水利工程识图_ppt

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按施工的不同可分为:碾压式土石坝、 水中填土坝和水力冲填坝三种。 碾压式土石坝的施工是用人工或机械分 层压实。一般的土料、砂卵石及风化石 碴等腰三角形均可用于这种坝型,故碾 压式土石坝是目前采用最多的一种。

水中填土坝是用易于崩解的土料,一层层地倒 入由许多小土堤分隔围成的水中填筑而成的坝。 这种施工方法无需机械压实,而是靠土的重量 进行压实和排水固结。该法施工受雨季影响小, 工效较高,且不专门碾压设备,但由于坝体填 土干容重低,抗剪强度小,要求坝坡缓,工程 量大等原因,仅在我国华北黄土地区、广东含 砾风化粘性土地区曾用此法建造过一些坝,并 未得到广泛的应用。
水工建筑物按功能分类


1.挡水建筑物 拦截或约束水流,并可承受一定水头作用的建 筑物。如蓄水或壅水的各种拦河坝,修筑于江 河两岸以抗洪的堤防,施工围堰等。 2.泄水建筑物 排泄水库、湖泊、河渠等多余水量,以保证挡 水建筑物和其它建筑物安全,或为必要时降低 库水位乃至放空水库而设置的建筑物。如设于 河床的溢流坝、泄水闸、泄水孔,设于河岸的 溢洪道、泄水隧洞等。

⑵受自然条件制约,施工难度大。在河道中修 建水利工程,首先,需要解决好施工导流,要 求施工期间,在保证建筑物安全的前提下,让 河水顺利下泄,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,截流、 度汛需要抢时间、争进度,否则就要拖延工期。 第三,施工技术复杂。第四,地下、水下工程 多,施工难度大。第五,交通运输比较困难, 特别是高山峡谷地区更为突出。



⑶效益大,对环境影响也大。 物理影响:淤积和冲刷(坝前淤积、下游冲 刷);水文状态变化(水库蓄水造成地下水水 位变化);水质变化(改善水质,要注意防止 污染);气候变化(增湿);诱发地震 生物影响:渔业有利,但妨碍鱼类洄游。生物 灭绝。 对人类影响:水利工程,特别是大型水利枢纽 的兴建,对国民经济,改善人民生活具有重要 意义,对美化环境也将起到重要作用。尼罗河、 三门峡

⑷失事后果严重。作为蓄水工程主体的 坝或江河的提防,一旦失事或决口,将 会给下游人民的生命财产和国家建设带 来巨大的损失。板桥水库失事造成85600 多人死难
水利枢纽和水工建筑物


水工建筑物 : 任何水利工程,都要修建在水的 静力或动力作用下工作,并与水发生相互影响 的各种建筑物,这就是水工建筑物。 水利枢纽 : 对于开发河川水资源来说,常须在 河流适当地段集中修建几种不同类型与功能的 水工建筑物,以控制水流并便于协调运行和管 理,这一多种水工建筑物组成的综合体就称为 水利枢纽

水力冲填坝是用水力的方法完成土料的 开采,运输和填筑全部工序而建成的坝。 它的施工方法是用机械抽水到高出坝顶 的土场,以水冲土料形成泥浆,然后通 过泥浆泵将泥浆送到坝址,再经过沉淀 和排水固结而筑成坝体。这种方法因填 筑质量维以保证及建造高坝比较困难等 原因,虽施工方法简单、工效高、成本 低,但目前国内外很少采用。


(3)按泄水条件分类 可分为溢流重力坝 和非溢流重力坝。坝体内设有泄水孔的坝段 和溢流坝段统称为泄水坝段;非溢流坝段也 叫做挡水坝段。 (4)按坝体剖面结构型式分类 可分为实 体重力坝、宽缝重力坝;腹孔重力坝、预应 力锚固重力坝、装配式重力坝
拱坝
拱作用的特点

拱坝坝体稳定性主要靠两岸坝肩的岩体来保证, 并不全靠自重来维持,这就有可能将拱坝设计得 较薄,同时,拱结构是一种推力结构,只要设计 得当,在外荷载作用下,主要是承受轴向压力, 且使拱圈截面上的应力分布较为均匀,弯矩较小, 它有利于充分发挥坝体混凝土或浆砌块石材料抗 压强度高的特性。当拱作用发挥的愈大,坝体的 厚度也愈可减薄。对适宜于修建拱坝和重力坝的 同一坝址,当坝高相同时,拱坝体积比重力坝约 可节省 1/3 ~ 2/3 。因而,拱坝是一种比较经济的 坝型。

重力坝有下述一些缺点: 坝体断面尺寸大,水泥用量多,坝体应 力较低,材料强度不能充分发挥;对于 用混凝土建造的重力坝,因水泥水化热 引起的施工期混凝土温度应力很大,为 了控制温度应力在高坝施工中,需采用 较复杂的温控措施。
二、重力坝的类型


(1)按坝的高度分类 坝高低于30m的 为 低 坝 ; 大 于 70m 的 为 高 坝 : 介 于 30~70m的为中等高度的坝。坝高系指坝 基最低面(不包括局部深槽或井、洞)至坝 顶路面的高度。高坝和低坝在设计内容、 设计方法和设计要求等方面不尽相同。 (2)按筑坝材料分类 可分为混凝土重 力坝和浆砌石重力坝。
重力坝

重力坝是用混凝土或浆砌石修筑的大体 积挡水建筑物,一般做成上游面近于铅 直的三角形断面。在上游水压力的作用 下,依靠坝体自身重力产生的抗滑力来 维持坝身的稳定。
重力坝与其他坝型比较,具有以下优点:

(1)重力坝断面较大,坝体材料又有较 大的抗冲刷能力,做成溢流式重力坝, 可以从坝顶大量泄流,因而一般不必另 行布置河岸溢洪道等泄水建筑物;且在 施工时还可通过较低坝块或预留底孔过 水。因此,与土石坝等坝型相比,重力 坝更易于解决永久性泄洪及导流问题。

拱坝是一个高次超静定结构,当发生超 载或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,梁向 荷载和拱向荷载将发生部分转移,坝体 应力将出现重分配,原来低应力部位将 承担增大的应力,原来高应力部分的应 力不再增长,裂缝可能停止发展甚至闭 合。

拱坝坝体轻韧、富有弹性,依靠岩基对地震动 能的吸收,会引起有利的坝体应力重分布,因 而只要基岩稳定,其抗震能力较强。在工程实 践中,至今尚未发现有拱坝因地震而破坏或失 事,例如意大利的卢美(Lumie)双曲拱坝(高 136m), 1975年5月6日经历了烈度为8~9度的 地震,实测地震加速度为0.44g,但坝体安全 无损。所以,拱坝一种安全性较高的坝型。
水闸


水闸是一种具有挡水和泄水双重作用的 低水头水工建筑物。它通过闸门的升降 启闭来控制水位和调节流量,在防洪、 灌溉、排水、航运和发电等水利工程中 应用十分广泛。 水闸按照承担的任务可分为:进水闸、 节制闸、排水闸、挡潮闸、分洪闸、冲 砂闸等


(1)进水闸(分水闸) 进水闸是用来从河道、湖 泊、水库引取水流,一般建于引水渠道的首部。 位于干渠首部的进水闸又称渠首闸。位于支、斗 渠首部的进水闸通常称分水闸、斗门。 2)节制闸 节制闸一般横跨干、支渠修建,且位 于支、斗渠分水口下游,用以控制水位、流量, 满足支、斗渠引水时对水位、流量的要求。修建 在河道上的节制闸又叫拦河闸。枯水时期利用闸 门拦蓄水量,抬高闸上水位,调节流量;洪水时 期则打开闸门,宣泄洪水。
水利工程的分类


水利工程按其承担的任务可分为:防洪 工程、灌溉排水工程或农田灌溉工程、 水力发电工程、供水和排水工程、水质 净化和污水处理工程等。 按其对水的作用分为 :蓄水工程排水工程, 取水工程,输水工wk.baidu.com,提水工程,水质 净化和污水处理工程.
水利工程的特点




⑴工作条件复杂。 地形、地质、水文、施工等条件对选定坝址、 闸址、洞线、枢纽布置和水工建筑物的形式等 都有极为密切的关系。具体到每一个工程都有 自身的特定条件,因而水利枢纽和水工建筑物 都具有一定的个别性。 受水压作用、水的物理化学破坏 波浪作用、泥沙淤积 泄水:冲刷等高速水力学问题、震动


(3)分洪闸 当河道上下游段过水能力不协调, 或下游有重要渠系建筑物或有大填方或地质条 件很差的渠段,常开辟分洪道宣泄部分或全部 洪水,以确保下游河(渠)段的安全,在分洪道 进口,必须建闸控制。这种闸称为分洪闸。 (4)排水闸 排水闸一般修在江河沿岸排水渠 道末端,用以排除江、河两岸低洼地区的渍水 及防止江、河洪水倒灌,有时还要发挥蓄水和 引水的作用。故排水闸闸底高程常较低而闸身 较高且具有双向承受水头作用的特点。
水利工程识图
工程管理

水利工程是指对自然界的地表水和地下水进行 控制和调配,以达到兴利除害的目的而修建的 工程。兴建水利工程是除水害、兴水利最有效 的工程措施。在时间上重新分配水资源,做到 蓄洪补枯,以防止洪涝灾害和发展灌溉、发电、 供水等事业;改善水域环境,疏浚航道,建造 码头,以利于水上运输;以及为防止水质污染、 维护生态平衡,都需要因地制宜地修建一系列 水利工程。



(2)重力坝对地形,地质等条件的适应性较强, 任何形状的河谷都可以修建重力坝。在地质上, 除承裁能力低的软基和有难以处理的断层破碎带 等构造的岩基外,具有一般强度的岩基,均可修 建重力坝。当坝的高度较低时,,甚至可建在土 基上。 (3)重力坝的设计方法比较简单,施土方法容易 掌握;运行期间的维护及检修工作量较小。 (4)重力坝对意外情况如地震、特大供水漫坝等 的抵抗能力较强



3.输水建筑物 为灌溉、发电、城市或工业给水等需要,将水 自水源或某处送至另一处或用户的建筑物。其 中直接自水源输水的也称引水建筑物。如引水 隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸管、输 水涵洞等。 4.取水建筑物 引水建筑物的上游首部建筑物。如取水口、进 水闸、扬水站等。


5.整治建筑物 改善河道水流条件,调整河势,稳定河槽,维护 航道和保护河岸的各种建筑物。如丁顺坝、潜坝、 导流堤、防波堤、护岸等。 6.专门性水工建筑物 为水利工程中某些特定单项任务而设置的建筑物。 如专用于水电站的前池、调压室、压力管道、厂 房;专用于通航过坝的船闸、升船机、鱼道、筏 道;专用于给水防沙的沉沙池等。与专门性水工 建筑物相对,前面5类建物也可统称为一般性水工 建筑物。
要求(局限或缺点)



1.地形 由于拱坝的结构特点,地形条件往往是决定拱坝结构形式, 工程布置和经济性的主要因素。把指出的河谷形状特征常 用“宽高比”(B/H)及河谷形状两个指标表示。 理想的地形条件:河谷相对宽度较窄,两岸基岩面大致对 称,岸坡平顺无突变,坝两端下游有足够大的岩体支撑。 常见河谷形状:V形、梯形、U形 2.地质 要求基岩完整、坚硬、质地均匀,有足够的强度,透水性 小,耐风化,没有大的断裂构造和软弱夹层。


(5)挡潮闸 沿海河道,由于潮水的顶托,夏 秋雨季排水受阻,下游沿岸容易内涝;春秋旱 季,易使两岸土地盐碱化。且河中淡水容易白 白流失。为了挡潮、排水和蓄淡的目的,在海 口河道上建闸,称为挡潮闸。挡潮闸也具有双 向承受水头作用的特点。 (6)冲沙闸 冲沙闸是用来排除进水闸或拦河 (节制).闸前淤积的泥沙,减少泥沙入渠。它 是引水枢纽中的一个重要组成部分。

三、水工建筑物的特点 1. 工作条件的复杂性 ; 2. 设计选型的独特性 ; 3. 施工建造的艰巨 性; 4. 失事后果的严重性
土 石 坝


土石坝是利用土石料填筑而成的一种挡 水建筑物,故又称“当地材料坝”。 (一)特点 土石坝是由散粒体的土石料填筑而成的,




1)维持稳定,散粒体土石要求较缓的上、下游坝 坡。 2) 不能从坝顶溢水,否则会直接冲刷侧坝体,使 散粒体土石料流失,从而引起坝体的破坏和溃决。 3) 渗流的影响,土石坝挡水后,在上下游水位差 的作用下,一般会在坝体和坝基(包括两岸)中产 生渗流。 4)沉降的影响,由于土料之间存在孔隙,所以土 体是可以压缩的。一般情况下,施工期间的沉降量 所占比例较大,几乎达总沉降量的80%左右,建成 后仍会有20%左右的沉降。

水闸主要由闸室段、上游连接段和下游 连接段组成。(图 —— 水闸的组成部分)
1.闸室段


闸室是水闸挡水和泄水的主体部分。通常包括底 板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥及交通桥等。底 板是闸室的基础,承受闸室全部荷载,并较均匀 地传给地基,此外,还有防冲、防渗等作用。闸 墩的作用是分隔闸孔并支承闸门、工作桥及交通 桥等上部结构。边孔靠岸侧闸墩若直接挡土,则 还有挡土及侧向防渗的作用。闸门的作用是挡水 和控制下泄水流。 胸墙是用来挡水以减小闸门高度。工作桥供安置 启闭机和工作人员操作之用。交通桥是为连接两 岸交通而设置的。
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