水利水電工程技術(shù)實務(wù)精品課件：27水閘、泵站與水電站1

1、一級建造師執(zhí)業(yè)資格考試水利水電工程管理與實務(wù),主講：呂桂軍,水閘、泵站與水電站 水閘施工技術(shù) 課前提示：本節(jié)重點為： 1.水閘混凝土施工原則:以閘室為中心，按照“先深后淺、先重后輕、先高后矮、先主后次”的原則進行,3.閘門出廠時應(yīng)標(biāo)志的內(nèi)容：制造廠名、產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品型號或主要技術(shù)參數(shù)、閘門重心位置及總重量、制造日期等,水閘的分類及組成 一、常用水閘的分類 水閘是一種利用閘門擋水和控制泄水的低水頭水工建筑物，多建于河道、渠系及水庫、湖泊岸邊,1按水閘承擔(dān)的任務(wù)分類(圖1F4180111)如下： (1)節(jié)制閘：攔河或在渠道上建造，用于攔洪、調(diào)節(jié)水位或控制下泄流量。位于河道上的節(jié)制閘也稱攔河閘。 (

2、2)進水閘：建在河道、水庫或湖泊的岸邊，用來控制引水流量。進水閘又稱取水閘或渠首閘,3)分洪閘：常建于河道的一側(cè)，用來將超過下游河道安全泄量的洪水泄入分洪區(qū)(蓄洪區(qū)或滯洪區(qū))或分洪道。分洪閘是雙向過水的，洪水過后再從此處將蓄水排入河道。 (4)排水閘：常建于江河沿岸，用來排除內(nèi)河或低洼地區(qū)對農(nóng)作物有害的漬水。排水閘也是雙向過水的，當(dāng)江水水位高于內(nèi)湖或洼地時，排水閘以擋水為主，防止江水漫淹農(nóng)田或民房；當(dāng)江水低于內(nèi)湖或洼地時，排水閘以排漬排澇為主,5)擋潮閘：建在入海河口附近，漲潮時關(guān)閘，防止海水倒灌；退潮時開閘泄水，具有雙向擋水的特點。擋潮閘類似排水閘，但操作更為頻繁。外海潮水比內(nèi)河水高時關(guān)閉閘

3、門，防止海水向內(nèi)河倒灌；外海潮水低于內(nèi)河水時再開閘放水。 (6)沖沙閘(排沙閘)：建在多泥沙河流上，用于排除進水閘、節(jié)制閘前或渠系中沉積的泥沙。 (7)此外還有為排除冰塊、漂浮物等而設(shè)置的排冰閘、排污閘等,2按閘室結(jié)構(gòu)形式可分為開敞式、胸墻式及涵洞式等，如圖lF418011-2所示,1)開敞式：過閘水流表面不受阻擋,泄流能力大。 (2)胸墻式：閘門上方設(shè)有胸墻，可以減少擋水時閘門上的力，增加擋水變幅。 (3)涵洞式：閘門前為有壓或無壓洞身，洞頂有填土覆蓋。多用于小型水閘,3.按過閘流量大小可分為大、中和小型三種形式。過閘流量在1000m3s以上的為大型水閘； l001000m3s的為中型水閘；

4、 小于100m3s的為小型水閘,二、水閘的組成 水閘主要包括上游連接段、閘室和下游連接段三部分，如圖lF418011-3所示,一)上游連接段 上游連接段用以引導(dǎo)水流平順地進入閘室，保護兩岸及河床免遭沖刷，并與閘室等共同構(gòu)成防滲地下輪廓，確保在滲流作用下兩岸和閘基的抗?jié)B穩(wěn)定性。一般包括上游翼墻、鋪蓋、上游防沖槽和兩岸的護坡等,二)閘室 閘室是水閘的主體部分，其作用是：控制水位和流量，兼有防滲防沖作用。閘室段結(jié)構(gòu)包括：閘門、閘墩、邊墩(岸墻)、底板、胸墻、工作橋、交通橋、啟閉機等,三)下游連接段 下游連接段用以消除過閘水流的剩余能量，引導(dǎo)出閘水流均勻擴散，調(diào)整流速分布和減緩流速，防止水流出閘后對下

5、游的沖刷。一般包括消力池、護坦、海漫、下游防沖槽以及下游翼墻和兩岸的護坡等,注：水閘通常在閘室底板上游一側(cè)布置防滲設(shè)施(如鋪蓋、板樁及齒墻等)，用來延長滲徑，減小底板滲透壓力，降低閘基滲流坡降等，稱為滯滲；在下游一側(cè)布置排水設(shè)施，使?jié)B透水流盡快地安全排走，以防止發(fā)生滲透變形，并減小底板滲透壓力，稱為導(dǎo)滲,1）黏性土地基。黏性土地基的土壤顆粒之間具有凝聚力，不易產(chǎn)生管涌，但土壤與閘底板之間的摩擦系數(shù)小，不利于閘室穩(wěn)定。防滲措施一般常用鋪蓋，而不用板樁，因板樁在入土的過程中可能破壞黏土的天然結(jié)構(gòu)，在板樁與其周圍地基接觸面上可能造成集中滲流的通道。至于排水設(shè)施，一般布置在閘室下游護坦的下面;也可布置

6、在閘室底板下面，這對黏性土固結(jié)有一定作用，不過，一旦排水設(shè)施被堵塞，則是很難修理的,2）砂性土地基。在砂性土地基中，土壤與底板之間的摩擦系數(shù)較大，這對閘室的抗滑穩(wěn)定性有利。但是，由于土壤顆粒之間無凝聚力或凝聚力很小，管涌問題較為嚴(yán)重，尤其在細(xì)砂和粉砂地基上更要特別注意。為了防止管涌的出現(xiàn)，如地基砂層很厚時，采用鋪蓋與鉛直防滲(如板樁等)相結(jié)合的措施來延長滲徑，降低滲透坡降。一般地，在底板上游一側(cè)設(shè)置板樁，有時在鋪蓋前端再加一道板樁。至于排水設(shè)施，則布置在護坦下面，一般不設(shè)在閘室底板下面。 對于粉砂地基，為了防止粉砂液化，多采用封閉式防滲措施，即在閘室地基的四周用板樁包圍,3）多層土質(zhì)地基。在透

7、水性較小的地基表層下面如有透水層，特別是該透水層有承壓水時，應(yīng)設(shè)置鉛直排水孔并穿過表層，引出承壓水，避免下游土層隆起，甚至發(fā)生流土。在不同性質(zhì)的沖積層地基中，如果水平滲透性大于鉛直滲透性，也可利用鉛直排水降低土質(zhì)間的滲透壓力;如地基深處有軟弱層，影響水閘穩(wěn)定時，同樣可利用鉛直排水降低該層滲透壓力，以加大水閘有效重力，從而增加其穩(wěn)定性,4）巖石地基。在巖石地基上建閘時，可根據(jù)防滲需要在在閘室底板上游端設(shè)置水泥灌漿帷幕，其后設(shè)排水孔,例：水閘的排水反濾設(shè)施一般布置在（）部位。 A.上游鋪蓋 B.下游海漫 C.閘室底板 D.下游護坦（消力池） 答案：D,水閘主體結(jié)構(gòu)的施工方法 一、水閘土方及基礎(chǔ)施工

8、 1.土方開挖應(yīng)遵守下列規(guī)定: (1)建筑物的基坑土方開挖應(yīng)本著先降水,后開挖的施工原則，并結(jié)合基坑的中部開挖明溝加以明排。 (2)降水措施應(yīng)視地質(zhì)條件而定,在條件許可時，提前進行降水試驗，以驗證降水方案的合理性,3)降水期間必須對基坑邊坡及周圍建筑物進行安全監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常情況及時研究處理措施，保證基坑邊坡和周圍建筑物的安全，做到信息化施工。 (4)若原有建筑物距基坑較近，視工程的重要性和影響程度，可以采用拆遷或適當(dāng)?shù)闹ёo處理?；舆吰乱暤刭|(zhì)條件，可以采用適當(dāng)?shù)姆雷o措施。 (5)在雨季，尤其是汛期必須做好基坑的排水工程，安裝足夠的排水設(shè)備。 (6)基坑土方開挖完成或基礎(chǔ)處理完成，應(yīng)及時組織基礎(chǔ)

9、隱蔽工程驗收，及時澆筑墊層混凝土對基礎(chǔ)進行封閉,7)基坑降水時應(yīng)符合下列規(guī)定: 1)基坑底、排水溝底、集水坑底應(yīng)保持一定深差。 2)集水坑和排水溝應(yīng)設(shè)置在建筑物底部輪廓線以外一定距離。 3)基坑開挖深度較大時，應(yīng)分級設(shè)置馬道和排水設(shè)施。 4)流砂、管涌處應(yīng)采取反濾導(dǎo)滲措施。 (8)基坑開挖時，在負(fù)溫下，挖除保護層后應(yīng)采取可靠的防凍措施,2.土方填筑應(yīng)遵守下列規(guī)定: (1)填筑前，必須排除基坑底部的積水、清除雜物等，宜采用降水措施將基底水位降至0.5m以下。 (2)填筑土料，應(yīng)符合設(shè)計要求。 (3)岸墻、翼墻后的填土應(yīng)分層回填、均衡上升?？拷秹?、翼墻、岸坡的回填土宜用人工或小型機具夯壓密實，鋪

10、土厚度宜適當(dāng)減薄。 (4)高岸、翼墻后的回填土應(yīng)按通水前后分期進行回填，以減小通水前墻體后的填土壓力。 (5)高岸、翼墻后應(yīng)布置排水系統(tǒng)，以減少填土中的水壓力,3.地基處理應(yīng)遵守下列規(guī)定: (1)原狀土地基開挖到基底前預(yù)留30cm50cm保護層,在基礎(chǔ)施工前,宜采用人工挖出，并使得基底平整，對局部超挖或低洼區(qū)域宜采用碎石回填?；组_挖之前宜做好降排水，保證開挖在干燥狀態(tài)下施工。 (2)對加固地基，基坑降水應(yīng)降至基底面以下50cm，保證基底干燥平整，以利地基處理設(shè)備施工安全。施工作業(yè)和移機過程中，應(yīng)將設(shè)備支架的傾斜度控制在其規(guī)定值之內(nèi)，嚴(yán)防設(shè)備傾覆事故的發(fā)生,3)對樁基施工設(shè)備操作人員,應(yīng)進行操

11、作培訓(xùn)，取得合格證書后方可上崗。 (4)在正式施工前，應(yīng)先進行基礎(chǔ)加固的工藝試驗，工藝及參數(shù)批準(zhǔn)后展開施工。成樁后應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范的規(guī)定抽樣，進行單樁承載力和復(fù)合地基承載力試驗，以驗證加固地基的可靠性,二、水閘混凝土施工 (一)水閘混凝土施工原則 混凝土工程的施工宜掌握以閘室為中心，按照“先深后淺、先重后輕、先高后矮、先主后次”的原則進行,例：關(guān)于水閘輥凝土工程施工原則的說法中，正確的是( )。 A.先深后淺 B.先輕后重 C.先高后矮 D.先主后次 E.先大后小 答案：ACD,二)平底板施工 水閘底板有平底板與反拱底板兩種，平底板為常用底板。平底板的施工總是底板先于墩墻，而反拱底板的施工一般是先澆