一建 水利水電實務(wù) 水閘、泵站與水電站

1、水閘、泵站與水電站水閘的分類及組成【知識框架體系】水閘主體結(jié)構(gòu)的施工方法閘門的安裝方法水閘施工技術(shù)水閘、泵站與水電站啟閉機與機電設(shè)備的安裝方法泵站的組成及布置泵站與水電站的布置及機組選型水電站的組成及布置水輪機機組與水泵機組的選型水輪機發(fā)電機組的安裝方法1F418010水閘的分類及組成1F418011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）節(jié)制閘；(2)進水閘(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人分洪區(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人河道。(

2、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。(5)擋潮閘；(6)沖沙閘（排沙閘）；(7)排冰閘、排污閘等。圖1F4180111水閘類型及位置示意圖2.按閘室結(jié)構(gòu)形式可分為開敞式、胸墻式及涵洞式等。圖1F4180112閘室結(jié)構(gòu)形式（a）開敞式；（b）胸墻式；（c）涵洞式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1000m3/s以上的為大型水閘；l00l000m3/s的為中型水閘；小于100m3/s的為小型水閘。（201013年考點）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。圖1F4180113水閘的組成部分1上游防

3、沖槽；2上游護底；3鋪蓋；4底板；5護坦（消力池）；6海漫；7下游防沖槽；8閘墩；9閘門；10胸墻；11交通橋；12工作橋；13啟閉機；14上游護坡；15上游翼墻；l6邊墩；17下游翼墻；18下游護坡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。1F418012水閘主體結(jié)構(gòu)的施工方法一、水閘混凝土工程施工 水閘主體結(jié)構(gòu)施工主要包括閘身上部結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件的安裝以及閘底板、閘墩、止水設(shè)施和門槽等方面的施工內(nèi)容，其中水閘混凝土工程是水閘施工中的主要環(huán)節(jié)。（一）水閘混凝土工程施工原則 施工宜掌握以閘室為中

4、心，按照“先深后淺、先重后輕、先高后矮、先主后次”的原則進行。（2013年考點） 1先深后淺。防擾動已澆部位的基土，導(dǎo)致混凝土沉降、走動或斷裂。 2先重后輕。給重的部位有預(yù)沉?xí)r間，防消力池、鋪蓋混凝土邊緣部位開裂。 3先高后矮。平衡施工力量，加速施工進度。 4先主后次。指先主體部位，后次要部位。（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墩墻，預(yù)留聯(lián)結(jié)鋼筋，待沉降穩(wěn)定后再澆反拱底板。平底板混凝土澆筑一般采用逐層澆筑法。但當(dāng)?shù)装搴穸炔淮?，拌合站的生產(chǎn)能力受到限制時，亦可采用臺階澆筑法。平底板混凝土的澆筑，一般先澆上、下

5、游齒墻，然后再從一端向另一端澆筑。 一、止水設(shè)施的施工 為了適應(yīng)地基的不均勻沉降和伸縮變形，在水閘設(shè)計中均設(shè)置溫度縫與沉降縫，并常用沉降縫代溫度縫作用?？p有鉛直和水平的兩種，縫寬一般為1.02.0cm(一)沉降縫填料的施工沉降縫的填充材料，常用的有瀝青油毛氈、瀝青杉木板及泡沫板等多種。安裝方法:1.先安裝填充材料，再澆混凝土。2.先澆混凝土（預(yù)先釘好安裝填充材料的長鐵釘），后安裝填料。（二）止水材料種類金屬材料：紫銅片、不銹鋼片、鋁片；非金屬材料：橡膠、聚氯乙烯(塑料)等。（三）止水縫部位的混凝土澆筑澆筑止水縫部位混凝土澆筑的注意事項包括：（2013年考點）1.水平止水片應(yīng)在澆筑層的中間，在止

6、水片高程處，不得設(shè)置施工縫。2.澆筑混凝土?xí)r，不得沖撞止水片，當(dāng)混凝土將淹沒止水片時，應(yīng)再次清除其表面污垢。3.振搗器不得觸及止水片。4.嵌固止水片的模板應(yīng)適當(dāng)推遲拆模時間。三、平面閘門門槽施工小型水閘的導(dǎo)軌鐵件較小，預(yù)先固定在模板的內(nèi)側(cè)，澆入混凝土中。中型水閘導(dǎo)軌較大、較重，在模板上固定較為困難，宜采用預(yù)留槽，用澆二期混凝土的施工方法。澆筑二期混凝土?xí)r，應(yīng)采用補償收縮細石混凝土。四、弧形閘門的導(dǎo)軌安裝及二期混凝土澆筑弧形閘門的啟閉是繞水平軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動軌跡由支臂控制，所以不設(shè)門槽，但為了減小啟閉門力，在閘門兩側(cè)亦設(shè)置轉(zhuǎn)輪或滑塊，因此也有導(dǎo)軌的安裝及二期混凝土施工。1F418013閘門的安裝方法

7、一、閘門的組成及分類分為平面閘門、弧形閘門、人字閘門。按門葉的材料分為鋼閘門、鋼筋混凝土閘門、木閘門、鑄鐵閘門。二、鋼閘門的制造5閘門出廠應(yīng)標志，標志的內(nèi)容主要有：“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。（15修訂，去掉生產(chǎn)許可證）三、閘門的安裝(一)平板閘門安裝3閘門安裝包括埋件安裝和門葉安裝兩部分。(1)埋件安裝。(2)門葉安裝。(3)閘門啟閉試驗需作全行程啟閉試驗，要求門葉啟閉靈活無卡阻現(xiàn)象，閘門關(guān)閉嚴密，漏水量不超過允許值。(二)弧形閘門安裝分為露頂式弧形閘門和潛孔式弧形閘門兩種形式。1F418014啟閉機與機電設(shè)備的安裝方法 一、啟閉機的分類分

8、固定式和移動式啟閉機兩類。固定式啟閉機:主要用于工作閘門和事故閘門。常用的有卷揚式啟閉機、螺桿式啟閉機和油壓式啟閉機等幾種。移動式啟閉機:常用的有門式、橋式和臺式等幾種。2、 固定式啟閉機的安裝(一)安裝程序1埋設(shè)基礎(chǔ)螺栓及支撐墊板。2安裝機架。3澆筑基礎(chǔ)二期混凝土。4在機架上安裝提升機構(gòu)。5安裝電氣設(shè)備和保護元件。6聯(lián)結(jié)閘門作啟閉機操作試驗，使各項技術(shù)參數(shù)和繼電保護值達到設(shè)計要求。機組圖3、尾水二級可逆式引水室(二)卷揚式啟閉機安裝(1)埋入機架基礎(chǔ)螺栓和支承墊板。(2)安裝機架。(3)在機架上安裝、調(diào)整傳動裝置。(三)螺桿式啟閉機安裝基礎(chǔ)埋件的安裝、啟閉機安裝、啟閉機單機調(diào)試、啟閉機負荷試

9、驗。例題：大型固定式啟閉機的一般安裝程序，正確的順序是()。A埋設(shè)基礎(chǔ)螺栓、安裝提升機構(gòu)、安裝機架、安裝電氣設(shè)備B埋設(shè)基礎(chǔ)螺栓、安裝機架、安裝提升機構(gòu)、安裝電氣設(shè)備C埋設(shè)基礎(chǔ)螺栓、安裝機架、安裝電氣設(shè)備、安裝提升機構(gòu)D埋設(shè)基礎(chǔ)螺栓、安裝電氣設(shè)備、安裝機架、安裝提升機構(gòu)【答案】B1F418020泵站與水電站的布置及機組選型1F418021泵站的組成及布置一、泵站工程的基本組成泵站工程主要由泵房、管道、進出水建筑物以及變電站等組成。圖1F418021泵站示意圖1一水渠；2一攔污柵；3一進水池；4-進水管；5一水泵；6一出水管；7一傳動裝置；8一電動機；9一出水池；10一千渠；l1一泵房二、泵站樞紐

10、布置泵站樞紐布置一般有灌溉泵站、排水泵站、排灌結(jié)合站等幾種典型布置形式。主體工程：泵房、進出水管道、進出水建筑物等。附屬建筑物：涵閘、節(jié)制閘等。例題：某灌溉泵站裝機功率為12000kw，裝機流量為150m3s，該站的工程規(guī)模為（）。A大（1）型B大（2）型C中型D?。?）型【答案】B1F418022水電站的組成及布置一、水電站的布置形式水電站的典型布置形式主要有：壩式水電站、河床式水電站及引水式水電站。(一)壩式水電站一般為中、高水頭水電站。最常見的布置方式是發(fā)電廠房位于擋水壩下游靠近壩趾處的壩后式水電站。(二)河床式水電站發(fā)電廠房與擋水閘、壩呈一列式布置在河床上共同起擋水作用的水電站。建于河

11、流中、下游，一般為低水頭、大流量的水電站。(三)引水式水電站利用引水道來集中河段落差形成發(fā)電水頭的水電站。常建于流量小、河道縱坡降大的河流中、上游。二、水電站樞紐建筑物的組成擋水建筑物，泄水建筑物，水電站進水建筑物，水電站引水及尾水建筑物，水電站平水建筑物，發(fā)電、變電和配電建筑物等。5平水建筑物：用來平穩(wěn)由于水電站負荷變化在引水或尾水建筑物中造成的流量及壓力(水深)變化，如有壓引水道中的調(diào)壓室、無壓引水道末端的壓力前池等。7其他建筑物：如過船、過木、過魚、攔沙、沖沙等建筑物。1F418023水輪機組與水泵機組的選型一、水輪機的類型反擊式和沖擊式。1.反擊式水輪機按轉(zhuǎn)輪區(qū)內(nèi)水流相對于主軸流動方向

12、的不同分為：混流式、軸流式、斜流式和貫流式。(1)混流式水輪機水流從四周沿徑向進入轉(zhuǎn)輪，然后近似以軸向流出轉(zhuǎn)輪。應(yīng)用水頭范同廣（約為20700m）、結(jié)構(gòu)簡單、運行穩(wěn)定且效率高，是現(xiàn)代應(yīng)用最廣泛的一種水輪機。（2)軸流式水輪機水流在導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪之間由徑向流動轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向流動，而在轉(zhuǎn)輪區(qū)內(nèi)水流保持軸向流動。應(yīng)用水頭約為380m。在中低水頭、大流量水電站中得到了廣泛應(yīng)用。（3)斜流式水輪機水流在轉(zhuǎn)輪區(qū)內(nèi)沿著與主軸成某一角度的方向流動。轉(zhuǎn)輪葉片大多做成可轉(zhuǎn)動的形式，具有較寬的高效率區(qū)，適用水頭約為40200m。結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜，加工工藝要求和造價均較高，一般較少使用。（4)貫流式水輪機是一種流道近似為直筒狀的

13、臥軸式水輪機，水流在流道內(nèi)基本上沿軸向運動。適用水頭為125m。它是低水頭、大流量水電站的一種專用機型，在開發(fā)平原地區(qū)河道和沿海地區(qū)潮汐等水力資源中得到較為廣泛的應(yīng)用。（2011考點）2.沖擊式水輪機按射流沖擊轉(zhuǎn)輪的方式不同可分為水斗式、斜擊式和雙擊式三種。（1)水斗式水輪機適用于高水頭、小流量水電站。大型水斗式水輪機的應(yīng)用水頭約為3001700m，小型水斗式水輪機的應(yīng)用水頭約為40250m。（2)斜擊式水輪機與水斗式相比，其過流量較大，但效率較低，因此這種水輪機一般多用于中小型水電站，適用水頭一般為20300m。（3)雙擊式水輪機結(jié)構(gòu)簡單、制作方便，但效率低、轉(zhuǎn)輪葉片強度差，僅適用于單機出力

14、不超過1000kW的小型水電站。適用水頭一般為5100m。（二）水輪機的型號水輪機的型號由三部分組成，每一部分用短橫線“一”隔開。1第一部分由漢語拼音字母與阿拉伯?dāng)?shù)字組成，其中拼音字母表示水輪機形式；阿拉伯?dāng)?shù)字表示轉(zhuǎn)輪型號。2第二部分由兩個漢語拼音字母組成，分別表示水輪機主軸布置形式和水輪機引水室特征。3第三部分是阿拉伯?dāng)?shù)字，表示以cm為單位的水輪機轉(zhuǎn)輪的標稱直徑。如：HL220-LJ-500，表示轉(zhuǎn)輪型號為220的混流式水輪機，立軸，金屬蝸殼，轉(zhuǎn)輪直徑為500cm。二、水泵機組的選型水泵機組包括水泵、動力機和傳動設(shè)備。（一）水泵類型按工作原理分主要有葉片泵、容積泵和其他類型泵。最常用的水泵類

15、型是葉片泵,有離心泵、軸流泵及混流泵等。按泵軸安裝形式分為立式、臥式和斜式；按電機是否能在水下運行分為常規(guī)泵機組和潛水電泵機組等。（二）水泵選型1主要內(nèi)容水泵選型主要是確定水泵的類型、型號和臺數(shù)等。2基本原則(1)必須根據(jù)生產(chǎn)的需要滿足流量和揚程（或壓力）的要求；(2)水泵應(yīng)在高效范圍內(nèi)運行；(3)水泵在長期運行中，泵站裝置效率較高，能量消耗少，運行費用較低；(4)按所選的水泵型號和臺數(shù)建站，工程投資較少；(5)在設(shè)計標準的各種工況下水泵機組能正常安全運行，即不允許發(fā)生汽蝕、振動和超載等現(xiàn)象；(6)便于安裝、維修和運行管理。1F418024水輪機發(fā)電機組的安裝方法一、安裝常用的起重機具安裝的起

16、重機具，包括橋式起重機和吊索、吊具，還包括臨時使用的葫蘆、千斤頂。二、立式水輪機發(fā)電機組的安裝程序軸線成一條垂線，一般水輪機在下，發(fā)電機在上，兩者的主軸直接連接并共同旋轉(zhuǎn)。其安裝由下而上進行，先裝水輪機后裝發(fā)電機。1埋設(shè)件安裝。埋設(shè)件包括：尾水管里襯、座環(huán)及基礎(chǔ)環(huán)、金屬蝸殼的拼節(jié)和掛裝、基坑里襯及附屬管路。2主軸與轉(zhuǎn)輪的組合、檢查。3導(dǎo)水機構(gòu)預(yù)裝配。4水輪機正式安裝。包括轉(zhuǎn)動部分吊入、找正及導(dǎo)水機構(gòu)正式安裝。5主軸密封，導(dǎo)軸承的安裝、調(diào)整。6發(fā)電機定子的組合及安裝。7發(fā)電機轉(zhuǎn)子的組合及檢查。8轉(zhuǎn)子的吊入和找正。9安裝推力軸承及機架。10.水輪機與發(fā)電機連軸并進行軸線檢查、調(diào)整。11附屬裝置安裝。12.機組的啟動試運行。三、