2016一級建造師《水利水電》知識考點
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考點一：了解水利水電工程樞紐布置
一、壩址、壩型選擇
壩址、壩型選擇和樞紐布置是水利水電樞紐設(shè)計的重要內(nèi)容，三者是相互聯(lián)系的。不同的壩軸線可以選擇不同的壩型和樞紐布置，如：河谷狹窄，地質(zhì)條件良好，適宜修建拱壩;河谷寬闊，地質(zhì)條件較好，可以選用重力壩或支墩壩;河谷寬闊，河床覆蓋層深厚或地質(zhì)條件較差且土石料儲量豐富，適于修建土石壩。對同一條壩軸線，還可以有不同的壩型和樞紐布置可供選擇。通常是選擇不同的壩址和相應(yīng)的壩軸線，作出不同壩型的各種樞紐布置方案，通過技術(shù)經(jīng)濟比較擇優(yōu)選出壩軸線位置及相應(yīng)的合理壩型和樞紐布置。
(一)地質(zhì)條件對樞紐布置的影響
壩址地質(zhì)條件是水利水電樞紐設(shè)計的重要條件，對壩型選擇和樞紐布置往往起決定性作用。一般來說，壩址地質(zhì)總會存在一些缺陷的，需采取不同的地基處理方法處理。堅實的巖基具有較高的承載力和抵抗沖刷防止?jié)B透能力，對壩型選擇幾乎沒有什么特別的限制;礫石地基經(jīng)過充分壓實，對土壩、堆石壩和低混凝土壩還是適合的，但要特別注意地基的滲流控制問題;粉砂、細(xì)砂地基如設(shè)計適當(dāng)也可以修建低混凝土壩和土壩，其主要問題是防止沉陷及滲流問題;黏土地基適于建土壩，不宜建混凝土壩及堆石壩。
(二)地形條件對樞紐布置的影響
壩址地形條件在很大程度上會影響壩址。一般來說，壩址宜選在河谷狹窄地段，壩軸線較短，可以減少壩體工程量。但對一個具體樞紐來說，還要考慮壩址是否便于泄洪、發(fā)電、通航等建筑物的布置以及是否便于施工導(dǎo)流，因此需要綜合考慮分析，選擇有利的壩址。對于多泥沙的河道，要考慮壩址位置是否對取水防沙有利;對于通航要求的樞紐，還要注意布置通航建筑物對河道水流形態(tài)的要求，壩址位置要便于上下游引航道與通航過壩建筑物的銜接;對于引水灌溉樞紐、壩址位置要盡量接近用水區(qū)，縮短引水渠長度，節(jié)省引水工程量。
(三)施工條件
要便于施工導(dǎo)流，壩址附近特別是其下游應(yīng)有較開闊的地形，以便布置施工場地;距離交通干線較近，便于施工運輸;可與永久電網(wǎng)連接，解決施工用電問題。
(四)建筑材料
壩址附近應(yīng)有足夠數(shù)量符合質(zhì)量要求的天然建筑材料。對于料場分布、儲量、埋置深度、開采條件以及施工期淹沒等問題均應(yīng)認(rèn)真考慮。
二、各類建筑物在樞紐布置中的要求
1，擋水建筑物：除拱壩外，擋水建筑物通常布置成直線，這樣可使壩軸線最短，壩身體積最�。簩ㄖ锏氖芰顟B(tài)有利，并且便于與相鄰建筑物的連接。但有時受地質(zhì)和地形條件的限制，也可以將壩軸線布置成折線。
2.泄水建筑物：如采用溢流壩，應(yīng)使溢流前緣與上游來水主流方向垂直，下游出口方向最好與原河道的主河槽水流方向一致。溢流壩應(yīng)盡可能布置在堅硬完好的巖基上。溢流壩與土石壩相鄰時，要防止壩前水流淘刷土石壩壩腳。為了減少下泄水流對其他建筑物正常運行的影響，有時需在溢流壩與發(fā)電、通航等建筑物之間布置導(dǎo)墻。河岸式溢洪道應(yīng)盡量布置在高程較低的天然埡口處。進口水流應(yīng)平順，一般條件下應(yīng)優(yōu)先考慮正槽式溢洪道且直線式泄槽的布置方案。溢洪道出口水流應(yīng)盡量減少對其他建筑物的`影響及干擾。泄洪隧洞的布置主要取決于地質(zhì)條件，進口應(yīng)力求水流平順，出口要注意消能和對其他建筑物的影響。
3.輸水、取水建筑物：除考慮地形、地質(zhì)的要求外，關(guān)鍵是要保證運用可靠。對于低間取水或無壩取水，其進水口的布置應(yīng)保證引入足夠流量，防止泥沙進入。當(dāng)取水口在庫水面以下較深、取水水溫較低時，避免對作物生長產(chǎn)生不利影響，可采用分層取水口。
4.水電站建筑物：水電站布置主要應(yīng)保證水電站運用可靠，水頭損失較小，因此要求進口水流順直，尾水排出通暢。壩后式廠房應(yīng)盡可能靠近壩體，以減少引水管路的工程量和水頭損失。對河床式電站，主河槽布置泄水建筑物，廠房布置在岸邊。同時避免泥沙淤積造成尾水位壅高，降低發(fā)電水頭。當(dāng)河谷狹窄不能平列布置溢流壩和廠房時，可以考慮采用壩內(nèi)廠房、廠房頂溢流式、挑越式或地下式廠房等布置形式。引水式電站的廠房位置主要取決于地形和地質(zhì)條件，多采用裁彎取直的方法，利用天然河道的落差，增加發(fā)電水頭。
5.通航、過魚、過木等建筑物：布置均應(yīng)分別滿足其適用的要求。
考點二：掌握施工導(dǎo)流方式
施工導(dǎo)流的基本方式可分為分段圍堰法導(dǎo)流和全段圍堰法導(dǎo)流兩類。
一、分段圍堰法導(dǎo)流
分段圍堰法導(dǎo)流，也稱分期圍堰導(dǎo)流，就是用圍堰將水工建筑物分段分期圍護起來進行施工的方法。分段就是將河床圍成若干個干地施工基坑，分段進行施工。分期就是從時間上將導(dǎo)流過程劃分階段施工。工程實踐中，兩段兩期導(dǎo)流采用得最多，如圖1F412012-1所示。
根據(jù)不同時期泄水道的特點，分段圍堰法導(dǎo)流中又包括束窄河床導(dǎo)流和通過已建或在建的建筑物導(dǎo)流。
(一)束窄河床導(dǎo)流
束窄河床導(dǎo)流通常用于分期導(dǎo)流的前期階段，特別是一期導(dǎo)流。其泄水道是被圍堰束窄后的河床。當(dāng)河床覆蓋層是深厚的細(xì)土粒層時，則束窄河床不可避免地會產(chǎn)生一定的沖刷。對于非通航河道，只要這種沖刷不危及圍堰和河岸的安全，一般都是許可的。
(二)通過建筑物導(dǎo)流
通過建筑物導(dǎo)流的主要方式包括設(shè)置在混凝土壩體中的底孔導(dǎo)流，混凝土壩體上預(yù)留缺口導(dǎo)流、梳齒孔導(dǎo)流，平原河道上的低水頭河床式徑流電站可采用廠房導(dǎo)流等。這種導(dǎo)流方式多用于分期導(dǎo)流的后期階段。
二、全段圍堰法導(dǎo)流
全段圍堰法導(dǎo)流是指在河床內(nèi)距主體工程軸線(如大壩、水閘等)上下游一定的距離，修筑攔河堰體，一次性截斷河道，使河道中的水流經(jīng)河床外修建的臨時泄水道或永久泄水建筑物下泄。全段圍堰法導(dǎo)流一般適用于枯水期流量不大，河道狹窄的河流。
按其導(dǎo)流泄水建筑物的類型可分為明渠導(dǎo)流、隧洞導(dǎo)流、涵管導(dǎo)流等。在實際工程中也采用明渠隧洞等組合方式導(dǎo)流。
(一)明渠導(dǎo)流
明渠導(dǎo)流(如圖1F412012：2所示)是在河岸或河灘上開挖渠道，在基坑的上下游修建橫向圍堰，河道的水流經(jīng)渠道下泄。這種施工導(dǎo)流方法一般適用于岸坡平緩或有一岸具有較寬的臺地、埡口或古河道的地形。明渠具有施工簡單，適合大型機械施工的優(yōu)點;有利于加速施工進度，縮短工期;對通航、放木條件也較好。
(二)隧洞導(dǎo)流
隧洞導(dǎo)流(如圖1F412012-3所示)是在河岸邊開挖隧洞，在基坑的上下游修筑圍堰，一次性攔斷河床形成基坑，保護主體建筑物干地施工，天然河道水流全部或部分由導(dǎo)流隧洞下泄的導(dǎo)流方式。這種導(dǎo)流方法適用于河谷狹窄、兩岸地形陡峻、山巖堅實的山區(qū)河流。
(三)涵管導(dǎo)流
涵管導(dǎo)流(如圖1F412012-4所示)是利用涵管進行導(dǎo)流。適用于導(dǎo)流流量較小的河流或只用來擔(dān)負(fù)枯水期的導(dǎo)流。一般在修筑土壩、堆石壩等工程中采用。涵管通常布置在河岸灘地上，其位置常在枯水位以上，這樣可在枯水期不修圍堰或只修小圍堰而先將涵管筑好，然后再修上、下游斷流圍堰，將河水經(jīng)涵管下泄。
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