水工建筑物小抄

1、第一章 水利事業(yè)與水工建筑物1.我國水能資源 理論蘊(yùn)藏量：6.76億kW；技術(shù)可開發(fā)量：4.93億kW；經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量：3.78億kW。我國水能資源居世界首位，但水資源人均則僅約相當(dāng)于全球平均數(shù)的1/4。2. 我國水資源的特點時間上：年內(nèi)、年際分布不均?？臻g上：南豐北欠。長江以南人口54%，水資源82%；長江以北人口43.2%，水資源14.4%；3.防洪利用修建水庫攔蓄洪水、挖河筑堤宣泄洪水等辦法，來防止洪水災(zāi)害，保障人民生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行。防洪工程的基本措施：上攔：治本，蓄洪筑堤；下排：治標(biāo)，疏通河道，提高行洪能力。兩岸分、滯：設(shè)蓄滯洪區(qū)分洪減流。著重關(guān)注水土保持。建立洪水預(yù)報、預(yù)警系

2、統(tǒng)和洪水保險制度。4.校核洪水位以下的全部庫容稱總庫容。設(shè)計蓄水位與死水位間的庫容即興利庫容(調(diào)節(jié)庫容、有效庫容)。正常運用情況下允許水庫消落到最低的水位稱為死水位，該水位以下的庫容即死庫容。5.水力發(fā)電的基本原理在天然河流上修建水工建筑物，集中水頭，然后將水流輸送到水輪機(jī)中，使：水能水輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能 驅(qū)動發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能輸電線路用戶。優(yōu)點：能源再生性；運行管理人員較少，主要是遠(yuǎn)程調(diào)控；運行靈活；節(jié)約煤炭、石油、天然氣及人力資源；可兼顧防洪、航運及灌溉等綜合效益。污染小。缺點：所處地理位置給建設(shè)及輸電帶來困難；工程量大，工期長；造成水庫淹沒，對自然生態(tài)環(huán)境有不利影響。庫區(qū)：淹沒、滑坡

3、坍岸、水庫淤積、生態(tài)變化、水溫變化、水質(zhì)變化、氣象變化、誘發(fā)地震、衛(wèi)生條件惡化。水庫下游：水清引起河道沖刷、原河道水量變化、河道水溫、水質(zhì)變化。6.我國水利工程建設(shè)概況一、我國水利事業(yè)的發(fā)展 世界之最高的面板堆石壩：水布埡，高233m。最高碾壓混凝土壩：龍灘，高216.5m。在建的最高雙曲拱壩：錦屏一級，高305m。世界上在建的最大的水電站：三峽水電站。二、我國古代防洪、水利、水能開發(fā)利用(1)春秋時期：黃河大堤，長1600km。(2)公元前485年1293年：縱貫我國南北的京杭大運河，長1794km，為世界最長。(3)公元前256前251年：四川都江堰水利工程，利用魚嘴分洪、飛沙堰泄洪排沙、

4、寶瓶口引水，是世界上現(xiàn)存最長的無壩引水工程，至今仍在使用。三、我國水電事業(yè)的發(fā)展趨勢 已規(guī)劃的最大水電站：雅魯藏布江上的墨脫縣的墨脫水電站，若采用40km的引水隧洞，裝機(jī)容量可達(dá)4000萬kW。我國大陸地區(qū)第一座水電站是昆明的石龍壩水電站，裝機(jī)480KW，1910年7月開工，1912年4月發(fā)電。經(jīng)過不斷擴(kuò)建，至1949年，全廠總裝機(jī)容量為2920 kW。 7.河川水力資源的開發(fā)方式即討論在水利樞紐中如何集中水頭落差。基本開發(fā)方式有：壩式開發(fā)（適用于河道坡降較緩，流量較大，有筑壩建庫條件的河段）、引水式開發(fā)（適用于地形地質(zhì)等條件不允許筑壩，河段坡降較陡、流量小，建造較短的引水道既能獲得所期望水頭

5、的山區(qū)性河段）、混合式開發(fā)（適用于上游有良好壩址，而緊鄰水庫下游河道突然變陡或河流有較大轉(zhuǎn)彎的情況）、抽水蓄能式開發(fā)（一般建有上水庫和下水庫的有壓引水建筑物。裝設(shè)具有抽水及發(fā)電兩種功能的機(jī)組。）、潮汐式開發(fā)、梯級開發(fā)、潮汐電站是利用漲潮和退潮時所形成的水頭發(fā)電的電站，分為單庫單向（退潮時發(fā)電）、單庫雙向和雙庫連續(xù)（一高一低兩個水庫，單向發(fā)電）三種潮汐水電站。 梯級開發(fā)如在一條河流下游建一個高壩大庫，庫區(qū)淹沒損失太大或經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平有限，故可修多個較低的壩形成一系列的較小的水庫。8.水利樞紐和水工建筑物的等級劃分1、分等分級原因：使工程的安全可靠性與其造價的經(jīng)濟(jì)合理性適當(dāng)統(tǒng)一起來。 2、方法：按規(guī)

6、范規(guī)定，先按工程的規(guī)模、效益及在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性，將水利樞紐分等，而后再對各組成建筑物按其所屬樞紐等別、建筑物作用及重要性進(jìn)行分級。我國水利樞紐的分等分級，按原水利電力部頒發(fā)的水利水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行，如書表1-2、表1-3、表1-4所示。3、不同級別水工建筑物設(shè)計基準(zhǔn)期(即保質(zhì)期)不同。如級擋水建筑物100年；其它永久建筑物50年等。 具體設(shè)計方法上的區(qū)別體現(xiàn)在：(1)抗御洪水能力：如建筑物的設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)、壩（閘）頂安全超高等。(2)穩(wěn)定性及控制強(qiáng)度：如建筑物的抗滑穩(wěn)定、強(qiáng)度安全系數(shù)，砼材料的變形及裂縫的控制要求等。(3)建筑材料的選用：如不同級別的水工建筑物中選用材料的

7、品種、質(zhì)量、標(biāo)號及耐久性等。9、水工建筑物的分類(一)按用途 1、一般水工建筑物 當(dāng)一種型式水工建筑物在不同場合或在同一場合，可以服務(wù)于幾個水利事業(yè)部門時，這種水工建筑物稱為一般水工建筑物。即通用型的，包括：(1)擋水建筑物：攔截水流，形成水庫或者壅高水位。如壩、堤防及施工圍堰等。 (2)泄水建筑物：用以宣泄水庫或渠道中多余的水量。如設(shè)于河床的溢流壩、泄水閘、泄水孔，設(shè)于河岸的溢洪道、泄水隧洞等。 (3)輸水建筑物：從水庫或河道向下輸送灌溉、發(fā)電或工業(yè)用水。如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸管、輸水涵洞等。(4)取水建筑物：系輸水建筑物的首部建筑，用來從水庫或河道去睡，滿足灌溉、發(fā)電，給

8、水的用水要求。如深式進(jìn)水口、進(jìn)水塔和各種進(jìn)水閘等。 (5)整治建筑物：用以調(diào)整和改善河道的水流條件，防止水流和波浪對河床、岸坡的沖刷。如丁順壩、潛壩、導(dǎo)流堤、防波堤、護(hù)岸等。2、專門水工建筑物 專門為某一水利事業(yè)服務(wù)的建筑物。(1)水力發(fā)電建筑物：如水電站廠房、前池、調(diào)壓井等。引水建筑物：進(jìn)水口、沉沙池、壓力前池、調(diào)壓室、壓力管道、尾水道等。發(fā)電廠房及附屬建筑物：廠房、變電站、開關(guān)站等。(2)水運建筑物：如船閘、升船機(jī)、過木道等。(3)農(nóng)田水利建筑物：如專為農(nóng)田灌溉用的量水設(shè)備、沉沙池、渠系建筑物等。(4)給水、排水建筑物：如專門的進(jìn)水閘、抽水站、濾水設(shè)備等。(5)過魚建筑物：如魚道、舉魚機(jī)等

9、。農(nóng)田水利建筑物：如專為農(nóng)田灌溉用沉沙池、沖沙閘等。 水運建筑物：如船閘、升船機(jī)、魚道、過木道等。(二)按使用期1、永久性水工建筑物：工程運用期間長期使用的建筑物。主要建筑物：失事后將造成下游災(zāi)害或嚴(yán)重影響工程效益。次要建筑物：失事后不致造成下游災(zāi)害或?qū)こ绦б嬗绊懖淮蟛⒁子谛迯?fù)的建筑物。2、臨時性水工建筑物工程施工期間使用的建筑物。根據(jù)用途，竣工后臨時建筑物可轉(zhuǎn)化為永久建筑物。第二章 巖基上的重力壩1.壩軸線定義：代表壩平面位置的一根橫斷河谷的線，拱壩及重力壩一般用壩頂上游面在水平面上的投影線，土壩一般用壩頂中心線。壩高：壩基（一般不包括局部深槽）的最低面至壩頂?shù)母叨取伍L：壩頂兩端之間沿壩

10、軸線的長度（對拱壩而言，有弧長及弦長兩種說法）2.重力壩的類型：按壩體的高度：高壩：H70m；中壩：30mH70m；低壩：H30m。按壩體的結(jié)構(gòu)形式：可分為實體重力壩，寬縫重力壩，空腹重力壩和預(yù)應(yīng)力重力壩、裝配式重力壩等。按壩頂是否泄水：分為溢流重力壩和非溢流重力壩段。按筑壩材料：分為砼和漿砌石重力壩。按施工方法：分為澆筑混凝土重力壩和碾壓混凝土重力壩工作原理：利用自重在壩基面產(chǎn)生的摩擦力來抵抗水平水壓力而滿足穩(wěn)定要求。利用壩體自重在水平截面上引起的壓應(yīng)力來抵消由水壓力產(chǎn)生的拉應(yīng)力以滿足強(qiáng)度的要求。特點：優(yōu)點安全可靠。對地形、地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。樞紐泄洪容易解決，便于樞紐布置。結(jié)構(gòu)簡單，施工方便

11、，便于機(jī)械化施工結(jié)構(gòu)及受力明確，應(yīng)力及穩(wěn)定計算比較簡單。缺點剖面尺寸大，水泥石料等用量多。壩體應(yīng)力較低，材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮。揚壓力大，對穩(wěn)定不利。砼體積大，水化熱較高，溫控要求較高，否易出現(xiàn)裂縫。重力壩設(shè)計步驟：1.總體布置2.坡面設(shè)計3.抗滑穩(wěn)定校核4.壓力校核5.細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計6.地基處理7.溢流壩或泄水性設(shè)計8.監(jiān)測設(shè)計重力壩實用剖面設(shè)計 (二)壩頂寬度1、滿足設(shè)備布置、運行、交通及施工的要求，非溢流壩的壩頂寬度一般可取壩高的810%，并不小于3m。2、若作交通要道或有移動式啟閉機(jī)設(shè)施時，應(yīng)根據(jù)實際需要確定。當(dāng)有較大的冰壓力或漂浮物撞擊力時，還應(yīng)滿足強(qiáng)度的要求。(三)壩頂高程防當(dāng)墻頂高程

12、由下二式中的較大值確定。正常蓄水位+h設(shè) 校核洪水位+h校 h2hl+h0+hc 其中h由波浪爬高及安全超高等組成，為壩頂或壩頂上游防浪墻頂應(yīng)超出水庫靜水位的高度。（四）壩坡設(shè)計：下游坡比一般為m=0.6-0.8；上游坡比一般為n=0-0.2；且壩底寬約為壩高的0.7-0.9倍。3.揚壓力：滲透壓力和浮托力之和。揚壓力形成原因：上下游水位差；砼、巖石都是透水材料。降低揚壓力：帷幕灌漿（在地基設(shè)置排水道）寬縫重力壩、空腹重力壩。4.消能防沖的原理盡量使下泄水流的動能消耗于水流內(nèi)部的紊動中，以及與空氣的摩擦上使下泄水流對河床的沖刷不致危機(jī)壩體安全。消能途徑：水與空氣、固體邊界、水與水常見的消能工形

13、式有：挑流消能、底流消能、面流消能和戽流消能等。挑流消能 結(jié)構(gòu)簡單，施工維修方便，耗資省。但沖刷嚴(yán)重，尾水波動大、霧化大。適用：基巖比較堅固的中、高水頭壩。底流消能流態(tài)穩(wěn)定、消能效果好，但要在下游修砼護(hù)坦，并形成消力池，造價高。適用：水頭較小的中、低壩或基巖軟弱的河道。壩身泄水孔的布置(一)壩身泄水孔的作用及類型泄水重力壩：重力壩中的溢流重力壩和帶有壩身泄水孔的重力壩。作用預(yù)泄水庫，增大水庫調(diào)蓄能力；放空水庫以檢修；排放泥沙，減少水庫淤積；隨時向下游放水，滿足航運或灌溉要求；施工導(dǎo)流。類型(1)按流態(tài)：分為有壓泄水孔和無壓泄水孔。(2)按作用：泄洪孔、發(fā)電孔、沖沙孔、灌溉孔、導(dǎo)流孔等，盡量一孔

14、多用。(3)按高程：中孔、底孔。有壓泄水孔工作閘門布置在下游出口處，進(jìn)口處設(shè)置事故檢修閘門?？咨沓Ｐ桎摪逡r砌。(二)泄水孔的結(jié)構(gòu)布置其組成包括以下幾部分：1、進(jìn)口曲線：工程上常采用橢圓曲線或圓弧曲線的三面收縮矩形進(jìn)水口。2、閘門和閘門槽深孔常用的閘門也是平面和弧形閘門。為減免門槽空蝕，矩形收縮型門槽較好。3、孔身：有壓泄水孔多采用矩形斷面；無壓泄水孔通常采用矩形斷面。4、出口消能段：挑流和底流消能 漸變段重力壩的材料和構(gòu)造一、混凝土重力壩的材料(一)水工混凝土的特性指標(biāo)水工混凝土除要求有足夠的強(qiáng)度以外，還應(yīng)有一定的抗?jié)B性、抗侵蝕性、抗凍性、抗裂性、抗磨性和低熱性等。1、強(qiáng)度等級齡期涵義：如某混

15、凝土齡期為90天？是試塊做好后保存90天后再進(jìn)行抗拉、壓試驗確定其強(qiáng)度?；炷翗?biāo)號：如C10？標(biāo)準(zhǔn)立方體混凝土的極限抗壓強(qiáng)度為10MPa。重力壩常用C10、C15、C20、C25等級別。C7.5只用于應(yīng)力很小的次要部位或作回填用，而C30或更高強(qiáng)度等級的砼應(yīng)盡量少用。碾壓砼強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C5。壩體砼抗壓設(shè)計齡期一般為90天，且180天，同時規(guī)定相應(yīng)28天齡期的強(qiáng)度，作為早期強(qiáng)計的控制?？估瓘?qiáng)度一般采用28天齡期強(qiáng)度。2、混凝土的耐久性：抗?jié)B性、抗凍性、抗磨性、抗侵蝕性。 (二)壩體混凝土的分區(qū)區(qū)為上、下游最高水位以上壩體外部表面混凝土。在寒冷地區(qū)多采用厚2m-3m的抗凍混凝土，一般用C15。

16、區(qū)為上、下游水位變化區(qū)的壩體外部表面混凝土，多采用厚3m-5m的抗?jié)B、抗凍并具有抗侵蝕性的混凝土，一般用C15。 區(qū)分別為上、下游最低水位以下壩體外部表面混凝土，其抗?jié)B性要求較高，多采用厚2-3m的抗?jié)B混凝土，一般用C20。區(qū)為壩體靠近基礎(chǔ)的底部混凝土，主要滿足強(qiáng)度要求，一般用C20。V區(qū)為壩體內(nèi)部混凝土，多采用低標(biāo)號低熱混凝土，一般用C10-15。區(qū)抗沖刷部位的混凝土，如溢流面、泄水孔、導(dǎo)墻和閘墩等。一般用C20-25 ，嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)滿足抗凍要求，一般用C25以上。選用各區(qū)砼時，應(yīng)注意：（1）盡量減小整個樞紐中不同砼標(biāo)號的類別，便于施工。（2）相鄰區(qū)的強(qiáng)度等級相差不宜超過兩級；同一澆筑塊中砼的

17、標(biāo)號也不得超過兩種。（3）分區(qū)厚度一般不小于2-3m。二、混凝土溫度裂縫及防裂措施(一)溫度裂縫的成因砼溫度發(fā)生變化，其體積也隨著脹縮，由于砼壩體不能自由伸縮，從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力，而當(dāng)拉應(yīng)力超過砼的抗拉能力時，出現(xiàn)裂縫。(二)防止溫度裂縫的措施加強(qiáng)溫度控制；提高砼的抗裂強(qiáng)度；保證砼的施工質(zhì)量和采用合理的分縫、分塊等。加強(qiáng)溫度控制措施：a.降低砼的澆筑溫度。采用預(yù)冷骨料和加冰屑拌制砼；采用低熱水泥；運輸過程中的隔熱保溫等。加入粉煤灰等摻和料及減水劑等外加劑；b.減少砼水化熱溫升。采用冷卻水管；減少澆筑層厚度；延長澆筑塊之間的間歇時間；在混凝土中埋大塊石等。c.加強(qiáng)對砼表面的養(yǎng)護(hù)和保護(hù)。在砼澆筑后初

18、期冬、夏各如何處理？冬季對壩塊表面加覆蓋；夏季噴水養(yǎng)護(hù)等。重力壩各縫的意義1、橫縫定：垂直壩軸線的豎向縫，用于將壩分成若干個獨立壩段?？杉孀鞒两悼p、溫度縫及施工縫。間距一般12-20m，若作溫度縫為24m，作沉降縫可達(dá)50-60m。(1)永久性橫縫：指由壩底至壩頂?shù)呢炌p。一般在壩段間預(yù)留1-2cm的縫；或如基巖良好，也可不留間隙，縫面不鑿毛。應(yīng)設(shè)止水：材料為金屬，橡膠、塑料、瀝青及鋼筋等。（2）臨時性橫縫：施工期起沉降及溫度縫的作用，后將其回填灌漿而使相鄰壩段形成整體。臨時性橫縫需設(shè)置止?jié){片及鍵槽。適用條件：主要用于河谷狹窄、岸坡較陡、壩基地質(zhì)條件較差或強(qiáng)地震區(qū)，以提高壩體的抗滑穩(wěn)定性?？v縫

19、：平行于壩軸線方向，為適應(yīng)砼土的澆筑能力和減小施工期的溫度應(yīng)力而設(shè)置的臨時縫?？v縫布置形式有豎直、錯縫、斜縫。（1）.鉛直縱縫（豎縫）應(yīng)設(shè)鍵槽及止?jié){片。鉛直縱縫灌漿時間：待壩體降到穩(wěn)定溫度后，縫張開度達(dá)0.5mm以上，水庫蓄水運行前應(yīng)進(jìn)行。 (2)通倉澆筑水平施工縫：是上下新老層混凝土澆筑塊之間的施工接縫，為臨時縫。在接近基巖面附近用0.75-1.0m的薄層澆筑，以便通過表面散熱。上下層之間間歇3-7天?？v縫兩側(cè)的水平縫不宜在同一高程。碾壓砼壩“金包銀”式布置。即壩體內(nèi)部用碾壓砼填筑，上、下游和壩基面用23m厚的常態(tài)砼填筑。在管道及廊道周圍布置一定厚度的低含鋼率鋼筋砼。重力壩的地基處理一、壩基

20、的開挖與清理 二、基礎(chǔ)的固結(jié)灌漿和帷幕灌漿 三、壩基排水設(shè)施 四、壩基軟弱破碎帶的處理溢流重力壩下游壩面曲線組成溢流面曲線組成：頂部曲線段、中間直線段、頂部曲線段：目前我國廣泛采用WES曲線堰下部反弧段：作用為使水流平順地與下游水面銜接。反弧半徑可取R=(610)h。其中h為校核洪水閘門全開時反弧處的水深，流速越大，R越大。中部直線段：與壩頂曲線和反弧段相切，坡度與非溢流壩段的下游坡相同。第三章 拱壩與支墩壩拱壩 固接于基巖的空間殼體結(jié)構(gòu)，在平面上呈凸向上游的拱形。其拱冠剖面呈豎直的或向上游凸出的曲線形，壩體結(jié)構(gòu)既有拱作用又有梁作用。工作原理 水平荷載一部分通過拱的作用壓向兩岸，另一部分通過豎

21、起梁的作用傳到壩底基巖。拱壩的特點體現(xiàn)在：高次超靜定結(jié)構(gòu)、抗震性強(qiáng)、節(jié)省工程量。對地形地質(zhì)條件要求較高。壩體不設(shè)永久性伸縮縫，溫度變化對其穩(wěn)定性影響較大。河谷的寬比與拱壩厚高比的關(guān)系寬高比：河谷寬度L與壩高H的比值。厚高比：壩厚T與壩高H的比值。 L/H1.5，薄拱壩，T/H 4.5，可修重力壩或拱形重力壩。說明：L/H河谷深窄水平拱圈跨度較短，受力大部分傳給兩岸壩體較薄。目前建設(shè)的拱壩中，上述比例界限已被突破。如：奧地利的希勒格爾斯雙曲拱壩，壩高130m，L/H=5.5，T/H=0.25；我國四川豐都縣聯(lián)合薄拱壩，L/H達(dá)14.25，T/H=0.25。優(yōu)良的地形條件應(yīng)該是河谷斷面是V形，L/

22、H較小，兩岸對稱無突變。拱壩封拱溫度及封拱時機(jī)的選擇一、拱壩運行期溫度荷載運行期壩體溫度封拱溫度。二、封拱溫度：即拱壩灌漿封拱時的溫度。封拱溫度一般為年平均氣溫或略低。(1)溫升：外界溫度高于封拱溫度。對壩肩穩(wěn)定不利，對應(yīng)力有利；(2)溫降：外界溫度低于封拱溫度。對壩肩穩(wěn)定有利，對應(yīng)力不利。拱壩接縫灌漿時機(jī)的選擇：拱壩分塊澆筑并充分冷卻后，待壩體溫度冷卻至恒溫或低于穩(wěn)定溫度2-3后，滿足封拱溫度條件，縫張開度0.5mm，縫兩側(cè)砼齡期4個月，在水庫蓄水之前進(jìn)行。拱壩的泄水方式1、壩頂溢流(1)自由跌落式：適用比較薄的雙曲拱壩或小型拱壩。要求基巖良好，單寬流量較小，因水舌在壩壩腳附近，須設(shè)防護(hù)設(shè)施

23、，堰頂可設(shè)或不設(shè)閘門。(2)鼻坎挑流式：應(yīng)用比較廣泛。為了使泄水跌落遠(yuǎn)離壩腳，常在溢流堰頂曲線末端以反弧段連接成為挑流鼻坎。2、壩面溢流：適用單寬流量較大的重力拱壩。3、壩肩滑雪道式泄流：適用于泄流量大、較薄的拱壩。4、壩身孔口泄流：一般為壓力流，流量大，挑距遠(yuǎn)。薄拱壩孔口多用矩形斷面，重力拱壩孔口多采用圓形斷面。支墩壩 是由一系列支墩和擋水面板組成。擋水面板支承在支墩上，庫水壓力通過擋水面板和支墩傳給地基，支墩依靠自重維持穩(wěn)定。支墩壩的類型(1)按溢流方式：可分為非溢流和溢流兩種。(2)按擋水面板的結(jié)構(gòu)：可分為連拱壩、平板壩和大頭壩三種，如圖3-31。 第四章土石壩土石壩工作特點1、穩(wěn)定方面

24、?？辜魪?qiáng)度低。(失穩(wěn)形式主要是壩坡滑動或連同部分地基一起滑動。)2、滲流方面。(滲流會使水庫：損失水庫水量；產(chǎn)生滲透壓力，引起管涌、流土等滲透變形流土：在滲流作用下，土體從壩身或壩基表面被掀起浮動的現(xiàn)象稱為流土。) 3、沖刷方面4、沉降方面5、其他方面：如冰的凍脹、地震作用等。優(yōu)缺點1、土石壩的優(yōu)點 (1)可以就地取材，節(jié)省大量水泥、木材和鋼材，減少運輸量，降低造價，比其他壩型經(jīng)濟(jì)。 (2)適應(yīng)不同的地形、地質(zhì)、氣候條件。 (3)施工技術(shù)簡單，工序少，便于組織機(jī)械化快速施工。(4)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，便于管理、維修和加高、擴(kuò)建。2、土石壩的缺點(1) 需在河岸上另設(shè)溢洪道或其它泄水建筑物。(2

25、)施工導(dǎo)流不如混凝土壩方便。(3)粘性土料的填筑受氣候條件影響較大。(4)壩體斷面大，體積大，工程量也較大。管涌：在一定滲流作用下，土體中的細(xì)顆粒沿骨架顆粒所形成的孔隙管道移動或被滲流帶走的現(xiàn)象稱為管涌，發(fā)生于無粘性土中（沙礫料）。土石壩的防滲體分類 勻質(zhì)土壩、心墻壩、斜墻壩、斜心墻壩、多種土質(zhì)壩。設(shè)置防滲設(shè)施的目的：減少通過壩體和壩基的滲流量。降低浸潤線，增加下游壩坡的穩(wěn)定性。降低滲透坡降，防止?jié)B透變形。土壩的防滲措施：包括壩體、壩基及壩身與壩基、岸坡及其它連接建筑物連接處的防滲。壩體的防滲體：主要是心墻、斜墻、鋪蓋、截水墻等。土石壩基本設(shè)計步驟土石壩排水體類型、特點土石壩壩身排水方式，各自

26、使用條件貼坡排水(表層排水) 一般適用于中小型工程且下游無水的均質(zhì)壩和浸潤線較低的心墻、斜墻壩。堆石棱體排水但需要的塊石較多，造價較高，且與壩體施上有干擾，檢修較困難。多用在較高的壩和石料比較豐富的地區(qū)。 壩體內(nèi)排水一般適用于下游無水、壩體和壩基土壤的透水性較小的情況綜合排水為發(fā)揮各種排水型式的優(yōu)點，在實際工程中常根據(jù)具體情況采用幾種排水型式組合在一起的綜合排水沙礫地基主要問題地基透水性大。 地基處理目的：減少地基的滲流量并保證地基和壩體的抗?jié)B穩(wěn)定。 處理方法：上防(上游防滲)下排(下游排水減壓)。土石壩與混凝土建筑物的連接插入式定義：從砼壩與土石壩的連接部位開始，砼壩的斷面逐漸縮小，最后成為

27、砼心墻插入土壩心墻內(nèi)。特點：結(jié)構(gòu)簡單，也較經(jīng)濟(jì)，所以在高、中、低壩均采用較多。側(cè)墻式土石壩與溢流壩、溢洪道，水閘或船閘連接時，一般采用側(cè)墻式連接型式。側(cè)墻式包括重力墩式和翼墻式等。翼墻式連接是把連接處的混凝土邊墩或邊墻向上、下游延伸做成圓弧形或八字形翼墻，水閘水閘按任務(wù)類型基本分類(1)進(jìn)水閘 (2)節(jié)制閘）(3)沖沙閘（4)分洪閘(5)排水閘 (6)擋潮閘 (7)排冰閘(8)船閘（專門建筑物）。二、水閘的組成部分以開敞式水閘為例進(jìn)行講述。(一) 上游連接段1、功用：引導(dǎo)水流平順、均勻地進(jìn)入閘室，同時起防沖、防滲、擋土作用。2、組成：上游防沖槽、鋪蓋、護(hù)底、上游兩岸護(hù)坡和翼墻等組成。等。 (二

28、) 閘室段1、功用：是水閘的主體部分，起擋水和調(diào)節(jié)水流作用。2、結(jié)構(gòu)：閘室可通常為砼或鋼筋砼結(jié)構(gòu)。小型水閘有些部分可采用漿砌石。3、組成：底板、閘墩、邊墩、閘門、胸墻 、工作橋 、交通橋 、啟閉機(jī)(13) (三)下游連接段1、功用：引導(dǎo)水流均勻擴(kuò)散，消能、防沖及安全排出流經(jīng)閘基和兩岸的滲流。2、組成：消力池、海漫、下游防沖槽、下游翼墻、兩岸護(hù)坡等。第六章 岸邊溢洪道溢洪道的適用條件：攔河壩為土石壩。在薄拱壩或輕型支墩壩的水庫樞紐中，當(dāng)Q較大，H較高時。 河谷狹窄，布置溢洪道和壩后電站有矛盾，而河岸又有適于修建溢洪道的條件時。 有埡口地形。利用施工導(dǎo)流洞改建。 正槽溢洪道是以面向水庫上游的寬頂堰

29、或?qū)嵱醚咦饕缌骺刂蒲叩膲瓮獗砜滓绾榈?。正槽溢洪道由引水渠（使水流平順地進(jìn)入控制段，改善堰身及泄槽的流態(tài)。）、控制段（控制水庫水位和下泄流量的關(guān)鍵部位，故而又稱控制堰。）、泄水槽（泄槽段布置在溢流堰后，與出口消能段相接，將下泄洪水由水庫上游水位高程降到下游水位高程。泄槽底縱坡常取較陡，故又稱陡槽。）、消能段及尾水渠組成（將經(jīng)過消能后的水流，比較平穩(wěn)地泄入原河道。）。其中控制段、泄槽、消能段為主體。水工隧洞進(jìn)水口建筑物一、無壓進(jìn)水口二、有壓進(jìn)水口(深孔式進(jìn)水口建筑)1、豎井式進(jìn)水口。適用：地質(zhì)條件良好，岸坡巖體完整、穩(wěn)定、堅固，坡度適宜，易于開挖平洞和豎井的情況。2、塔式進(jìn)水口?？煞譃榉忾]式和框架

30、式兩類。適用：土石壩，或進(jìn)口處山巖地質(zhì)條件較差，岸坡又比較平緩，不宜開鑿豎井的情況。3、岸塔式(岸墻式)。適用：地質(zhì)條件較好，岸坡較陡，進(jìn)口處巖石堅固，不易挖井，可開挖成近于直立的陡壁。4、斜坡式。適用：岸坡地形地質(zhì)條件適合的中小型工程或僅安裝檢修閘門的進(jìn)水口，要求較為完整的巖坡。 5、組合式進(jìn)水口6、壩式進(jìn)水口：它位于混凝土壩或河床式電站廠房的上游壩體內(nèi)，成為統(tǒng)一整體。適用：砼重力壩的壩后式廠房、壩內(nèi)式廠房和河床式廠房。三、進(jìn)水口附屬構(gòu)造水工隧洞進(jìn)口段包括：進(jìn)水喇叭口、閘門室、通氣孔、平壓管、漸變段等幾部分。1、閘門前、后漸變段(同重力壩壩身泄水孔)2、通氣孔 3、平壓管(充水閥)當(dāng)隧洞進(jìn)口

31、設(shè)兩道閘門時，常采用。作用：開啟閘門(檢修閘門)前向引水道充水，平衡閘門前后水壓，以便在靜水中開啟閘門，從而減小閘門起門力。 位置：其可以布置在工作閘門上，但更常用的是設(shè)置連通閘門上下游側(cè)的旁通管，在管中設(shè)充水閥，充水閥可以設(shè)置在廊道內(nèi)。4、攔污柵：防止有害污物及漂浮物進(jìn)入進(jìn)水口，影響過水能力。水工隧洞的洞身段斷面型式1、有壓隧洞的斷面型式一般采用圓形，在圍巖較好，內(nèi)水壓力不大時，為了施工方便，也可采用無壓隧洞常用的斷面形式(城門洞形、馬蹄形等)。2、無壓隧洞的斷面形式(1)圓拱直墻形(城門洞形)：適用于地質(zhì)條件較好，垂直山巖壓力較大而無側(cè)向山巖壓力，或側(cè)向山巖壓力很小的情況。(2)馬蹄形或蛋

32、形：適用于山巖壓力較大(巖石比較軟弱破碎)，垂直山巖壓力和側(cè)向山巖壓力均較大的情況。(3)圓形：適用于地質(zhì)（圍巖條件）較差，且地下水壓力較大，掘進(jìn)機(jī)施工情況。水工隧洞的適用條件：1.山坡起伏地區(qū)的引水段2.采用明渠挖方下經(jīng)濟(jì)或可能采用地質(zhì)災(zāi)害威脅時。3.土石壩無條件采用其他導(dǎo)流及泄洪建筑物4.地下廠房。噴錨支護(hù)是利用錨桿和噴混凝土進(jìn)行圍巖加固的總稱。兩者可單獨使用，也可聯(lián)合使用，還可附加鋼筋網(wǎng)。噴錨支護(hù)的基本類型1)錨桿支護(hù)(節(jié)理發(fā)育的圍巖常采用)2)噴混凝土支護(hù)3)噴混凝土+錨桿支護(hù)4)噴混凝土+錨桿+鋼筋網(wǎng)支護(hù)地下埋管施工過程：開挖巖洞（清理石渣、支護(hù)）、安裝鋼管、回填混凝土、回填灌漿（之

33、后14天后進(jìn)行）、固結(jié)灌漿（接縫灌漿于固結(jié)灌漿14天后進(jìn)行）降低施工縫、降低鋼筋厚度。通航建筑物：船閘（利用閘室中水位的升降將船舶浮運過壩，通航能力大，安全可靠）升船機(jī)（利用水力或者機(jī)械力垂直或斜面方向升降承船箱）壓力管道按照布置方式分為：明管、地下埋管、壩體壓力管道。地下埋管施工要點：開挖巖洞、清理石渣、噴錨支護(hù)安裝鋼管回填混凝土各種灌漿（回填、結(jié)固、接縫）壓力管道供水方式各自條件1、單元供水：一管一機(jī)。結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、靈活性好，易于制作，無岔管，但造價高。適用：單機(jī)流量大、長度短的地下埋管或明管；砼壩內(nèi)管道和明管道。2、聯(lián)合供水：一根主管，向多臺機(jī)組供水。造價低，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、靈活性差。

34、適用：水頭高、流量小、引水道長的地下埋管和明管。3、分組供水：設(shè)多根主管，每根主管向數(shù)臺機(jī)組供水。優(yōu)缺點介于單元供水及聯(lián)合供水之間。 適用：管道較長，機(jī)組臺數(shù)多，需要限制管徑過大的地下埋管和明管。第九章 渠首 以灌溉渠首工程為例，可分為無壩渠首、有壩渠首、水庫渠首及提水渠首等四種類型，而通常所說的灌溉渠首工程為無壩渠首和有壩渠首。第十章 水電站建筑物1、沖擊式水輪機(jī)：轉(zhuǎn)輪在大氣壓下工作。類型(范圍)：可分為水斗式（高水斗電站）、斜擊式（20m300m）和雙擊式斜擊式水輪機(jī) 由噴嘴出來射流，是沿著與轉(zhuǎn)輪平面成某一角度(約為22.5)的方向沖擊轉(zhuǎn)輪。雙擊式水輪機(jī) 由噴嘴出來的射流首先從轉(zhuǎn)輪外緣沖擊

35、葉片，接著水流又自內(nèi)緣再一次沖擊葉片。水斗式水輪機(jī) 組成：噴管、折流板、轉(zhuǎn)輪、機(jī)殼、尾水槽等。水流過程：高壓水流噴管轉(zhuǎn)輪(或拆流板)機(jī)殼、引水板 尾水槽。混流式水流過程：水流蝸殼座環(huán)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)輪尾水管下游。2、反擊式水輪（1.從十幾米到六七百米。2.適用于低水頭3.適用水頭較寬廣、高達(dá)200m。）轉(zhuǎn)輪完全浸泡在水中。蝸殼：使水流產(chǎn)生圓周運動，形成環(huán)流，根據(jù)作用水頭不同可選用混凝土和金屬蝸殼兩種。當(dāng)Hmax40m，蝸殼用鋼筋砼澆筑，簡稱砼蝸殼，斷面為梯形。目前Hmax可達(dá)80m。蝸殼進(jìn)口斷面：蝸殼進(jìn)口垂直水流方向，且延長線通過機(jī)組軸心的斷面。尾水管：引導(dǎo)水流進(jìn)入下游河道，并回收部分動能和壓能。 3、

36、可逆式水輪機(jī)根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向的不同，可兼作水泵與水輪機(jī)使用，故又稱水泵水輪機(jī)。適用于抽水蓄能電站及潮汐電站。水電站廠房組成部分廠區(qū)樞紐：主廠房、副廠房、主變壓器場、開關(guān)站、廠區(qū)交通、引水道、尾水道。主廠房平面：主機(jī)房（房、間）、安裝房（裝機(jī)場）。ZZ440 -LH - 430：表示軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)，型號440，立軸，混凝土蝸殼，轉(zhuǎn)輪直徑430cm。 2CJ30W 120/(210)：表示一根軸上有兩個轉(zhuǎn)輪的水斗式水輪機(jī)，轉(zhuǎn)輪型號為30，臥軸，轉(zhuǎn)輪直徑為120cm，每個轉(zhuǎn)輪上有兩個噴嘴，射流直徑為10cm。水工建筑物復(fù)習(xí)題 1.1 何為水利工程？何為水工建筑物？ 1.2 水利工程按承擔(dān)的任務(wù)和對水的

37、作用是如何分類的？ 1.3 水工建筑物主要按什么分類？并簡述其分類1.1答：水利工程：對自然界的地表水和地下水進(jìn)行控制和調(diào)配，以達(dá)到除害興利的目的而修建的工程。如攔河壩，電站，污水處理，港口碼頭，航道整治等工程。水工建筑物：用來控制和調(diào)配江河湖海等水流而修建的建筑物。1.2 答： 按工程承擔(dān)的任務(wù)分為：防洪工程、農(nóng)田水利工程、水力發(fā)電工程、供排水工程、港航工程、環(huán)境水利工程、綜合利用水利工程按工程對水的作用分為：蓄水工程、排水工程、取水工程、輸水工程、提水工程、水質(zhì)凈化及污水處理工程1.3 答：主要是按對水的作用分類。主要分為：擋水建筑物：壩、閘和堤防等泄水建筑物：溢洪道、泄洪洞等輸水建筑物：

38、輸水洞、引水管、渠道、渡槽取水建筑物：輸水建筑物的首部建筑物：進(jìn)水閘、泵站專門建筑物：電廠、船閘、升船機(jī)、魚道、筏道整治建筑物：用來整治河道、改善河道的水流條件，如丁壩、順壩、導(dǎo)流堤等。第二章 2.1 繪制水利工程建設(shè)系統(tǒng)，并指出其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 2.2 水利樞紐分等的依據(jù)是什么？共分為幾等？ 2.3 水工建筑物分級的依據(jù)是什么？共分為幾級？ 2.4 水工建筑物承受的主要荷載有哪些？并掌握自重、靜水壓力、揚壓力的計算方法。 2.5 簡述水工建筑物作用效應(yīng)的分析方法。 2.6 水工建筑物工作狀況有哪三種？作用效應(yīng)有哪三種？效應(yīng)組合有哪三種？ 2.7 建筑物設(shè)計安全儲備的表達(dá)形式有哪兩類？并詳述極

39、限狀態(tài)設(shè)計的概念和類型？ 2.8 正確理解結(jié)構(gòu)功能函數(shù)Z=R-S的意義，Z0安全嗎？ 2.9 正確理解可靠指標(biāo)的含義，可靠指標(biāo)越大越可靠嗎？ 2.10 水工建筑物抗震設(shè)計含哪兩部分的內(nèi)容？ 2.1 答：關(guān)鍵環(huán)節(jié)：規(guī)劃和設(shè)計工作。2.2 答：依據(jù)：規(guī)模、效益、重要性；共分五等。2.3 答：依據(jù)：工程等別、作用、重要性；共分五級。2.4 答：主要荷在載有自重、水壓力（包含靜水壓力、動水壓力、水重等）、波浪壓力、泥沙壓力、揚壓力等。計算方法見教材。2.5 答：分析方法主要有：物理模型試驗法，含水力學(xué)模型試驗和結(jié)構(gòu)模型試驗。數(shù)學(xué)模型模擬法，含解析法、差分法和有限元法經(jīng)驗類比法2.6 答：工作狀況：持久

40、狀況，短暫狀況，偶然狀況。作用效應(yīng)：永久作用，可變作用，偶然作用。作用效應(yīng)組合：基本組合，施工、檢修組合，特殊組合。2.7 答：設(shè)計安全儲備的表達(dá)形式有單一安全系數(shù)法和分項系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計法兩類。極限狀態(tài)是指當(dāng)整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某種功能要求，那這一特定狀態(tài)就叫該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)設(shè)計的類型有：承載能力極限狀態(tài)當(dāng)出現(xiàn)剛體失去平衡,材料強(qiáng)度不足而破壞,結(jié)構(gòu)失穩(wěn),結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動體系,結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生滲透失穩(wěn)等現(xiàn)象時，表明結(jié)構(gòu)已超過承載能力極限狀態(tài)，已不安全。正常使用極限狀態(tài)當(dāng)出現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)正常使用或外觀變形,不良振動,局部損害等現(xiàn)象時，表明結(jié)構(gòu)已超過正常使

41、用極限狀態(tài)，不能正常使用。2.8 答：結(jié)構(gòu)功能函數(shù)Z=R-S中的Z表示結(jié)構(gòu)功能，R表示結(jié)構(gòu)抗力，S表示作用效應(yīng)。Z0表示結(jié)構(gòu)抗力小于作用效應(yīng)，已不安全。2.9 答：可靠指標(biāo)為結(jié)構(gòu)功能函數(shù)的平均值與其均方差的比值，它可表征結(jié)構(gòu)的可靠度大小?？煽恐笜?biāo)越大越可靠。2.10 答：主要包含：抗震計算；抗震工程措施。第三章 3.1 重力壩的工作特點是什么？基本剖面是何形狀？一般采用什么材料？ 3.2 簡述重力壩的優(yōu)缺點。 3.3 重力壩的設(shè)計內(nèi)容包括哪幾個部分？ 3.4 簡述重力壩失穩(wěn)破壞的機(jī)理？ 3.5 掌握單滑面的抗剪強(qiáng)度和抗剪斷公式。 3.6 簡述深層抗滑穩(wěn)定的計算方法類型。 3.7 岸坡壩段與河床

42、壩段相比，抗滑穩(wěn)定有何特點？ 3.8 簡述提高壩體抗滑穩(wěn)定的工程措施。 3.9 簡述重力壩應(yīng)力分析的方法，掌握重力壩水平截面邊緣應(yīng)力的計算公式，邊緣主應(yīng)力面于何處？為何邊緣應(yīng)力是首先需計算的應(yīng)力？ 3.10 除主要荷載以外，對壩體應(yīng)力的影響還有哪些因素？ 3.11 簡述壩體溫度變化的階段？何為水熱化溫升和溫度回降值？ 3.12 施工期溫度引起的應(yīng)力主要有哪兩類？ 3.13 簡述溫度裂縫的類型和溫度控制的措施。 3.14 重力壩最小剖面如何確定？常用剖面形態(tài)有哪幾類？壩頂高程如何確定？ 3.15 重力壩極限狀態(tài)設(shè)計分哪兩類？其驗算的主要內(nèi)容是什么？ 3.16 掌握重力壩在水壓力,水重,揚壓力,自

43、重荷載下的邊緣應(yīng)力和抗滑穩(wěn)定驗算。 3.17 簡述重力壩易出現(xiàn)地震震害的位置和抗震措施。 3.18 簡述溢流重力壩的工作特點和類型。 3.19 簡述溢流重力壩的基本要求。 3.20 溢流重力壩孔口設(shè)計的影響因素有哪些？簡述孔口形式類型及其特點。 3.21 溢流重力壩通常設(shè)計成等同的奇數(shù)孔，為什么？ 3.22 為什么說單寬流量是溢流重力壩設(shè)計中很主要的控制性指標(biāo)？ 3.23 簡述孔口尺寸設(shè)計應(yīng)考慮的因素。掌握兩種孔口形式過流量的計算公式。 3.24 為何閘墩上游端需做成圓弧形或流線型？溢流壩設(shè)置邊墻的作用是什么？ 3.25 簡述空化和空蝕的概念，流速大于多少時就可能發(fā)生空蝕？什么是引起溢流面發(fā)生

44、空蝕的主要原因？空化數(shù)大于初生空化數(shù)時會發(fā)生空蝕現(xiàn)象嗎？ 3.26 摻氣雖然可減少空蝕，但也存在什么不利之處？ 3.27 水流脈動對溢流壩有什么害處？ 3.28 溢流面體形包括哪三段？上游第一段一般采用什么曲線？ 3.29 消能工的原理是什么?能量轉(zhuǎn)換的途徑有哪些?輔助消能工主要有哪幾種? 3.30 詳述泄水重力壩消能工的主要形式和原理？ 3.31 簡述底流消能的特點及其與下游水流的銜接形式、形成消力池的主要措施。 3.32 護(hù)坦的主要作用是什么？穩(wěn)定驗算主要驗算其什么內(nèi)容？ 3.33 挑流消能工的主要設(shè)計內(nèi)容有哪些？ 3.34 折沖水流是如何形成的？ 3.35 簡述壩身泄水孔的作用和特點及其

45、分類。 3.36 壩身泄水孔進(jìn)口通常用什么曲線？為何需設(shè)平壓管和通氣孔？ 3.37 重力壩地基處理的作用是什么？它主要包括哪些內(nèi)容？ 3.38 壩基固結(jié)灌漿和帷幕灌漿的目的是什么？灌漿一般布置何處？ 3.39 壩基排水主要采用什么措施？其目的是什么？ 3.40 陡、緩傾角順流方向斷層通常采用什么措施處理？橫流方向斷層又如何？ 3.41 壩基軟弱夾層有何害處？一般采用什么方法處理？ 3.42 水工混凝土一般應(yīng)滿足哪些性能的要求？其材料組成有哪幾種？ 3.43 混凝土重力壩為何要分區(qū)？分縫的類型和目的是什么？ 3.44 重力壩為何需設(shè)廊道系統(tǒng)？ 3.45 何為碾壓混凝土重力壩？與常態(tài)混凝土相比它有

46、何優(yōu)點？ 3.46 簡述漿砌石重力壩的優(yōu)缺點，其防滲設(shè)施有哪些？ 3.47 漿砌石重力壩主要有哪些材料？ 3.48 何為寬縫重力壩？并簡述其優(yōu)缺點? 3.49 何為空腹重力壩？并簡述其優(yōu)缺點? 3.50 何為支墩壩？并簡述其結(jié)構(gòu)形式? 3.51 簡述大頭壩的頭部和支墩形式。 第三章3.1答重力壩的工作特點：主要依靠壩體自重產(chǎn)生的抗滑力滿足穩(wěn)定要求；依靠壩體自重產(chǎn)生的壓應(yīng)力來抵消水壓力產(chǎn)生的拉應(yīng)力?；酒拭妫喝切?。材料：混凝土和漿砌石。3.2答優(yōu)點：安全可靠；對地形、地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng)；樞紐泄洪問題容易解決；便于施工導(dǎo)流；施工方便；結(jié)構(gòu)作用明確。缺點：耗材多；材料強(qiáng)度未充分發(fā)揮；壩底揚壓力大；

47、施工溫度控制嚴(yán)格。3.3答主要包括剖面設(shè)計穩(wěn)定分析應(yīng)力分析構(gòu)造設(shè)計地基處理泄洪設(shè)計監(jiān)測設(shè)計。3.4答重力壩失穩(wěn)破壞的機(jī)理：壩踵膠結(jié)面出現(xiàn)微裂松弛區(qū)壩址膠結(jié)面出現(xiàn)局部剪切屈服屈服范圍向上游延伸形成整體滑動失穩(wěn)。3.5答（見教材）3.6答深層抗滑穩(wěn)定計算方法類型分為：分區(qū)計算法，含剩余推力法；被動抗力法；等安全系數(shù)法整體計算法。3.7答岸坡壩段壩基是傾向河心的斜面或折面，有向下游和河心滑動的雙重趨勢，穩(wěn)定性不如河床壩段。3.8答提高壩體抗滑穩(wěn)定的工程措施主要有：利用水重：將上游面做成傾斜以利用水重。利用有利的開挖輪廓線設(shè)置齒墻：齒墻阻斷軟弱面，改變滑動面位置，增加抗滑力抽水措施：抽去壩底滲透水，減

48、少浮托力。加固地基：帷幕灌漿以減少壩基滲透能力，固結(jié)灌漿以增加壩基強(qiáng)度和整體性，斷層處理以減少壩基軟弱結(jié)構(gòu)面。橫縫灌漿：將局部或全部橫縫灌漿，增加壩體的整體穩(wěn)定性。預(yù)加應(yīng)力措施3.9答重力壩應(yīng)力分析的方法主要有：模型試驗法；材料力學(xué)法；彈性理論的解析法；彈性理論的差分法；彈性理論的有限元法。邊緣最小主應(yīng)力為壩面，最大主應(yīng)力為垂直于壩面的剖面。因最大最小應(yīng)力均出現(xiàn)在壩面，所以需首先校核邊緣應(yīng)力。3.10答除主要荷載以外，對壩體應(yīng)力的影響還有如下影響：地基變形模量對壩體應(yīng)力的影響壩體混凝土分區(qū)對壩體應(yīng)力的影響縱縫對壩體應(yīng)力的影響分期施工對壩體應(yīng)力的影響溫度變化及施工過程對壩體應(yīng)力的影響3.11答壩

49、體溫度變化主要有溫度上升期、降溫期和穩(wěn)定期三個階段。水熱化溫升是指最高溫度與入倉溫度之差；溫度回降值是指最高溫度與年均氣溫之差。3.12答地基約束引起的應(yīng)力內(nèi)外溫差引起的應(yīng)力3.13答溫度裂縫的類型主要有：貫穿性裂縫：含橫向貫穿性裂縫、縱向貫穿性裂縫、水平向貫穿性裂縫。表面裂縫溫度控制的措施主要有：降低砼的入倉溫度Tj降低砼的水熱化溫升Tr加強(qiáng)砼表面的養(yǎng)護(hù)3.14答重力壩最小剖面確定：根據(jù)自重、上游靜水壓力(庫水位與壩頂平,通常是校核洪水位)和揚壓力三項主荷載作用下，滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求的工程量最小的三角形。常用剖面形態(tài)：上游面鉛直；上游面上直下斜；上游面斜向上游。壩頂高程取設(shè)計洪水位相應(yīng)壩頂超

50、高與校核洪水位相應(yīng)壩頂超高中的最大者，其中安全超高包括波高、波浪中心線距靜水面高度和安全加高三部分。3.15答重力壩極限狀態(tài)設(shè)計包含承載能力極限狀態(tài)；正常使用極限狀態(tài)。其中承載能力極限狀態(tài)需驗算壩基面或深層抗滑穩(wěn)定和壩趾抗壓強(qiáng)度，正常使用極限狀態(tài)需驗算壩踵不出現(xiàn)拉應(yīng)力。3.16答見作業(yè)3.17答重力壩易出現(xiàn)地震震害的位置：壩頂和斷面突變處易出現(xiàn)裂縫；原有裂縫易擴(kuò)展延伸；孔口及廊道附近易開裂；接縫止水易破壞。重力壩抗震措施：作好地基處理，加強(qiáng)接觸面的結(jié)合；加強(qiáng)施工質(zhì)量控制和養(yǎng)護(hù),防止出現(xiàn)早期裂縫；重量、變形、剛度、幾何等突變部位設(shè)縫；增加壩頂強(qiáng)度、剛度以及布筋；孔口、廊道附近布筋；壩后設(shè)置檢修橋

51、。3.18答工作特點：將規(guī)劃庫容不能容納的洪水經(jīng)由壩頂泄向下游，以滿足防洪和大壩安全要求。類型：開敞溢流式；大孔口溢流式3.19答足夠的孔口尺寸,良好的孔形,較高的流量系數(shù)；水流平順, 不產(chǎn)生負(fù)壓和振動, 避免發(fā)生空蝕；保證下游河床不產(chǎn)生危及大壩安全的局部沖刷；下泄水流不產(chǎn)生折沖水流等,不影響其他建筑正常運行；有靈活控制下泄水流的設(shè)備。3.20答影響因素主要有洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；下游防洪要求；庫水位壅高限制；洪水預(yù)報的準(zhǔn)確度；泄水方式；地形、地質(zhì)條件。孔口形式類型：開敞溢流式；大孔口溢流式開敞溢流式的特點：壩體不設(shè)胸墻，出流常為堰流；孔口埋深淺，閘門水壓力較小，孔口尺寸可以較大，泄流量較大，超泄能力

52、強(qiáng)；可排泄冰凌和其他漂浮物；閘門于壩頂，易檢修；應(yīng)用較廣泛。大孔口溢流式的特點：壩體上部設(shè)胸墻，出流常為孔口出流，但當(dāng)水位低于胸墻時為堰流；堰頂較低，需設(shè)工作閘門和檢修閘門；超泄能力常比開敞溢流式小。3.21答采用相同閘孔詣在檢修閘門、啟閉設(shè)備等設(shè)施可共用，且泄流量相同可對稱泄流。采用奇數(shù)孔目的在于閘門對稱布置，可對稱泄流以減輕消能負(fù)擔(dān)，避免折沖水流等。3.22答因為單寬流量是確定溢流壩的凈寬和堰頂高程的主要參數(shù)；單寬流量是影響消能工設(shè)計的關(guān)鍵因素；單寬流量是影響壩下沖刷的主要因素。3.23答孔口尺寸設(shè)計應(yīng)考慮的主要因素：泄洪要求：泄流單寬流量是關(guān)鍵因素；閘門和起閉機(jī)械：閘門承載能力和起閉能力

53、等；樞紐布置：樞紐中其他建筑的布置是否寬松；下游水流、地質(zhì)條件：下游水的深度、巖石硬度等；下游消能工的性能：消能工消能效果等。兩種孔口形式過流量的計算公式見教材。3.24答閘墩上游端需做成圓弧形或流線型是為了進(jìn)口水流平順、減少水流側(cè)收縮。溢流壩設(shè)置邊墻的作用是起閘墩和分隔作用。3.25答空化：當(dāng)高速水流在某點的壓力低于飽和蒸汽壓強(qiáng)時，水體中固有的小氣核迅速膨脹而成小空泡，這種現(xiàn)象稱為空化?？瘴g：當(dāng)空氣泡進(jìn)行高壓區(qū)受壓而潰滅,因潰滅時間短暫,產(chǎn)生很高的局部沖擊力，當(dāng)壩面沖擊力大于材料凝聚力時，壩面遭到破壞，這種現(xiàn)象稱為空蝕。流速大于15m/s時就可能發(fā)生空蝕。壩面不平整是引起溢流面發(fā)生空蝕的主要

54、原因?？栈瘮?shù)大于初生空化數(shù)時不會發(fā)生空蝕現(xiàn)象。3.26答摻氣雖然存在減少空蝕；射流摻氣消耗大量能量而有利于消能工等益處。但也存在增加水深從而加大工程投資；形成霧化區(qū)等的不利之處。3.27答增大建筑物的瞬時荷載；脈動周期性引起的振動可能對輕質(zhì)建筑造成振動；增加空蝕破壞的可能性。3.28答溢流面體形由頂部曲線段、中間直線段、反弧段組成。上游第一段一般采用復(fù)合圓弧或橢圓曲線。3.29答消能工的原理：通過水躍等局部水力現(xiàn)象，將水流動能轉(zhuǎn)換為熱能。能量轉(zhuǎn)換的途徑：水流內(nèi)部的紊動、摻混、剪切和旋滾等；水股的擴(kuò)散及水股間的碰撞；水流與固體間的劇烈摩擦和撞擊；水流與氣體間的摩擦和摻混。輔助消能工主要有：趾墩、

55、消力墩、尾檻等。3.30答泄水重力壩消能工的主要形式：底流消能；挑流消能；面流消能；消力戽消能。底流消能的原理：通過水躍將急流轉(zhuǎn)變?yōu)榫徚鞫?；主要靠水躍產(chǎn)生的表面旋滾與底流間的強(qiáng)烈紊動、剪切和摻混消能。挑流消能的原理：利用泄流建筑物出口處設(shè)置的挑流鼻坎，將急流挑向空中，再落入離建筑物較遠(yuǎn)的下游河道。主要靠急流沿固體邊界摩擦而耗能，射流在空中與空氣摩擦、摻氣和擴(kuò)散等耗能，射流落入尾水中淹沒紊動擴(kuò)散耗能。面流消能的原理：利用鼻坎將急流挑至水面，在主流下面形成旋滾而消能。消力戽消能的原理：急流進(jìn)入潛在水下的戽內(nèi)發(fā)生旋滾，經(jīng)大量消能后由鼻坎挑向下游水面。3.31答底流消能的特點：通過水躍將急流轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

56、緩流而消能；主要靠水躍產(chǎn)生的表面旋滾與底流間的強(qiáng)烈紊動、剪切和摻混消能；流態(tài)穩(wěn)定，消能效果好；對地質(zhì)和尾水條件要求低，適應(yīng)性強(qiáng)；產(chǎn)生的霧化?。环搅看?，投資高。底流消能與下游水流有臨界水躍；遠(yuǎn)驅(qū)水躍；淹沒水躍等三種銜接形式。形成消力池的主要措施：護(hù)坦尾修筑消力坎；降低護(hù)坦高程；降低護(hù)坦和修筑消力坎。3.32答護(hù)坦的主要作用是防護(hù)河床免受高速水流的沖刷，穩(wěn)定校核內(nèi)容是滿足抗浮穩(wěn)定要求。3.33答主要設(shè)計內(nèi)容有：鼻坎形式、鼻坎高程、反弧半徑、反弧挑角、挑距、沖刷坑深度3.34答溢流壩僅占河床一部分，出口水流于主流兩側(cè)形成回流，如兩側(cè)回流強(qiáng)度、大小不一致時，易將主流壓向一側(cè)，形成折沖水流。3.35答壩

57、身泄水孔的作用：預(yù)泄庫水，增強(qiáng)調(diào)蓄能力；放空檢修；排沙減淤；調(diào)節(jié)下泄流量以滿足通航、灌溉需要；施工導(dǎo)流。壩身泄水孔的特點：孔口全部淹沒，隨時可放水；孔內(nèi)流速高，易發(fā)生負(fù)壓、空蝕、振動等；檢修困難；閘門承壓大，啟閉力較大；門體結(jié)構(gòu)、止水、啟閉設(shè)備復(fù)雜，造價高。壩身泄水孔的分類： 3.36答壩身泄水孔進(jìn)口通常用長軸與孔軸平行的橢圓曲線。設(shè)置平壓管的目的：將平壓管設(shè)置在檢修閘門和工作閘門之間，用以在檢修閘門提起前沖水平壓，減小啟門力。設(shè)置通氣孔的目的：進(jìn)口工作閘門提起后，后面的空氣被水流帶走而形成負(fù)壓，需于工作閘門后設(shè)通氣管充氣。3.37答重力壩地基處理的作用：防滲；提高巖基的強(qiáng)度和整體性。主要內(nèi)容

58、：壩基的開挖和清理；壩基的固結(jié)灌漿；帷幕灌漿；壩基排水；斷層、軟弱夾層、溶洞等不良地質(zhì)的處理。3.38答固結(jié)灌漿的目的：增強(qiáng)基巖的整體性和強(qiáng)度，降低地基的透水性。固結(jié)灌漿的布置位置：應(yīng)力較大的壩踵和壩趾；裂隙發(fā)育和破碎帶范圍內(nèi)。帷幕灌漿的目的：降低壩底滲透壓力,防止壩基產(chǎn)生管涌,減少壩基滲流量。帷幕灌漿的位置：壩軸線的上游面區(qū)域，自河床向河岸延伸。3.39答壩基排水主要措施：于帷幕稍下游設(shè)置排水孔幕。目的在于進(jìn)一步降低揚壓力。3.40答緩傾角順流走向斷層：淺者清除，深者形成頂賽、斜塞、水平塞骨架陡傾角順流走向斷層：頂部設(shè)砼塞緩傾角橫流走向斷層：選址應(yīng)避免陡傾角橫流走向斷層：選址應(yīng)避免，無法避免

59、則加大砼塞。3.41答軟弱夾層的影響：軟弱夾層較薄，遇水易泥化、軟化，使壩基抗剪強(qiáng)度降低，影響壩體抗滑穩(wěn)定性。處理方法：對于淺埋夾層采用明挖換基，即挖去夾層回填砼的方法；對于埋深較淺的深埋夾層可采用壩踵做砼深齒墻以切斷夾層的方法；對于埋深較深的深埋夾層可采用于夾層做砼塞、壩趾后設(shè)深齒墻、壩趾下游巖體埋設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索等措施。3.42答滿足的性能：強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍、抗沖刷、抗侵蝕、抗裂等性能。采用組成：水泥、摻合劑、外加劑、粗骨料、細(xì)骨料、水3.43答分區(qū)的目的：壩體各部位的工作條件不同，對砼各種性能要求各不同，為了節(jié)約和合理利用水泥，常將壩體砼分區(qū)，各區(qū)可采用不同標(biāo)號的砼。分縫有以下類型：橫縫，含

60、永久性橫縫和臨時性橫縫。分橫縫的目的：橫縫將壩體分成若干獨立工作的壩段，可減少溫度應(yīng)力、適應(yīng)地基不均勻變形和滿足施工要求?？v縫，含鉛直縱縫、斜縫和錯縫。設(shè)縱縫的目的：適應(yīng)砼的澆筑能力；減少施工期的溫度應(yīng)力。水平施工縫。水平施工縫的目的：適應(yīng)砼的澆筑能力；減少施工期的溫度應(yīng)力3.44答為了滿足灌漿、排水、觀測、檢查、交通等要求，需在壩體內(nèi)布置各種不同作用的廊道，且相互連通，形成廊道系統(tǒng)。3.45答碾壓砼是采用自卸汽車或皮帶輸送機(jī)將超干硬性砼運到倉面，以推土機(jī)平倉，振動碾壓實的筑壩新方法，是將土石壩施工的碾壓技術(shù)應(yīng)用到砼重力壩的一種筑壩方法。采用碾壓砼修筑的重力壩稱為碾壓混凝土重力壩。碾壓混凝土與