2F311012土石壩與堤防的構(gòu)造及作用

1、 /122F311011水利水電工程等級劃分及特征水位一、水工建筑物等級劃分（1-5）等一）水利水電工程等級劃分水利水電工程等級劃分庫容：.l-1（中型）向上向下分別以10倍增減（單位108kw）裝機(jī)容量：1-5-30-120（單位104kw）攔河水閘工程的等別，應(yīng)根據(jù)共最大過閘流量，最大過閘流量：20-100-1000-5000（包小不包大）（單位ms/s）灌溉、排水泵的分等指標(biāo)裝機(jī)功率：0.01-0.1T-3（單位104KW）裝機(jī)流量：2-10-50-200（單位ms/s）二）水工建筑物的級別劃分1永久性水工建筑物級別應(yīng)根據(jù)建筑物所在工程的等別，以及建筑物的重要性確定為五級，分別為1、2、

2、34、5級。永久性水工建筑物級別表2F311011-2總結(jié)：主要建筑物12345次要建筑物33445水庫大壩建筑物分級指標(biāo)級別壩型壩高2土石壩90混凝土壩、漿砌石壩1303土石壩70混凝土壩、漿砌石壩100（1）水庫大壩按上述規(guī)定為2級、3級的永久性水工建筑物，如壩高超過表2F3110111-5指標(biāo)，其級別可提高一級，但洪水標(biāo)準(zhǔn)可不提高。（2）當(dāng)永久性水工建筑物基礎(chǔ)的工程地質(zhì)條件復(fù)雜或采用新型結(jié)構(gòu)時，對2-5級建筑物的可提高一級設(shè)計，但洪水標(biāo)準(zhǔn)可不提高。堤防工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)主要由防洪對象的防洪要求而定。堤防工程的級別防洪標(biāo)準(zhǔn)（重現(xiàn)期，年）10050,100)30,50)20,30)10,20)堤

3、防工程的級別12345穿堤水工建筑物的級別，按所在堤防工程的級別和與建筑物規(guī)模相應(yīng)的級別中的最高級別確定。總之：10203050100分為（5、4、3、2、1）2臨時性水工建筑物級別根據(jù)建筑物臨時性水工建筑物的保護(hù)對象、失事后果、使用年限、規(guī)模確定。分3、4、5三級。對于同時分屬于不同級別的臨時性水工建筑物，其級別應(yīng)按照其中最高級別確定。對于3級臨時水工建筑物，符合該級別規(guī)定指標(biāo)不得少于兩項。級別保護(hù)對象使用年限圍堰咼度庫容（108立方米）3有特殊要求1級永久性水工建筑物350141、2級永久性水工建筑物1.5-315-500.1-153、4級永久性水工建筑物1.5151二、水工建筑物的分類及

4、作用按作用分類（1）擋水用來攔截水流、抬咼水位及調(diào)畜水量的建筑物。各種壩和水閘以及沿江河海岸修建的堤防、海塘（2）泄水用于宣泄水庫、渠道及壓力前池的多余洪水、排放泥沙和冰凌，以及為了人防、檢修而放空水庫、渠道等，以保證大壩和其他建筑物安全的建筑物，溢流壩、壩身泄水孔、岸邊溢洪道等3）輸水為了發(fā)電、灌溉和供水的需要，從上游向下游輸水用的建筑物引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸（4）?。ㄟM(jìn)）水輸水建筑物的首部建筑物引水隧洞的進(jìn)水口段、灌溉渠首和供水用的揚水站等。（5）整治以改善河流的水流條件、調(diào)整河勢、穩(wěn)定河槽、維護(hù)航道以及為防護(hù)河流、水庫、湖泊中的波浪和水流對岸坡沖刷的如順壩、丁壩、導(dǎo)流堤、

5、護(hù)底和護(hù)岸等。建筑物專門為灌溉、發(fā)電、過壩等需要興建的建筑物如專為發(fā)電用的引水管道、壓力前池、調(diào)壓室、電站廠房；專為灌溉用的沉砂池、沖砂閘；專為過壩用的升船機(jī)、船閘、魚道、過木道等。三、水庫與堤防的特征水位水庫的特征水位校核洪水位水庫遇大壩的校核洪水時在壩前達(dá)到的最高水位設(shè)計洪水位水庫遇下大壩設(shè)計洪水時在壩前達(dá)到的最高水位防洪高水位水庫遇下游保護(hù)對象的設(shè)計洪水時在壩前達(dá)到的最高水位正常畜水位正常畜水位（正常咼水位、設(shè)計畜水位、興利水位）。水庫在正常運用的情況下，為滿足設(shè)計的興利要求在供水期開始時應(yīng)蓄到的最高水位。防洪限制水位（汛前限制水位）。水庫在汛期允許興利的上限水位，也是水庫汛期防洪運用時

6、的起調(diào)水位。死水位水庫在正常運用的情況下，允許消落到的最低水位庫容調(diào)節(jié)庫容校核洪水位-防洪限制水位防洪庫容防洪高水位-防洪限制水位結(jié)合庫容正常畜水位-防洪限制水位興利庫容正常畜水位-死水位P稅核世水位2誅訐洪歩正前洪髙水位*正常蓄水位_死朮何V消箔if底弓冰口天然河適粘水位戢防洪吐制朮位恫門溢流星陽綾義S2F3I1011水庫特征水位秫相應(yīng)庫容示意圖堤防工程特征水位設(shè)防(防汛)水位。開始組織人員防汛的水位。警戒水位。當(dāng)水位達(dá)到設(shè)防水位后繼續(xù)上升到某一水位時，防洪堤隨時可能出險，防汛人員必須迅速開赴防汛前線，準(zhǔn)備搶險，這一水位稱警戒水位。(3)保證水位。即堤防的設(shè)計洪水位，河道遇堤防的設(shè)計洪水時在

7、堤前達(dá)到的最高水位?？傊罕ＷC，警戒，設(shè)防2F311012土石壩與堤防的構(gòu)造及作用一、土石壩的類型按壩高分類可分為低壩、中壩和高壩之：中壩30702、按施工方法分類碾壓式土石壩(最常見)均質(zhì)壩土質(zhì)防滲體分區(qū)壩(高、中壩最常見)非土料防滲體壩水力沖填壩定向爆破堆石壩二、土石壩的構(gòu)造及作用土石壩的基本剖面是梯形，主要由壩頂、防滲體、上下游壩坡、壩體排水、地基處理等1.壩頂構(gòu)造(1)壩頂寬度。根據(jù)構(gòu)造、施工、運行和抗震等因素確定。咼壩可選用1015m,中、低壩可選用510m。為了排除雨水，壩頂應(yīng)做成向一側(cè)或兩側(cè)傾斜的橫向坡度，坡度宜采用2%3%。對于有防浪墻的壩頂，宜采用僅向下游傾斜的橫坡(2)護(hù)面

8、。護(hù)面的材料可米用碎石、砌石、瀝青或混凝土，W級以下的壩下游也可以采用草皮護(hù)面。(3)防浪墻。防浪墻的高度一般為1.0-1.2m(指露出壩頂部分).2.防滲體土壩防滲體主要有心墻、斜墻、鋪蓋、截水墻等，作用：減少通過壩體和壩基的滲流量；降低浸潤線，增加下游壩坡的穩(wěn)定性；降低滲透坡降，防止?jié)B透變形。3土石壩的護(hù)坡與壩坡排水(1)作用是防止波浪淘刷、順壩水流沖刷、冰凍和其他形式的破壞。(2)壩坡排水。壩較長時，應(yīng)沿壩軸線方向50100m左右設(shè)一橫向排成溝，以便排除雨水。4.壩體排水土石壩排水設(shè)施形式有貼坡排水、棱體排水、褥墊排水、管式排水和綜合式排水。其中貼坡排水和棱體排水最常用。壩體排水的作用是

9、降低壩體浸潤線及孔隙水壓力，防止壩坡土凍脹破壞。在排水設(shè)施與壩體、土基接合處，都應(yīng)設(shè)置反濾層。貼坡排水。緊貼下游壩坡的表面設(shè)置，它由1A-2層堆石或砌石筑成，貼坡排水頂部應(yīng)高于壩體浸潤線的逸出點，保證壩體浸潤線位于冰凍深度以下。貼坡排水構(gòu)造簡單、節(jié)省材料、便于維修，但不能降低浸潤線，且易因冰凍而失效，常用于中小型工程下游無水的均質(zhì)壩或浸潤線較低的中等高度壩。棱體排水。棱體排水可降低浸潤線，防止壩坡凍脹和滲透變形保護(hù)下游壩腳不受尾水淘刷，多用于河床部分(有水)的下游壩腳處。(2)反濾層。為避免因滲透系數(shù)和材料級配的突變而引起滲透變形，在防滲體與壩殼、壩殼與排水體之間都要設(shè)置2-3層粒徑不同的砂石

10、料作為反濾層。材料粒徑沿滲流方向由小到大排列三、堤防的構(gòu)造與作用(調(diào)整)土質(zhì)堤防的構(gòu)造與作用和土石壩類似，包括壩頂、防滲體、護(hù)坡、壩坡排水及壩體排水、地基處理等構(gòu)造。堤頂。1級堤防堤頂寬度不宜小于8m，2級堤防不宜小于6m，3級及以下堤防不宜小于3m。堤頂應(yīng)向一側(cè)或兩側(cè)傾斜，坡度宜采用2%-3%,防浪墻凈高不宜超過1.2m。堤坡與戧臺。1、2級土堤的堤坡不宜陡于1：3。堤高超過6m的背水坡應(yīng)設(shè)戧臺，寬度不宜小于1.5m；風(fēng)浪大的海堤、湖堤臨水側(cè)宜設(shè)置消浪平臺，其寬度可為波高的12倍，但不宜小于3m。護(hù)坡與坡面排水。水泥土、漿砌石、混凝土等護(hù)坡應(yīng)設(shè)置排水孔，孔徑可為50100mm,孔距可為23m

11、,宜呈梅花形布置。漿砌石、混凝土護(hù)坡應(yīng)設(shè)置變形縫。高于6m的土堤受雨水沖刷嚴(yán)重時，宜在堤頂、堤坡、堤腳以及堤坡與山坡或其他建筑物結(jié)合部設(shè)置排水設(shè)施。防滲與排水設(shè)施。堤身防滲可采用心墻、斜墻等型式。2F311013混凝土壩的構(gòu)造及作用混凝土壩的主要類型有重力壩、拱壩和支墩壩三種。一、重力壩的結(jié)構(gòu)特點和類型1.壩頂構(gòu)造壩頂應(yīng)高于校核洪水位，壩頂上游防浪墻頂?shù)母叱虘?yīng)高于波浪頂高程2.重力壩的防滲與排水設(shè)防滲厚度一般為1/20-1/10水頭，但汪小于2m為了減小壩體的滲透壓力，靠近上游壩面設(shè)置排水管幕，排水管幕與上游壩面的距離一般為作用水頭的1/151/25，且不小于2.0m。排水管間距23m3.重力

12、壩的分縫與止水(1)橫縫。橫縫與壩軸線垂直，有永久性的和臨時性的兩種。將壩體分成若干個壩段，橫縫間距般為1520m。永久性橫縫可兼作沉降縫和溫度縫(2)縱縫?？v縫是平行于壩軸線方向的縫，其作用是為了適應(yīng)混凝土的澆筑能力、散熱和減小施工期的溫度應(yīng)力。按其布置形式可分為：鉛直縫、斜縫和錯縫三種，其中，鉛直縫間距為1530m。為了保證壩段的整體性，沿縫面應(yīng)布設(shè)灌漿系統(tǒng)。待壩體溫度冷卻到穩(wěn)定溫度，縫寬達(dá)到0.5mm以上時再進(jìn)行灌漿。3)水平施工縫。水平施工縫是新老混凝土的水平結(jié)合面。每層澆筑塊的厚度約為1.54.Om,基巖表面約O.751.Om,以利散熱。同一壩段相鄰澆筑塊水平施工縫的高程應(yīng)錯開，上、

13、下澆筑塊之間常間歇37d?；炷翝仓埃仨毲宄匣炷撩娓〔?，并鑿毛，用壓力水沖洗，再鋪一層23cm的水泥砂漿，然后澆筑。4.壩內(nèi)廊道(1)基礎(chǔ)灌漿廊道?；A(chǔ)灌漿廊道設(shè)置在上游壩踵處。(2)壩體檢修和排水廊道。在靠近壩體上游面沿咼度每隔1530m設(shè)一檢查兼作排水用的廊道。廊道斷面形式多為城門洞形，廊道最小寬度為1.2m，高度2.2m。五、支墩壩的結(jié)構(gòu)特點和類型(1)平板壩是適用于40m以下的中低壩。(2)連拱壩是由其適用于氣候溫和的地區(qū)和良好的基巖上。大頭壩壩體用筋量少，對地基的適應(yīng)性好，受氣候條件影響小混凝土壩重力壩依靠自身重量產(chǎn)生的抗滑力維持其穩(wěn)定性。拱壩(1)定圓心等半徑拱壩：圓心的平

14、面位置和外半徑都不變的一種拱壩。(等心等徑)(2)等中心角變半徑拱壩:拱壩壩面自上而下中心角不變而半徑逐漸減小。(等角變徑)(3)變圓心變半徑雙曲拱壩:圓心的平面位置、外半徑和中心角均隨咼程而變的壩體。(變心變徑)支墩壩(1)平板壩是適用于40m以下的中低壩(2)連拱壩是由其適用于氣候溫和的地區(qū)和良好的基巖上(3)大頭壩壩體用筋量少，對地基的適應(yīng)性好，受氣候條件影響小2F311014水閘的組成及作用水閘是一種既能擋水又能泄水的低水頭水工建筑物，通過閘門啟閉來控制水位和流量以滿足防洪、灌溉、排澇等的需要。一、水閘的類型1按水閘所承擔(dān)的任務(wù)可分為進(jìn)水閘、節(jié)制閘、泄水閘、排水閘、擋潮閘等。2按閘室結(jié)

15、構(gòu)形式可分為開敞式水閘和涵洞式水閘。根據(jù)水力條件的不同，涵洞式可分為有壓和無壓兩種。二、水閘的組成部分及其作用水閘由閘室和上、下游連接段三部分組成。圖2F311O13-1水閘的組成部分1一上游防沖槽；2上游護(hù)底；3-錨盞；4一底板；5-護(hù)坦（消力池）；6-海漫；7-下游防沖梢；8閘墩；9一閘門；10胸墻；11交通橋；12工作橋；13啟閉機(jī)扌14上游護(hù)坡；15-I;游興墻；16邊墩；17下游翼端；18卞游護(hù)坡（一）閘室閘室是水閘的主體，起擋水和調(diào)節(jié)水流的作用。它包括底板、閘墩、閘門、胸墻、工作橋和交通橋等。1.底板可分為平底板、低堰底板和反拱底板。工程中用得最多的是平底板，可分為整體式和分離式兩

16、種。的地基。2閘墩。閘墩的作用主要是分隔閘孔，支承閘門、胸墻、工作橋及交通橋等上部結(jié)構(gòu)。閘墩多用C15C30的混凝土澆筑，小型水閘可用漿砌塊石砌筑，但門槽部位需用混凝土澆筑。3工作橋。工作橋的作用是安裝啟閉機(jī)和供管理人員操作啟閉機(jī)之用，為鋼筋混凝土簡支梁或整體板梁結(jié)構(gòu)。橋的高度必須滿足閘門能提出門槽檢修的要求。4.胸墻。作用是擋水，以減小閘門的高度?？缍仍?m以下的胸墻可用板式結(jié)構(gòu)，超過5m跨度的胸墻用板梁式結(jié)構(gòu)；胸墻與閘墩的連接方式有簡支和固結(jié)兩種。（二）上游連接段1鋪蓋作用主要是延長滲徑長度以達(dá)到防滲目的，應(yīng)該具有不透水性，同時兼有防沖功能。常用材料有黏土、混凝土、鋼筋混凝土等，以混凝土鋪

17、蓋最為常見?；炷龄伾w常用C15混凝土澆筑，厚度0.2一0.4m,2護(hù)底與護(hù)坡它的作用是防止高速水流對渠（河）底及邊坡的沖刷，長度一般為3一5倍堰頂水頭。材料有干砌石、漿砌石或混凝土等3.上游翼墻。它的作用是改善水流條件、擋土、防沖、防滲等。結(jié)構(gòu)形式有重力式、懸臂式、扶壁式和空箱式等。（三）下游連接段1.護(hù)坦（消力池）承受高速水流的沖刷、水流脈動壓力和底部揚壓力的作用，要求護(hù)坦應(yīng)具有足夠的重量、強度和抗沖耐磨能力，通常用混凝土筑成，也可采用漿砌塊石2.海漫與防沖槽在消力池后面應(yīng)設(shè)置海漫與防沖槽，如圖所示。其作用是繼續(xù)消除水流余能，調(diào)整流速分布，確保下游河床免受有害沖刷。海漫構(gòu)造要求：表面粗糙，

18、能夠沿程消除余能；透水性好，以利滲流順利排出；具有一定的柔性，能夠適應(yīng)河床變形。海漫材料一般采用漿砌或干砌塊石。海漫末端設(shè)置防沖槽與下游河床相連，以保護(hù)海漫末端不受沖刷破壞。3.下游翼墻與護(hù)坡。與上游翼墻與護(hù)坡基本相同，護(hù)坡要做到防沖槽尾部。下游八字形翼墻的總擴(kuò)散角在14。24。之間。3上游翼墻。它的作用是改善水流條件、擋土、防沖、防滲等。結(jié)構(gòu)形式有重力式、懸臂式、扶壁式和空箱式等。重力式適用于地基承載力較高、高度在5-6m以下的情況，在中小型水閘中應(yīng)用很廣。懸臂式適用于咼度在6-9m,地質(zhì)條件較好的情況扶壁式適用于咼度在8-9m以上、地質(zhì)條件較好的情況。空箱式適用于咼度較咼、地質(zhì)條件較差的情

19、況。2F311015泵站的布置及水泵的分類(一)葉片泵的分類(1)離心泵單級單吸式離心泵、單級雙吸式離心泵、多級式離心泵以及自吸式離心泵。(2)軸流泵按主軸方向又可分為立式泵、臥式泵和斜式泵；按葉片可調(diào)節(jié)的角度不同可分為固定式、半調(diào)節(jié)式和全調(diào)節(jié)式。(3)混流泵按結(jié)構(gòu)形式分為蝸殼式和導(dǎo)葉式三)葉片泵的性能參葉片泵性能參數(shù)包括流量、揚程、功率、效率、允許吸上真空高度或必需汽蝕余量、轉(zhuǎn)速等，其中:(1)揚程水泵銘牌上所標(biāo)出的揚程是這臺泵的設(shè)計揚程，即相應(yīng)于通過設(shè)計流量時的揚程，又稱額定揚程。泵的工作揚程總是大于實際揚程(凈揚程)。效率水泵銘牌上的效率是對應(yīng)于通過設(shè)計流量時的效率，該效率為泵的最咼效3

20、)允許吸上真空咼度或必需汽蝕余量表征葉片泵汽蝕性能的參數(shù)，用來確定泵的安裝咼程四、泵房的結(jié)構(gòu)形式移動式囤船型和纜車型固定式分基型、干室型、濕室型、塊基型2F311016水電站的組成及作用水電站由進(jìn)水口、引水建筑物、平水建筑物和廠區(qū)樞紐組成。二、引水建筑物1.動力渠道非自動調(diào)節(jié)渠道渠頂與渠底基本平行自動調(diào)節(jié)渠道渠道渠頂是水平的，能調(diào)節(jié)流量，但工程量較大，一般用于引水渠較短的情況。2引水隧洞有壓引水隧洞和無壓引水隧洞兩種，引水隧洞轉(zhuǎn)彎時彎曲半徑一般大于5倍洞徑，轉(zhuǎn)角不宜大于603壓力管道分為鋼管、鋼筋混凝土管和鋼襯鋼筋棍凝土管三種鋼襯鋼筋混凝土管需在鋼襯與混凝土、混凝土與圍巖之間進(jìn)行接縫灌漿。三、平水建筑物平水建筑物包括壓力前池和調(diào)壓室。1.壓力前池壓力前池設(shè)在無壓引水的末端，是水電站的無壓引水系統(tǒng)與壓力管道的連接建筑物。2.調(diào)壓室調(diào)壓室設(shè)在長有壓管道靠近廠房的位置2F311017渠系建筑物的構(gòu)造及作用在渠道上修建的水工建筑物稱為渠系建筑物，它使渠水跨過河流、山谷、堤防、公路等。類型主要有渡槽、涵洞、倒虹吸管、跌水與陡坡等。（12年考點）一、渡槽的構(gòu)造及作用按支承結(jié)構(gòu)渡槽可分為梁式、拱式、析架式等，渡槽由輸水的槽身及支承結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和進(jìn)出口建筑物等部分組成。小型渡槽一般采用簡支梁式結(jié)構(gòu)，截面采