水利水电工程技术.doc

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1、2F水利水电工程技术 本章围绕水利水电工程建筑物的主要类型，阐述水利水电工程专业技术知识，包括水利水电工程建筑物及建筑材料、施工导流、主体工程施工等三节。其中“水利水电工程建筑物及建筑材料”概述了水利水电工程施工的相关基础知识，包括水利水电工程建筑物的类型及组成、水利水电工程勘察与测量、水利水电工程建筑材料等； “水利水电工程施工导流”分导流和截流两部分进行阐述；“水利水电工程主体工程施工”对土石方开挖工程、地基与基础工程、土石坝和堤防工程、混凝土工程及机电设备和金属结构安装工程等分别阐述其基本知识、施工内容和技术要求，同时介绍了施工安全技术方面的有关知识。本章的重点是水利水电工程等级划分及特

2、征水位（2014年有所变化），施工导流标准与导流方法，围堰、截流的基本方法，土石方开挖技术，土石坝和堤防施工技术，混凝土的生产与运输、浇筑与养护以及施工安全技术等。 通过对本章的学习，要求应试者全面掌握水利水电工程的类型、功能及其组成以及水工建筑材料的类型及其应用、施工测量的仪器及其使用；水利水电工程施工的内容、方法、技术、设备，以及工程质量控制和安全控制要点。 2F水利水电工程建筑物及建筑材料 2F水利水电工程建筑物的类型及组成 2F水利水电工程等级划分及特征水位 一、水工建筑物等级划分（每年必考） （一）水利水电工程等级划分（大中小） 根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-200

3、0）的规定，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I、II、III、IV、V五等，适用于不同地区、不同条件下建设的防洪、灌溉、发电、供水和治涝等水利水电工程，见表2F-l。 水利水电工程分等指标表2F-l 【2013真题】 根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000），总库容为（）万m的水库属小（1）3 型水库。 A50 B500 C5000 D50000 【答案】B 【2010真题】根据水利水电工程等级划分及洪水标准的规定，小（1）型水库的总库容是（） 6 3 10m。 A10100 B110 C011 D00101 【答案】B 对于综合利用的水利水电

4、工程，当按各分项利用项目的分等指标确定的等别不同时，其工程等别应按其中的最高等别确定。 拦河水闸工程的等别，应根据其最大过闸流量，按表2F-2确定。 栏河水闸工程分等指标表2F-2 工程等别 工程规模 最大过闸流量(ms)3 I 大(1)型 5000 大(2)型 50001000 中型 1000100 小(1)型 10020 V 小(2)型 20 灌溉、排水泵站的等别，应根据其装机流量与装机功率，按表2F-3确定。工业、城镇供水泵站的等别，应根据其供水对象的重要性，按表2F-1确定。 灌溉、排水泵站分等指标表2F-3 分等指标 工程等别 工程规模 装机流量(m/s)3 装机功率(10kW)4

5、I 大(1)型 200 3 大(2)型 20050 31 中型 5010 10.1 小(1)型 102 0.10.01 V 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。 （二）水工建筑物的级别划分（12345） 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。应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（12345） 水利水电工程的永久性水工建筑物的级别应

6、根据建筑物所在工程的等别，以及建筑物的重要性确定为五级，分别为1、2、3、4、5级，见表2F-4。 永久性水工建筑物级别表2F-4 工程 主要 次要 工程 主要 次要 等别 建筑物 建筑物 等别 建筑物 建筑物 I 1 3 IV 4 5 II 2 3 V 5 5 III 3 4 【2012真题】根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000），水利水电工程永久性水工建筑物的级别共分为（）级。 A.三 B.四 C.五 D.七 【答案】C 堤防工程的防洪标准主要由防洪对象的防洪要求而定。堤防工程的级别根据堤防工程的防洪标准确定，见表2F6。 防洪标准 100， 50， 30， 20， 1

7、00 （重现期，年） 且50 且30 且20 且10 堤防工程 1 2 3 4 5 的级别 堤防工程的级别表2F6 【2011真题】堤防工程的级别根据工程的（）确定。 A.规模 B.等别 C.保护对象 D.防洪标准【答案】D 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中的最高级别确定。 2临时性水工建筑物级别（345） 对于临时性水工建筑物的级别，按表2F7确定。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项。 临时性水工建筑物级别表2F一4 二、水工建筑物的分类及作用 水利上为满足防

8、洪、发电、灌溉、航运等兴利除害的要求，通常要建造控制水位、调节流量等作用的水工建筑物。水工建筑物一般按其作用、用途和使用时间等进行分类。 （一）按作用分类（多选、排除性单选） 水工建筑物按其作用可分为挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取（进）水建筑物、整治建筑物以及专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。 1挡水建筑物，是用来拦截水流、抬高水位及调蓄水量的建筑物，如各种坝和水闸以及沿江河海岸修建的堤防、海塘等。 2泄水建筑物，是用于宣泄水库、渠道及压力前池的多余洪水、排放泥沙和冰凌，以及为了人防、检修而放空水库、渠道等，以保证大坝和其他建筑物安全的建筑物。如各种溢流坝、坝身泄水孔、岸边溢洪

9、道等。 3输水建筑物，是为了发电、灌溉和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物，如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸等。 4取（进）水建筑物，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扬水站等。 5整治建筑物，是用以改善河流的水流条件、调整河势、稳定河槽、维护航道以及为防护河流、水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡冲刷的建筑物，如顺坝、丁坝、导流堤、护底和护岸等。 6专门建筑物，是为灌溉、发电、过坝等需要兴建的建筑物。如专为发电用的引水管道、压力前池、调压室、电站厂房；专为灌溉用的沉砂池、冲砂闸；专为过坝用的升船机、船闸、鱼道、过木道等。 （二）按用途分类 水工建筑物按其

10、用途可分为一般性建筑物和专门性建筑物。 1一般性水工建筑物具有通用性，如挡水坝、溢洪道、水闸等。 2专门性水工建筑物，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、水运建筑物、农田水利建筑物、给水排水建筑物、过鱼建筑物等。 （三）按使用时间的长短分类 水工建筑物按其使用时间的长短分为永久性建筑物和临时性建筑物。 1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。 2临时性建筑物是指工程施工期间暂时使用的建筑物，如施工导流明渠、围堰等。主要作用是为永久性建筑物的施工创造必要的条件。三、水库与堤防的特征水位 （一）水库的特征水位（依次降低） 1

11、校核洪水位。水库遇大坝的校核洪水时在坝前达到的最高水位。 2设计洪水位。水库遇大坝的设计洪水时在坝前达到的最高水位。 3防洪高水位。水库遇下游保护对象的设计洪水时在坝前达到的最高水位。 4正常蓄水位（正常高水位、设计蓄水位、兴利水位）。水库在正常运用的情况下，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）。水库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。水库在正常运用的情况下，允许消落到的最低水位。它在取水口之上并保证取水口有一定的淹没深度。 （二）堤防工程特征水位（逐渐升高） 1设防（防汛）水位。开始组织人员防汛的水位。 2警

12、戒水位。当水位达到设防水位后继续上升到某一水位时，防洪堤随时可能出险，防汛人员必须迅速开赴防汛前线，准备抢险，这一水位称警戒水位。 3保证水位。即堤防的设计洪水位，河流遇堤防的设计洪水时在堤前达到的最高水位。 2F土石坝与堤防的构造及作用一、土石坝的类型 土石坝常按坝高、施工方法或筑坝材料分类。 （一）按坝高分类土石坝按坝高可分为低坝、中坝和高坝。我国碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）规定：高度在30m以下的为低坝；高度在30一70m（含70m）之向的为中坝；高度超过70m的为高坝。 （二）按施工方法分类按土石坝施工方法可分为碾压式土石坝、水力冲填坝、定向爆破堆石坝等。 其中碾压式土

13、石坝最常见，它是用适当的土料分层堆筑，并逐层加以压实（碾压）而成的坝。它又可分为三种： 1均质坝。 坝体断面不分防渗体和坝壳，坝体基本上是由均一的黏性土料（壤土、砂壤土）筑成，如图2F 一1(a）。 2土质防渗体分区坝。 包括黏土心墙坝和黏土斜墙坝，即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。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，防渗体设在坝体上游部位且 倾斜的称为黏土斜墙坝，是高、中坝中最常用的坝型，如图2F一1(b）、（c）、（d）。 3非土料防渗体坝。 防渗体由沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料 （如土工膜）建成的坝。按其位置也可分为心墙坝和面板坝

14、两种，如图2F一1(e）、（f）。二、土石坝的构造及作用 土石坝的基本剖面是梯形，主要由坝顶构造、防渗体、上下游坝坡、坝体排水、地基处理等细部构造组成。 （一）坝顶构造（图2F一2) 1坝顶宽度。坝顶宽度应根据构造、施工、运行和抗震等因素确定。如无特殊要求，高坝可选用10一15m,中、低坝可选用5一10m。同时，坝顶宽度必须充分考虑心墙或斜墙顶部及反滤层、保护层的构造需要。如有公路交通要求，还应满足公路路面的有关规定。作用是保护坝顶不受破坏。为了排除雨水，坝顶应做成向一侧或两侧倾斜的横向坡度，坡度宜采用2一3。对于有防浪墙的坝 顶，则宜采用单向向下游倾斜的横坡。 2护面。护面的材料可采用碎石、

15、砌石、沥青或混凝土，IV级以下的坝下游也可以采用草皮护面。 3防浪墙、坝顶上游侧常设混凝土或浆砌石修建的不透水的防浪墙，墙基要与坝体防渗体可靠地连接起来，以防高水位时漏水，防浪墙的高度一般为1.0一1.2m。 （二）防渗体 土坝防渗体主要有心墙、斜墙、铺盖、截水墙等，设置防渗设施的作用是：减少通过坝体和坝基的渗流量；降低浸润线，增加下游坝坡的稳定性；降低渗透坡降，防止渗透变形。（多选题） 1 均质坝。整个坝体就是一个大的防渗体，它由透水性较小的黏性土筑成。 【2013真题】土石坝防渗设施的主要作用有（）。 A降低浸润线 B减少通过坝体的渗流量 C增加上游坝坡的稳定性 D减少通过坝基的渗流量 E

16、增大渗透坡降 【答案】ABD 【2012真题】土石坝设置防渗设施的作用包括（）等。 A.减少通过坝体的渗流量 B.减少通过坝基的渗流量 C.增加上游坝坡的稳定性 D.降低浸润线 E.降低渗透坡降 【答案】ABDE 2黏性土心墙和斜墙。 心墙一般布置在坝体中部，有时稍偏上游并略为倾斜；斜墙布置在坝体的上游，以便于和上游铺盖及坝顶的防浪墙相连接。黏性心墙和斜墙顶部水平厚度一般不小于3m，以便于机械化施工。防渗体顶与坝顶之间应设有保护层，厚度不小于该地区的冰冻或干燥深度，同时按结构要求不宜小于1m。 3非土料防渗体。 非土料防渗体有钢筋混凝土、沥青混凝土、木板、钢板、浆砌块石和塑料薄膜等，较常用的是

17、沥青混凝土和钢筋混凝土。 （三）土石坝的护坡与坝坡排水 1护坡。 土石坝的护坡形式有：草皮、抛石、干砌石、浆砌石、混凝土或钢筋混凝土、沥青混凝土或水泥土等。作用是防止波浪淘刷、顺坝水流冲刷、冰冻和其他形式的破坏。（多选） 2坝坡排水。 除干砌石或堆石护面外，均必须设坝面排水。为了防止雨水冲刷下游坝坡，常设纵横向连通的排水沟。与岸坡的结合处，也应设置排水沟以拦截山坡上的雨水。坝面上的纵向排水沟沿马道内侧布置，用浆砌石或混凝土板铺设成矩形或梯形。坝较长时，则应沿坝轴线方向每隔50一100m左右设一横向排水沟，以便排除雨水。 （四）坝体排水 1排水设施。 形式有贴坡排水、棱体排水、褥垫排水、管式排水

18、和综合式排水。坝体排水的作用是降低坝体浸润线及孔隙水压力，防止坝坡土冻胀破坏。在排水设施与坝体、土基接合处，都应设置反滤层。其中贴坡排水和棱体排水最常用。（多选） (1）贴坡排水。 紧贴下游坝坡的表面设置，它由12层堆石或砌石筑成，如图2F一3所示。贴坡排水顶部应高于坝体浸润线的逸出点，保证坝体浸润线位于冰冻深度以下。贴坡排水构造简单、节省材料、便于维修，但不能降低浸润线，且易因冰冻而失效，常用于中小型工程下游无水的均质坝或浸润线较低的中等高度坝。 (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。

19、应避免棱体排水上游坡脚出现锐角，顶宽应根据施工条件及检查观测需要确定，但不得小于1.0m,如图2F一4所示。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。 2反滤层。 为避免因渗透系数和材料级配的突变而引起渗透变形，在防渗体与坝壳、坝壳与排水体之间都要设置2一3层粒径不同的砂石料作为反滤层。材料粒径沿渗流方向由小到大排列。 三、堤防的构造与作用 土质堤防的构造与作用和土石坝类似，包括坝顶、防渗体、护坡、坝坡排水及坝体排水、地基处理等构造。 堤高超过6m的背水坡应设戗台，宽度不宜小于1.5m；风浪大的海堤、湖堤临水侧宜设置消浪平台，其

20、宽度可为波高的12倍，但不宜小于3m。 城市、工矿区等修建土堤受限制的地段，宜采用浆砌石、混凝土或钢筋混凝土结构的防洪墙，它们与重力坝的构造相似。 2F混凝土坝的构造及作用 混凝土坝的主要类型有重力坝、拱坝和支墩坝三种，它们的结构特点和类型如下。 一、 重力坝的结构特点和类型1重力坝的结构特点 重力坝主要依靠自身重量产生的抗滑力维持其稳定性。重力坝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，横剖面基本上呈三角形，如图2F一1所示。 2重力坝的类型 (1）按坝体高度分为高坝、中坝和低坝。坝高大于70m的为高坝，小于30m的为低坝，介于两者之间的为中坝。（三

21、七开）（与土石坝一样） (2）按筑坝材料分为混凝土重力坝和浆砌石重力坝。重要的重力坝及高坝大都用混凝土浇筑，中低坝可用浆砌块石砌筑。 (3）按泄水条件分为溢流重力坝和非溢流重力坝段。 (4）按坝体的结构分为实体重力坝、空腹重力坝和宽缝重力坝。(5）按施工方法分为浇筑混凝土重力坝和碾压混凝土重力坝。 二、重力坝的构造及作用 （一）坝顶构造 1非溢流坝段。 坝顶上游常设置防浪墙，以降低坝体的高度，墙身采用与坝体连成整体的钢筋混凝土结构，并应有足够的厚度以抵挡波浪及漂浮物的冲击。墙身高度一般为1.2m，浇筑混凝土坝顶最小宽度为3m碾压混凝土为5m。 2溢流坝段。 溢流坝段上部结构应根据运用要求布置。

22、一般应有闸墩、工作桥、闸门、启闭设施、胸墙及交通桥等。 （二）重力坝的防渗与排水设施 在混凝土重力坝坝体上游面和下游面水位以下部分，多采用一层具有防渗、抗冻和抗侵蚀的混凝土，作为坝体的防渗设施。防渗层厚度一般为1/20一1/10水头，但不小于2m。为了减小坝体的渗透压力，靠近上游坝面设置排水管幕，排水管幕与上游坝面的距离一般为作用水头的1/15一1/25，且不小于2.0m。排水管间距2一3m。 （三）重力坝的分缝与止水 为了满足施工要求，防止由于温度变化和地基不均匀沉降导致坝体裂缝，在坝内需要进行分缝。 分缝：横缝、纵缝、水平施工缝。 1横缝。 横缝与坝轴线垂直，有永久性的和临时性的两种。将坝

23、体分成若干个坝段，横缝间距一般为15一20m。永久性横缝可兼作沉降缝和温度缝，缝面常为平面。当不均匀沉降较大时，需留缝宽12cm，缝间用沥青油毡隔开，缝内须设置专门的止水；临时性横缝缝面设置键槽，埋设灌浆系统。 2纵缝。 纵缝是平行于坝轴线方向的缝，其作用是为了适应混凝土的浇筑能力、散热和减小施工期的温度应力。按布置形式可分为铅直缝、斜缝和错缝。铅直缝的间距为15一30m，缝面应设置三角形键槽。 为了保证坝段的整体性，沿缝面应布设灌浆系统，纵缝与坝面应垂直相交。待坝体温度冷却到稳定温度，缝宽达到0.5mm以上时再进行灌浆。一般进浆管的灌浆压力可控制在0.35一0.45MPa，回浆管的压力可控制

24、在0.2一0.25MPa。 2 水平施工缝。水平施工缝是新老混凝土的水平结合面。每层浇筑块的厚度约为1.5一4.0m，基岩表面约0.75一1.0m，以利散热。同一坝段相邻浇筑块水平施工缝的高程应错开，上、下浇筑块之间常间歇3一7d。混凝土浇筑前，必须清除老混凝土面浮碴，并凿毛，用压力水冲洗，再铺一层2一3cm的水泥砂浆，然后浇筑。 （四）坝内廊道 为了满足帷幕灌浆、排水、观测和检修坝体的需要，须在坝内设置各种廊道和竖井，构成廊道系统。廊道内应设置通风和照明设备。 分为：基础灌浆廊道、坝体检修和排水廊道 1基础灌浆廊道。基础灌浆廊道设置在上游坝踵处。廊道上游侧距上游坝面的距离约为0.05一0.1

25、倍水头，且不小于4一5m，廊道底面距基岩面不小于1.5倍廊道宽度，廊道断面一般采用城门洞形，其宽度一般为2.5一3.0m，高度一般为3.0一3.5m。当廊道低于下游水位时，应设集水井及抽排设施。 【2013真题】重力坝的基础灌浆廊道应设置在（）。 A上游坝踵处 B下游坝踵处 C坝体纵向轴线处 D坝体横向中心线处 【答案】A 2坝体检修和排水廊道。为了便于检查坝体和排除坝体渗水，在靠近坝体上游面沿高度每隔15一30m设一检查兼作排水用的廊道。廊道断面形式多为城门洞形，廊道最小宽度为1.2m，高度2.2m。 各层廊道在左、右两岸至少应各有一个通向下游的出口，各层廊道之间用竖井连通。如设有电梯井时，

26、则各层廊道均应与电梯井相通。 三、重力坝的荷载与作用 重力坝承受的荷载与作用主要有（多选） 自重（包括固定设备重量）； 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；温度作用风作用； 地震作用等。1自重 重力坝的自重包括重力坝坝体重量及固定设备重量等，建筑物的重量可以较准确地算出，材料容重应实地量测或参考荷载规范定出。 2静水压力 静水压力随上、下游水位而定。静水压力计算简图如图2F-2所示。 3扬压力 扬压力包括上浮力及渗流压力。上浮力是由坝体下游水深产生的浮托力；渗流压力是在上、下游水位差作用下，水流通过基岩节理、裂隙而产生的向上的静水压力。扬压力计算简图如图2F-3

27、所示。4动水压力 当水流流经曲面（如溢流坝面或泄水孔洞或泄水孔洞的反弧段），由于流向改变，在该处产生动水压力。动水压力的合理作用点可近似地取在反弧中点。 5波浪压力 波浪作用使重力坝承受波浪压力，而波浪压力与波浪要素和坝前水深等有关。波态情况不同，浪压力分布也不同，浪压力计算分为浅水波及深水波，波浪压力分布图如图2F-4所示6土压力及泥沙压力 当建筑物背后有填土或淤沙时，随建筑物相对于土体的位移状况，将受到不同的土压力作用。建筑物向前侧移动时，承受主动土压力；向后侧移动时，承受被动土压力；不移动时，承受静止土压力。 7冰压力 冰压力分为静冰压力和动冰压力两种。当气温升高时，冰层膨胀，对建筑物产

28、生的压力称为静冰压力；冰块垂直或接近垂直撞击在坝面时产生的压力称为动冰压力。 8温度作用 坝体混凝土温度变化会产生膨胀或收缩，当变形收到约束时，将会产生温度应力。结构由于温度变化产生的应力、变形、位移等，称为温度作用效应。 9地震作用 地震引发地层表面做随机运动，能使水工建筑物产生严重破坏。破坏情况取决于地震过程特点和建筑物的动态反应特性。地震作用主要包括地震惯性力、地震动水压力、地震动土压力等。 四、拱坝的结构特点和类型 1拱坝的结构特点拱坝的轴线为弧形，能将上游的水平水压力变成轴向压应力传向两岸，主要依靠两岸坝肩维持其稳定性；拱坝是超静定结构，有较强的超载能力，受温度的变化和坝肩位移的影响

29、较大。 2拱坝的类型(1）定圆心等半径拱坝：圆心的平面位置和外半径都不变的一种拱坝。 (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逐渐减小。 (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坝体形式。 五、支墩坝的结构特点和类型 支墩坝是由一系列顺水流方向的支墩和支承在墩子上游的挡水面板所组成，如图2F一2。 按挡水面板的形式，支墩坝可分为平板坝、连拱坝和大头坝，其结构特点如下： 1平板坝是支墩坝中最简单的形式，其上游挡水面板为钢筋混凝土平板，并常以简支的形式与支墩连接，适用于40m以下的中低坝。支墩多采用单支墩，为了提高支墩的刚度，也有做空腹式双支墩。

30、2连拱坝是由支承在支墩上连续的拱形挡水面板（拱筒）承担水压力的一种轻型坝体。支墩有单支墩和双支墩两种，拱筒和支墩之间刚性连接，形成超静定结构，温度变化和地基的变形对坝体的应力影响较大。因此，其适用于气候温和的地区和良好的基岩上。 3大头坝是通过扩大支墩的头部而起挡水作用的。其体积较平板坝和连拱坝大，也称大体积支墩坝。它能充分利用混凝土材料的强度，坝体用筋量少；大头和支墩共同组成单独的受力单元，对地基的适应性好，受气候条件影响小。因此大头坝的适应性广。 2F水闸的组成及作用 水闸是一种既能挡水又能泄水的低水头水工建筑物，通过闸门启闭来控制水位和流量，以满足防洪、灌溉、排涝等的需要。 一、水闸的类

31、型 1按水闸所承担的任务可分为进水闸、节制闸、泄水闸、排水闸、挡潮闸等。2按闸室结构形式可分为开敞式水闸和涵洞式水闸。 (1）开敞式水闸 闸室上面是露天的，上面没有填土，如图2F一1所示。当引（泄）水流量较大、渠堤不高时，常采用开敞式水闸。 (2）涵洞式水闸： 主要建在渠堤较高、引水流量较小的渠堤之下，闸室后有洞身段，洞身上面填土。根据水力条件的不同，涵洞式可分为有压和无压两种。 二、水闸的组成部分及其作用 水闸由闸室和上、下游连接段三部分组成，如图2F一1所示。（一）闸室 闸室是水闸的主体，起挡水和调节水流的作用。它包括底板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥和交通桥等。 1底板。 底板按结构形式，可

32、分为平底板、低堰底板和反拱底板；工程中用得最多的是平底板。根据底板与闸墩的连接方式不同，平底板可分为整体式和分离式两种。 (1）整体式底板。 底板与闸墩连成整体。作用是将上部结构重量及荷载传给地基，并有防冲及防渗作用。底板厚度必须满足强度和刚度要求，可取为1/5一1/7倍闸孔净宽，但不宜小于0.5一0.7m。整体式平底板抗 震性能较好。中等密实以下的地基或地震区适宜采用整体式底板。 对多孔水闸，为适应地基不均匀沉降和减小底板内的温度应力，需要沿水流方向设变形缝（温度沉降缝）将闸室分成若干段，每个闸段一般不超过20m。 (2）分离式底板。 闸孔中间的底板与闸墩下的底板之间用沉降缝分开，称为分离式

33、底板。分离式闸墩底板基底压力较大，一般宜建在中等密实以上的地基上。 2闸墩。 闸墩的作用主要是分隔闸孔，支承闸门、胸墙、工作桥及交通桥等上部结构。闸墩多用C15一C30的混凝土浇筑，小型水闸可用浆砌块石砌筑，但门槽部位需用混凝土浇筑。 3工作桥。 工作桥的作用是安装启闭机和供管理人员操作启闭机之用，为钢筋混凝土简支梁或整体板梁结构。桥的高度必须满足闸门能提出门槽检修的要求。 4胸墙。 作用是挡水，以减小闸门的高度。跨度在5m以下的胸墙可用板式结构，超过5m跨度的胸墙用板梁式结构；胸墙与闸墩的连接方式有简支和固结两种。 （二）上游连接段 上游连接段由铺盖、护底、护坡及上游翼墙组成。 1铺盖。 作

34、用主要是延长渗径长度以达到防渗目的，应该具有不透水性，同时兼有防冲功能。常用材料有黏土、混凝土、钢筋混凝土等，以混凝土铺盖最为常见。混凝土铺盖常用C20混凝土浇筑，厚度0.4一0.6m，铺盖与底板接触的一端应适当加厚，并用沉降缝分开，缝内设止水，如图2F一2所示。 2护底与护坡。 它的作用是防止高速水流对渠（河）底及边坡的冲刷，长度一般为3一5倍堰顶水头。材料有干砌石、浆砌石或混凝土等。 3上游翼墙。 它的作用是改善水流条件、挡土、防冲、防渗等。其平面布置形式有圆弧形翼墙、扭曲面翼墙、八字形翼墙和隔墙式翼墙等；结构形式有重力式、悬臂式、扶壁式和空箱式等。 (1）重力式翼墙。如图2F一3所示，依

35、靠自身的重量维持稳定性，材料有浆砌石或混凝土，适用于地基承载力较高、高度在5一6m以下的情况，在中小型水闸中应用很广。 (2）悬臂式翼墙。挡土墙是固结在底板上的悬臂结构，由钢筋混凝土筑成。适用于高度在6一9m左右、地质条件较好的情况。 (3）扶壁式翼墙。扶壁式翼墙是由直墙、底板和扶壁组成的钢筋混凝土结构。适用于高度在8一9m以上、地质条件较好的情况。 (4）空箱式翼墙。空箱式翼墙是扶壁式翼墙的特殊形式。由顶板、底板、前墙、后墙、隔墙与扶壁组成。适用于高度较高、地质条件较差的情况。 （三）下游连接段下游连接段通常包括护坦（消力池）、海漫、下游防冲槽（齿墙）以及下游翼墙与护坡等。 1护坦（消力池）

36、。 承受高速水流的冲刷、水流脉动压力和底部扬压力的作用，因此要求护坦应具有足够的重量、强度和抗冲耐磨能力，通常用混凝土筑成，也可采用浆砌块石。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之间，均应设置沉陷缝。缝的位置如在闸基防渗范围内，缝中应设止水。 2海漫与防冲槽。 在消力池后面应设置海漫与防冲槽，如图2F一4所示。其作用是继续消除水流余能，调整流速分布，确保下游河床免受有害冲刷。 海漫构造要求：表面粗糙，能够沿程消除余能；透水性好，以利渗流顺利排出；具有一定的柔性，能够适应河床变形。海漫材料一般采用浆砌或干砌块石。 在海漫末端与土质河床交接处可能会遭受冲刷，因此在海漫末端设置

37、防冲槽与下游河床相连，以保护海漫末端不受冲刷破坏。 3下游翼墙与护坡。 与上游翼墙与护坡基本相同，护坡要做到防冲槽尾部。下游八字形翼墙的总扩散角在14一240之间。 2F泵站的布置及水泵的分类 一、泵站总体布置 泵站工程按建站目的不同，分为灌溉泵站、排涝泵站、排灌结合泵站、供水泵站、加压泵站、多功能泵站等。不同类型的泵站，其布置型式也不同，其中灌溉泵站、排涝泵站、排灌结合泵站是水利 工程最常用的泵站。（多选） (1)灌溉泵站。(2)排涝泵站。(3)排灌结合泵站。 二、泵站进出水建筑物 泵站进出水建筑物一般包括引水渠、沉砂及冲砂建筑物、前池、进水池、出水管道和出水池。 1引水渠。 当泵站的泵房远

38、离水源时，应利用引水渠（岸边式泵站可设涵洞）将水源引至前池和进水池。泵站的引水渠分为自动调节引渠和非自动调节引渠。 2沉砂及冲砂建筑物。 当水源（河流）含砂量较大时，除在进水口前设置拦砂设施外，还应增设沉砂池，以及冲砂口门，以减少高速含砂水流对水泵和管道的磨损和破坏。 3前池。 是衔接引渠和进水池的水工建筑物。根据水流方向可将前池分为两大类，即正向进水前池和侧向进水前池。 4进水池。 是水泵（立式轴流泵）或水泵进水管（卧式离心泵、混流泵）直接吸水的水工建筑物，一般布置在前池和泵房之间或泵房的下面（湿室型泵房）。 5出水管道。 水泵房至出水池之间有一段压力管道称为出水管道。出水管道的铺设方式有明

39、式铺设和暗式铺设两种。 6出水池。 是衔接水泵出水管与灌溉（或排水）干渠（或承泄区）的水工建筑物，根据水流出流方向，出水池分为正向出水池和侧向出水池。 7压力水箱。 是一种封闭形式的出水建筑物，箱内水流一般无自由水面，大多用于排水泵站且承泄区水位变幅较大的情况。按水流方向来分，压力水箱有正向出水和侧向出水两种。 二、水泵的分类及性能 水泵按作用原理可分为叶片泵、容积泵和其他类型泵三大类。 （一）叶片泵的分类 叶片泵按工作原理的不同，可分为离心泵、轴流泵和混流泵三种。（多选） （二）叶片泵抽水装置 由叶片泵、动力机、传动设备、管路及其附件构成的能抽水的系统称为叶片泵抽水装置。（三）叶片泵的性能参

40、数 叶片泵性能参数包括流量、扬程、功率、效率、允许吸上真空高度或必需汽蚀余量、转速等。其中： 1扬程。是指单位重量的水从泵进口到泵出口所增加的能量，用H表示，单位是mHO，简略为m。2水泵铭牌上所标出的扬程是这台泵的设计扬程，即相应于通过设计流量时的扬程，又称额定扬程。泵的工作扬程总是大于实际扬程（净扬程）。 【2013+2012真题】水泵铭牌上标出的扬程是水泵（）扬程。 A实际 B设计 C最大 D平均 【答案】B 2效率。 水泵铭牌上的效率是对应于通过设计流量时的效率，该效率为泵的最高效率。水泵内的能量损失可分三部分，即水力损失、容积损失和机械损失。 3允许吸上真空高度或必需汽蚀余量。 是表

41、征叶片泵汽蚀性能的参数，用来确定泵的安装高程，单位为m。 三、泵房的结构形式 泵房结构形式有移动式和固定式两大类。移动式分为囤船型和缆车型；固定式泵房分为分基型、干室型、湿室型、块基型四种。 2F水电站的组成及作用 水电站由进水口、引水建筑物、平水建筑物和厂区枢纽组成。 一、进水口 水电站的进水口分有压和无压两种，它是水电站引水系统的首部。 （一）有压进水口其特征是进水口高程在水库死水位以下，有竖井式进水口、墙式进水口、塔式进水口和坝式进水口等几种。主要设备有拦污栅、闸门及启闭机、通气孔及充水阀等，如图2F所示。 （二）无压进水口官一船设在河流的凹岸，由进水闸、冲砂闸、挡水坝和沉砂池组成。 二

42、、引水建筑物引水建筑物有动力渠道、引水隧洞和压力管道等。 （一）动力渠道有非自动调节渠道和自动调节渠道两种。非自动调节渠道渠顶与渠底基本平行，不能调节流量；而自动调节渠道渠顶是水平的，能调节流量，但工程量较大，一般用于引水渠较短的情况。 （二）引水隧洞分为有压引水隧洞和无压引水隧洞两种。引水隧洞转弯时弯曲半径一般大于5倍洞径，转角不宜大于60，以使水流平顺，减小水头损失。 （三）压力管道它有钢管、钢筋混凝土管和钢衬钢筋混凝土管三种。明管设有镇墩和支墩，一般在进口设置闸门而在末端设置阀门，附件有伸缩节、通气孔及充水阀、进人孔及排水设备。地下埋管埋藏在地下岩层之中，施工时对破碎的岩层进行固结灌浆；

43、平洞、斜井的拱顶要进行回填灌浆；在钢衬与混凝土、混凝土与围岩之间进行接缝灌浆。 三、平水建筑物 平水建筑物包括压力前池和调压室。（多选） （一）压力前池 它设在无压引水的末端，是水电站的无压引水系统与压力管道的连接建筑物。压力前池由前室、进水室及其设备、泄水建筑物、放水及冲砂设备、拦冰及排冰设备组成。 （二）调压室 调压室设在长有压管道靠近厂房的位置，用来反射水击波以缩短压力管道的长度、改善机组在负荷变化时的运行条件。 1调压室的基本要求： 尽量靠近厂房以缩短压力管道的长度；有自由水面和足够的底面积以充分反射水击波；有足够的断面积使调压室水体的波动迅速衰减以保证工作稳定；正常运行时水流经过调压室底部造成的水头损失要小。 2调压室的基本类型包括： 简单圆筒式、阻抗式、双室式、差动式等。另外还有溢流式调压室和气垫式调压室等。 四、厂区枢纽 厂区枢纽包括主厂房、副厂房、主变压