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計的重要內容，三者是相互聯系的。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，地質條件良好，適宜修建拱壩;河谷寬闊，地質條件較好，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的壩軸線，作出不同壩型的各種樞紐布置方案，通過技術經濟比較擇優選出壩軸線位置及相應的合理壩型和樞紐布置。

　　(一)地質條件對樞紐布置的影響

　　壩址地質條件是水利水電樞紐設計的重要條件，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滲透能力，對壩型選擇幾乎沒有什么特別的限制;礫石地基經過充分壓實，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、細砂地基如設計適當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、發電、通航等建筑物的布置以及是否便于施工導流，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，縮短引水渠長度，節省引水工程量。

　　(三)施工條件

　　要便于施工導流，壩址附近特別是其下游應有較開闊的地形，以便布置施工場地;距離交通干線較近，便于施工運輸;可與永久電網連接，解決施工用電問題。

　　(四)建筑材料

　　壩址附近應有足夠數量符合質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認真考慮。

　　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，壩身體積最小：對建筑物的受力狀態有利，并且便于與相鄰建筑物的連接。但有時受地質和地形條件的限制，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電、通航等建筑物之間布置導墻。河岸式溢洪道應盡量布置在高程較低的天然埡口處。進口水流應平順，一般條件下應優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條件，進口應力求水流平順，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、地質的要求外，關鍵是要保證運用可靠。對于低間取水或無壩取水，其進水口的布置應保證引入足夠流量，防止泥沙進入。當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，降低發電水頭。當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條件，多采用裁彎取直的方法，利用天然河道的落差，增加發電水頭。

　　5.通航、過魚、過木等建筑物：布置均應分別滿足其適用的要求。

　　考點二：掌握施工導流方式

　　施工導流的基本方式可分為分段圍堰法導流和全段圍堰法導流兩類。

　　一、分段圍堰法導流

　　分段圍堰法導流，也稱分期圍堰導流，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流過程劃分階段施工。工程實踐中，兩段兩期導流采用得最多，如圖1F412012-1所示。

　　根據不同時期泄水道的特點，分段圍堰法導流中又包括束窄河床導流和通過已建或在建的建筑物導流。

　　(一)束窄河床導流

　　束窄河床導流通常用于分期導流的前期階段，特別是一期導流。其泄水道是被圍堰束窄后的河床。當河床覆蓋層是深厚的細土粒層時，則束窄河床不可避免地會產生一定的沖刷。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)通過建筑物導流

　　通過建筑物導流的主要方式包括設置在混凝土壩體中的底孔導流，混凝土壩體上預留缺口導流、梳齒孔導流，平原河道上的低水頭河床式徑流電站可采用廠房導流等。這種導流方式多用于分期導流的后期階段。

　　二、全段圍堰法導流

　　全段圍堰法導流是指在河床內距主體工程軸線(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。全段圍堰法導流一般適用于枯水期流量不大，河道狹窄的河流。

　　按其導流泄水建筑物的類型可分為明渠導流、隧洞導流、涵管導流等。在實際工程中也采用明渠隧洞等組合方式導流。

　　(一)明渠導流

　　明渠導流(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，河道的水流經渠道下泄。這種施工導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)隧洞導流

　　隧洞導流(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流隧洞下泄的導流方式。這種導流方法適用于河谷狹窄、兩岸地形陡峻、山巖堅實的山區河流。

　　(三)涵管導流

　　涵管導流(如圖1F412012-4所示)是利用涵管進行導流。適用于導流流量較小的河流或只用來擔負枯水期的導流。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，將河水經涵管下泄。

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