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二级建造师二级建造师-水利水电工程管理与实务水利水电工程管理与实务 20202020第 1页第第 0202 讲讲混凝土坝、水闸、泵站、水电站与渠系建筑物混凝土坝、水闸、泵站、水电站与渠系建筑物二、混凝土坝的构造及作用二、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）重力坝的结构特点和类型1.重力坝的结构特点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。2.重力坝的类型（1）按坝体高度分为：高坝坝高大于 70m；低坝坝高小于 30m；中坝介于二者之间的。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）重力坝的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 1/251/15，且不小于 2.0m。排水管间距 23m。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。横缝将坝体分成若干坝段，横缝间距一般为 151520m20m。纵缝：为了适应混凝土浇筑能力、散热和减小施工期的温度应力。水平施工缝：是施工过程中新老混凝土结合面。坝内廊道：为了满足帷幕灌浆、排水、观测和检修坝体的需要。基础灌浆廊道设置在上游坝踵处上游坝踵处。（三）重力坝的荷载与作用重力坝承受的荷载与作用主要有：自重（包括固定设备重量）；静水压力；扬压力；动水压力；波浪压力；泥沙压力；冰压力；土压力；温度作用；风作用；地震作用等。扬压力包括上浮力及渗流压力上浮力及渗流压力。上浮力是由坝体下游水深产生的浮托力；渗流压力是在上、下游水位差作用下产生的向上的静水压力。（四）拱坝的结构特点和类型1.拱坝的结构特点拱坝的轴线为弧形，能将上游的水平水压力变成轴向压应力传向两岸，主要依靠两岸坝肩维持其稳定依靠两岸坝肩维持其稳定启晨教育QQ502525204二级建造师二级建造师-水利水电工程管理与实务水利水电工程管理与实务 20202020第 2页性性；拱坝是超静定结构拱坝是超静定结构，有较强的超载能力，受温度的变化和坝肩位移的影响较大。2.拱坝的类型定圆心等半径拱坝：圆心的平面位置和外半径都不变的一种拱坝。等中心角变半径拱坝：拱坝坝面自上而下中心角不变而半径逐渐减小。变圆心变半径双曲拱坝：圆心的平面位置、外半径和中心角均随高程而变的坝体形式。（五）支墩坝的结构特点和类型支墩坝是由一系列顺水流方向的支墩和支承在墩子上游的挡水面板所组成，如下图所示。按挡水面板的形式，支墩坝可分为平板坝、连拱坝和大头坝。三、水闸的组成及作用三、水闸的组成及作用（一）水闸类型（1）水闸按其所承担的任务分为进水闸、节制闸、泄水闸、排水闸、挡潮闸等。堤防上水闸启晨教育QQ502525204二级建造师二级建造师-水利水电工程管理与实务水利水电工程管理与实务 20202020第 3页拦河闸（2）水闸按闸室结构形式分为开敞式水闸和涵洞式水闸。开敞式水闸：闸室上面没有填土。当引（泄）水流量较大、渠堤不高时，常采用开敞式水闸。涵洞式水闸：主要建在渠堤较高、引水流量较小的渠堤之下，闸室后有洞身段，洞身上面填土。根据水力条件的不同，涵洞式可分为有压和无压两种。（二）水闸的组成部分及作用水闸由闸室和上、下游连接段闸室和上、下游连接段三部分组成，见教材。掌握每一部分的具体组成内容。1上游防冲槽；2上游护底；3铺盖；4闸室底板；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.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。整体式平底板抗震性能较好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。分离式闸墩底板基底压力较大，适用于地质条件较好、地基承载力较大的地基分离式闸墩底板基底压力较大，适用于地质条件较好、地基承载力较大的地基。2.上游连接段上游连接段由铺盖、护底、护坡及上游翼墙铺盖、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达到防渗目的，兼有防冲功能。启晨教育QQ502525204二级建造师二级建造师-水利水电工程管理与实务水利水电工程管理与实务 20202020第 4页3.下游连接段下游连接段通常包括护坦（消力池）、海漫、下游防冲槽以及下游翼墙与护坡护坦（消力池）、海漫、下游防冲槽以及下游翼墙与护坡等。1）护坦（消力池）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：其作用是继续消除水流余能继续消除水流余能。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。（三）橡胶坝的组成及作用1.橡胶坝的类型橡胶坝分袋式、帆式及钢柔混合结构式三种坝型，比较常用的是袋式坝型。坝袋按充胀介质可分为充水式、充气式和气水混合式；按锚固方式可分锚固坝和无锚固坝，锚固坝又分单线锚固和双线锚固等。2.橡胶坝的组成部分及其作用橡胶坝由坝袋段和上、下游连接段三部分组成，如下图所示。1上游防冲槽；2上游护底；3铺盖；4坝底板；5护坦（消力池）；6海漫；7下游防冲槽；8上游护坡；9上游翼墙；10坝袋；11边墩（岸墙）；12下游翼墙；13下游边坡；14控制室坝袋段是橡胶坝的主体，起挡水、调节坝上水位及过坝水流的作用。它包括底板底板、坝袋坝袋、边墩和中墩边墩和中墩启晨教育QQ502525204二级建造师二级建造师-水利水电工程管理与实务水利水电工程管理与实务 20202020第 5页等。（1）底板。一般多采用平底板。对于较大跨度的单个坝段，底板在垂直水流方向上设沉降缝。（2）中墩。中墩的作用主要是分隔坝段，安放溢流管道，支承枕式坝两端堵头。（3）边墩。边墩的作用主要是挡土，安放溢流管道，支承枕式坝端部堵头。（4）坝袋。坝袋的作用主要是挡水，并通过充坍坝来控制坝上水位及过坝流量。橡胶坝上、下游连接段的组成及作用与水闸基本一致。四、泵站的布置及水泵的分类四、泵站的布置及水泵的分类1.泵站总体布置泵站工程按建站目的不同，分为灌溉泵站、排涝泵站、排灌结合泵站、供水泵站、加压泵站、多功能泵站等。不同类型的泵站，其布置形式也不同，其中灌溉泵站灌溉泵站、排涝泵站排涝泵站、排灌结合泵站是水利工程最常排灌结合泵站是水利工程最常用的泵站用的泵站。2.泵站进出水建筑物泵站进出水建筑物一般包括引水渠、沉砂及冲砂建筑物、前池、进水池、出水管道、出水池或压力水箱等。3.水泵的分类及性能1）叶片泵的分类按工作原理不同分为：离心泵、轴流泵、混流离心泵、轴流泵、混流泵。2）叶片泵抽水装置由叶片泵、动力机、传动设备、管路及其附件构成的能抽水的系统称为叶片泵抽水装置。3）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水泵铭牌上所标出的扬程，又称额定扬程。泵的工作扬程总是大于实际扬程泵的工作扬程总是大于实际扬程。效率水泵铭牌上的效率是对应于通过设计流量设计流量时的效率，该效率为泵的最高效率。水泵内的能量损失：水力损失、容积损失和机械损失水力损失、容积损失和机械损失。允许吸上真空高度或必需汽蚀余量允许吸上真空高度或必需汽蚀余量。表征叶片泵汽蚀性能的参数，用来确定泵的安装高程，单位为 m。4.泵房的结构形式泵房结构形式有移动式和固定式两大类。移动式分为囤船型和缆车型；固定式泵房分为分基型、干室型、湿室型、块基型四种。五、水电站的组成及作用五、水电站的组成及作用水电站由进水口、引水建筑物、平水建筑物和厂区枢纽组成。1.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。2.引水建筑物有动力渠道、引水隧洞和压力管道等。3.平水建筑物包括压力前池和调压室。4.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。启晨教育QQ502525204二级建造师二级建造师-水利水电工程管理与实务水利水电工程管理与实务 20202020第 6页六、渠系建筑物的构造及作用六、渠系建筑物的构造及作用渠系建筑物主要有：渡槽、涵洞、倒虹吸管、跌水与陡坡等。1.渡槽的构造及作用按支承结构渡槽可分为梁式渡槽和拱式渡槽两大类。小型渡槽一般采用简支梁式结构，截面采用矩形。梁式渡槽槽身结构一般由槽身和槽墩（排架）槽身和槽墩（排架）组成，主要支承水荷载及结构自重。拱式渡槽的槽身不再是承重结构，主拱圈主拱圈是拱式渡槽的主要承重结构。2.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。洞身构造有基础、沉降缝、截水环等。沉降缝。设缝间距不大于 10m，且不小于 23 倍洞高，主要作用是适应地基的不均匀沉降适应地基的不均匀沉降。截水环。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防止洞身外围产生集中渗流中渗流。3.倒虹吸管的构造和作用倒虹吸管有竖井式、斜管式、曲线式和桥式等，主要由管身和进、出口段三部分组成。进口段用来控制水流、拦截杂物和沉积泥砂。出口段用于扩散水流和消能防冲。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。4.陡坡与跌水主要区别：陡坡是以斜坡代替跌水墙陡坡是以斜坡代替跌水墙。5.渠道断面及施工1）断面启晨教育QQ502525204二级建造师二级建造师-水利水电工程管理与实务水利水电工程管理与实务 20202020第 7页明渠断面形式有梯形、矩形、复合形、弧形底梯形、弧形坡脚梯形、梯形、矩形、复合形、弧形底梯形、弧形坡脚梯形、U U 形形；无压暗渠断面形式有城门城门洞形、箱形、正反拱形和圆形洞形、箱形、正反拱形和圆形。2）施工新建半挖半填渠道基槽的开挖，应先开挖基槽先开挖基槽，再将渠道两岸填方部分填筑至设计高程再将渠道两岸填方部分填筑至设计高程，然后整修渠然后整修渠槽槽。启晨教育QQ502525204