水工建筑物课后题

水工建筑物课后习题答案

1.水利枢纽工程有哪些重要作用和意义？对周围环境有什么不利的影响？如何克服或减少这些影响？

答：拦蓄洪水，避免或减轻下游洪水灾害；发电、灌溉、给城市和工业供水；能大大地改善这段河道的航运条件；发展养殖业，弥补水库占用耕地带来的损失；对周围的气温有调节作用。不利影响：1.需要移民造地；2阻挡鱼类产卵繁殖后代；3.防渗处理控制了大坝下游及周边的地下水4.建坝蓄水后，提高了库区两岸的地下水位，容易使土地盐碱化。5.库水渗流到深处大断层，容易诱发地震；6.水流进入库区后，流速变缓，泥沙容易沉积在库区上游末端处；7.淹没古迹文物和峡谷景观；8.个别地区容易生长对人类有害的生物。措施：修建鱼道；向下游建立输水管道；对滑坡体进行观测和预报；将文物古迹迁走；采用挖船机清淤；在蓄水位以上的山上种树造林。

重力坝工作原理：在水压力及其他荷载作用下，依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求；同时依靠坝体之中产生的压应力来减小库水压力所引起的上游坝面拉应力以满足强度要求。适用条件：绝大部分建在岩基上，可承受较大的压应力，还可利用坝体混凝土与岩基表面之间的凝聚力，提高坝体的抗滑稳定安全度。优点：对地形、地质条件适应性强；枢纽泄洪问题容易解决；便于施工导流；结构作用明确；可利用块石筑坝；安全可靠；施工方便。缺点：剖面尺寸大，材料用量多；坝底扬压力大，对稳定不利；要有较严格的温度控制措施。

3.拱坝对地形和地质条件要求：地形：河谷较窄，左右岸对称，岸坡平顺无突变，在平面上下游收缩，坝端下游有足够的岩体支撑，保证坝体稳定。地质：基岩比较均匀、坚固完整、有足够的强度、透水性小、能抵抗水的侵蚀、耐风化、岸坡稳定、没有大的断裂带。特点：在平面上呈凸向上游，借助拱的作用将水压力传给河谷两岸的基岩。

在水压力作用下坝体的稳定利用拱端基岩的反作用来支承。拱圈可充分利用筑坝材料的强度。

2、土石坝的优点和缺点：筑坝材料可以就地取材，可节省大量钢材和水泥，免修公路；能适应地基变形，对地基的要求比砼坝要低；结构简单，工作可靠，便于维修和加高、扩建；施工技术简单，工序少，便于组织机械化快速施工。缺点：坝顶不能过流，必须另开溢洪道，施工导流不如砼坝便利，对防渗要求高，因为剖面大，所以填筑量大而且施工容易受季节影响。

1、水工隧洞工作特点：结构型式和承载方面（开挖前：岩体处于整体稳定状态，开挖后：原由的地应力平衡被打破，引起变形，严重时可能导致岩石崩塌，需进行开挖衬砌支护）水力特性：封闭断面水工隧洞受高水头动水压力作用。有压隧洞—相当于管流，受内水压力作用。若衬砌漏水，压力水渗入围岩裂隙，从而产生附加渗透压力，导致岩体失稳。要求坚固的衬砌。无压隧洞—明渠流，高速水流下，在固体不平整边界上可能会引起空蚀。施工方面：无论开挖或衬砌，其工作面比地面上小得多，洞线长，干扰大。

1、正槽式溢洪道有哪些组成？各起什么作用？

进水段：使水流平顺地由水库进入控制段。当控制段的位置紧靠水库时，进水段只是一个喇叭口；当控制段的位置不能紧靠水库时，则需要在控制段前开挖引水渠。控制段：控制溢洪道的过水能力。泄槽：分收缩段、扩散段和弯曲段。底坡陡，为急流。产生明渠中高速水流的问题：冲击波、水流掺气、空蚀、压力脉动。消能段和尾水渠：挑流消能、底流消能，消去水流的冲刷和尾水的排流作用。

水闸的类型：⒈担负的任务（作用）分节制闸（拦河闸）：拦河兴建，调节水位，控制流量。进水闸（渠首闸）：在河、湖、水库的岸边兴建，常位于引水渠道首部，引取水流。排水闸（排涝闸、泄水闸、退水闸）：在江河沿岸兴建，作用是排水、防止洪水

倒灌。分洪闸：在河道的一侧兴建，分泄洪水、削减洪峰洪、滞洪。挡潮闸：建于河流入海河口上游地段，防止海潮倒灌。冲沙闸：静水通航，动水冲沙，减少含沙量，防止淤积。排冰闸：在堤岸上建闸防止冬季冰凌堵塞。按闸室结构分（1）开敞式：闸室露天，又分为有胸墙；无胸墙两种形式涵洞式：闸室后部有洞身段，洞顶有填土覆盖。（有压、无压）3、按操作闸门的动力分（1）机械操作闸门的水闸（2）水力操作闸门的水闸

第二章：重力坝。

2、重力坝的特点：一：重力坝剖面尺寸大，建筑材料用量较多，坝体边缘应力较大，坝内应力较小。二：坝体与坝基的接触面大，坝体承受的扬压力较大，抵消了坝体的部分重力。三：坝体传给地基的压应力较大，一般要修建在岩基上，地基要求比土石坝高。四：断面大，坝体抗冲能力强，适于在坝顶溢流河在坝身设置泄水孔。五：坝体被横缝分成若干坝段，各坝段独立工作。

2. 荷载基本组合：坝体及其上固定设备的自重；正常工作时上、下游坝面的静水压力，坝基和坝体的扬压力；大坝上游淤沙压力；作用于上下游坝面的土压力；以防洪为主、正常蓄水位很低者，按50-100年一遇洪水位时的水荷载计算；浪压力：a.按50年一遇风速计算；b.按多年平均最大风速计算；冰压力；温度荷载等；特殊荷载：建筑物泄放校核洪水时的水荷载，防渗和排水设施正常工作；地震荷载；其他出现机会很少的荷载。

3.降低扬压力措施：防渗帷幕，排水孔，阻滑板。

4.重力坝断面设计应满足：（1）稳定和强度的要求，保证大坝安全（2）工程量小（3）便于施工（4）运用方便。其中（1）必须满足。

5.提高抗滑稳定性的方法：（1）利用水重。将坝体上游面做成倾斜，利用水重增加向下的垂直力。（2）开挖时将坝基面向上游倾斜，对抗滑稳定有利。（3）在坝基面设置

防渗排水设施，减少扬压力。（4）在坝踵处设深齿墙。当软弱夹层埋藏较浅时，将坝踵附近出露的软弱夹层开挖齿槽切断，并回填混凝土处理，施工简单，工程量不大，有利于坝基防渗。（5）设置混凝土洞塞。当软弱夹层埋藏较深时，厚度大且倾角较平缓，全部挖出工程量大，可在软弱夹层中放置数排混凝土洞塞，增加软弱夹层的抗剪能力。（6）在坝趾下游处修建深齿墙。在坝趾下游处修建深齿墙可以增加尾岩抗力作用，在坝基开挖过程中出，发现了原来没有预见到的夹层时适于该措施。（7）钢筋混凝土抗滑桩。在坝基软弱夹层的下游坝趾、抗力体部位，布置钢筋混凝土抗滑桩，深入到滑动面以下完整岩体中，利用桩体承受推力或剪力增加尾岩抗力。（8）预应力锚索。预应力锚索加固是在坝顶钻孔至基岩深部，孔内放置钢索，其下端锚固在夹层以下的完整岩石中，而在坝顶锚索的另一端施加拉力，使坝体受压，既可提高坝体的抗滑稳定性，又可改善坝踵的应力状态。

6. 坝体材料分区：1区：上下游水位以上坝体表层混凝土，以抗冻性能控制。2区：上下游水位变化区的坝体表层混凝土，以抗冻性能控制。3区：上、下游最低水位以下坝体表层混凝土，以抗渗性能控制。4区：坝基部位混凝土，以强度性能控制。5区：坝体内部混凝土，以强度性能控制。6区：有抗冲刷要求部位的混凝土（例如溢流面，泄水孔，导墙和闸墩等），以抗冲刷性能控制。坝体分缝：为适应施工期砼的浇筑能力和温度控制以及防止地基可能产生不均匀沉陷而引起裂缝，因而要分缝。常设垂直于坝轴线的横缝和平行于坝轴线的纵缝、横缝是永久缝，纵缝则属于临时缝；有时砼分层浇筑的层面也是一种临时性水平施工缝。

7. 重力坝的地基处理：一、开挖和清理：将复盖层和风化破碎的岩石挖掉，包括清除松动石块，打掉突出的尖角。二、固结灌浆：①提高基岩的整体性和弹性模量；②减少基岩受力后的变形；③提高基岩的抗压抗剪强度；④降低坝体的渗透性减少渗流量；

三、帷幕灌浆：降低坝基渗透压力，减少渗流量。四、坝基排水：因帷幕不能完全截