2018水利二建管理与实务-1水利水电工程建筑物的类型及组成

精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业一、水利水电工程建筑物的类型及组成1水利水电工程等级划分（1）根据水利工程工程等级划分及洪水标准、工程规模、效益和在经济社会中的重要性划分为五等。工程等别工程规模水库总库容108m3防洪治涝灌溉供水发电保护人口104人保护农田面积104亩治涝面积104亩灌溉面积104亩年引水量108m3发电装机容量MWⅠ大（1）型≧10≧150≧500≧200≧150≧10≧1200Ⅱ大（2）型15010060503300Ⅲ中型0.12030155150Ⅳ小（1）型0.015530.50.310Ⅴ小（2）型注：各项指标不同时，应按最高等别确定（2）水工建筑物的级别划分（永久建筑物根据工程等别和建筑物的重要性划分5级，临时建筑物根据保护对象、失事后果、使用年限和临时建筑物规模划分为3级）1）永久性建筑物级别工程等别主要建筑物次要建筑物Ⅰ13Ⅱ23Ⅲ34Ⅳ45Ⅴ552）大坝按上述为2、3级永久性建筑物，如坝高超过下表指标时，级别提高一级，但洪水标准可不提高。级别坝型坝高2土石坝90砼坝、浆砌石坝1303土石坝70砼坝、浆砌石坝1003）提防工程的级别（100,2，个位数为0）防洪标准、重现期（年）>=100100-5050-3030-2020-10级别12345级别保护对象使用年限（年）临时性挡水建筑物规模围堰高度(m）库容（108m3）3有特殊要求的1级永久性建筑物>3>50>1.041、2级永久性建筑物3-1.550-151.0-0.153、4级永久性建筑物<1.5<15<0.1（3）临时性建筑物级别：级别应按照其中最高级别确定，但对于3级临时性水工建筑物，符合该级别规定的指标不得少于现两项。（4）水工建筑物分类及作用：1）挡水建筑物：各种闸、坝和提防等。2）泄水建筑物：各种溢洪道、泄洪隧洞和泄水闸等。3）输水建筑物：各种渠道、隧洞、管道等。4）取水建筑物：各种取水口、进水闸等。5）整治建筑物：如护岸工程，导流堤、丁坝、顺坝等。6）专门建筑物。（5）提防的特征水位：1）设防（防汛）水位：开始组织人员防汛的水位。2）警戒水位：防汛人员必须迅速开赴防汛前线、准备抢险。3）保证水位：提防的设计洪水位，河道遇提防的设计洪水时在堤前达到的最高水位。（5）水库的特征水位1）校核洪水位：水库遭遇校核洪水时，坝前到达的最高水位。2）设计洪水位：水库遭遇设计洪水时，坝前到达的最高水位。3）防洪高水位：水库遇下游保护对象的设计洪水时，坝前到达的最高水位。4）正常蓄水位（正常高水位、设计蓄水位、兴利水位）：正常运用时为满足设计的兴利要求在供水期开始时应蓄到的最高水位。5）防洪限制水位（汛前限制水位）：在汛期允许兴利的上限水位，也是水库汛期防洪运用时的起调水位。6）死水位：正常运用下，允许消落到的最低水位2土石坝与提防的构造及作用（1）土石坝的缺点：坝身不能溢流，必须另外修建泄水建筑物；施工导流条件差，不如砼坝便利；粘性土料施工受气候影响较大。（2）土石坝的类型：1）按坝高分：低坝（<30m）中坝（30-70）高坝（>70m）。2）按施工方法分：碾压式土石坝、水力冲填坝、定向爆破坝等。①碾压式土石坝又分为均质坝、土质防渗体分区坝、非土料防渗体坝。②均质坝：坝体断面不分防渗体和坝壳，基本上是由均一的黏性土料（壤土、砂壤土）筑成。③土质防渗体分区坝。用透水性较大的土料作坝的主体，用透水性极小的黏土作防渗体的坝；包括黏土心墙坝和黏土斜墙坝；防渗体设在坝体中央的或稍向上游且略为倾斜的称为黏土心墙坝；防渗体设在坝体上游部位且倾斜的称为黏土斜墙坝。④非土料防渗体坝：防渗体由钢筋砼、沥青砼、钢板等人工制备的材料建成。按位置分为心墙坝和面板坝。（3）土石坝的构造及作用：土石坝的基本剖面是梯形，主要由坝顶、防渗体、坝坡、坝体排水、地基处理等组成。1）坝顶：①坝顶宽度无特殊要求时高坝选用10-15m,中低坝选用5-10m；②为了排雨水，坝顶应做成向一侧或两侧倾斜的横面坡度，宜采用2%-3%，有防浪墙的宜采用仅向下游倾斜；③护面材料可用碎石、砌石、沥青或砼；④防浪墙的一般高度为1.0-1.2m。2）防渗体：①目的是降低侵润线，减少通过坝体和坝基的渗透量，增加下游坝坡的稳定性，降低渗透坡降，防止渗透变形。②主要形式有心墙、斜墙、铺盖、截水墙等。③黏土心墙和斜墙顶部水平厚度不小于3m。3）上下游坝坡：①上游护坡应考虑：波浪掏刷，顺坝水流冲刷，漂浮物和冰层的撞击及冰冻的挤压；范围是上部自坝顶起，如设防浪墙时，应与防浪墙连接；下至死水位以下不宜小于2.5m，4、5级可减至1.5m，最低水位不确定时应护至坝脚。②下游护坡应考虑：冻胀、干裂及蚁鼠等动物的破坏；雨水、大风、水下部位的风浪、冰层和水利的作用；范围应由坝顶护至排水棱体，无排水棱体时应至坝脚。③护坡形式有草皮、抛石、干砌石、浆砌石、砼、钢筋砼、沥青砼和水泥土等作用是防止波浪淘沙、顺坝水流冲砂、冰冻或其他形式的破坏。4)坝坡排水：①除干砌石或堆石护面外，必须设坝面排水；②为了防止雨水冲刷下游坝坡，设纵横向连通的排水沟；③与岸坡的结合处应设置排水沟以拦截山坡上的雨水；④坝面上的纵向排水沟沿马道内侧布置，用浆砌石或砼板铺设成矩形或梯形；⑤坝较长时，则应沿坝轴线方向每隔50-100m左右设一横向排水沟，以便排除雨水。5）坝体排水：目的是降低侵润线及孔隙水压力，防止坝坡土冻胀破坏；形式有竖式排水、褥垫排水、棱体排水、管式排水和贴坡排水。①贴坡排水：不能降低侵润线，贴坡排水顶部应高于坝体浸润线逸出点，保证坝体浸润线位于冰冻深度以下，底部要设反滤层。②棱体排水。在下游坝脚处用块石堆成棱体，顶部高程应超出下游最高水位，超出高度应大于波浪沿坡面的爬高，并使坝体浸润线距坝坡的距离大于冰冻深度；应避免棱体排水上游坡脚出现锐角，顶宽不得小于1.0m；棱体排水可降低浸润线，防止坝坡冻胀和渗透变形，保护下游坝脚不受尾水淘刷，多用于河床部分（有水）的下游坝脚处。6）地基处理：影响均质土坝边坡稳定的因素有地基承载力、填土压实度、外因扰动、边坡系数。（4）提防的构造及作用1）主要由堤顶、堤坡与戗台、护坡与坡面排水、防渗和排水设施、防洪墙等。2）堤顶宽度：1）1级宽度不小于8m，2级不小于6m，3级以下不小于3m。2）坡度宜采用2%－3%。防浪墙净高不超过1.2m。3）堤坡与戗台：1）1、2级不宜陡于1:3；堤高超过6m时应设戗台，宽度不小于1.5m；2）风浪大的海堤、湖堤临水侧宜设置消浪平台，其宽度可为波高的1－2倍，但不宜小于3m。4）护坡与坡面排水：形式应根据风浪大小、近堤水流、潮流、防洪等级、堤高、堤身、堤基土质等因素确定3重力坝的构造及作用（砼坝主要类型有重力坝、拱坝、支墩坝三种）（1）重力坝缺点：坝底扬压力较大；材料强度不能充分发挥；水泥水化热较大，需要采取复杂的控温措施。（2）重力坝分类：1）按结构形式分：实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝；2）按材料分：砼重力坝（高坝）和浆砌石重力坝（中低坝）；3）按泄水条件分：溢流重力坝和非溢流重力坝；4）按施工方法分：浇筑砼重力坝和碾压砼重力坝。（3）重力坝的构造及作用1）坝顶构造：①坝顶应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶高程应高于波浪顶高程，②防浪墙宜采用与坝体连城整体的钢混结构，墙身有足够的厚度以抵抗波浪及漂浮物的冲击，在坝体横缝处应留伸缩缝，并设止水，墙身高度取1.2m，坝顶下游应设栏杆；③非溢流坝的宽度不宜小于3.0m，坝顶路面应具有横向坡度和排水设施；④坝顶用于公路时，两侧人行道高出坝顶路面30m。⑤砼坝的砼设计龄期一般为28d。⑤砼坝上游水位变化区材料主要满足抗冻性。2）防渗和排水设施：①防渗：防渗层厚度一般为1/20-1/10水头，但不小于2m。②排水设施：为了减少坝体的渗透压力，靠近上游坝面设置排水管幕，与上游坝面的距离一般是作用水头的1/25-1/15，且不小于2m，排水管间距2-3m。③防渗层设在坝体上游面或下游面水位以下部分，排水管设在防渗层下游侧。3）分缝与止水①分缝：横缝（与坝轴线垂直，主要作用是散热）、纵缝（与坝轴线平行，为了适应砼的浇筑能力、散热和减少施工期的温度应力），水平施工缝（新老砼的水平结合面）。②止水：重力坝横缝的上游面、溢流面、下游面最高尾水位以下及坝内廊道和孔洞穿过分缝处的四周等部位应设置止水设施。（4）重力坝的荷载及作用：自重、静水压力、扬压力、动水压力、波浪压力、泥沙压力、冰压力、土压力、温度、风作用、地震。（5）地基处理：固结灌浆（提高地基的整体性）和帷幕灌浆（适用透水性较大时，为了防渗、减少扬压力并防止地基的破坏）（6）坝内廊道：1）基础灌浆廊道：设置在上游坝踵处，距上游不小于4-5m。2）检修排水廊道：距上游坝面的距离不小于3m，每隔15-30m高度设一个。减少地基渗透压力的构造有：防渗帷幕、地基主排水孔、宽缝。为适应低热性要求建筑物内部的大体积砼通常选用矿渣硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥，砼坝的砼设计龄期一般为90d。（7）拱坝的结构特点及类型1）结构特点：拱坝的轴线为弧形，将上游的水平水压力变成轴向压应力传向两岸，依靠坝肩维持稳定。2）拱坝的类型：1）定圆心等半径拱坝：圆心的平面位置与外半径都不变；2）等中心角变半径拱坝：拱坝坝面自上而下中心角不变而半径减小；3）变圆心变半径双曲拱坝：圆心的平面位置、外半径和中心角均随高程而变的拱坝形式。（8）支墩坝的结构特点及类型1）特点：是由一系列顺水流方向的支撑和支承在墩子上游的挡水面板组成。2）形式：平板坝（上游挡水面板常与支墩连接，适用于40m以下的中低坝）、连拱坝（是由支承在支墩上连续的拱形挡水面板承担水压力，适用于气候温和和良好的岩基上）、大头坝（是通过头部而起挡水作用。对地基的适应性好，受气候条件影响小）。4水闸的组成及作用（1）水闸的类型：1）按任务分：进水闸、节制闸、冲沙闸、分洪闸、排水闸、挡潮闸。2）按结构形式分：开敞式（无胸墙、有胸墙）涵洞式（有压、无压）；当引水流量较大、渠堤不高时采用开敞式，当引水流量较小、渠堤较高时采用涵洞式。（2）水闸的组成部分及作用：主要由闸室和上、下游连接段三部分组成。1）闸室包括底板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥和交通桥等。①底板：整体式底板（适用于中层密实以下的地基或地震区）和分离式底板（适用于地质条件较好、地基承载力较大的地基）。②闸墩：作用是分隔闸孔，支承闸门、胸墙、工作桥及交通桥等上部结构。③工作桥：作用是安装启闭机和供管理人员操作启闭机之用。④胸墙：作用是挡水，以减少闸门高度，跨度在5以下的胸墙可用板式结构，超过5m时板用梁式结构。2）上游连接段：是由铺盖、护底、护坡、上游翼墙组成。①铺盖：作用是延长渗径长度以达到防渗目的，具有不透水性，兼有防冲功能。材料常用黏土、砼、钢筋砼、土工膜等。对水闸底板和铺盖之间的缝是沉降缝，能适应地基不均匀沉降，缝中应设止水。②护底与护坡：防止水流对渠（河）底及边坡的冲刷，仅能起到防冲作用，长度一般为3-5倍的堰顶水头。③上游翼墙：①改善水流条件、挡土、防冲、防渗等。②按结构分为重力式翼墙（适用地基承载力较高、高度5-6m以下）、悬臂式翼墙（适用于地质较好、高度在6-9m）、扶壁式翼墙（适用于8-9m、地质较好）、空箱式翼墙（适用于高度较高、地质差）。3）下游连接段：是由护坦（消力池）、海漫、下游防冲槽及下游翼墙与护坡等。①护坦（消力池）：作用承受高速水流的冲刷、水流动脉压力和底部扬压力，为了防止不均匀沉降而产生裂缝，护坦与两侧翼墙底板及闸室底板间设置沉陷缝，缝的位置如在闸基范围内，缝中应设止水。②海漫与防冲槽：继续消除水流余能，调整流速分布，确保下游河床免受有害冲刷，海漫末端设置防洪槽与下游河床相连，以保护海漫末端不受冲刷破坏。海漫的特性表面粗糙、透水性好、有柔性。③下游翼墙和护坡：下游八字墙翼墙的总扩散角在14-24。。（3）橡胶坝的组成及作用：1）类型：分为袋式、帆式和刚柔式。2）组成：由坝袋段和上、下游连接段组成。坝袋段：起挡水、调节坝上水位及过坝水流的作用，包括底板（多为平底板）、中墩（分隔坝段）、边墩（挡土）、坝袋（挡水，控制过坝流量）等。5泵站的布置及分类（1）主要分类：灌溉泵站、排涝泵站、排灌结合泵站。（2）泵站进出水建筑物：包括引水渠、沉砂及冲砂建筑物（减少高速含砂水流对泵站和管道的磨损和破坏）、前池（衔接引渠和进水池）、进水池（一般在前池与泵房之间或泵房的下面）、出水管道（泵房至水池之间的一段压力管道）、出水池或压力水箱（用于排水泵站且承泄区水位变幅较大的情况，减少工程量和工程造价）等。（3）水泵的分类：叶片泵（离心泵、轴流泵、混流泵）、容积泵（活塞泵、螺杆泵、齿轮泵）和其他泵（射流泵、水锤泵）。（4）叶片泵的抽水装置：1）叶片泵的抽水装置：由叶片泵、动力机、传动设备、管路及附件等构成。2）充水方式有：真空泵、高位水箱或人工。（5）水泵的性能参数：①流量②扬程：工作扬总是大于净扬程③功率④效率：能量损失分为水力损失（水流的撞击、摩擦等）、容积损失、机械损失）⑤允许吸上真空高度和必需汽蚀余量（确定泵安装高程）⑥转速等。（6）泵房的结构形式：1）移动式：包括囤船型、缆车型。2）固定式：包括分基型（变幅较小且地质条件较好）、干室型（水位变幅大于水泵的有效吸上高度且且承载力较低或地下水位较高）、湿室型（变幅较大且地下水位较高）、块基型（需要泵房直接挡水的）。6水电站的组成及作用（1）由进水口、引水建筑物、平水建筑物和厂区枢纽等组成。（2）进水口：1）有压：在进水口高程在水库死水位以下，有拦污栅、闸门、启闭机、通气孔（应设在事故