水电站水利枢纽—挡水建筑物、泄水建筑物、其它建筑物

1、第六章 水电站水利枢纽,第一节 概述 第二节 水电站挡水建筑物 第三节 水电站泄水建筑物 第五节 水电站其他建筑物,第六章 水电站水利枢纽,水利枢纽：是为满足各项水利工程兴利除害的目标，在河流或渠道的适宜地段修建的不同类型水工建筑物，有机地布置在一起吗，并协调工作、控制水流，称为水利枢纽。,第一节 概 述,第六章 水电站水利枢纽,水利枢纽：是为满足各项水利工程兴利除害的目标，在河流或渠道的适宜地段修建的不同类型水工建筑物，有机地布置在一起吗，并协调工作、控制水流，称为水利枢纽。,第六章 水电站水利枢纽,水利枢纽：是为满足各项水利工程兴利除害的目标，在河流或渠道的适宜地段修建的不同类型水工建筑物

2、的综合体。,第六章 水电站水利枢纽,水工建筑物：在水的静力或动力的作用下工作，并与水发生相互影响的各种建筑物。控制和调节水流，防治水害，开发利用水资源的建筑物。,按照功用分类,挡水建筑物,泄水建筑物,取水建筑物,输水建筑物,专门建筑物,第六章 水电站水利枢纽,专为发电或主要为发电而修建的水利枢纽，称为水电站水利枢纽。根据水电站的基本布置型式，水电站水利枢纽可归结为坝式和引水式。,一、坝式水电站水利枢纽 二、引水式水电站水利枢纽,一、坝式水电站水利枢纽,1、坝式水电站水利枢纽分为坝后式和河床式。 2、其主要建筑物有挡水、泄水建筑物和水电站厂房，另外为满足综合利用要求还可能有通航、灌溉取水、工业取

3、水、鱼道及筏道等建筑物。,3、其主要特点是水头由挡水建筑物来集中，建筑物集中布置在河床中，互相影响较大，必须合理安排。,飞来峡水利枢纽(广东),万家寨水电站,岩滩水电站(广西红水河),太平湾水电站,一、坝式水电站水利枢纽,1、坝式水电站水利枢纽分为坝后式和河床式。 2、其主要建筑物有挡水建筑物、泄水建筑物和水电站厂房，另外为满足综合利用要求还可能有通航、灌溉取水、工业取水、鱼道及筏道等建筑物。,3、其主要特点是水头由挡水建筑物来集中，建筑物集中布置在河床中，互相影响较大，必须合理安排。,二、 引水式水电站水利枢纽,引水式水电站水利枢纽分为有压和无压两种。 特点是都有较长的引水道，水头由引水道形

4、成，建筑物较为分散，相互影响较小，布置灵活。,有压引水式水电站水利枢纽示意图,1、有压引水式水电站水利枢纽由三个部分组成：,1）首部枢纽：其组成建筑物有拦河坝和有压进水口；,2）有压引水隧洞；,3）厂区枢纽：包括调压室、压力水管、电站厂房及尾水渠。,无压引水式水电站水利枢纽示意图,2、无压引水式水电站水利枢纽由三个部分组成：,1）首部枢纽：有拦河坝、无压进水口和沉沙池 2）无压引水道（渠道或无压引水隧洞）； 3）厂区枢纽：有日调节池、压力前池、泄水道、压力管道、电站厂房及尾水渠。,碧口水电站,第二节 水电站挡水建筑物,坝的作用是挡截水流，壅高水位，形成水库。在有调节库容的坝式水电站上，坝同时实

5、现集中河段落差和调节河中流量的双重作用。,坝的分类,按筑坝材料分：,土石坝,混凝土坝,浆砌石坝,土坝,堆石坝,土石混合坝,浆砌石坝,坝的分类,按结构特点分分：,重力坝,拱坝,支墩坝,重力坝,拱坝,连拱坝,1-非溢流重力坝； 2-溢流重力坝 3-横缝； 4-导墙 5-闸门； 6-坝内排水管； 7-检修、排水廊道； 8-基础灌浆廊道； 9-防渗帷幕； 10-坝基排水孔,混凝土重力坝示意图,一、混凝土重力坝,坝的平面布置,用混凝土或浆砌石筑成，坝轴线一般为直线，并有垂直于坝轴线方向的横缝将坝体分成若干段。,坝的纵剖面,坝的纵剖面,红石水电站(混凝土重力坝),重力坝定义：依靠自身的重量产生的抗滑力维持

6、其稳定性的坝。 重力坝的基本剖面：呈三角形，上游面通常是垂直的或稍倾向上游的三角形断面。 受力特点：主要依靠坝体的重量，在坝体和地基的接触面上产生抗滑力来抵抗库水推力，以达到稳定的要求。,1、重力坝的工作原理,抗滑力,扬压力,水平推力,优点： 安全可靠。剖面尺寸较大，抵抗水渗漏、洪水漫顶，地 震、战争破坏的能力比较强，因而失事率较低。 对地形、地质条件适应性强。坝体作用于地基的压应力 不高，所以对地质条件的要求也较低，低坝甚至可修建在 土基上。 枢纽泄洪容易解决，便于枢纽布置；施工导流方便，便 于机械化施工。 结构作用明确，应力、稳定计算比较简单。,2、重力坝的优点及缺点（特点）,剖面尺寸大，

7、水泥石料等用量多。 坝体应力低，材料强度不能充分发挥。坝体不同区域应采用不同强度等级和耐久性的材料。 扬压力影响大，对稳定不利。会减轻坝体的有效重量，对坝体的稳定不利，因此要采取有效措施减小扬压力。 砼体积大，温控要求较高。易产生温度裂缝。,缺点：,按坝高来分：高坝：大于70m 中坝：30m70m 低坝：低于30m 按材料分：混凝土重力坝 浆砌石重力坝 按施工方法：浇筑常态混凝土 碾压干硬性混凝土,3、重力坝的类型,实体重力坝 三峡、龙滩 宽缝重力坝 新安江、丹江口 空腹重力坝 湖南凤滩、枫树,按坝的内部结构分：,二、土坝,土坝是最古老且应用最广泛的一种坝。,1、土坝的优点及缺点,优点： 可就

8、地取材； 结构简单，便于维修和加高、扩建； 对地质条件要求低，能适应地基变形； 施工技术简单，工序少，便于组织机械化快速施工； 有较丰富的修筑经验。,缺点,坝身一般不能溢流，须另设溢流洪道； 施工导流不如混凝土坝方便； 粘性土料的添筑受气候条件的影响较大。,2、土坝的类型,均质土坝 分区土坝 人工防渗材料坝,土料用机械或人工运至坝上，分层铺平压实。,土坝和混凝土重力坝不同，它是一种散粒体结构，且多数建于软弱基础上，由于土粒间的联结力低，抗剪能力小，为维持稳定，上下游需有一定坡度，剖面都呈梯形。,由于具有巨大的坝身自重，土坝一般不致产生坝基的整体滑动。土坝的稳定，关键是需正确确定坝的边坡，以防止

9、坝坡或坝坡连同部分坝基的共同坍滑。边坡是影响土坝安全、经济的最主要的剖面参数。,土坝边坡坡度取决于坝型、坝高、坝身及坝基土壤强度等因素。通常边坡值为1：21：4。,小浪底水电站,三、拱坝,1、拱坝的特点 拱坝是固接于基岩的空间壳体结构，在平面上呈凸向上游的拱形，拱冠剖面呈竖直的或向上游弯曲。坝体结构是由水平的拱圈和竖向的悬臂梁共同组成。拱坝所承受的水平荷载一部分通过水平拱的作用传给两岸的基岩，另一部分通过竖向的悬臂梁的作用传到坝底基岩，如图所示。,拱坝平面及剖面示意图,白山水电站（混凝土拱坝）,坝体的稳定主要是依靠两岸坝肩的反力来维持。拱坝的坝肩是指拱坝所座落的两岸岩体部分，亦称拱座。 拱冠梁

10、系指位于水平拱圈拱顶处的悬臂梁，一般它位于河谷的最大深处。,拱是一种主要承受轴向压力的推力结构。拱内 弯矩较小，应力分布比较均匀，这一特点能适应坝 体材料（混凝土或浆砌石）抗压强度高的特性，使 材料的强度得到充分的发挥。对于同一坝址，坝高 相同时，拱坝的体积比重力坝可节省1/3 2/3。,拱作用的结构特点,拱坝的类型,按拱坝的厚高比分类： 拱坝的厚高比(TB/H）小于0.2为薄拱坝； 厚高比在0.20.35之间的为中厚拱坝。 厚高比大于0.35的为厚拱坝；,按拱坝曲率分类可分类： 单曲拱坝 双曲拱坝（水平及竖向截面均呈曲线形）。,单曲拱坝,双曲拱坝,空间整体作用的特点,拱坝四周嵌固于基岩，属于

11、高次超静定结构，当发生超载或产生局部裂缝时，坝体拱梁作用自行调整，坝体的应力将重新分配，原来低应力区的应力增大，高应力不再增长，裂缝停止发展甚至闭合。根据国内外拱坝结构模型实验成果表明，拱坝的超载能力可达到设计荷载的511倍。,意大利瓦依昂（Vajont）双曲拱坝，1961年建成，坝顶长190.5m，顶宽3.4m，底宽22.7m，最大坝高265.5m，是当时世界上最高的混凝土薄拱坝。1963年10月9日晚，由于连续降雨，水库水位上涨，左岸靠坝的上游发生大体积岩石滑坡，近3亿m3的滑坡体以40m/s的速度滑入水库并冲上右岸，掀起150m高的涌浪，涌浪溢过坝顶，冲向下游，致使2600人丧生，但拱坝并未破坏，仅在坝肩附近的坝内发生二、三条裂缝。据估算，拱坝当时已承受住相当于8倍设计荷载的作用力，由此可见该拱坝的超载能力。,实例,天台里石门水库双曲拱坝,四川二滩拱坝,凤滩拱坝,普定混凝土拱坝,第三节 泄水建筑物,泄水建筑物的主要作用是宣