2水利水电工程建筑物及建筑材料

本章的重点是水利水电工程等级划分，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、浇筑与养护以及钢筋、模板的制作安装、施工安全技术等。

2F311000 水利水电工程建筑物及建筑材料2F311010 水利水电工程建筑物的类型及组成2F311011 掌握水利水电工程等级划分及特征水位一、水工建筑物的分类及作用水利上为满足防洪、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，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，如各种溢流坝、坝身泄水孔、岸边溢洪道等。

3.输水建筑物，如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸等。

4.取（进）水建筑物，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，如顺坝、丁坝、导流堤、护底和护岸等。

6.专门建筑物，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用途可分为一般性建筑物和专门性建筑物。

（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。

二、水工建筑物的级别划分（一）水利水电工程等级划分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。

对于综合利用的水利水电工程，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。

例：某水利水电工程其工程规模为大（1）型，水库总库容0.8亿m3，发电装机容量为20万kw，则该水利水电工程的等别为（）。

A.Ⅰ等B.Ⅱ等C.Ⅲ等D.Ⅳ等【答疑编号911101101：针对该题提问】答案：A（二）水工建筑物级别划分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永久性水工建筑物级别表2F311011—2防洪对象的防洪要求－防洪标准－堤防工程级别2.临时性水工建筑物级别按保护对象、失事后果、使用年限和临时性水工建筑物规模等指标来确定临时性水工建筑物级别，划分为3、4、5级共三级。

注意：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。

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。

三、水库与堤防的特征水位（一）水库的特征水位1.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）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。

水库特征水位和相应库容示意图（二）堤防工程特征水位（新增内容）1.设防（防汛）水位：开始组织人员防汛的水位。

2.警戒水位：防汛人员必须迅速开赴防汛前线，准备抢险的水位。

警戒水位>设防（防汛）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。

2F311012 掌握土石坝与堤防的构造及作用一、土石坝类型常见分类方法：1.按坝高：30m以下为低坝；30～70m之间为中坝；70m以上为高坝。

2.施工方法：碾压式土石坝，水力冲填坝，定向爆破堆石坝。

其中碾压式土石坝分为：均质坝，土质防渗体分区坝，非土料防渗体坝。

均质坝的坝体基本上是由均一的黏性土料（壤土、砂壤土）筑成。

考点：土质防渗体分区坝。

黏土心墙坝，防渗体设在坝体中央或稍向上游略为倾斜。

二、土石坝的构造及作用土石坝基本剖面是梯形，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。

1.坝顶构造：1）护面的材料可采用碎石、砌石、沥青或混凝土，Ⅳ级以下的坝下游可采用草皮护面。

2）坝顶上游侧常设混凝土或浆砌石修建的不透水的防浪墙。

2.防渗体：心墙、斜墙、铺盖、截水墙1）作用：减少通过坝体和坝基的渗流量；降低浸润线，增加下游坝坡稳定性；降低渗透坡降，防止渗透变形。

2）均质坝的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。

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。

3.土石坝的护坡与坝坡排水坝坡排水：除干砌石或堆石护面外，其余均必须设坝面排水。

（干砌石或堆石本身能够排水）4.土石坝排水设施排水设施形式：贴坡排水、棱体排水、褥垫排水、管式排水、综合式排水。

知识点：1）贴坡排水顶部应高于坝体浸润线的逸出点；贴坡排水不能降低浸润线。

（渗流仍从原坡面逸出）。

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，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。

应避免棱体排水上游坡脚出现锐角，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。

3）反虑层材料粒径沿渗流方向由小到大排列。

（反滤是允许渗流，但防止细小土粒被渗流带走）三、堤防的构造及作用（新增）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，其宽度可为波高的1～2倍，但不宜小于3m。

2F311013 掌握水闸的组成及作用一、水闸类型按闸室结构形式分为：开敞式和涵洞式开敞式：有胸墙、无胸墙1-上游防冲槽；2-上游护底；3-铺盖；4-底板；5-护坦（消力池）；6-海漫；7-下游防冲槽；8-闸墩；9-闸门；10-胸墙；11-交通桥；12-工作桥；13-启闭机；14-上游护坡；15-上游翼墙；16-边墩；17-下游翼墙；18-下游护坡二、水闸的组成部分及作用水闸由闸室和上、下游连接段三部分组成。

1.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。

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。

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。

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.上游连接段上游连接段由铺盖、护底、护坡及上游翼墙组成。

铺盖：主要作用是延长渗径长度以防渗，兼有防冲功能。

3.下游连接段下游连接段通常包括护坦、海漫、下游防冲槽（齿墙）以及下游翼墙与护坡等。

1）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：其作用是继续消能。

海漫材料一般采用浆砌或干砌块石。

在海漫末端设置防冲槽与下游河床相连，以保护海漫末端不受冲刷破坏。

2F311014 熟悉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。

一、重力坝类型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。

1.按坝体高度分为：高坝－坝高大于70m；低坝－坝高小于30m；中坝－介于二者之间。

土石坝也可依次分类。

2.按施工方法：浇筑混凝土重力坝、碾压混凝土重力坝。

二、重力坝构造及作用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1/15～1/25，且不小于2.0m。

排水管间距2～3m。

1.横缝：有永久性的和临时性的两种，永久性横缝可兼作沉降缝和温度缝。

2.水平施工缝：是施工过程中新老混凝土结合面。

三、拱坝的结构特点和类型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较大。

四、支墩坝的结构特点和类型支墩坝可分为平板坝、连拱坝和大头坝。

2F311015 熟悉泵站的布置及水泵的分类一、叶片泵的分类按工作原理不同分为：离心泵、轴流泵、混流泵。

离心泵按其基本结构、形式特征又分为单级单吸式离心泵、单级双吸式离心泵、多级式离心泵以及自吸式离心泵。

轴流泵按主轴方向又可分为立式泵、卧式泵和斜式泵；按叶片可调节的角度不同可分为固定式、半调节式和全调节式。

混流泵按结构形式分为蜗壳式和导叶式。

二、叶片泵的性能参数扬程——单位重量的水从泵进口到泵出口所增加的能量。

设计扬程——水泵铭牌上所标出的扬程，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。

2F311016 熟悉水电站的组成及作用1.水电站由进水口、引水建筑物、平水建筑物和厂区枢纽组成。

2.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。

3.引水建筑物有动力渠道、引水隧洞和压力管道等。

4.平水建筑物包括压力前池和调压室。

5.厂区枢纽包括主厂房、副厂房、主变压器场、高压开关站等，是发电、变电和配电的场所。

2F311017 熟悉渠系建筑物的构造及作用类型主要有渡槽、涵洞、倒虹吸管、跌水与陡坡等。

一、渡槽的构造及作用按支承结构渡槽可分为梁式、拱式、桁架式等，渡槽由输水的槽身及支承结构、基础和进出口建筑物等部分组成。

小型渡槽一般采用简支梁式结构，截面采用矩形。

二、涵洞的构造及作用根据水流形态的不同，涵洞分有压、无压和半有压式。

（一）涵洞的洞身断面形式（二）洞身构造洞身构造有基础、沉降缝、截水环或涵衣。

截水环或涵衣。

对于有压涵洞要在洞身四周设若干截水环或用黏土包裹形成涵衣，用以防止洞身外围产生集中渗流。

三、倒虹吸管的构造和作用镇墩与支墩。

在管身的变坡及转弯处或较长管身的中间应设置镇墩，以连接和固定管道。

镇墩附近的伸缩缝一般设在下游侧。

在镇墩中间要设置支墩，以承受水荷载及管道自重的法向分量。

2F311020 水利水电勘测与测量2F311021掌握水利水电工程施工放样注意此节可能出现案例。

主要掌握土坝和水闸放样内容、放样实施。

一、土坝的施工放样内容：坝轴线测设、坝身控制测量、清基开挖线、坡脚线放样、坝体边坡线放样及修坡桩测设等。