证船舶 船队安全进出渠道口门 渠道进口段应与坝上游河势平顺衔接 出口段应与下游主航道平顺衔接 2 通航建筑物的渠道设计应满足同等级限制性航道标准尺度及水流条件的要求 通航建筑物与电站共用的渠道 在满足通航要求的前提下 还应兼顾电站对渠道的设计要求 第四章渠化工程枢纽平面布置 第五章渠化工程枢纽主要建筑物高程布置 设计水位的确定挡 泄水建筑物顶部高程布置船闸各部位高程布置枢纽其他建筑物高程布置 第一节设计水位的确定 一 枢纽正常挡水位渠化枢纽正常挡水位应满足渠化梯级最低通航水位衔接的要求 根据水资源综合利用的需要 应提高灌溉 发电等所需库容相应的水位 形成设计挡水位 确保库区水位不低于正常挡水位 第五章渠化工程枢纽主要建筑物高程布置 二 设计洪水和校核洪水拦河坝 挡水 泄水建筑物 的设计洪水和校核洪水标准 应根据水工建筑物的级别 重要性以及工程所在地区的地形特性按下表确定 挡水 泄水建筑物洪水标准 注 根据建筑物失事后对下游造成的灾害程度 建筑物校核洪水标准可依据具体情况提高或降低1级 第五章渠化工程枢纽主要建筑物高程布置 三 船闸设计通航水位船闸设计水位包括上下游设计最高通航水位 设计最低通航水位 校核高水位 校核低水位 检修水位和施工水位 1 船闸上游设计通航水位 1 确定上游设计通航水位 应考虑的因素 a 满足航运的需要和船舶安全畅通的要求 b 改善上游航道滩险的需要 c 综合利用水资源对上游水位的要求 d 回水淹没的损失 以及对重要城镇 铁路 公路 厂矿 农业基地 文物古迹 环境保护等的影响 e 工农业生产和城镇生活用水对上游来水的影响 f 水电站运行 船闸灌水和风浪等引起的水位变化 g 船闸或船闸所在枢纽的特殊运行的水位情况 h 由于河床淤高引起的水位变化 第五章渠化工程枢纽主要建筑物高程布置 2 船闸上游设计最高通航水位的确定船闸上游设计最高通航水位是按下表规定的设计洪水频率分析计算确定 对水利水电枢纽不得低于正常蓄水位 对航运枢纽不得低于正常挡水位和设计挡水位 对出现高于设计最高通航水位历时很短的山区性河流 级船闸的洪水重现期可采用10年 级船闸可采用5 3年 级船闸可采用3 2年 在平原地区运输繁忙的 级船闸设计最高通航水位 通过论证洪水重现期可采用20 10年 山区中小型船闸经论证允许溢洪的 其上游设计最高通航水位 可根据具体情况通过论证后确定 但不应低于船闸建设前航道的通航标准 注 第五章渠化工程枢纽主要建筑物高程布置 3 船闸上游设计最低通航水位船闸上游设计最低通航水位按下表规定的保证率分析计算确定 并应与枢纽的死水位和最低运行水位相比较取低值 第五章渠化工程枢纽主要建筑物高程布置 2 船闸下游设计通航水位 1 确定下游设计通航水位 应考虑的因素 a 满足航运的需要和船舶安全畅通的要求 b 枢纽建成后对下游河床下切或下游河床冲淤变化引起的同级流量相应的水位下降或升高 c 引排水引起的水位变化和有关方面对水位的特殊要求 d 下游航道整治 疏浚引起的水位变化 e 重要建筑物或河道条件对水位的限制和影响 f 枢纽运行调节 船闸泄水及风浪波动引起的水位变化 g 位于潮汐河段的船闸 建闸后引起的潮位变化 h 交汇河口高水位或洪水顶托的影响 第五章渠化工程枢纽主要建筑物高程布置 2 船闸下游设计最高通航水位的确定船闸上游设计最高通航水位采用上表规定的设计洪水频率相应的最大下泄流量对应的下游最高水位 当下游有梯级衔接时 应考虑受下一梯级回水的影响 3 船闸下游设计最低通航水位船闸下游设计最低通航水位 当下游为天然河道时 应采用上表规定的保证率分析确定 当下游有梯级衔接时 应采用下一梯级上游设计最低通航水位回水到船闸的相应水位 第五章渠化工程枢纽主要建筑物高程布置 3 船闸校核高水位 1 船闸上游校核高水位可采用枢纽 挡水 泄水建筑物 的校核洪水水位或非常运用水位 2 船闸下游校核高水位可采用枢纽的校核洪水位或非常运用时最大下泄流量相应的下游最高水位 3 不受枢纽影响的船闸 可按船闸级别 参照有枢纽的同级别情况 研究分析校核洪水或非常运用时的水位 确定上 下游校核高水位 第五章渠化工程枢纽主要建筑物高程布置 4 船闸上 下游检修水位船闸上 下游检修水位应根据船闸的规模 重要性 航运要求 水文情况 枢纽运行条件与检修情况 检修能力和检修延续时间等 综合分析确定 5 船闸施工水位施工水位根据施工能力与强度 施工进度安排 河道洪 中 枯水期的水文情况 地形条件 施工导流与施工围堰设施等情况 以保证安全施工和满足施工需要为原则 对不同的施工期限和工程部位 经论证比较后 综合分析确定 施工围堰的洪水设计标准可参照水利 水电有关现行标准确定 第五章渠化工程枢纽主要建筑物高程布置 第二节挡泄水建筑物顶部高程布置 一 泄水闸主要高程1 泄水闸堰顶高程应根据枢纽泄洪要求 泄水建筑物组成 地形 地质等条件结合堰型和门型经多方案比较选定 2 开敞式泄水闸闸门顶高程应根据枢纽正常挡水位或设计挡水位加安全超高确定 安全超高值为0 3 0 5m 第五章渠化工程枢纽主要建筑物高程布置 3 泄水闸闸顶高程应根据挡水和泄水两种运用情况确定 挡水时 闸顶高程不应低于枢纽设计挡水位 或最高挡水位 加波浪计算高度与相应安全超高值之和 泄水时 闸顶高程不应低于设计洪水位 或校核洪水位 与相应安全超高值之和 泄水闸安全超高值下限值见下表 第五章渠化工程枢纽主要建筑物高程布置 二 溢流坝坝顶高程应按正常高水位确定 当有灌溉 发电要求时 可在正常水位以上适当提高或按设计挡水位确定 三 非溢流坝坝顶高程应根据设计洪水和校核洪水加安全超高 按两者之大值确定 安全超高下限值按下表确定 非溢流坝坝顶的安全超高下限值 m 第五章渠化工程枢纽主要建筑物高程布置 第三节船闸各部位高程布置 1 船闸挡水前缘闸首的闸门顶部高程应为上游校核高水位加安全超高确定 溢洪船闸的闸门顶部高程应为上游设计最高通航水位加安全超高 2 船闸非挡水前缘闸首的闸门顶部高程应为上游设计最高通航水位加安全超高 3 船闸闸门顶部最小安全超高值 级船闸不应小于0 5m 级船闸不应小于0 3m 对于有波浪或水面涌高情况的闸首门顶高程应另加波高或涌高影响值 4 船闸闸首墙顶部高程应根据闸门顶高程和结构布置等要求确定 并不得低于闸门和闸室墙顶部高程 位于枢纽工程中的船闸 其挡水前缘的闸首顶部高程应不低于与之相互连接的枢纽工程建筑物挡水前缘的顶部高程 5 船闸上 下闸首门槛的高度应有利于船闸运用和检修 顶部高程应为上 下游设计最低通航水位值减去门槛最小水深值 第五章渠化工程枢纽主要建筑物高程布置 6 船闸闸室墙顶部高程应为上游设计最高通航水位加超高值 超高值不应小于设计过闸船舶 船队空载时的最大干舷高度 7 船闸闸室底板顶部高程不应高于下闸首门槛顶部高程 8 船闸上 下游导航和靠船建筑物的顶部高程应为上 下游设计最高通航水位加超高值 超高值不宜小于设计过闸船舶 船队空载时的最大干舷高度 9 船闸上 下游引航道和口门区及连接段的底部高程应为上 下游设计最低通航水位减去引航道设计最小水深值 10 船闸与相邻建筑物或堤岸的连接建筑物属前缘挡水的 其顶部高程应与其他前缘非溢流挡水建筑物的顶部高程标准一致 涉及两侧堤岸工程的 堤岸顶部高程应根据船闸工程的安全需要和防洪要求研究分析确定 第五章渠化工程枢纽主要建筑物高程布置 第四节枢纽其他建筑物高程布置 1 河床式电站厂房顶高程应按水电站有关规定确定 2 当坝顶设置公路和公路桥时 跨过船闸顶部的公路桥 其桥下净空应符合现行国家标准 内河通航标准 GB50139 的规定 坝顶公路路面高程不应低于非溢流坝坝顶高程 第五章渠化工程枢纽主要建筑物高程布置 第六章渠化工程的库区淹没 淹没区的划分和确定淹没调查及淹没赔偿 第一节淹没区的划分和确定 渠化工程所引起的淹没区 划分为经常淹没区和临时淹没区 1 经常淹没区系枢纽正常挡水位以下被淹没的区域 2 临时淹没区是处于正常挡水位以上 因枢纽建成后比建成前同一流量洪水位抬高所造成的临时淹没区域 第六章渠化工程的库区淹没 临时淹没区的确定是按不同的淹没对象对应的不同设计洪水标准确定淹没损失 不同淹没对象设计洪水标准 3 位于正常挡水位以上与设计挡水位之间的淹没区划分 可根据壅水淹没历时几淹没对象的重要性等具体情况分析确定 第六章渠化工程的库区淹没 第二节淹没调查及淹没赔偿 淹没调查和淹没赔偿 涉及的面广 政策性强 必须严肃认真对待 淹没调查应按经常淹没和临时淹没分别进行实物调查和核实 工程设计单位与地方行政部门配合进行 第六章渠化工程的库区淹没 例题 1 渠化工程枢纽总体布置设计的主要内容是什么 2 渠化工程枢纽总体布置中 通航建筑物设计的主要内容是什么 3 渠化工程枢纽总体布置中 通航建筑物设置双线或多线的条件是什么 4 渠化工程枢纽总体布置中 通航建筑物的类型和选用条件是什么 5 渠化工程枢纽总体布置中 通航建筑物集中布置和分散布置的要求是什么 6 分散布置的渠化枢纽有多种布置方式 如何判断渠化枢纽属分散布置 7 什么是通航枢纽连接段航段 第六章渠化工程的库区淹没 参考答案 1 渠化工程枢纽总体布置设计的主要内容是什么 根据 渠化工程枢纽总体布置设计规范 第1 0 3条 渠化工程枢纽总体布置设计的主要内容包括 确定设计原则和标准 选择坝址 坝线 主要建筑物顶部高程设计 主要建筑物选型 进行枢纽主要建筑物的总体布置和方案评价等 2 渠化工程枢纽总体布置中 通航建筑物设计的主要内容是什么 根据 渠化工程枢纽总体布置设计规范 第3 3 1条 渠化工程枢纽总体布置中通航建筑物设计包括的主要内容 在确定的通航规模和通过能力要求的基础上 分析选择通航建筑物的形式 线数 有效尺度和主要高程 上 下游引航道尺度以及建筑物布置方案比较优选等 第六章渠化工程的库区淹没 3 渠化工程枢纽总体布置中 通航建筑物设置双线或多线的条件是什么 根据 渠化工程枢纽总体布置设计规范 第3 3 2条 渠化工程枢纽总体布置中通航建筑物凡符合以下情况之一者