30、1F418000第01讲　水闸、泵站和水电站.pdf

1F418010水闸施工技术水闸施工技术1F418011水闸的分类及组成水闸的分类及组成一、常用水闸的分类一、常用水闸的分类水闸是一种利用闸门挡水和控制泄水的低水头水工建筑物，多建于河道、渠系及水库、湖泊岸边。1.按水闸承担的任务分类如下：2.按闸室结构形式可分为开敞式、胸墙式及涵洞式等。（1）开敞式：过闸水流表面不受阻挡，泄流能力大。（2）胸墙式：闸门上方设有胸墙，可以减少挡水时闸门上的力，增加挡水变幅。（3）涵洞式：闸门前为有压或无压洞身，洞顶有填土覆盖。多用于小型水闸。二、水闸的组成二、水闸的组成水闸主要包括上游连接段、闸室和下游连接段三部分。如下图所示。水闸的组成部分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1.上游连接段上游连接段用以引导水流平顺地进入闸室，保护两岸及河床免遭冲刷，并与闸室等共同构成防渗地下轮廓，确保在渗流作用下两岸和闸基的抗渗稳定性。一般包括上游翼墙、铺盖、上游防冲槽和两岸的护坡等。2.闸室闸室是水闸的主体部分，其作用是：控制水位和流量，兼有防渗防冲作用。3.下游连接段下游连接段用以消除过闸水流的剩余能量，引导出闸水流均匀扩散，调整流速分布和减缓流速，防止水流出闸后对下游的冲刷。一般包括消力池、护坦、海漫、下游防冲槽以及下游翼墙和两岸的护坡等。1F418012水闸主体结构的施工方法水闸主体结构的施工方法一、水闸混凝土施工一、水闸混凝土施工水闸主体结构施工主要包括闸身上部结构以及闸底板、闸墩、止水设施和门槽等方面的施工内容，其中混凝土工程是水闸施工中的主要环节。1.水闸混凝土施工原则混凝土工程的施工宜掌握以闸室为中心，按照“先深后浅、先重后轻、先高后矮、先主后次”的原则进行。（1）先深后浅。（2）先重后轻。（3）先高后矮。（4）先主后次。2.平底板施工水闸底板有平底板与反拱底板两种，平底板为常用底板。平底板的施工总是底板先于墩墙，而反拱底板的施工一般是先浇墩墙，预留联结钢筋，待沉降稳定后再浇反拱底板。水闸平底板的混凝土浇筑，一般采用逐层浇筑法。但当底板厚度不大，拌合站的生产能力受到限制时，亦可采用台阶浇筑法。平底板混凝土的浇筑，一般先浇上、下游齿墙，然后再从一端向另一端浇筑。当底板混凝土方量较大，且底板顺水流长度在12m以内时，可安排两个作业组分层通仓浇筑。首先两组同时浇筑下游齿墙，待齿墙浇平后，将第二组调至上游齿墙，另一组自下游向上游开浇第一坯底板。上游齿墙组浇完，立即调至下游开浇第二坯，而第一坯组浇完又调头浇第三坯。这样交替连环浇筑可缩短每坯间隔时间，加快进度，避免产生冷缝。钢筋安装方法有整装法和散装法。工程中使用的钢筋直径在30mm以内时，一般可采用整装法。【2016年】水闸混凝土工程施工的原则包括（）。A.先深后浅B.先轻后重C.先高后矮D.先主后次E.先上游后下游正确答案ACD答案解析本题考查的是水闸混凝土施工。混凝土工程的施工宜掌握以闸室为中心，按照“先深后浅、先重后轻、先高后矮、先主后次”的原则进行。3.施工缝施工施工缝的位置应设在结构受力较小的部位，易于凿毛和清理，并考虑对外观质量的影响。施工缝的处理应符合下列规定：（1）可采用凿毛、冲毛或刷毛等方法处理、清除表层的水泥浆薄膜和松散软弱层，并冲洗干净，排除积水。（2）混凝土强度达到2.5MPa后，方可进行浇筑上层混凝土的准备工作；浇筑前，水平缝应铺厚1020mm的同配合比的水泥砂浆，垂直缝应随浇筑层刷水泥浆或界面剂。二、止水设施的施工二、止水设施的施工为了适应地基的不均匀沉降和伸缩变形，在水闸设计中均设置温度缝与沉降缝，并常用沉降缝代温度缝作用。缝有铅直和水平的两种，缝宽一般为1.02.0cm。缝中填料及止水设施，在施工中应按设计要求确保质量。1.沉降缝填料的施工沉降缝的填充材料，常用的有沥青油毛毡、沥青杉木板及泡沫板等多种。其安装方法有以下两种。图1F4180121先装填料后浇混凝土的填料施工1模板；2填料；3铁钉1F4180122先浇混凝土后装填料的填料施工1模板；2填料；3铁钉2.止水材料种类常用的止水材料有紫铜片、橡胶、聚氯乙烯（塑料）等。紫铜止水片的制作同符合下列规定：（1）清除表面的油渍、浮皮和污垢。（2）宜用压模压制成型，转角和交叉处接头，宜在加工厂制作，并留有适当长度的直线段，以利现场搭接；接缝应焊接牢固。（3）双面焊其搭接长度不应小于20mm。（4）长时间外露应加强防护措施。3.止水缝部位的混凝土浇筑浇筑止水缝部位混凝土的注意事项包括：（1）水平止水片应在浇筑层的中间，在止水片高程处，不得设置施工缝。（2）浇筑混凝土时，不得冲撞止水片，当混凝土将淹没止水片时，应再次清除其表面污垢。（3）振捣器不得触及止水片。（4）嵌固止水片的模板应适当推迟拆模时间。三、平面闸门门槽施工三、平面闸门门槽施工采用平面闸门的中小型水闸，在闸墩部位都设有门槽。为了减小启闭门力及闸门封水，门槽部分的混凝土中埋有导轨等铁件，如滑动导轨、主轮、侧轮及反轮导轨、止水座等。这些铁件的埋设可采取预埋及留槽后浇混凝土两种方法。小型水闸的导轨铁件较小，可在闸墩立模时将其预先固定在模板的内侧，闸墩混凝土浇筑时导轨等铁件即浇入混凝土中。由于中型水闸导轨较大、较重，在模板上固定较为困难，宜采用预留槽，用浇二期混凝土的施工方法。浇筑二期混凝土时，应采用补偿收缩细石混凝土，并细心捣固，不要振动已装好的金属构件。门槽较高时，不要直接从高处下料，可以分段安装和浇筑。二期混凝土拆模后，应对埋件进行复测，并做好记录，同时检查混凝土表面尺寸，清除遗留的杂物、钢筋头，以免影响闸门启闭。1F418013闸门的安装方法闸门的安装方法一、闸门的组成及分类一、闸门的组成及分类闸门是水工建筑物的孔口上用来调节流量，控制上下游水位的活动结构。闸门按作用分为工作闸门、事故闸门、检修闸门、露顶闸门、潜孔闸门。闸门分档表序号类型规格分档FH门业面积（m2）水头（m）1小型2002中型200FH10003大型1000FH50004超大型5000二、闸门安装二、闸门安装闸门应有标志，内容包括：制造厂名、产品名称、生产许可证标志及编号、制造日期、闸门中心位置和总重量。闸门及埋件安装前应具备下列资料：（1）设计图样、施工图样和技术文件。（2）闸门出厂合格证。（3）闸门制造验收资料和出厂检验资料。（4）闸门制造竣工图或能反映闸门出厂实际结构尺寸图样。（5）发货清单、到货验收文件及装配编号图。（6）安装用控制点位置图。闸门安装是将闸门及其埋件装配、安置在设计部位。由于闸门结构的不同，各种闸门的安装略有差异。1.平板闸门安装1）闸门形式平板闸门有直升式和升卧式两种。3）闸门安装平面闸门安装主要包括埋件安装和门叶安装两部分。闸门安装完毕后，需作全行程启闭试验，要求门叶启闭灵活无卡阻现象，闸门关闭严密，漏水量不超过允许值。1F418014启闭机与机电设备的安装方法启闭机与机电设备的安装方法一、启闭机的分类一、启闭机的分类启闭机按结构形式分为固定卷扬式启闭机、液压启闭机、螺杆式启闭机、轮盘式启闭机、移动式启闭机（包括门式启闭机、桥式启闭机和台车式启闭机）等。各种启闭机型号的表示方法。二、固定卷扬式启闭机的安装二、固定卷扬式启闭机的安装安装程序1.固定式启闭机的一般安装程序是：1）埋设基础螺栓及支撑垫板。2）安装机架。3）浇筑基础二期混凝土。4）在机架上安装提升机构。5）安装电气设备和保安元件。6）连接闸门作启闭机操作试验，使各项技术参数和继电保护值达到设计要求。2.卷扬式启闭机安装卷扬式启闭机由电动机、减速箱、传动轴和绳鼓组成。三、螺杆式启闭机安装三、螺杆式启闭机安装安装过程包括基础埋件的安装、启闭机安装、启闭机单机调试、启闭机负荷试验。四、液压式启闭机安装四、液压式启闭机安装1.安装前，应检查液压式启闭机是否符合下列要求：（1）液压缸各部位应无碰伤和损坏，活塞杆应无变形；（2）活塞杆缩进后应与液压缸可靠固定；（3）液压泵站应完好，元器件和管路应无损坏、无渗油；（4）电气设备应完好，元器件应无损坏。2.液压管路现场焊接应采用氩弧焊，焊接时应将焊接热影响区内密封件拆除；焊接后应进行酸洗钝化处理，酸洗后的表面不得有颜色不均匀的疤痕。管路安装完毕后应进行整体循环冲洗。管道整体循环冲洗应使用专用液压泵站，应切断液压式启闭机液压系统和液压缸回路；冲洗时，管内流速应达到紊流状态，滤网过滤精度不应低于10m，冲洗时间应以冲洗液固体颗粒污染度等级达到设计要求为准。五、移动式启闭机安装五、移动式启闭机安装安装前，应检查是否具备下列条件：1.随机技术文件应齐全；2.设备及附件应符合设计要求；3.轨道基础面、安装预埋件应符合设计要求。六、启闭机试验六、启闭机试验启闭机试验分为：空运转试验：启闭机出厂前，在未安装钢丝绳和吊具的组装状态下进行的试验。空载试验：启闭机在无荷载状态下进行的运行试验和模拟操作。动载试验：启闭机在1.1倍额定荷载状态下进行的运行试验和操作；主要目的是检查起升机构、运行机构和制动器的工作性能。静载试验：启闭机在1.25倍额定荷载状态下进行的静态试验和操作；主要目的是检验启闭机各部件和金属结构的承载能力。1.固定卷扬式启闭机启闭机空载运行前，应检查电气控制设备、电缆接线等，满足设计要求；试验时应在全行程往返3次，主要质量标准和要求有：（1）钢丝绳和动滑轮组任何部位均不得与其他部件或建筑物有摩擦；（2）钢丝绳应有序逐层缠绕在卷筒上，不得挤叠或乱槽；（3）多卷筒多层缠绕的启闭机，钢丝绳换层应同步。启闭机的荷载试验应先将闸门在门槽内进行无水和静水条件下的试验，全行程升降各2次；试验经检查合格后，宜根据被启闭闸门的运行条件，按设计要求进行工作闸门启闭机的动水启闭试验、事故闸门启闭机的动水闭门和静水启门试验，全行程升降各2次；快速闸门启闭机应进行动水闭门试验。2.螺杆式启闭机空载试验，应在全行程内往返3次。荷载试验，应将闸门在门槽内无水或静水中全行程启闭2次；动水启闭的工作闸门应进行动水启闭试验。3.液压式启闭机液压泵第一次启动时，应将液压泵站上的溢流阀全部打开，连续空转3040min，液压泵不应有异常现象。无水联调试验，应现地操作升降闸门2次，检验缓冲装置减速和闸门卡阻情况，闸门应运行平稳、无异常；闸门下滑应符合设计要求，当无设计要求时，提升闸门后，在48h内，闸门下滑量应不大于200mm；有水试验应在无水联调试验合格后进行，根据液压式启闭机使用条件做静水和动水试验。液压式启闭机压力、启闭速度、行程等各项参数均应符合设计要求，所有信号及显示应准确，保护装置应安全可靠，实时在线监测系统、无电液控应急操作装置功能应符合设计要求。4.移动式启闭机空载试验，起升机构和行走机构应分别在行程内往返3次。静载试验，按启闭机额定荷载的75、100、125逐级递增进行，低一级试验合格后进行高一级试验；使启闭机吊点处于起吊额定荷载位置，定出测量基准点，试验荷载由75逐步升至125的额定荷载，离地面100200mm，停留不小于10min后，应无失稳现象。卸去荷载后，门架或桥架应无永久变形。动载试验，在额定荷载起升点起升110的额定荷载，做重复的起升、下降、停车等动作，累计启动及运行时间，应不小于1h；起升110的额定运行荷载，大、小车在全行程内分别往返运行。1F418020泵站与水电站的布置及机组选型泵站与水电站的布置及机组选型1F418021泵站的组成及布置泵站的组成及布置一、泵站工程的基本组成一、泵站工程的基本组成泵站工程主要由泵房、进出水建筑物等组成。泵房是安装水泵、动力机、辅助设备、电器设备的建筑物，是泵站工程中的主体工程。二、泵站枢纽的布置二、泵站枢纽的布置泵站枢纽布置一般有灌溉泵站、排水泵站、排灌结合站等。1F418022水电站的组成及布置水电站的组成及布置一、水电站的布置形式一、水电站的布置形式水电站的典型布置形式主要有坝式水电站、河床式水电站及引水式水电站三种。1.坝式水电站坝式水电站是利用拦河坝使河道水位壅高，以集中水头。常建于河流中、上游的高山峡谷中，一般为中、高水头水电站。最常见的布置方式是发电站厂房位于挡水坝下游靠近坝趾处的水电站，即坝后式水电站。2.河床式水电站河床式水电站是发电站厂房与挡水闸、坝呈一列式布置在河床上共同起挡水作用的水电站。常建于河流中、下游，一般为低水头、大流量的水电站。3.引水式水电站引水式水电站是利用引水道来集中河段落差形成发电水头的水电站。常建于流量小、河道纵坡降大的河流中、上游。1F418023水轮机组与水泵机组的选型水轮机组与水泵机组的选型一、水轮机的类型一、水轮机的类型1.水轮机的分类根据轮转区内水流的流动特征和转轮转换水流能量形式的不同分成两大类：反击式和冲击式。1）反击式水轮机反击式水轮机按水流在转轮内运动方向和特征及转轮构造的特点可分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式四种。混流式水轮机应用水头范围广，约为20700m。轴流式水轮机的应用水头约为380m。在中低水头、大流量水电站中得到了广泛应用。斜流式水轮机适用水头约为40200m。贯流式水轮机的适用水头为125m。它是低水头、大流量水电站的一种专用机型。2）冲击式水轮机冲击式水轮机按射流冲击转轮的方式不同可分为水斗式、斜击式和双击式三种。水斗式水轮机适用于高水头、小流量水电站。斜击式水轮机多用于中小型水电站，适用水头一般为20300m。2.水轮机的型号根据我国水轮机型号编制规则规定，水轮机的型号由三部分组成，每一部分用短横线“”隔开，各部分符号的表示方法如书中图1F418023所示。（1）第一部分由汉语拼音字母与阿拉伯数字组成，其中拼音字母表示水轮机形式；阿拉伯数字表示转轮型号，入型谱的转轮的型号为比转速数值，未入型谱的转轮的型号为各单位自己的编号，旧型号为模型转轮的编号。可逆式水轮机在水轮机形式代表符号后加“N”表示。（2）第二部分由两个汉语拼音字母组成，分别表示水轮机主轴布置形式和水轮机引水室特征。（3）第三部分是阿拉伯数字，表示以cm为单位的水轮机转轮的标称直径。如：HL220LJ500，表示转轮型号为220的混流式水轮机，立轴，金属蜗壳，转轮直径为500cm。二、水泵机组的选型二、水泵机组的选型水泵机组包括水泵、动力机和传动设备。它是泵站工程的主要设备，又称为主机组。1.水泵类型泵站工程中最常用的水泵类型是叶片泵。属于这一类的有离心泵、轴流泵及混流泵；按泵轴安装形式分为立式、卧式和斜式；按电机是否能在水下运行分为常规泵机组和潜水电泵机组等。水泵比转数（又称比转速、比速）是反映叶片泵共性的综合性的特征数，是水泵规格化的基础，也是现今通用的相似准数。1）离心泵2）轴流泵（1）分类（2）性能规格轴流泵的比转数ns在500r/min以上，属高比转数低扬程水泵，通常用于扬程低于10m的泵站。我国使用的轴流泵型号多为ZLB、ZLQ、ZWB、ZWQ等，Z表示轴流泵，L表示立式，W表示卧式，X表示斜式，B表示半调节，Q表示全调节。字母前面的数字表示水泵出口的直径（英寸或mm），后面的数字乘以10后表示水泵的比转数ns。3）混流泵2.水泵选型水泵选型主要是确定水泵的类型、型号和台数等。【2016年】下列水泵类型中，不属于叶片泵的是（）。A.离心泵B.轴流泵C.混流泵D.容积泵正确答案D答案解析本题考查的是水泵机组的选型。泵站工程中最常用的水泵类型是叶片泵，属于这一类的有离心泵、轴流泵及混流泵。