河海大全国建造师执业资格水利水电工程专业知识讲义

第1页共20页全国建造师执业资格水利水电工程专业知识第二篇专业理论与技术第一章基础知识第二节水利水电工程的分类开发利用水资源，进行水利工程建设，目的是要除水害、兴水利，为社会创造巨大的经济效益和社会效益。但是，水利工程在为我们带来经济效益和社会效益的同时，提醒人们要注重甚至承受水利工程工作失常或失效带来的巨大影响。水利工作失常，会直接影响国家经济效益，水利工程失事，将会给国家和社会带来巨大财产损失，给人民带来生命财产的巨大灾害。水利是国民经济的基础产业，必须高度重视工程安全，水利工作失常，会导致社会经济发展受到阻碍和破坏，导致人民生活动荡紊乱，甚至造成重大社会问题。进行水利水电工程建设，应该从国民经济全局利益出发高变重视工程安全，将安全性与经济性合理地统一考虑，按水利水电工程的重要性，保护城镇、农村、农田及工业区范围的大小，进行分等分级，并将水利水电工程中的建筑物，也进行级别划分。水利水电工程的分类和等级划分与洪水标准是紧密相关的，洪水标准决定了水利水电工程的安全性与经济性，并在相应的条件下使其达到合理的统一。洪水标准水利水电工程的设计标准，不仅关系到工程安全，也关系到政治、经济和社会影响等综合政策问题。因此，进行水工建筑物设计，对于洪水标准必须给予极大重视。但是，由于水文因素具有很大的不确定性，人们对它的认识能力也存在一定的局限性，另外，水利水电工程建成后，总会存在一定的潜在风险。因此，正确确定水工建筑物的洪水标准，是直接关系着水利水电工程安全性和经济性的重大问题。制定洪水标准应该遵守这样一个原则，即对于失事后影响较大的工程，应使其承担的风险小一些，反之则可大一些。另外，还要区分山区、丘陵区与平原、滨海地区的不同，区分永久性建筑物与临时性建筑物的不同，因为它们在地形条件、洪水特性、工程规模和运用要求等方面，都有很大的差别。根据上述原则，山区、丘陵地区与平原、滨海地区的水利水电工程，它们的永久性水工建筑物的洪水标准应分别确定。永久性水工建筑物的洪水标准首先，应该区别对待山区、丘陵地区水利水电工程与平原、滨海地区水利水电工程的永久性水工建筑物的洪水标准。其次当山区、丘陵地区的水利水电工程永久性水工建筑物的挡水高度，若低于15m，且上下游最大水头差小于10m时，其洪水标准宜接平原、滨海地区标准确定。当平原、滨海地区的水利水电工程其永久性水工建筑物的挡水高度，若高于15m1、山区、丘陵地区永久性水工建筑物山区、丘陵地区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准，可按表1—1分析确定。表1—1山区、丘陵地区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准[重现期（年）]项目水工建筑物级别12345设计1000～500500～100100～5050～3030～20校核土石坝可能最大洪水（PMF）10000～50005000～20002000～10001000～300300～200混凝土坝、浆砌石坝5000～20002000～10001000～500500～200200～100土石坝的洪水标准必须指出，对于土石坝的洪水标准，应给予极大重视，土石坝是不允许洪水漫顶泄水的，而且土石坝失事后跨坝的速度非常快，对于下游的相当范围内，会造成严重灾害，如1975年河南省板桥水库跨坝，下游数十公里范围被迅速夷为平地，人民生命财产遭受了巨大的损失。因此，对于土石坝，如失事后下游将造成特别重大灾害时，其1级建筑物的校核洪水标准，应取可能最大洪水（PMF），或者取重现期10000年标准。对于其2～4级建筑物的洪水标准，可以提高一级。混凝土坝、浆砌石坝的洪水标准对于混凝土坝、浆砌石坝，虽然它们抗御洪水漫顶的能力比土石坝强，其自身一般不会因为洪水漫顶而遭受破坏。截止到目前为止，还没有关于混凝土中、高坝因漫顶而失事的报导。但是，漫顶洪水会产生较大能量，容易对坝基和两岸造成冲刷，导致基础失稳而引起建筑物失事。因此，对于混凝土坝、浆砌石坝，若洪水漫顶将造成极严重的损失时，其1级建筑物的校核洪水标准，经过专门论证并报主管部门批准，可采用可能最大洪水（PMF），或者取重现期10000年标准。泄水建筑物消能防冲设计的洪水标准对于山区、丘陵地区水利水电工程的永久性水工建筑物消能防冲设计的洪水标准，可低于泄水建筑物的洪水标准，根据泄水建筑物的级别，按表1—2的规定分析确定。表1—2山区、丘陵地区水利水电工程消能防冲建筑物洪水标准永久性泄水建筑物级别12345洪水重现期（年）10050302010采用低于永久性泄水建筑物的洪水标准，作为泄水建筑物消能防冲设计的洪水标准，在美国等国的坝工实践中已有先例，并取得了较好的经济效果。我国近年来兴建的一些水利水电工程，也是按此原则来进行设计的，对节省工程投资取得了较好的作用。但是，按表1—2的规定确定消能防冲建筑物洪水标准时，还要考虑可能出现的不利情况。对于超过消能设计标准的洪水，容许消能防冲建筑物出现局部破坏，但必须不危及挡水建筑物的安全，并且应宜于修复，不致于长期影响工程运行。水电站厂房的洪水标准对于水电站厂房的洪水标准，应该根据其级别大小，按表1—3的规定分析确定。河床式水电站厂房，挡水部分的洪水标准，应与工程的主要挡水建筑物的洪水标准相一致。对于水电站厂房的副厂房、主变压器场、开关站、进厂交通等的洪水标准，可按表1—3的规定分析确定。表1—3水电站厂房洪水标准[重现期（年）]水电站厂房级别设计校核120010002200～1005003100～50200450～30100530～2050对于抽水蓄能电站的上、下调节池，如果其容积不大，失事后对下游的危害也不大，且修复比较容易，其水工建筑物的洪水标准，可以根据它们的级别大小，也按照表1—3的规定分析确定。坝体施工临时渡汛洪水标准对于坝体施工临时渡汛洪水标准，应该根据坝型及坝前拦洪库容，按照表1—4的规定分析确定。表1—4坝体施工期临时渡汛洪水标准[重现期（年）]坝型拦洪库容（108>1.01.0～0.1<0.1土石坝>100100～5050～20混凝土坝、浆砌石坝>5050～2020～10另外，坝体施工期临时渡汛的洪水标准，还可根据失事后对下游造成的灾害影响大小，适当的提高和降低。导流泄水建筑物封堵后坝体渡汛洪水标准对于导流泄水建筑物封堵后坝体渡汛洪水标准，如果永久泄水建筑物还没有具备泄洪能力，此时坝体渡汛的洪水标准，应该通过对坝体施工要求的分析，通过对坝体运行要求的分析，按照表1—5的规定确定。表1—5导流泄水建筑物封堵后坝体渡汛洪水标准[重现期（年）]坝型大坝级别123混凝土坝、浆砌石坝设计200～100100～5050～20校核500～200200～100100～50土石坝设计500～200200～100100～50校核1000～500500～200200～1002、平原、滨海地区永久性水工建筑物（1）平原地区永久性水工建筑物的洪水标准平原地区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准，可按表1—6分析确定。表1—6平原区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准[重现期（年）]项目永久性水工建筑物级别12345水库工程设计300～100100～5050～2020～1010校核2000～10001000～300300～100100～5050～20拦河工程设计100～5050～3030～2020～1010校核300～200200～100100～5050～3030～20平原地区水利水电工程，通常分为水库工程和拦河水闸工程两大类型，分别确定它们的洪水标准。平原地区的水库，一般位于河流的中、下游，其特点是洪水涨落较缓，河道较宽，坡道较宽，坝高较低，泄水条件较好，发生较大洪水时，一般较易采取非常措施。所以，平原地区水库的洪水标准不宜定得过高，对同一级别的水工建筑物，其洪水标准应比山区、丘陵地区低一些。拦河水闸工程是既具有拦水功能，有具有泄（引）水功能的水工建筑物，是广泛应用于平原地区防洪、治涝、灌溉、发电等的水利水电工程。所以它的洪水标准应按表1—6的规定确定。潮汐河口和滨海地区永久性水工建筑物的洪水标准对于潮汐河口和滨海地区永久性水工建筑物的洪水标准，应该根据其级别，按照表1—7的规定分析确定。表1—7潮汐河口段和滨海地区水利水电工程永久性水工建筑物的潮水标准永久性水工建筑物级别1234、5设计潮水位重现期（年）≥100100～5050～2020～10但对于1级和2级建筑物，若确定的设计潮水位，低于当地历史最高潮水位时，应该采用当地历史最高潮水位进行校核。表1—7采用重现期（年）作为潮水标准，同时还考虑历史最高潮水位，因此概念明确，比较直观。平原地区水电站厂房的洪水标准对于平原地区水电站厂房的洪水标准，应该根据其级别，同样可按照表1—6分析确定。平原、滨海地区永久性泄水建筑物消能防冲洪水标准对于平原、滨海地区永久性泄水建筑物消能防冲洪水标准，应该根据泄水建筑物的级别，分别按表1—6和表1—7的规定分析确定。执行表1—6和表1—7的主要原因，是因为在平原、滨海地区的水利水电工程，其地质条件往往都比较差，消能防冲工程如果失事，将会危及主要建筑物的安全，所以规定其消能防冲工程的洪水标准与主要建筑物的洪水标准一致。其它水利工程的永久性水工建筑物其它水利工程主要是指灌溉、治涝、供水、泵站建筑物和堤防等工程，其永久性水工建筑物的洪水标准，分述如下。灌溉和治涝工程永久性水工建筑物的洪水标准，应根据起级别按表1—8的规定分析确定。表1—8灌溉和治涝工程永久性水工建筑物的洪水标准永久性水工建筑物级别12345洪水重现期（年）100～5050～3030～2020～1010注：灌溉和治涝工程永久性水工建筑物的校核洪水标准，可视具体情况和需要研究确定。灌溉、治涝工程主要是指渠道、水闸及渠系交叉建筑物等，它们遭受超标准洪水造成失事后，一般只会造成经济损失，不会造成大的人身伤亡，因此，其永久性水工建筑物的洪水标准，要比水库工程永久性水工建筑物的洪水标准低一些。供水工程永久性水工建筑物的洪水标准，应根据其级别按表1—9的规定分析确定。表1—9供水工程永久性水工建筑物的洪水标准[重现期（年）]运用情况永久性水工建筑物级别1234设计100～5050～3030～2020～10校核300～200200～100100～5050～30供水工程主要是指向城镇及农村居民点、工矿企业和部分农业灌区等的水利工程，具体是指它们的区域引水或跨流域调水工程的干渠及其与河流的立交工程等。泵站建筑物的洪水标准，应根据起级别按表1—10的规定分析确定。表1—10泵站建筑物的洪水标准[重现期（年）]运用情况永久性水工建筑物级别12345设计10050302010校核3002001005020堤防工程的洪水标准，应该根据江河防洪规划和保护对象的重要性分析确定。对于没有整体防洪规划的河流的堤防，或者不影响整体防洪规划的相对独立的局部堤防，其洪水标准，应该根据保护对象的重要性，按《堤防工程设计规范》（GB50286—98）的规定确定，对于穿堤永久性水工建筑物的洪水标准，应该不低于堤防工程的洪水标准。（二）临时性水工建筑物的洪水标准对于临时性水工建筑物的洪水标准，应根据建筑物的结构类型和级别，结合风险度的综合分析，按表1—11的规定合理确定。表1—11临时性水工建筑物的洪水标准[重现期（年）]临时性建筑物类型临时性水工建筑物级别345土石结构50～2020～1010～5混凝土、浆砌石结构20～1010～55～3水利水电工程的类型水利水电工程按照其所在地点的自然条件，可以分为平原地区水利水电枢纽和山区、丘陵地区水利水电枢纽。（一）、平原地区水利水电工程这种枢纽工程，多建在河道下游的平原区域或河道开阔地段。由于河床坡度平缓，地形开阔，枢纽中的挡水建筑物多为高度较低的拦河闸，或溢流坝，因而蓄水不高，库容较小，调蓄能力不大，不论在岩基上或软基上均可兴建。图1—1为韶山灌区洋潭引水枢纽。该枢纽上距水府庙水库18km图1-1韶山灌区洋潭引水枢纽平面布置图导航堤；2-机房；3-斜面升船机；4-重力坝；5-泄洪闸；6-溢流坝；7-水电站；8-土坝；9-洋潭支渠进水口；10-进水闸枢纽工程区的岩层主要为板岩，枢纽坝轴线总长387m，其中溢流坝长170m。由于地形开阔，蓄高水位10m，蓄水不高，但供水流量较大，枢纽主体建筑物确定采用混凝土溢流重力坝及河床式水电站。溢流坝高14.6m，布置在河床中部，坝顶不设闸门，枯水期可用来挡，大水时可自由溢流。由于泄放水的需要，在溢流坝右侧建有泄洪闸，长59m，分为5孔，每孔装10m×9.3m弧形钢闸门，为防止泄洪时冲刷右侧岸坡，改善升船机下游的通航条件，将闸轴线偏转7°角。泄洪闸右侧以混凝土非溢流重力坝与岸边相连。水电站厂房位于溢流坝左侧，长26m。为避免与水电站厂房相互干扰，将升船机置于右岸。左、右坝端均为混凝土非溢流重力坝与两岸相连接，共长52m。在左岸山有冲沟处建有均质土坝，长80m，坝内埋有涵管并建有洋潭支渠进水口，与洋潭支渠相接。升船机位于右岸山坡，上下游均建有导航堤。进水闸位于枢纽右岸300m处。当正常引水位达66.5（二）、山区、丘陵地区水利水电工程山区、丘陵地区水利水电工程修建在河流的上、中游，通常是坝高、洪水流量大，可以形成具有一定调节性能的水库，地基多为岩基。位于河流上游的枢纽工程，从地形上看，河谷狭窄，岸坡陡峭，泄洪消能和枢纽布置是设计的关键，施工场地狭窄，施工常易形成相互干扰。位于河流中游的枢纽工程，河谷相对开阔，岸坡较为平缓，易于进行泄洪消能和枢纽布置。图1—2为黄河小浪底水利枢纽工程。该枢纽工程位于河南省洛阳市和济源市之间黄河中游最后一段峡谷的出口处，在洛阳市以北40km，上距三门峡水库130km，下距郑州花园口图1-2小浪底水利枢纽总平面布置图小浪底水利枢纽工程于1991年9月开始施工准备，主体工程1994年9月正式开工，至2001年全面完成，2003年已通过工程验收鉴定。小浪底水利枢纽工程坝址控制流域面积69.4万km2，占黄河流域面积的92.3%，水库总库容126.5亿m3，长期有效库容51亿m3。1、小浪底水利枢纽工程由三大部分组成。第一部分为大坝，系壤土斜心墙堆石坝，坝顶长1667m，坝底宽864m，最大坝高154m，总填筑方量为5185万m3，居全国第一位，名列世界前8位。基础混凝土防渗墙深感80m。第二部分为泄洪洞群系统，包括3条孔板消能泄洪洞（前期兼为导流洞），3条摊沙洞、3条明流洞和1条灌溉洞，在洞群的进水口建有进水塔群，出水口建有出水消力池。第三部分为发电设施，包括3条引水发电洞、地下水电站厂房、3条尾水洞、1座主变压室、1座尾水闸门室、两层围绕地下厂房的排水廊道和交通洞等地下洞室。地下水电站厂房长251.5m，宽小浪底水利枢纽工程的开发目标2、小浪底水利枢纽工程的开发目标是：以防洪、防凌、减淤为主，兼顾供水、灌溉和发电。工程建成后将发挥巨大的综合效益，可使黄河下游防洪防洪标准由60年一遇提高到1000年一遇，基本解除黄河下游凌汛威胁；采用蓄清排浑运作方式，利用75.5亿m3的调沙，相当于20年下游河床不淤积抬高，减少2到3次大堤加高费用；每年可为河南省焦作市和洛阳市增加20亿m3的工业和民用供水量；在灌溉效益上，可以为下游增加20亿m3的灌溉用水，多年平均灌溉面积由72.5万公顷增加到125万公顷，为两岸农业丰收提供了更加有利的条件；发电系统由6条发电引水洞和地下电站厂房组成，共装6台30万千瓦混流式水轮发电机组，总装机容量180万千瓦，平均年发电量51亿千瓦时。3、小浪底水利枢纽工程的特点小浪底水利枢纽工程具有重要的战略地位，工程规模宏大，地质条件复杂，水沙条件特殊，运用要求严格，是当前世界上最复杂的水利工程之一，是一项挑战性工程。小浪底水利枢纽工程特点是：（1）小浪底水利枢纽工程是以防洪、防凌、减淤为主，兼顾供水、灌溉和发电等为开发目标的综合性大型水利工程，工程建设具有重要战略地位。（2）工程技术复杂，工程建设难度大。小浪底主体工程要在1994年到2001年之间完成土石方开挖3625万亿m3，土石方填筑5574万亿m3，混凝土浇筑337亿m3，各种金属结构3.1万吨，施工强度极高。小浪底枢纽岩石为砂岩、泥沙岩和泥质页岩互层结构，节理、裂隙发育，地质条件极差。地形上只有左岸一座单薄的分水岭山体，但却在其上布置了纵横交错100多个大小洞室，即泄洪洞群，水工建筑物布置高度集中，形成蜂窝状断面。工程布置难度极大。小浪底工程坝基覆盖层深70多m，混凝土防渗墙深达81.9m。在3条洞径为14.5（3）小浪底水利枢纽工程使用了世界银行贷款，采用了国际竞争性招标，工程建设实行与国际工程管理接轨，小浪底工程总投资约350亿元，其中采用了世界银行贷款，1994年6月2日贷款协议在华盛顿签字，使用了世界银行11.09亿美圆贷款。按照世界银行规定，工程建设进行了国际竞争性招标。以意大利英波吉罗公司为责任方的联营体——黄河承包商（YRC）中标大坝工程，即一标，以德国联营体（CGIC）中标泄洪工程，即二标，以法国杜美兹公司为责任方的联营体——小浪底联营体（XLDJV）中标发电设施工程，即三标。小浪底工程建设采用国际通用的菲迪克合同条款，工程建设与管理以合同条款为准则。合同是小浪底工程的基础，是约和联系业主与承包商的法律，双方的关系是纯粹的合同利益关系。小浪底水利枢纽工程实现了与国际工程管理接轨。水利水电工程等级划分水利水电工程等级划分根据水利部2000年颁布的《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）的规定（以下简称标准），水利水电工程根据其工程规模、效益以及在国民经济中的重要性，划分为五等，见表1—12。本“标准”适用于我国不同地区、不同条件下新建的防洪、灌溉、发电、供水和治涝等水利水电工程。对已建工程的加固、改建、扩建，一般应按本“标准”执行。如果在执行中确有困难时，经充分论证并报主管部门批准，可以适当调整。具体在对水利水电工程进行等级划分时，执行表1—12有困难，也可以进行适当调整。对于综合利用的水利水电工程，可以同时具有防洪、发电、灌溉、供水等多项任务，为了工程安全起见，按表1—12确定其等别时，应该按规定的各项任务对应的等别中的最高者，确定整个工程的等别。表1—12水利水电工程分等指标工程等别工程规模水库总库容（108防洪治涝灌溉供水发电保护城镇及工矿企业的重要性保护农田（104亩）治涝面积（104亩）灌溉面积（104亩）供水对象重要性装机容量（104kW）Ⅰ大(1)型≥10特别重要≥500≥200≥150特别重要≥120Ⅱ大(2)型10～1.0重要500～100200～60150～50重要120～30Ⅲ中型1.0～0.10中等100～3060～1550～5中等30～5Ⅳ小(1)型0.1～0.01一般30～515～35～0.5一般5～1Ⅴ小(2)型0.01～0.001<5<3<0.5<1注1.水库总库容指水库最高水位以下的静库容；2.治涝面积和灌溉面积均指设计面积。(二)、拦河水闸工程等级划分对于拦河水闸工程的等别，应该按照水闸的过闸流量分析确定，见表1—13。表1—13拦河水闸工程分等指标工程等别工程规模过闸流量（m2/s）Ⅰ大(1)型≥5000Ⅱ大(2)型5000～1000Ⅲ中型1000～100Ⅳ小(1)型100～20Ⅴ小(2)型<20按表1—13的规定，对拦河水闸工程进行等级划分，是在对江苏、安徽、山东、河北等省的大、中、小型水闸调查研究的基础上制定的，考虑了南北地域的差异，符合率可达77.8%。（三）、灌溉、排水泵站的等级划分对于灌溉、排水泵站的等别，应根据其装机流量与装机功率分析确定，见表1—14。但对于工业、城镇供水泵站的等别，应根据其供水对象的重要性，按照表1—12的规定分析确定。表1—14灌溉、排水泵站分等指标工程等级工程规模分等指标装机容量（m3/s）装机功率（104kW）Ⅰ大(1)型≥200≥3Ⅱ大(2)型200～503～1.0Ⅲ中型50～101.0～0.1Ⅳ小(1)型10～20.1～0.01Ⅴ小(2)型<2<0.01注：1.装机流量、装机功率系指包括备用机组在内的单站指标；2．当泵站按分等指标分属两个不同等别时，其等别按其中高的等别确定；3．由多级或多座泵站联合组成的泵站系统工程的等别，可按其系统的指标确定。表1—14规定的泵站分等指标，是根据我国《泵站设计规范》（GB/T50265—97）的有关规定，结合灌溉、排水泵站的具体情况，综合考虑分析确定的。水工建筑物的级别水利水电工程中水工建筑物的级别，反映了工程对水工建筑物的技术要求和安全要求。他们应该根据所属工程的等别及其在工程中的作用和重要性分析确定。1、永久性水工建筑物级别水利水电工程的永久性水工建筑物的级别应该根据建筑物所在工程的等别，根据建筑物的重要性按表1—15的规定分析确定。表1—15永久性水工建筑物级别工程等别主要建筑物次要建筑物Ⅰ13Ⅱ23Ⅲ34Ⅳ45Ⅴ552、水工建筑物的级别提高（1）对于2至5级的永久性水工建筑物，若失事后造成巨大损失，或者对水利水电工程造成十分严重影响的，经过论证并报主管部门批准，其级别可提高一级。（2）根据表1—4的规定为2级、3级的永久性水工建筑物，其水库大坝的坝高超过表1—16规定的指标，其级别可提高一级，供洪水标准不予提高。表1—16水库大坝提级指标级别坝型坝高（m）2土石坝90混凝土坝、浆砌石坝1303土石坝70混凝土坝、浆砌石坝100注：级别指按表2.2.1确定的级别。（3）当永久性水工建筑物基础的工程地质条件复杂时，其基础设计参数不易准确确定，或者采用新型结构，由于实践经验较少，难以评价结构的可靠性时，对于2至5级的建筑物，其级别可以提高一级，但洪水标准不予提高。3、水工建筑物的级别降低对于失事后造成损失不大的水利水电工程，其1至4级主要永久性水工建筑物的级别，经过论证并报主管部门批准，可降低一级。4、临时性水工建筑物级别（1）对于水利水电工程施工其使用的临时性挡水和泄水建筑物的级别，应该根据保护对象的重要性、失事造成的后果、使用年限和临时建筑物的规模，按表1—17的规定分析确定。表1—17临时性水工建筑物级别级别保护对象失事后果使用年限（年）临时性水工建筑物规模高度（m）库容（1083有特殊要求的1级永久性水工建筑物淹没重要城镇、工矿企业、交通干线或推迟总工期及第一台（批）机组发电，造成重大灾害和损失。>3.0>50>1.041、2级永久性水工建筑物淹没一般城镇、工矿企业、交通干线或影响工程总工期及第一台（批）机组发电，造成较大经济损失。重大灾害和损失。3.0～1.550.0～15.01.0～0.153、4级永久性水工建筑物淹没一般城镇、工矿企业、交通干线或影响工程总工期及第一台（批）机组发电，造成较大经济损失。重大灾害和损失。<1.5<15<0.1水利水电工程施工其所使用的临时挡水和泄水建筑物，就是导流建筑物。影响临时性水工建筑物级别划分的因素很多，表1—17归纳了四项因素，即保护对象、失事后果、使用年限和临时性水工建筑物规模。其中保护对象、失事后果属于客观条件，在决定导流方案之前大致就可以判断确定。而临时性水工建筑物的使用年限和规模，必须在拟订导流方向之后确定。值得指出的是表1—17说明了：1）、临时挡水和泄水建筑物，采用的是同样的分级指标。2）、四项指标因素均与施工所处的阶段相关。3）、“保护对象”中所说的永久建筑物的“特殊要求”，系指在施工期不允许过水或者其它特殊要求。4）、“使用年限”是指导流建筑物在每一个施工阶段的工作年限，两个或两个以上的施工阶段共用的导流建筑物，如分期导流中一期和二期共用的纵向围墙等，其使用年限不迭加计算。5）、“临时性挡水建筑物规模”中的“高度”，是指挡水围墙的最大高度；“库容”是指墙前为设计水位时所拦蓄的库容水量。（2）根据表1—17的规定，对于同时分属于不同级别的临时性水工建筑物，其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两次。（3）利用临时性水工建筑物挡水发电、通航时，经过技术经济论证，3级以下临时性水工建筑物的级别可以提高一级。（4）堤防工程水工建筑物的级别，应该按照《提防工程设计规范》GB50286—98确定。对于穿堤水工建筑物的级别，按所在堤防工程的级别和与建筑物规模相应的级别高者确定。第二章水利水电工程施工基础理论第三节水工建筑物分类及特点一、概述为了满足社会兴水利除水害的需要，运用科学知识和技术手段而修建的工程，称为水力工程。为了满足防洪、发电、灌溉、供水等开发目标的需要，在河流适宜地段修建用来控制和分配水流的不同建筑物，称为水工建筑物。由不同类型的水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。水利工程有的只建有单项水工建筑物，如只建有分洪闸的防洪工程；仅建存排水闸的治涝工程；无坝引水只建进水闸的灌溉工程等。但大多数水利工程都是由几种水工建筑物组成的水利枢纽，对这种水利工程往往称为水利枢纽工程，亦称为水利水电枢纽工程。长江三峡工程是我国最大的水利枢纽工程，也是世界上巨型水利枢纽工程。长江三峡工程的建设方案是：“一级开发，一次建成，分期蓄水，连续移民”。大坝为混凝土重力坝，坝顶总长3035m，坝顶高程185m，正常蓄水位高程175m，总库容393亿m3，其中防洪库容为221.5亿m3。排沙流量为每秒2460m3，排沙孔分别布置于混凝土重力坝段和电站厂房坝段底部。泄洪坝段的泄洪能力为每秒11万m3，水电站厂房位于泄洪坝段的左、右两侧，共装机组26台，单机装机容量为70万kW，总装机容量为1820万kW，年平均发电量847亿度，左岸设有船闸和升船机通航建筑物，年单向通过能力5000万吨主体工程土石方开挖量约10260万m3，土石方填筑量约2930万m3，混凝土浇筑量约2715万m3，金属结构安装约28.5万吨，长江三峡工程水库最终将淹没耕地43.13万亩，最终移民动迁人数达113.18万人。长江三峡工程按1993年物价水平计算，静态总投资为954.6亿元。长江三峡工程，是一座具有防洪、发电、航运、养殖、旅游、保护生态、净化环境、开发性移民、南水北调、供水供水灌溉等十项巨大综合效益的宏伟水利枢纽工程。位于四川省西南部雅龙江上的二滩水电站，也是我国一座以发电为主的综合开发利用的巨型水利水电枢纽工程。1991年9月14日主体工程正式开工，1993年11月26日胜利地实现了大江截流。枢纽工程控制流域面积116400万km2，设计洪水流量（1000年一遇）为20600m3/s，校核洪水流量（5000年一遇）为23900m3/s，水库总库容58亿m3，正常蓄水位高程1200m，大坝为抛物线型双曲拱坝，最大坝高240m。坝顶长度774.65m。大坝坝身设有7孔11m×11.5m（宽×高）表孔溢洪道，设有6孔6m×5m（宽×高）中孔溢洪道，设有4孔3m×5m（宽×高）底孔溢洪道，另外设有2条13m×13m（宽×高）泄洪隧洞。发电设施建有6条直径二滩水利水电工程是由国家开发投资公司、四川省投资公司和四川省电力公司合资，并利用国内银行、世界银行以及国际财团贷款兴建的巨型水电工程。二滩水电站的双曲拱坝，是目前国内最高的拱坝，其高度在世界上亦排名最前列。二滩水电工程项目，是我国第一个全面实现国际竞争性招标和业主负责制，并按国际工程项目管理进行建设的水利水电枢纽工程。以意大利英波吉罗公司为责任方的二滩联营体（EJV）中标拱坝工程，以德国菲力浦.霍尔兹曼公司为责任方的中德二滩联营体（SGEJV）中标地下厂房工程。二滩水利水电枢纽工程的建成，将向我国西南地区提供巨大的电能，对我国西部开发和国家经济建设将起重大作用。长江三峡工程和二滩水电站工程的实例，都为我们揭示出了水工建筑物在水利水电枢纽工程中的重要地位和特殊作用，我们必须对水工建筑物有正确的理解和认识。二、水工建筑物的分类水工建筑物的结构和型式多种多样，为了正确认识水工建筑物的作用，充分发挥它在枢纽工程中的性能，有必要对水工建筑物进行分类。水工建筑物一般按它的作用、用途和使用时期等来分类。（一）、按作用分类水工建筑物的按其作用可以分为以下几类：挡水建筑物它是用拦截江河，形成水库或雍高水位的建筑物，如各种大坝和各种水闸；为抗御洪水或挡潮而沿江河海岸修建的堤防、海塘等。见图2-1、图2-2和图2-3。图2-1土石坝的土质防渗体及截水槽（a）心墙坝；（b）斜墙坝心墙；2-斜墙；3-过渡层；4-砂砾料；5-任意料；6-河床砂砾料图2-2非溢流坝剖面形态图2-3水闸泄水建筑物它是用于宣泄多余水量、排放泥沙和冰凌，以及为了人防、检修而放空水库、渠道等，以保证大坝和其它建筑物安全的建筑物。水库枢纽中的泄水建筑物，可以与坝体结合在一起，如各种溢流坝、坝身泄水孔等；也可以设在坝以外，如各种型式的岸边溢洪道和泄水隧洞等。见图2-4、图2-5、图2-6、图2-7、图2-8和图2-9。图2-4开敞溢流式重力坝（单位：m）1-门机；2-工作闸门图2-5大孔口溢流式重力坝（单位：m）1-门机；2-工作闸门3-检修闸门图2-6有压泄水孔（单位：m）1-通气孔；2-平压管；3-检修门槽；4-渐变段；5-工作闸门图2-7无压泄水孔（单位：m）1-启闭机廊道；2-通气孔图2-8岳城水库溢洪道闸室纵剖面图（单位：m）图2-9泄水隧洞及闸门布置图（a）刘家峡泄洪隧洞；（b）响洪甸泄洪隧洞混凝土副坝；2-岩面线；3-原地面线；4-通风洞；5-检修闸门槽；6-8×9.5弧形门；7-3×7工作门；8-通气孔进口输水建筑物它是为了发电、灌溉和供水的需要，而从上游向下游输水的建筑物，如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸等。见图2-10、图2-11。图2-10各式渡槽（a）梁式渡槽；（b）板式渡槽；（c）肋拱渡槽进口段；2-出口段；3-槽身；4-伸缩缝；5-排架；6-支墩；7-渠道；8-重力式槽台；9-槽墩；10-边墩；11-砌石板拱；12-肋拱；13-拱座图2-11矩形及U形槽身横断面（a）设拉杆的矩形槽；（b）设肋的矩形槽；（c）设拉杆的U形槽1-拉杆；2-肋取（进）水建筑物它是输水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进水口段、灌溉渠首和供水用的进水闸扬水站等。见图2-12、图2-13。图2-12无坝渠道（a）山东打鱼张渠首；（b）导流堤式渠首1-导沙坎；2-引水渠；3-进水闸；4-东沉沙条渠；5-西沉沙条渠；6-泄水闸；7-导流堤整治建筑物它是用以改善河流的水流条件，调整河流水流对河床及河岸的作用，防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡冲刷的建筑物，如丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等。图2-13有坝渠道（a）沉沙槽式渠首1-沉沙槽；2-导流墙；3-导沙坎；4-溢流坝；5-冲沙闸；6-进水闸；7-渠道（b）底部冲沙廊道式渠首1-底栏栅坝段；2-金属栏栅；3-取水廊道；4-溢流坝；5-进水闸（二）、按用途分类水工建筑物的按其用途分类有一般性建筑物和专门性建筑物。一般性水工建筑物具有通用性、可以应用于所有水利水电工程，例如挡水坝、溢流坝、水闸等。专门性水工建筑物，仅用于某一个水利工程，只实现其特定的用途。专门性水工建筑物又分为水电站建筑物，如水电站厂房、压力前池、调压塔或调压井等；水运建筑物，如船闸、升船机、停泊建筑、过木道、港口防护建筑物等；农田水利建筑物，如灌区的渠系建筑物和量水设备等；给水排水建筑物，如给供水管道、排水沟和排水管道、扬水站等；过鱼建筑物，如鱼道、鱼梯、举鱼机等。见图2-14、图2-15、图2-16和图2-17。图2-14船闸示意图闸室；2-上闸首；3-下闸首；4-闸门；5-阀门；6-输水廊道；7-门龛；8-检修门槽；9-上游引航道；10-下游引航道图2-15斜船升船机示意图1-船舶；2-轨道；3-承船厢；4-上闸首；5-下闸首图2-16漂木道进口形式（单位：m）（a）扇形门漂木道；（b）下沉式弧形门漂木道；（c）下降式平板门漂木道扇形门；2-护坦；3-检修门槽；4-下沉式弧形门；5-平板门；6-活动槽；7-固定槽身；8-启闭机室图2-17隔板式鱼道1-隔板；2-竖缝；3-堰孔（三）、按使用时期分类水工建筑物按使用时期分类有永久性建筑物和临时性建筑物。永久性建筑物是指工程运行期间长期使用的水工建筑物。根据其重要性又分为主要建筑物和次要建筑物。主要水工建筑物是指失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物，如大坝、水闸、泄洪建筑物、输水建筑物及电站厂房等；次要水工建筑物是指失事后将不致造成下游灾害，或者对工程效益影响不大并易于修复的建筑物，如挡土墙、导流墙、工作桥及护岸等。临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物，如围堰、导流明渠等。三、水工建筑物的特点水工建筑物与其它建筑物不同，它长期受到水的作用，因此它具有与其它建筑物不同的特点。（一）、水工建筑物修建在河道中，为了防渗和防止沉陷，需要进行地基处理。水工建筑物的地基，有岩石基础、也有土基。在岩基中经常会遇到节理、裂缝、断层、破碎带、软弱夹层等地质构造；在土基中，可能会遇到压缩性大的土层，也可能会遇到流动性较大的细砂层。这些地质条件会促使地基发生过大沉陷和产生渗流，造成水工建筑物失事，必需认真进行地基处理。、水工建筑物具有一定的个别性。水工建筑物的型式，受地形、地质、水文、施工等条件的影响，因此，每个水工建筑物都有其自身的特定条件，它们都具有一定的个别性。、水工建筑物承受相当大的水压力作用，必须具有足够的强度、稳定性，并使下泄水流安全消能。水工建筑物将承受上、下游水压力的作用，并在上、下游水位差的作用