水工建筑物介紹課件

1、水工建筑物介紹 水工建筑水工建筑物物 水工建筑物介紹第第 1 1 章章 緒論緒論第第 2 2 章章 水工建筑物設(shè)計綜述水工建筑物設(shè)計綜述 第第 3 3 章章 巖基上的重力壩巖基上的重力壩第第 4 4 章章 拱壩拱壩第第 5 5 章章 土石壩土石壩第第 6 6 章章 水閘水閘第第 7 7 章章 岸邊溢洪道岸邊溢洪道第第 8 8 章章 水工隧洞水工隧洞第第 9 9 章章 閘門閘門第第 10 10 章章 過壩建筑物、渠首及渠系建筑物和河道整治建筑物過壩建筑物、渠首及渠系建筑物和河道整治建筑物第第 11 11 章章 水利工程設(shè)計水利工程設(shè)計 第第 12 12 章章 水工建筑物管理水工建筑物管理水工建筑

2、物介紹 1.1 1.1 水與水利工程水與水利工程1.1.2 1.1.2 水利工程水利工程 水資源受氣候影響，在時間空間上分布不均。為了控制水資源受氣候影響，在時間空間上分布不均。為了控制和利用水，就需要修建水利工程。和利用水，就需要修建水利工程。 對自然界的地表水或地下水進(jìn)行控制和調(diào)配，以達(dá)到興對自然界的地表水或地下水進(jìn)行控制和調(diào)配，以達(dá)到興水利（灌溉、供水、發(fā)電、航運(yùn)、養(yǎng)殖、旅游、維護(hù)生態(tài)環(huán)水利（灌溉、供水、發(fā)電、航運(yùn)、養(yǎng)殖、旅游、維護(hù)生態(tài)環(huán)境等）、除水害（防洪、排澇）目的而修建的各類工程，稱境等）、除水害（防洪、排澇）目的而修建的各類工程，稱為水利工程。為水利工程。 第第 1 1 章章 緒

3、緒 論論水工建筑物介紹l水利工程按承擔(dān)的任務(wù)分類：水利工程按承擔(dān)的任務(wù)分類： 防洪工程、農(nóng)田水利工程、水力發(fā)電工程、城市供水及防洪工程、農(nóng)田水利工程、水力發(fā)電工程、城市供水及排水工程、航道及港口工程、環(huán)境水利工程等。一項(xiàng)工程常排水工程、航道及港口工程、環(huán)境水利工程等。一項(xiàng)工程常常兼有幾種任務(wù)，稱為綜合利用水利工程。常兼有幾種任務(wù)，稱為綜合利用水利工程。l水利工程按對水的作用分類：水利工程按對水的作用分類： 蓄水工程、排水工程、取水工程、輸水工程、提水工程、蓄水工程、排水工程、取水工程、輸水工程、提水工程、水質(zhì)凈化和污水處理工程等。水質(zhì)凈化和污水處理工程等。水工建筑物介紹1.2 1.2 水利樞紐

4、與水工建筑物水利樞紐與水工建筑物1.2.1 1.2.1 水利樞紐水利樞紐v水工建筑物：水工建筑物： 為了提供或滿足防洪、灌溉、發(fā)電、供水、航運(yùn)等方面為了提供或滿足防洪、灌溉、發(fā)電、供水、航運(yùn)等方面的效益，需要在河流的適宜地段修建不同類型的建筑物，用的效益，需要在河流的適宜地段修建不同類型的建筑物，用來控制和分配水流，這些建筑物稱為水工建筑物。來控制和分配水流，這些建筑物稱為水工建筑物。 （水工建筑物可以稱為水利工程的（水工建筑物可以稱為水利工程的“硬件硬件”） 如圖如圖1-11-1所示的水利工程中，有多種水工建筑物。所示的水利工程中，有多種水工建筑物。水工建筑物介紹l水利樞紐：水利樞紐： 不同

5、類型水工建筑物組成的綜合體，稱為水利樞紐。不同類型水工建筑物組成的綜合體，稱為水利樞紐。 水工建筑物介紹l水利樞紐類型：水利樞紐類型：按功能分類：按功能分類： 單一功能水利樞紐；綜合利用水利樞紐。單一功能水利樞紐；綜合利用水利樞紐。按所在區(qū)域分類：平原地區(qū)水利樞紐；山區(qū)水利樞紐。按所在區(qū)域分類：平原地區(qū)水利樞紐；山區(qū)水利樞紐。按水頭大小分為：高水頭水利樞紐；中水頭水利樞紐；按水頭大小分為：高水頭水利樞紐；中水頭水利樞紐； 低水頭水利樞紐。低水頭水利樞紐。水工建筑物介紹l水利樞紐規(guī)劃與布置原則：水利樞紐規(guī)劃與布置原則： 統(tǒng)籌安排，合理開發(fā)利用，充分發(fā)揮效益。統(tǒng)籌安排，合理開發(fā)利用，充分發(fā)揮效益。

6、水工建筑物介紹1.2.2 1.2.2 水工建筑物的類別水工建筑物的類別（1 1）擋水建筑物（壅水建筑物）：閘、壩、堤防、海塘（塘：）擋水建筑物（壅水建筑物）：閘、壩、堤防、海塘（塘：堤岸、堤防之意）等。堤岸、堤防之意）等。（2 2）泄水建筑物：溢流壩、壩身泄水孔、岸邊溢洪道、泄水）泄水建筑物：溢流壩、壩身泄水孔、岸邊溢洪道、泄水 隧洞等。隧洞等。（3 3）輸水建筑物：引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽等。）輸水建筑物：引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽等。（4 4）取（進(jìn)）水建筑物：引水隧洞的進(jìn)口段、灌溉渠首、進(jìn)）?。ㄟM(jìn)）水建筑物：引水隧洞的進(jìn)口段、灌溉渠首、進(jìn) 水閘、揚(yáng)水站等。水閘、揚(yáng)水站等。（5

7、5）整治建筑物：丁壩、順壩、導(dǎo)流堤、護(hù)底、護(hù)坡等。）整治建筑物：丁壩、順壩、導(dǎo)流堤、護(hù)底、護(hù)坡等。（6 6）專門建筑物。水電站壓力前池、調(diào)壓室、電站廠房；灌）專門建筑物。水電站壓力前池、調(diào)壓室、電站廠房；灌 渠沉沙池、沖沙閘；過壩用船閘、渠沉沙池、沖沙閘；過壩用船閘、 升船機(jī)、魚道、過木道等。升船機(jī)、魚道、過木道等。水工建筑物介紹 本課程將學(xué)習(xí)重力壩、拱壩、土石壩、水閘、岸邊本課程將學(xué)習(xí)重力壩、拱壩、土石壩、水閘、岸邊溢洪道、水工隧洞、過壩建筑物、渠首及渠系建筑物、河道溢洪道、水工隧洞、過壩建筑物、渠首及渠系建筑物、河道整治建筑物等整治建筑物等1010種左右的建筑物。（這些是主要和常見的水種左

8、右的建筑物。（這些是主要和常見的水工建筑物。）工建筑物。） 本課程學(xué)習(xí)這些建筑物的特點(diǎn)和設(shè)計方法。本課程學(xué)習(xí)這些建筑物的特點(diǎn)和設(shè)計方法。 水電站建筑物在水電站建筑物在“水電站水電站”課程中學(xué)習(xí)，不作為課程中學(xué)習(xí)，不作為“水工水工建筑物建筑物”課程的內(nèi)容。課程的內(nèi)容。 水工建筑物介紹1.2.3 1.2.3 水利工程的特點(diǎn)水利工程的特點(diǎn) 與一般土建工程相比，除了工程量大、投資多、工與一般土建工程相比，除了工程量大、投資多、工期長外，還經(jīng)常有下面幾個特點(diǎn)：期長外，還經(jīng)常有下面幾個特點(diǎn)：1. 1. 工作條件復(fù)雜工作條件復(fù)雜 （復(fù)雜的地基條件；水壓力作用；滲流問題；水流沖刷問題；（復(fù)雜的地基條件；水壓力

9、作用；滲流問題；水流沖刷問題；高速水流問題；泥沙淤積問題；地震作用等。）高速水流問題；泥沙淤積問題；地震作用等。）2. 2. 受自然條件制約，施工難度大受自然條件制約，施工難度大 （存在施工導(dǎo)流；大體積混凝土溫度控制；復(fù)雜地基處理；（存在施工導(dǎo)流；大體積混凝土溫度控制；復(fù)雜地基處理；地下水下施工；交通運(yùn)輸比較困難等問題。）地下水下施工；交通運(yùn)輸比較困難等問題。）水工建筑物介紹3. 3. 效益大，對環(huán)境影響也大效益大，對環(huán)境影響也大（水利工程的效益常常是比較大的，尤其是大型綜合水利樞紐（水利工程的效益常常是比較大的，尤其是大型綜合水利樞紐工程；對環(huán)境影響也是很大的，產(chǎn)生庫區(qū)淹沒，人口遷移，工程；

10、對環(huán)境影響也是很大的，產(chǎn)生庫區(qū)淹沒，人口遷移，地下水位上升，庫區(qū)周圍氣候改變，誘發(fā)地震等。地下水位上升，庫區(qū)周圍氣候改變，誘發(fā)地震等。4. 4. 失事后果嚴(yán)重失事后果嚴(yán)重 （水庫、堤防垮壩決口，可能造成嚴(yán)重生命財產(chǎn)損失。）（水庫、堤防垮壩決口，可能造成嚴(yán)重生命財產(chǎn)損失。）水工建筑物介紹1.3 1.3 水利建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展水利建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展1.3.1 1.3.1 我國水利建設(shè)的主要成就我國水利建設(shè)的主要成就v人類修建水利工程，從久遠(yuǎn)的古代就開始了。人類修建水利工程，從久遠(yuǎn)的古代就開始了。 我國古代建設(shè)的著名水利工程：我國古代建設(shè)的著名水利工程： （1 1）黃河堤防；（）黃河堤防；（2 2）京杭

11、大運(yùn)河；（）京杭大運(yùn)河；（3 3）都江堰。）都江堰。 有資料介紹，公元前有資料介紹，公元前29002900年前后，古埃及在尼羅河上修建了年前后，古埃及在尼羅河上修建了水壩，距今有水壩，距今有49004900年的歷史。年的歷史。（有興趣的同學(xué)可以查閱中外水利工程發(fā)展歷史一類的文獻(xiàn)資（有興趣的同學(xué)可以查閱中外水利工程發(fā)展歷史一類的文獻(xiàn)資料）料）v現(xiàn)代仍然要進(jìn)行水利工程建設(shè)。水利工程的作用和效益、建現(xiàn)代仍然要進(jìn)行水利工程建設(shè)。水利工程的作用和效益、建設(shè)規(guī)模、設(shè)計方法和施工手段等，在不斷發(fā)展進(jìn)步。設(shè)規(guī)模、設(shè)計方法和施工手段等，在不斷發(fā)展進(jìn)步。水工建筑物介紹 新中國水利建設(shè)成就概要（可概括為新中國水利建

12、設(shè)成就概要（可概括為7 7個方面）：個方面）：1.1.新建、整修了堤防、水庫、水閘、分洪區(qū)、灌區(qū)等大量的水新建、整修了堤防、水庫、水閘、分洪區(qū)、灌區(qū)等大量的水利工程，用于防洪、灌溉、供水等。利工程，用于防洪、灌溉、供水等。2.2.有效治理了黃河、淮河、海河的洪澇災(zāi)害，解決了幾千年來有效治理了黃河、淮河、海河的洪澇災(zāi)害，解決了幾千年來都沒有解決的問題。都沒有解決的問題。3.3.修建了若干大型水利工程和高壩。如長江三峽水利樞紐是世修建了若干大型水利工程和高壩。如長江三峽水利樞紐是世界上最大的水利工程，一些高壩在世界上名列前茅或居于首界上最大的水利工程，一些高壩在世界上名列前茅或居于首位。位。水工建

13、筑物介紹4.4.水電開發(fā)得到很大發(fā)展。水電開發(fā)得到很大發(fā)展。20062006年水電裝機(jī)總?cè)萘磕晁娧b機(jī)總?cè)萘?.281.28億億kWkW。水電設(shè)備制造、安裝取得很大進(jìn)步。水電設(shè)備制造、安裝取得很大進(jìn)步。5.5.建設(shè)了若干大規(guī)模調(diào)水工程?？缌饔虻哪纤闭{(diào)工程已開工。建設(shè)了若干大規(guī)模調(diào)水工程?？缌饔虻哪纤闭{(diào)工程已開工。6.6.制定和完善了水利水電建設(shè)的法律、法規(guī)、規(guī)程、規(guī)范和建制定和完善了水利水電建設(shè)的法律、法規(guī)、規(guī)程、規(guī)范和建設(shè)計劃。設(shè)計劃。7.7.培養(yǎng)和建成了一支素質(zhì)可靠的水利水電建設(shè)事業(yè)的隊伍，包培養(yǎng)和建成了一支素質(zhì)可靠的水利水電建設(shè)事業(yè)的隊伍，包括勘測、設(shè)計、施工、管理、科研、教學(xué)等各個

14、分支。括勘測、設(shè)計、施工、管理、科研、教學(xué)等各個分支。水工建筑物介紹1.3.2 1.3.2 當(dāng)今世界水利建設(shè)發(fā)展概況當(dāng)今世界水利建設(shè)發(fā)展概況(11(11個較突出的方面?zhèn)€較突出的方面) )1.1.世界大型水庫世界大型水庫 庫容在庫容在10001000億億m m3 3 以上的大水庫有以上的大水庫有7 7座。座。2.2.已建和在建的各類型最高壩已建和在建的各類型最高壩 詳見表詳見表1-11-1。 最高的混凝土重力壩最高的混凝土重力壩285m285m（瑞士）；（瑞士）； 最高的土石壩最高的土石壩300m300m（塔吉克斯坦）；（塔吉克斯坦）； 最高混凝土拱壩最高混凝土拱壩305m305m、最高的碾壓混

15、凝土重力壩、最高的碾壓混凝土重力壩216.5m216.5m、最、最高的碾壓混凝土拱壩高的碾壓混凝土拱壩132m132m、最高的混凝土面板堆石壩、最高的混凝土面板堆石壩233m233m（均在中國）。（均在中國）。水工建筑物介紹水工建筑物介紹3.3.碾壓混凝土壩和混凝土面板堆石壩，發(fā)展很快，是有發(fā)展?jié)撃雺夯炷翂魏突炷撩姘宥咽瘔?，發(fā)展很快，是有發(fā)展?jié)摿Φ膬煞N壩型。力的兩種壩型。4.4.水電站規(guī)模。巴西巴拉圭合建的伊泰普水電站設(shè)計裝機(jī)容量水電站規(guī)模。巴西巴拉圭合建的伊泰普水電站設(shè)計裝機(jī)容量達(dá)達(dá)12601260萬萬kWkW，我國三峽水電站設(shè)計裝機(jī)容量達(dá)，我國三峽水電站設(shè)計裝機(jī)容量達(dá)18201820萬

16、萬kWkW。5.5.泄洪建筑物的總泄流量與單寬泄流量。葛洲壩水利樞紐總泄泄洪建筑物的總泄流量與單寬泄流量。葛洲壩水利樞紐總泄洪流量達(dá)到洪流量達(dá)到110000m110000m3 3/s/s。單寬泄流量已經(jīng)超過。單寬泄流量已經(jīng)超過300m300m3 3/s/s。6.6.在峽谷河段、高地應(yīng)力區(qū)、強(qiáng)地震區(qū)建設(shè)高水頭、長引水隧在峽谷河段、高地應(yīng)力區(qū)、強(qiáng)地震區(qū)建設(shè)高水頭、長引水隧洞、大型地下廠房的水電站樞紐。洞、大型地下廠房的水電站樞紐。水工建筑物介紹7.7.出現(xiàn)了高度機(jī)械化的隧洞掘進(jìn)機(jī)（出現(xiàn)了高度機(jī)械化的隧洞掘進(jìn)機(jī)（Tunnel Boring MachineTunnel Boring Machine，T

17、BMTBM），為大型地下工程和長隧道開挖提供了有力的施工手），為大型地下工程和長隧道開挖提供了有力的施工手段。段。8.8.地基防滲處理方面。最深的地基混凝土防滲墻達(dá)地基防滲處理方面。最深的地基混凝土防滲墻達(dá)131m131m（加拿（加拿大馬尼克大馬尼克3 3級壩）級壩）; ;最深的灌漿防滲帷幕達(dá)最深的灌漿防滲帷幕達(dá)110m110m。9.9.處理軟弱夾層和加固大壩、邊坡，廣泛采用了預(yù)應(yīng)力錨索加處理軟弱夾層和加固大壩、邊坡，廣泛采用了預(yù)應(yīng)力錨索加固技術(shù)。固技術(shù)。水工建筑物介紹10.10.大壩抗震分析與設(shè)計。采用計算機(jī)和有限元法，已經(jīng)從擬大壩抗震分析與設(shè)計。采用計算機(jī)和有限元法，已經(jīng)從擬靜力法分析進(jìn)入

18、動力分析階段，并能考慮結(jié)構(gòu)、地基、庫水靜力法分析進(jìn)入動力分析階段，并能考慮結(jié)構(gòu)、地基、庫水之間的相互作用。模型試驗(yàn)和原型觀測也有相應(yīng)的發(fā)展。之間的相互作用。模型試驗(yàn)和原型觀測也有相應(yīng)的發(fā)展。11.11.計算機(jī)在水利水電工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。計算機(jī)在水利水電工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。 水工建筑物介紹1.3.3 1.3.3 我國水利水電建設(shè)應(yīng)走可持續(xù)發(fā)展之路我國水利水電建設(shè)應(yīng)走可持續(xù)發(fā)展之路 （我國水利水電建設(shè)的原則）（我國水利水電建設(shè)的原則） 自行閱讀、僅供參考和思考。自行閱讀、僅供參考和思考。1.1.全面規(guī)劃，統(tǒng)籌兼顧，標(biāo)本兼治，綜合治理全面規(guī)劃，統(tǒng)籌兼顧，標(biāo)本兼治，綜合治理2.2.節(jié)流優(yōu)先，

19、治污為本，開源節(jié)流并重，開發(fā)保護(hù)并舉，建設(shè)節(jié)流優(yōu)先，治污為本，開源節(jié)流并重，開發(fā)保護(hù)并舉，建設(shè)節(jié)水型社會節(jié)水型社會3.3.建設(shè)水資源建設(shè)水資源“南水北調(diào)南水北調(diào)”和和“西電東送西電東送”工程工程4.4.加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境建設(shè)，合理安排生態(tài)環(huán)境用水加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境建設(shè)，合理安排生態(tài)環(huán)境用水5.5.加強(qiáng)水資源統(tǒng)一管理，形成水資源合理配置的格局加強(qiáng)水資源統(tǒng)一管理，形成水資源合理配置的格局水工建筑物介紹1.4 1.4 本課程的特點(diǎn)和解決水工問題的方法本課程的特點(diǎn)和解決水工問題的方法1.4.1 1.4.1 本課程的特點(diǎn)本課程的特點(diǎn) v涉及知識范圍廣、綜合性強(qiáng)涉及知識范圍廣、綜合性強(qiáng)涉及多門基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課涉及多

20、門基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課 土力學(xué)、水力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、鋼筋混土力學(xué)、水力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、鋼筋混凝土、建筑材料、土工試驗(yàn)、工程地質(zhì)、水文學(xué)、地震工程、凝土、建筑材料、土工試驗(yàn)、工程地質(zhì)、水文學(xué)、地震工程、結(jié)構(gòu)可靠度理論、結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化理論等等。結(jié)構(gòu)可靠度理論、結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化理論等等。 水工建筑物介紹如水壓力、泄流量、消能防沖計算用到水力學(xué)理論；如水壓力、泄流量、消能防沖計算用到水力學(xué)理論；壩體應(yīng)力計算采用材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)理論；壩體應(yīng)力計算采用材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)理論；土壓力、地基承載力、邊坡壩坡穩(wěn)定性采用土力學(xué)公式；土壓力、地基承載力、邊坡壩坡穩(wěn)定性采用土力學(xué)公式；大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度場和溫度應(yīng)力采用彈性力