水工建筑物参考资料

水工建筑物参考资料水工建筑物参考资料一、水工建筑物的分类按建筑物的用途分类挡水建筑物用以拦截江河,形成水库或壅高水位。如各种坝和闸;以及为抗御洪水或挡潮,沿江河海岸修建的堤防、海塘等。泄水建筑物用以渲泄在各种状况下、特别是洪水期的多余入库水量，以确保大坝和其他建筑物的安全。如溢流坝、溢洪道、泄洪洞等。输水建筑物为浇灌、发电、和供水的需要从上游向下游输水用的建筑物，如输水洞、引水管、渠道、渡槽等。取水建筑物是输水建筑物的首部建筑，如进水闸、扬水站等。整治建筑物用以整治河道，改善河道的水流条件，如丁坝、顺坝、导流堤、护岸等。特地建筑物特地为浇灌、发电、供水、过坝需要而修建的建筑物，如电站厂房、沉沙池、船闸、升船机、鱼道、筏道等。按建筑物使用时间分类筑物。主要建筑物是指该建筑物失事后将造成下游灾难或严峻影响工程效益,如闸、坝、泄水建筑物、输水物，如挡土墙、导流墙、工作桥及护岸等。临时性建筑物这种建筑物仅在工程施工期间使用，如围堰、导流建筑物等。可作取水之用。二、水利工程等级划分为了使效益、规模与安全投资结合起来，表达经济政策、技术措施相协调，使主次清楚，表达重点，区分对待,重要性与经济性相结合，因而需对水利工程划分等级。水利水电枢纽工程和单项用途的永久性水工建筑物的等别依据SL252-2023准》规定确定。综合利用的水利水电枢纽工程，当按其各项用途分别确定的等别不同时，应按其中的最高等别确定整个工程的等别；多用途的水工建筑物，应依据其各用途相应的等别中最高者和其本身的重要性确定级别。三、水工建筑物特点工程量大、投资多、工期较长工作条件简单由于水的作用形成了水工建筑物特别的工作条件：挡水建筑物蓄水以后，除承受一般的地震力和风压力等水通过水工建筑物和地基的渗流，对建筑物和地基产生渗透压力，还可能产生浸蚀和渗透破坏；当水流通过水工建筑物下泄时，高速水流可能引起建筑物的空蚀、振动以及对下游河床和两岸的冲刷;对于特定的地质条件，水库蓄水后可能诱发地震,进一步恶化建筑物的工作条件。水工建筑物的地基是多种多样的。在岩基中常常遇到节理、裂隙、断层、裂开带及脆弱夹层等地质构造；在为建筑物的选型和地基处理供给牢靠的依据.施工条件简单水工建筑物的兴建,需要解决好施工导流问题，要求在施工期间，保证建筑物安全的前提下，河水应能顺当下泄，必要的通航、过木要求应能满足,这是水利工程设计和施工中的一个重要课题；其次,工程进度紧迫，工期也比较长,截流、渡汛需要抢时间、争进度,否则将导致拖延工期；第三，施工技术简单，水工建筑物的施工受气候影响较大，如：大体积混凝土的温度掌握和简单的地基较难以处理，填土工程要求肯定的含水量和肯定的压实度，雨季施工有很大的困难;第四，地下、水下工程多,排水施工难度比较大；第五，交通运输比较困难，高山峡谷地区更为突出等。4．对国民经济的影响巨大水利枢纽工程和单项的水工建筑物可以担当防洪、浇灌、发电、航运等任务,同时又可以绿化环境，改进土壤植被，进展旅游，甚至建成美丽的城市等,但是，假设处理不当也可能产生消极的影响。如：水库蓄水越多，则效益越高，漂浮损失也越大，不仅导致大量移民和迁建，还可能引起库区四周地下水位的变化，直接影响到工农业生产,甚至影响生态环境；库尾的泥沙淤积，可能会使航道恶化。堤坝等挡水建筑物万一失事或决口，将会给下游人民的生命财产和国家建设带来灾难性的损失.1975811009四、水库三大件：是指大坝、溢洪道、放水建筑物。五、重力坝的特点、拱坝的特点1。优点：工作安全,运行牢靠。重力坝剖面尺寸大，坝内应力较小，筑坝材料强度较高,耐久性好。因此，抵抗洪水漫顶、渗漏、侵蚀、地震和战斗等破坏的力量都比较强。据统计,在各种坝型中,重力坝失事率相对较低。对地形、地质条件适应性强。任何外形的河谷都可以修建重力坝。对地质条件要求相对较低，一般修建在岩基上，当坝高不大时,也可修建在土基上.泄洪便利,导流简洁。可承受坝顶溢流，也可在坝内设泄水孔，不需设置溢洪道和泄水隧洞,枢纽布置紧凑。在施工期可以利用坝体导流，不需另设导流隧洞.施工便利,维护简洁。大体积混凝土，可以承受机械化施工，在放样、立模和混凝土浇筑等环节都比较便利。在后期维护，扩建，补强，修复等方面也比较简洁。定和应力计算都比较简洁。2.缺点：坝体剖面尺寸大,材料用量多，材料的强度不能得到充分发挥。坝体与坝基接触面积大,坝底扬压力大，对坝体稳定不利.在浇筑混凝土时,需要有较严格的温度掌握措施。拱坝的特点构造特点：拱坝是一空间壳体构造，坝体构造可近似看作由一系列凸向上游的水平拱圈和一系列竖向悬臂梁所组成。坝体构造既有拱作用又有梁作用。其所承受的水平荷载一局部由拱的作用传至两岸岩体,另一局部通过竖直梁的作用传到坝底基岩。拱坝两岸的岩体局部称作拱座或坝肩；位于水平拱圈拱顶处的悬臂梁称作拱冠梁，一般位于河谷的最深处。稳定特点：拱坝的稳定性主要是依靠两岸拱端的反力作用。内力特点:拱构造是一种推力构造,在外荷作用下内力主要为轴向压力，有利于发挥筑坝材料〔混凝土或浆砌块石〕的抗压强度,从而坝体厚度就越薄。拱坝是一高次超静定构造，当坝体某一部位产生局部裂缝时，坝体的梁作用和拱作用将自行调整，5—11性能特点：的坝型。荷载特点：拱坝坝身不设永久伸缩缝，其周边通常是固接于基岩上，因而温度变化和基岩变化对坝体应力的影响较显著，必需考虑基岩变形，并将温度荷载作为一项主要荷载。泄洪特点：在泄洪方面，拱坝不仅可以在坝顶安全溢流，而且可以在坝身开设大孔口泄水。目前坝顶溢流或坝身孔口泄水的单宽流量已超过200m3/〔s.m〕.设计和施工特点：拱坝坝身薄弱,体形简单，设计和施工的难度较大，因而对筑坝材料强度、施工质量、施工技术以及施工进度等方面要求较高。六、提高坝体抗滑稳定的工程措施除了增加坝体自重外，提高坝体抗滑稳定的工程措施，主要围围着增加阻滑力、削减滑动力的原则，通过多方案技术经济比较，确定最正确方案组合。常承受以下工程措施.1.利用水重当坝底面与基岩间的抗剪强度参数较小时,常将上游坝面做成倾向上游的斜面，利用坝面上的水重来提高坝2.承受有利的开挖轮廓线但这种做法将加大上游水压力，增加开挖量和混凝土浇筑量,故很少承受。当坝基比较结实时，可以开挖成锯齿状，形成局部的倾向上游的斜面，这种方法已广泛承受。设置齿墙抽水措施当下游水位较高，坝体承受的浮托力较大时,可考虑在坝基面上设置排水系统，定时抽水以削减坝底浮托力。30m，实行抽水措施后，浮托力只按10m量.加固地基：帷幕灌浆、固结灌浆以及断层、脆弱夹层的处理等。横缝灌浆：将局部坝段或整个坝体的横缝进展局部或全部灌浆，以增加坝的整体性和稳定性.7。预加应力措施在靠近坝体上游面，承受深孔锚固高强度钢索,并施加预应力，既可增加坝体的抗滑稳定，又可消退坝踵处RΣPV/ΣPH而提高了坝体的抗滑稳定性.8.防渗排水在坝基内布置防渗排水幕、保证排水畅通，降低扬压力，有利于稳定。9。空腹抛石假设是空腹重力坝或宽缝重力坝，可在空腔内填块石，提高坝体稳定性.抗滑稳定常用的计算方法有：1、抗剪强度公式将坝体与岩基间看成是一个接触面，不是胶结面.2、抗剪断公式认为坝体混凝土与基岩接触良好,属于胶结面3、抗滑稳定极限状态设计表达式重力坝抗滑稳定计算重力坝的抗滑稳定按承载力量极限状态计算，认为滑动面为胶结面，滑动体为刚体。此时滑动面上的滑动力作为效应函数，阻滑力为抗力函数，并认为承载力量到达极限状态时刚体处于极限平衡状态.抗滑稳定极限状态设计表达式根本组合极限状态设计表达式:0

G

G, k

1Q, a)≤k k≤d1

f kR k, akm1 f 偶然组合极限状态设计表达式：0

G

G, k

Q, A,a) R≤k k k ≤d2

k, akmk抗滑稳定极限状态作用效应函数：S〔〕=ΣPR 或S()=ΣPC抗滑稳定极限状态抗力函数:R〔〕=fΣWRcARR RR〔〕=fΣWCcACC C深层抗滑稳定分析当坝基岩体内存在着不利的脆弱夹层或缓倾角断层时,坝体有可能沿着坝基脆弱面产生深层滑动，其计算原理与坝基面抗滑稳定计算一样。假设实际工中地基内存在相互切割的多条脆弱夹层,构成多斜面深层滑动,计算时选择几个比较危急的滑动面进展试算，然后做出比较分析推断。抗剪断参数的选取fR fC cRcC的值，直接关系到工程的安全性和经济性,必需合理地选用.一般状况下,应经试验测定，且每一主要工程地质单元的野外试验不得少于4组；选取这些参数值时，应结合现场的实际状况，参照工程地质条件类似的工程阅历，并考虑坝基岩体经工程处理后可能到达的效果，经地质、试验和设计人员共同分析争论进展适当调整后确定，中型工程的中、低坝，假设无条件进展野外试验，应进展室内试验，并参照地质条件类似工程的阅历数据选用,小型工程的低坝无试验资料时，可参照地质条件类似工程的试验成DL5108－1999《混凝土重力坝设计7。拱坝对地形和地质条件的要求〔一〕对地形的要求左右两岸对称，岸坡平顺无突变,在平面上向下游收缩的峡谷段。坝端下游侧要有足够的岩体支承,以保证坝体的稳定以“厚高比”T/H来区分拱坝的厚薄程度。当T/H<0.2时,为薄拱坝；当T/H=0.2~0。35时,为中厚拱坝；当T/H〉0。35时,为厚拱坝或重力拱坝。坝址处河谷外形特征用河谷“宽高比”L/H及河谷的断面外形两个指标来表示。L/H值小，说明河谷窄深，拱的刚度大，梁的刚度小，坝体所承受的荷载大局部是通过拱的作用传给两岸，因而坝体可较薄.反之，当L/H断面较厚。L/H〈2L/H=2~3L/H=3～4.5L/H＞4。5左右对称的V形河谷最适宜发挥拱的作用,靠近底部水压强度最大，但拱跨短，因而底拱厚度仍可较薄；U形河谷靠近底部拱的作用显著降低,大局部荷载由梁的作用来担当，故厚度较大，梯形河谷的状况则介于这两者之间。(二)对地质的要求基岩均匀单一、完整稳定、强度高、刚度大、透水性小和耐风化等.两岸坝肩的基岩必需能承受由拱端传来的巨大推力、保持稳定并不产生较大的变形。土石坝的构造一．坝顶护面：坝顶一般都做护面。坝肩：坝顶上游侧常设防浪墙,防浪墙可用混凝土或浆砌石修建。防浪墙的高度一般为1。0～1。2m，下游侧宜设缘石.排水：坝顶应做成向一侧或两侧倾斜的横向坡度，坡度宜承受2%~3％。二．防渗体粘性土心墙心墙一般布置在坝体中部，有时稍偏上游并稍为倾斜。心墙坝顶部厚度一般不小于3m。心墙厚度常依据土壤的允许渗透坡降而定.《碾压式土石坝设计标准》规定1/41:0。15～1:0.3计洪水位0。3~0。6m,且不低于校核水位，当有牢靠的防浪墙时,心墙顶部高程也不应低于设计洪水位。心墙1m。心墙与坝壳之间应设置过渡层,岩石地基上的心墙,一般还要设混凝土垫座，或修建1~3道混凝土齿墙。齿墙的高度约1。5～2.0m,0.2~0.5m,有时还要在下部进展帷幕灌浆。〔二〕粘土斜墙顶厚〔指与斜墙上游坡面垂直的厚度〕也不宜小于3m。底厚不宜小于作用水头的1/5。墙顶应高出设计洪水位0。6~0.8m和上游坡都必需设保护层，厚度不得小于冰冻和枯燥深度，一般用2~3m。一般内坡不宜陡于1：2.0,外坡1:2.5〔三〕非土料防渗体将在堆石坝一节中介绍.三．排水设施贴坡排水顶部应高于坝体浸润线的逸出点贴坡排水构造简洁、节约材料、便于修理，但不能降低浸润线。多用于浸润线很低和下游无水的状况。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。棱体排水可降低浸润线，防止渗透变形,保护下游坝脚不受尾水淘刷,且有支撑坝体增加稳定的作用。但石料用量较大、费用较高,与坝体施工有干扰,检修也较困难.褥垫排水伸展到坝体内的排水设施，在坝基面上平铺一层厚约0.4~0。5m1/2,对砂性土均质坝不大于坝底宽1/3。当下游水位低于排水设施时,降低浸润线的效果显著，还有助于坝基排水固结。但当坝基产生不均匀沉陷时，褥垫排水层易遭断裂，而且检修困难,施工时有干扰。(4〕管式排水管式排水的构造。埋入坝体的暗管可以是带孔的陶瓦管、混凝土管或钢筋混凝土管，还可以是由碎石堆筑而成。平行于坝轴线的集水管收集渗水，经由垂直于坝轴线的管式排水的优缺点与褥垫式排水相像。排水效果不如褥垫式好，但用料少。一般用于土石坝岸坡及台地地段，由于这里坝体下游常常无水，排水效果好。综合式排水在实际工程中常依据具体状况承受几种排水型式组合在一起的综合式排水，四．土石坝的护坡与坝坡排水上游护坡型式(1〕抛石〔堆石〕护坡〔2〕砌石护坡(3〕混凝土和钢筋混凝土板护坡(4)渣油混凝土护坡〔５〕水泥土护坡.2。5，或至坝底。2．下游护坡型式:堆石、卵石和碎石、草皮等。范围：为由坝顶护至排水棱体,无排水棱体时护至坝脚。3、坝坡排水作用：为了防止雨水的冲刷，在下游坝坡上常设置纵