水工建筑物等级划分
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第一章绪论1.水利枢纽与水工建筑物的基本概念为满足防洪要求,获得灌溉、发电、供水等方面的效益,需要在河流的适宜地段修建不同类型的建筑物,用来控制和分配水流,这些建筑物统称为水工建筑物,而不同类型的水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。
第二章水工建筑物设计综述1.水工建筑物的分类和水工建筑物的分级水工建筑物按承担任务分:挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取水建筑物、整治建筑物(导流堤、护岸、护底等)、专门建筑物(水闸、船闸、升船机等)将水利水电工程根据其工程规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。
水利水电工程的永久性水工建筑物和临时性水工建筑物,根据其所属工程等别及在工程中的作用和重要性划分为五级和三级。
2.水利工程的特点(1)工作条件复杂(2)受自然条件制约,施工难度大(3)效益大,对环境影响也大(4)失事后果严重(5)个别性强3.作用效应组合、作用效应分析方法作用:指外界环境对水工建筑物的影响。
主要作用有:重力、水作用、渗透水作用、风及波浪作用、冰及冰冻作用、温度作用、土及泥沙作用、地震作用等作用效应:建筑物对外界作用的响应。
如:应力、变形、振动等荷载:在进行结构分析时,如果一开始即可用一个明确的外力来代表外界环境的影响,则此作用称为荷载,也叫直接荷载。
直接荷载如:自重、水荷载间接荷载:在进行结构分析时,无法用一个明确的外力来表示,其作用及产生的作用效应只能在结构分析中同步求出。
建筑物的作用效应分析方法:○1数学模型:物理模型(模型试验)○2经验类比○3解析法、差分法、有限元第一类正常运用情况下的基本组合、第二类为施工检修组合、第三类为非常情况下的特殊组合作用效应组合4.水工建筑物安全储备的表达方法、设计准则安全储备:1.单一安全系数法; 2.分项系数极限状态设计法极限状态:当整个结构(包括地基)或结构的一部分超过某一特定状态,结构就不能满足设计规定的某种功能要求时,称此种特定状态为该功能的极限状态。
水利工程等别和水工建筑物设计标准.doc依据规模、效益、失事后果来衡量水利工程和水工建筑物的重要性,分别以“等”和“级”来表示的一种指标。
这种指标直接关系到工程本身的造价、效益、安全及其下游人民生命财产的安全,是我国社会经济发展水平和技术政策的具体体现。
1.水利工程等别水利工程按其规模、效益和在国民经济中的重要性进行分等。
水利水电工程等级划分及洪水标准(SLXXX)规定:水利水电枢纽工程根据水库规模、防洪保护对象的重要性和范围、治涝和灌溉规模、供水对象的重要性、水电站装机容量等划分为5等;拦河水闸工程根据其设计过闸流量划分为5等;灌溉、排水泵站工程根据其装机流量和装机功率划分为5等。
综合利用水利工程,根据各项分等指标确定的等别不同时,以其最高等别定为整个工程的等别。
2.水工建筑物级别水利工程中的永久性建筑根据所属工程的等别及其在工程中的作用和重要性进行分级,临时建筑物根据被保护建筑物的级别、本身规模、使用年限和重要性进行分级。
水工建筑物分级,主要是为了对不同级别的水工建筑物采用不同的设计标准,以达到既安全又经济的目的。
水利工程永久性水工建筑物,根据其所属工程的等别及其在工程中的重要性划分5级;施工期的临时挡水和泄水建筑物的级别,根据被保护对象的重要性、失事后果、使用年限和临时建筑物的规模确定。
当永久性水工建筑物基础的地质条件复杂或采用实践经验较少的新型结构时,可提高一级设计,但洪水设计标准不予提高;工程位置特别重要,失事后损失巨大或影响十分严重者,经过论证并报主管部门批准,25级主要永久性水工建筑物可提高一级设计,并按提高后的级别确定洪水设计标准;工程失事后损失不大者,经过论证并报主管部门批准,4级主要永久性水工建筑物可降低一级设计,并按降低后的级别确定洪水设计标准;水库大坝的土石坝高度超过90m的2级建筑物和超过70m的3级建筑物可提高一级设计,洪水设计标准不予提高;水库大坝的混凝土坝、浆砌石坝高度超过30m 的2级建筑物和超过00m的3级建筑物可提高一级设计,洪水设计标准不予提高。
水利水电工程的等别如何划分?答:根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》( 252—2000)的规定,水利水电工程根据其工程规模、效益以及在国民经济中的重要性,划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五等。
分等的指标有库容、防洪、灌溉、治涝、供水和发电等。
永久性水工建筑物的级别如何划分?答:水利水电工程的永久性水工建筑物的级别应根据建筑物所在工程的等别,以及建筑物的重要性确定为五级,分别为1、2、3、4、5级。
堤防工程的级别,应该按照《堤防工程设计规范》(50286-98)确定。
堤防工程的防洪标准主要由防洪对象的防洪要求而定,分别为1、2、3、4、5级。
水库与堤防的特征水位有哪些?答:水库的特征水位有:(1)校核洪水位;(2)设计洪水位;(3)防洪高水位;(4)正常蓄水位(正常高水位、设计蓄水位、兴利水位);(5)防洪限制水位(汛前限制水位);(6)死水位。
河道工程特征水位有:(1)设防(防汛)水位。
开始组织群众防汛的水位。
(2)警戒水位。
当水位达到设防水位后继续上升到某一水位时,防洪堤随时可能出险,防汛人员必须迅速开赴防汛前线,准备抢险,这一水位称警戒水位。
(3)保证水位。
即堤防的设计洪水位,河流遇堤防的设计洪水时在坝前达到的最高水位。
案例7:背景资料某综合利用水利枢纽工程位于我国西北某省,枯水期流量很少;坝型为土石坝,粘土心墙防渗;坝址处河道较窄,岸坡平缓。
工程中的某分部工程包括坝基开挖、坝基防渗及坝体填筑,该分部工程验收结论为“本分部工程划分为80个单元工程,其中合格30个,优良50个,主要单元工程、重要隐蔽工程及关键部位的单元工程质量优良,且未发生过质量事故;中间产品质量全部合格,其中混凝土拌合物质量达到优良,故本分部工程优良。
”问题:1.根据该项目的工程条件,请你选择合理的施工导流方式及其泄水建筑物类型。
2.大坝拟采用碾压式填筑,其压实机械主要有哪几种类型?坝面作业分哪几项主要工序?3.大坝施工前碾压实验主要确定哪些压实参数?施工中坝体与混凝土泄洪闸连接部位的填筑,应采取哪些措施保证填筑质量?4.根据水利水电工程有关质量评定规程,质量评定时项目划分为哪几级?5.根据水利水电工程有关质量评定规程,上述验收结论应如何修改?正确答案:答案要点:1.由于该河流枯水期流量很少,坝址处河道较窄,宜选择全段围堰法导流。
水利水电工程等级划分知识标签:一、水利水电工程等别1.水利水电工程的等别,应根据其工程规模、效益和在经济社会中的重要性,按下表3.0.1确定。
2.对综合利用的水利水电工程,当按各综合利用项目的分等指标确定的等别不同时,其工程等别应按其中最高等别确定。
二、水工建筑物级别1、一般规定1.1 水利水电工程永久性水工建筑物的级别,应根据工程的等别或永久性水工建筑物的分级指标综合分析确定。
1.2 综合利用水利水电工程中承担单一功能的单项建筑物的级别,应按其功能、规模确定;承担多项功能的建筑物级别,应按规模指标较高的确定。
1.3 失事后损失巨大或影响十分严重的水利水电工程的2~5级主要永久性水工建筑物,经论证并报主管部门批准,建筑物级别可提高一级;水头低、失事后造成损失不大的水利水电工程1~4级主要永久性水工建筑物,经论证并报主管部门批准,建筑物级别可降低一级。
1.4 对2~5级的高填方渠道、大跨度或高排架渡槽、高水头倒虹吸等永久性水工建筑物,经论证后建筑物级别可提高一级,但洪水标准不予提高。
1.5 当永久性水工建筑物采用新型结构或基础的工程地质条件特别复杂时,对2~5级建筑物可提高一级设计,但洪水标准不予提高。
1.6 穿越堤防、渠道的永久性水工建筑物的级别,不应低于相应堤防、渠道的级别。
2、水库及水电工程永久性水工建筑级别2.1 水库及水电站工程的永久性水工建筑物的级别,应根据其所在工程的等别和永久性水工建筑物的重要性,按表4.2.1确定。
2.2 水库大坝按2.1条规定为2级、3级,如坝高超过表4.2.2规定的指标时,其级别可提高一级,但洪水标准可不提高。
2.3 水库工程中最大高度超过200m的大坝建筑物,其级别应为1级,其设计标准应专门研究论证,并报上级主管部门审查批准。
2.4 当水电站厂房永久性水工建筑物与水库工程挡水建筑物共同挡水时,其建筑物级别应与挡水建筑物的级别一致按表4.2.1确定。
当水电站厂房永久性水工建筑物不承担挡水任务、失事后不影响挡水建筑物安全时,其建筑物级别应根据水电站装机容量按表4.2.4确定。
1、水利水电工程分等
2、拦河闸工程分等
3、灌溉、排水泵站工程分等
4、引水枢纽工程分等
5、永久分级
6、大坝分级
7、堤防分级
8、围堰分级
9、洪水频率
山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准[重现期(年)]表1F411021-9 项目
水工建筑物级别
1 2 3 4 0
设计1000~500 500~100 100~50 50~30 30~20
校核
土石坝
可能最大洪(PMF。
)
或10000~5000
5000~2000 2000~1000 1000~300 300~200 混凝土坝、
浆砌石坝
5000~2000 2000~1000 1000~500 500~200 200~lOO
10、抗震设防
2.工程抗震设防类别为甲类的水工建筑物,可根据其遭受强震影响的危害性,在基本烈度基础上提高1度作为设计烈度。
3.基本烈度为6度或6度以上地区的坝高超过200m或库容大于100亿m3。
的大型工程,以及基本烈度为7度及7度以上地区坝高超过150m的大(1)型工程,需要做专门的地震危害性分析。
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(3)持有岗位证书的施⼯现场管理⼈员不少于50⼈,且施⼯员、质量员、安全员、材料员、资料员等⼈员齐全。
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2F310000水利水电工程技术本章围绕水利水电工程建筑物的主要类型,阐述水利水电工程专业技术知识,包括水利水电工程建筑物及建筑材料、施工导流、主体工程施工等三节。
其中“水利水电工程建筑物及建筑材料”概述了水利水电工程施工的相关基础知识,包括水利水电工程建筑物的类型及组成、水利水电工程勘察与测量、水利水电工程建筑材料等;“水利水电工程施工导流"分导流和截流两部分进行阐述;“水利水电工程主体工程施工"对土石方开挖工程、地基与基础工程、土石坝和堤防工程、混凝土工程及机电设备和金属结构安装工程等分别阐述其基本知识、施工内容和技术要求,同时介绍了施工安全技术方面的有关知识。
本章的重点是水利水电工程等级划分及特征水位,工程勘察与测量,施工导流标准与导流方法,围堰、截流的基本方法,土石方开挖技术,土石坝和堤防施工技术,混凝土的生产与运输、浇筑与养护以及钢筋、施工安全技术等.通过对本章的学习,要求应试者全面了解水利水电工程的类型、功能及其组成以及水工建筑材料的类型及其应用、施工测量的仪器及其使用;掌握水利水电工程施工的内容、方法、技术、设备,以及工程质量控制和安全控制要点。
2F311000水利水电工程建筑物及建筑材料2F311010水利水电工程建筑物的类型及组成2F311011掌握水利水电工程等级划分及特征水位一、水工建筑物等级划分(一)水利水电工程等级划分根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252—2000)的的规定,水利水电工程根据其工程规模、效益以及在国民经济中的重要性,划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五等,适用于不同地区、不同条件下建设的防洪、灌溉、发电、供水和治涝等水利水电工程,见表2F311011-1。
对于综合利用的水利水电工程,当按各分项利用项目的分等指标确定的等别不同时,其工程等别应按其中的最高等别确定。
(二)水工建筑物的级别划分水利水电工程中水工建筑物的级别,反映了工程对水工建筑物的技术要求和安全要求。
水闸工程等级划分及建筑物级别
工程等别及建筑物级别
平原区水闸枢纽工程应根据水闸最大过闸流量及其防护对象的重要性划分等别,其等别应按表1确定。
规模巨大或在国民经济中占有特殊重要地位的水闸枢纽工程,其等别应经论证后报主管部门批准确定。
表1 平原区水闸枢纽工程分等指标
工程等别ⅠⅡⅢⅣⅤ
规模大(1)型大(2)型中型小(1)型小(2)型最大过闸流量(m3/s)≥50005000~1000 1000~100 100~20 <20
防护对象的重要性特别重要重要中等一般—注当按表列最大过闸流量及防护对象重要性分别确定的等别不同时,工程等别应经综合分析确定。
水闸枢纽中的水工建筑物应根据其所属枢纽工程等别、作用和重要性划分级别,其级别应按表2确定。
表2 水闸枢纽建筑物级别划分
工程等别
永久性建筑物级别
临时性建筑物级别主要建筑物次要建筑物
Ⅰ 1 3 4
Ⅱ 2 3 4
Ⅲ 3 4 5
Ⅳ 4 5 5
Ⅴ 5 5 —山区、丘陵区水利水电枢纽中的水闸,其级别可根据所属枢纽工程的等别及水闸自身的重要性按上表2确定。
山区、丘陵区水利水电枢纽工程等别应按国家现行的SL252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》的规定确定。
灌排渠系上的水闸,其级别可按现行的GB50288—99《灌溉与排水工程设计规范》的规定确定。
对失事后造成巨大损失或严重影响,或采用实践经验较少的新型结构的2~5级主要建筑物,经论证并报主管部门批准后可提高一级设计;对失事后造成损失不大或影响较小的1~4
-1-
级主要建筑物,经论证并报主管部门批准后可降低一级设计。
标签:水闸等级划工程等别建筑物级别
-2-。
注:L木库总阵容指水库莊髙供水位克F的静阵容+ 去附務血枳利楼憑面枳均描谴口面收*2、拦河闸工程分等3、灌溉、排水泵站工程分等5、永久分级永久性水工建筑物级别* 1F411021 56、大坝分级7、堤防分级堤防工程的级别恚1F411021 78、围堰分级9、洪水频率山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准[重现期(年)]表1F411021-9工程抗廉设防类别衰1F411B2! 13工帝抗霍恋防类期场地基生燕度甲 乙 "非疽水人f 寧水》 ^6丙 T烈非塞水八34F5>7-2 •工程抗震设防类别为甲类的水工建筑物,可根据其遭受强震影响的危害性,在基本烈度基础上提高 1度作为设计烈度。
3 •基本烈度为6度或6度以上地区的坝高超过 200m 或库容大于100亿m 3。
的大型工程,以及基本烈度为 7度及7度以上地区坝高超过150m 的大(1)型工程,需要做专门的地震危害性分析。
防洪限制水位防洪奇水位亠必二正竜晶水位乜飞消語棵度-r—醫甲-—I A T闸门一 溢溢堰頂-亏丧计洪融▽死水位1F411O21水庠特征水位和相应摩容示意圏图图】F418011-3水鬧的组成部分1 一上诱闘冲输2-上游护底卜3铺盘I—底阳5—护MJ.d«M h「海SL 7—下站防丽槽+ R—fflft; 9—MH; io—胸墙;11—交通桥:12—T^#F 13—jMffl机;14一上游护壊h 15—上游翼壇1诂一边19> r 下苗翼墙匸1S下游护秋图JF418O21泵站示盘昭1一水眉莖一拦殍叭3—进水池t冲一进木也5-水甌卜一出水怡丁谯动裳置;8—电动机7 9—出水謹1 10—干聚;11—泉虞。
中华人民共和国水利部关于批准发布《水利水电工程等级划分及洪水标准》 SL252-2000 的通知水国科 [2000]283 号各有关单位:根据部水利水电技术标准制定、修订计划,由水利水电规划设计总院主持,以水利部长江水利委员会长江勘测规划设计研究院为主编单位修订的《水利水电工程等级划分及洪水标准》,经审查批准为水利行业标准,并予以发布。
标准的名称和编号为:《水利水电工程等级划分及洪水标准》 SL252-2000 。
本标准实施后取代 SDJ12-78 《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准( 山区、丘陵区部分 )( 试行 ) 》、 SDJ12-78 《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准 ( 山区、丘陵区部分 )( 试行 ) 补充规定》和 SDJ217-87 《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准 ( 平原、滨海部分 )( 试行 ) 》。
本标准自 2000 年 8 月 1 日起实施。
在实施过程中,请各单位注意总结经验,如有问题请函告主持部门,并由其负责解释。
标准文本由中国水利水电出版社出版发行。
二○○○年七月十三日中华人民共和国行业标准水利水电工程等级划分及洪水标准SL 252-2000Standard for Classification and Flood Control of Water Resourcesand Hydroelectric Project主编单位:长江水利委员会长江勘测规划设计研究院批准部门:中华人民共和国水利部施行日期:2000 年 8 月 1 日前言根据水利部 1997 年下达的技术标准制定 ( 修改 ) 计划,由长江勘测规划设计研究院对 SDJ12-78 《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准 ( 山区、丘陵区部分 ) 》 ( 试行 ) 和 SDJ217-87 《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准 ( 平原、滨海部分 ) 》 ( 试行 ) 进行修订。
修订后的标准将上述两标准的内容合并,并作必要的补充、修改,定名为《水利水电工程等级划分及洪水标准》。
第一章绪论1.水利枢纽与水工建筑物的基本概念为满足防洪要求;获得灌溉、发电、供水等方面的效益;需要在河流的适宜地段修建不同类型的建筑物;用来控制和分配水流;这些建筑物统称为水工建筑物;而不同类型的水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽..第二章水工建筑物设计综述1.水工建筑物的分类和水工建筑物的分级水工建筑物按承担任务分:挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取水建筑物、整治建筑物导流堤、护岸、护底等、专门建筑物水闸、船闸、升船机等将水利水电工程根据其工程规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等..水利水电工程的永久性水工建筑物和临时性水工建筑物;根据其所属工程等别及在工程中的作用和重要性划分为五级和三级..2.水利工程的特点1工作条件复杂2受自然条件制约;施工难度大3效益大;对环境影响也大4失事后果严重5个别性强3.作用效应组合、作用效应分析方法作用:指外界环境对水工建筑物的影响..主要作用有:重力、水作用、渗透水作用、风及波浪作用、冰及冰冻作用、温度作用、土及泥沙作用、地震作用等作用效应:建筑物对外界作用的响应..如:应力、变形、振动等荷载:在进行结构分析时;如果一开始即可用一个明确的外力来代表外界环境的影响;则此作用称为荷载;也叫直接荷载..直接荷载如:自重、水荷载间接荷载:在进行结构分析时;无法用一个明确的外力来表示;其作用及产生的作用效应只能在结构分析中同步求出..建筑物的作用效应分析方法:错误!数学模型:物理模型模型试验错误!经验类比错误!解析法、差分法、有限元第一类正常运用情况下的基本组合、第二类为施工检修组合、第三类为非常情况下的特殊组合作用效应组合4.水工建筑物安全储备的表达方法、设计准则安全储备:1.单一安全系数法;2.分项系数极限状态设计法极限状态:当整个结构包括地基或结构的一部分超过某一特定状态;结构就不能满足设计规定的某种功能要求时;称此种特定状态为该功能的极限状态..5.极限状态设计的内容、表达方式极限状态设计包含:1.承载能力极限状态;2.正常使用极限状态承载能力极限状态:刚体失去平衡;超过材料强度;塑性变形过大;土石结构或地基、围岩产生渗透失稳等..正常使用极限状态:结构或构件影响正常使用或达耐久性的极限值..如:影响结构正常使用或外观变形、对人员或设备仪表有不良影响的振动等..6.基本烈度、设计烈度基本烈度:指该地区在今后50年内可能遭遇的较大地震;其超越概率在10%..抗震设计时;一般取基本烈度作为设计烈度抗震设计内容:抗震计算和工程抗震措施7.地震作用效应的分析方法地震作用效应是一种典型的动态作用;其分析方法需根据工程的抗震设防等级来选定..8.结构可靠度、可靠度指标可靠度:结构在给定的条件下;在基准期内完成预定功能的概率;或称可靠概率..可靠度指标:见书P219.在水工设计中;对不同级别的建筑物有不同要求:错误!设计基准期错误!抗击灾害能力错误!安全性错误!运行可靠性错误!建筑材料10.水工建筑物抗震设计的基本要求能抗御设计烈度的地震;如有轻微损坏;经一般处理仍可正常使用..11.地震作用效果地震作用是典型的动态作用;在地基随机性运动的影响下;可能使岩基断层活化发生错动、砂土地层液化、库水对坝体产生动水压力、建筑物振动开裂或倾倒、填土对挡土建筑物产生动土压力、水库库岸崩塌、土石坝坝坡滑动或沉降裂缝等反应;及地震作用效果第三章岩基上的重力坝1.重力坝的工作原理与特点错误!依靠坝体自重;满足稳定和强度要求..重力坝在水压力及其他荷载作用下;主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求;同时依靠坝体自重产生的压力来抵消水压力所引起的拉应力;以满足强度要求错误!横缝:为适应地基变形、温度变化和混凝土的浇筑能力;沿坝轴线方向用横缝将坝体分成若干个独立工作的坝段..错误!坝内设排水管:在靠近坝体上游面错误!坝基设防渗帷幕及排水孔:靠近坝踵的地基内设防渗帷幕;帷幕后设排水孔缺点:1坝体剖面尺寸大;材料用量多2坝体应力低;材料强度得不到充分发挥3坝体与地基接触面积大;相应坝底扬压力大;对稳定不利4坝体体积大;由于施工期混凝土的水化热和硬化收缩;将产生不利的温度应力和收缩应力;因此在浇注混凝土时;需要有较严格的温度控制措施优点:1结构作用明确;设计方法简便;安全可靠2对地形、地质条件适应性强3枢纽泄洪问题易解决4便于施工导流5施工方便2. 重力坝的荷载及其组合荷载:自重、静水压力扬压力动水压力、波浪压力、泥沙压力、土压力、冰压力、温度作用、地震作用等..扬压力:包括上浮力及渗流压力..上浮力是坝体下游水深产生的浮托力;渗流压力是在上、下游水位差作用下;水流通过基岩节理、裂隙而产生的向上的静水压力..动水压力:当水流流经曲面;由于流向改变;在该处产生动水压力..波浪作用使重力坝承受波浪压力;而波浪压力与波浪要素和坝前水深等有关系..冰压力分静冰压力和动冰压力..当温度升高时;冰层膨胀;对建筑物产生的压力称为静冰压力..结构由于温度变化而产生的压力、变形、位移等称为温度作用效应..荷载按性质分:基本荷载和特殊荷载荷载组合可分为基本荷载组合与特殊荷载组合..基本荷载组合属设计或正常情况;由同时出现的基本荷载组成..特殊荷载组合属于校核情况或非常情况;由同时出现的基本荷载和一种或几种特殊荷载组成..3. 重力坝抗滑稳定分析的内容沿坝基面的抗滑稳定分析:采用抗强度公式:将坝体与基岩看成是一个接触面;而不是胶结面..采用抗剪断公式:认为坝体混凝土与岩基接触良好..深层抗滑稳定分析:单斜面深层抗滑稳定计算:地基内只有一个软弱面;计算中将软弱面以上的坝体和地基视作刚体..双斜面深层抗滑稳定计算:在作深层抗滑稳定分析时;应验算几个可能的滑动通道;从中找出最不利的滑动面组合;进而计算其抗滑稳定安全系数常用的计算方法:4. 抗滑稳定分析方法刚体极限平衡法常用、采用有限元法和地质力学模型试验加以复核5. 双斜面深层抗滑稳定分析方法剩余推力法、被动抗力法、等安全系数法6.提高抗滑稳定性的工程措施1利用水重:当坝底基面与基岩间的抗剪强度参数较小时;常将坝的上游面略向上游倾斜..2采用有利的开挖轮廓线:最好利用岩面的自然坡度使坝基面倾向上游;有意将坝踵高程降低;使坝基面倾向上游..3设置齿墙:当基岩内有倾向下游的软弱面时;可在坝踵部位设置齿墙;切断较浅的软弱面..4抽水措施:当下游水位较高;坝体承受浮托力较大时;可考虑在坝基面设排水系统;定时抽水以减小坝底浮托力..5加固地基:帷幕灌浆、固结灌浆以及软弱夹层的处理..6横缝灌浆:将部分坝段或整个坝体的横缝进行局部或全部灌浆;以增强坝的整体性和稳定性..7预加应力措施:在靠近坝体上游面;采用深孔锚固高强度钢索;并施加预应力..7.重力坝应力分析的材料力学法的基本假定错误!坝体混凝土为均质、连续、各向同性的弹性材料..②视坝段为固接于地基上的悬臂梁;不考虑地基变形对坝体应力的影响;并认为各坝段独立工作;横缝不传力..③假定坝体水平截面上的正应力δy按直线分布;不考虑廊道等对坝体应力的影响..8.重力坝的上游坝面坡度为什么不能太大剪应力τu=pu-δyun9.重力坝应力控制标准强度指标采用材料力学法分析时;规范规定的强度指标:a 正常使用极限状态:①短期及长期组合;坝踵计入扬压力不出现拉应力;②长期组合;坝体上游面计入扬压力垂直应力不出现拉应力;③短期组合;下游坝面垂直拉应力不大于0.1MPa..b 承载能力极限状态:基本组合和偶然组合;坝趾及选定截面下游端点的抗压强度承载能力极限状态10.影响坝体应力的各种因素..1地基变形模量2坝体混凝土分区3纵缝4分期施工5温度变化及施工过程11.纵缝对坝体应力的影响..1上游面铅直时;纵缝对应力分布没有影响2上游面为正坡时;坝踵合成铅直正应力减小;甚至产生拉应力3上游为倒坡时;坝踵铅直压力增大;对坝体强度有利12.重力坝的温度裂缝的类型及防止措施施工期的温度应力包括:地基约束引起的应力和内外温差引起的应力..裂缝多是由温度应力引起的;裂缝可分为:贯穿性裂缝和表面裂缝防止措施:合理分缝、分块、提高混凝土质量、温度控制温控措施:1降低混凝土的浇注温度:骨料预冷、加冰屑拌和、埋石、减少水泥用量2减少水泥水化热温升:冷却水管、减少浇注层厚度利用仓面散热3加强对混凝土表面养护和保护13.重力坝的应力分析..重点掌握材料力学方法..应力分析的过程:首先进行荷载计算及荷载组合;然后选择合适的方法进行应力计算最后检验大坝各部位的应力是否满足强度要求分析方法:理论计算材料力学法、悬臂梁与水平梁的分载法、有限元计算、模型试验14.重力坝的基本剖面与实用设计剖面基本剖面:在自重、静水压力、扬压力三项主要荷载作用下;满足稳定和强度要求;并使工程量最小的三角形剖面..实用剖面:1上游坝面铅直;适合用于混凝土与岩基接触面的f、c值较大或坝体内有泄水洞或引水管道、进口控制设备的情况2上游坝面上部垂直;下部倾斜;既便于布置进口设备;又可利用一部分水重帮助坝体维持稳定3上游坝面略向上游倾斜;适用于混凝土与基岩接触面间的f、c值较低的情况15.溢流重力坝的孔口形式及其特点孔口形式:开敞溢流式和大孔口溢流式两种17.溢流重力坝的孔口设计孔口尺寸:下泄流量Q、单宽流量q、孔口宽度b 、孔口数n 、溢流长度L、堰顶高程考虑的因素:泄洪要求、闸门和启闭机械、枢纽布置、下游水流条件18.泄水重力坝设计中有关高速水流的几个问题1空化与空蚀:水流在曲面上进行;由于离心作用;或水流受不平整表面的影响;在贴近边界处可能产生负压;当水体中的压强减小至饱和蒸汽压强时;便产生空化..当空化水流运动到压力较高处;由于气泡的溃灭;伴随有声响和巨大的冲击作用..当这种作用力超过结构表面材料颗粒的内聚力时;便产生剥离状的破坏;这种破坏现象称为空蚀2掺气:由溢流坝下泄的水流;当流速超过7-8m/s时;空气从自由表面进入水体;产生掺气..3水流脉动:泄水建筑物中的水流属于高度紊动的水流;其基本特征是流速和压力随时间不断变化..水流对泄水建筑物主要是动水压力..4冲击波:在高速水流边界变化处;如断面扩大、收缩、转弯处;将产生冲击波..19.溢流面体形设计、设计定型水头溢流面组成:顶部曲线段、中间直线段和反弧段顶部曲线段:关键部位:克-奥曲线、WES曲线..反弧段:目的:使从堰面下泄的水流能够平顺转向..反弧半径R应结合下游效能设施来确定..中间直线段:与坝顶曲线和下部反弧段相切、坡度与非溢流坝段相同..剖面设计:要求与非溢流坝基本剖面适应..20. 基本消能形式有哪几种底流消能和挑流消能各有何特点设计的关键是什么常用消能工型式:挑流消能、底流消能、面流消能、消力戽消能1挑流消能:利用泄水建筑物出口处的挑流鼻坎;将下泄急流抛向空中;然后落入离建筑物较远的河床与下游水相衔接的消能方式..适用于:基岩比较坚固的高、中水头泄水建筑物..2底流消能:通过水跃将急流转变为缓流..底流消能的关键:设计时;要注意能产生一定淹没度的水跃..适用于中、低坝;且下游水位稳定;尾水较深..21. 有压泄水孔与无压泄水孔设计上有何不同有压泄水孔:工作闸门布置在出口;门后为大气;可以部分开启;出口高程低;利用的水头大;断面尺少较小..缺点足闸门关闭时;孔内承受较大的内水压力;对坝体应力和防渗都不利;常需钢板衬砌..为此;常在进口处设置事故检修闸门;平时用来挡水..无压泄水孔:工作闸门布置在进口..为了形成无压水流;需在闸门后将断面项部升高..闸门可以部分开用;闸门关闭后孔道内无水;明流段可不用钢饭衬砌;加工简便;干扰少;有利于加快施工进度;缺点是断四尺寸较大;对坝体削弱大..平压管:设在检修闸门和工作闸门之间..减小检修闸门的启门力..通气孔设在:工作闸门之后..起补气和排气作用..22.坝对地基有何要求处理后的地基应达到的要求:错误!具有足够的强度;以承受坝体的压力..错误!具有足够的整体性和均匀性;以满足坝基抗滑稳定和减少不均匀沉陷..错误!具有足够的抗渗性;以满足渗透稳定;控制渗流量..错误!具有足够的耐久性;以防止岩体性质在水的长期作用下发生恶化..23.基础处理的任务是什么错误!防渗错误!提高基岩的强度和整体性..24.灌浆的目的是什么范围目的:提高基岩的整体性和强度;降低地基的透水性..25.帷幕灌浆的目的是什么帷幕深度、厚度、灌浆压力如何确定目的:降低坝底渗透压力;防止坝基内产生机械或化学管涌;减少坝基和绕坝渗漏量;使其在允许范围内..帷幕位置:帷幕中心线离上游面距离约0.1倍底宽帷幕灌浆范围:河床至两岸;帷幕应连续帷幕深度:应根据作用水头和基岩的地质情况确定;地基内透水层厚度不大时;帷幕可伸入相对隔水层3~5m;河床至两岸;帷幕应连续..当透水层埋藏较深或分布无规律时;通常取0.3~0.7倍水头..26.排水的目的是什么如何布置坝基排水目的:充分降低坝基渗透压力并排除渗水..布置:主排水幕帷幕后主排水幕+纵横向廊道组成的副排水系统27.为什么要对断层、破碎带进行处理应如何处理断层破碎带强度低;压缩变形大;易于使坝基产生不均匀沉降;引起不利的应力分布;导致坝体开裂;软弱夹层的厚度较薄;遇水易软化或泥化;使抗剪强度降低;不利于坝体的抗滑稳定;特别是连续、倾角小于30度的软弱夹层;更为不利..断层破碎带:错误!规模大;影响范围广;且对基础强度和压缩变形有较大影响时——进行专门的处理设计错误!规模不大;但对基础强度和压缩变形有一定影响时——混凝土塞加固缓倾角软弱结构面:根据埋深不同;分别采用:错误!混凝土置换、混凝土深齿墙、混凝土塞——提高抗剪能力错误!抗滑桩、预应力锚索、化学灌浆等——保证抗滑稳定、断层破碎带倾角较陡28.横缝纵缝的作用、分类及处理方法..横缝垂直于坝轴线;将坝体分成若干独立的坝段;横缝的划分主要取决于地基特征、河谷地形、温度变化、结构布置和浇注能力等..起作用是:减小温度应力;适应地基不均匀变形和施工要求类型:永久性横缝:伸缩缝或沉降缝;大小1~2cm..临时性横缝:坝段与基岩面的连接处理方法:临时性横缝:缝面设键槽和灌浆系统灌浆永久性横缝:缝面为竖直平面;不灌浆..29.纵缝为了适应混凝土的浇注能力和减小施工期的温度应力;常在平行坝轴线方向设纵缝;将一个坝段分成几个坝块;待其温度接近稳定后再进行接缝灌浆..纵缝按其布置型式可分为:铅直纵缝、斜缝、错缝..30.重力坝哪些部位需设置止水设施止水位置:横缝上游面、溢流面、下游面最高尾水位以下、坝内廊道和孔洞穿过分缝处的四周等部位31.碾压混凝土重力坝与常态重力坝相比;设计上有什么不同碾压重力坝:材料:无坍落度的干硬性混凝土混凝土分区:“金包银”RCD-观音阁;全碾压式RCC坝体防渗:常态混凝土防渗;沥青砂浆防渗层坝体分缝:不设纵缝;横缝可减少温度控制:适当减少32.宽缝重力坝的特点..工作特点:坝基渗水通过宽缝排出;渗透压力明显降低;作用面积小;扬压力小..33.空腹重力坝的特点..特点:空腔下部不设底板;减少了坝底面上的扬压力..34.支墩坝支墩坝是由一系列支墩和挡水面板组成;支墩沿坝轴线排列;前面设挡面板..支墩按照结构分:大头坝、连拱坝、平板坝..35.当今世界的碾压混凝土重力坝日本宫濑坝..第四章拱坝1.拱坝的工作特点1稳定特点:主要依靠两岸拱端的反力作用..2结构特点:拱坝属于高次超静定结构;超载能力强;安全度高;当外荷载增大或坝的某一部位发生局部开裂时;坝体的拱和梁作用将会自行调整..3荷载特点:拱坝坝身不设永久伸缩缝;温度变化和基岩变形对坝体应力的影响比较显着..2.拱坝的结构受力特点拱坝是一种推力结构——拱坝结构上的根本特点坝体承受的荷载错误!一部分通过拱作用——两岸岩体;错误!一部分通过梁作用——坝底基岩坝体稳定;主要依靠两岸拱端的反作用;而不只是靠坝体重量来维持坝体内力分布以压应力为主;压力分布较均匀;有利于发挥材料强度..3.拱坝坝址对地形地质的要求有哪些地形要求:左右两岸对称;岸坡平顺无突变;在平面上是向下游收缩的狭窄河谷段..理想的地质要求:两岸的基岩必须能承受由拱端传来的推力;要在任何情况下保持稳定..河谷的形状特征用坝顶高程处的河谷宽度L与最大坝高H的比值;即宽高比L/H 表示——作为修建拱坝的一项指标..L/H 小拱作用大;坝体可薄..拱坝的厚薄程度常以坝底最大厚度T和最大坝高H的比值;即厚高比T/H来区分..4.拱坝类型1按建筑材料和施工方法分:常规混凝土拱坝、碾压混凝土拱坝、砌石拱坝2按拱圈线形分类:单心圆、双心圆、三心圆、抛物线、对数螺旋线、椭圆拱坝等3按坝面曲率分:只有水平向曲率;单曲拱坝;水平竖直都有;双曲拱坝5.拱坝中心角对坝体应力影响对于一定宽度的河谷;拱中心角越大;拱圈厚度越小;材料强度越能充分得到利用;因而适当加大中心角是有利的..然而加大中心角会使拱圈的弧长增加;在一定程度上抵消了减薄拱圈厚度所节省的工程量;使拱圈体积最小的中心角133.57度..由于拱坝的最大应力常在坝高1/3~1/2处;所以有的工程在坝的中下部采用较大的中心角;由此而向上向下中心角都减小..6.拱圈中心角对坝肩稳定有何影响中心角2δA较大时会直接影响到坝肩的稳定;2δA较大时对坝肩稳定不利7.拱坝封拱、温降对坝体应力及稳定的影响拱坝封拱:横缝径向、纵缝;蓄水前需灌浆封填封拱;使坝连成整体..封拱温度:坝体处于温升状态时:坝体受力M、Q与水压力作用刚好相反;有利于降低坝内应力;轴力N方向相同;对坝端的推力加大;不利稳定..故封拱温度通常选得较低..一般选在年平均气温或略低时;进行封拱..8.拱坝布置的原则原则:在满足稳定和建筑物运用要求下;通过调整拱坝外形尺寸;使坝体材料强度得到充分发挥;控制拉应力在允许范围内;而坝体工程量最省..9.合理的拱圈形式应当是什么样的最合理的拱圈形式应当是:变曲率、变厚度、扁平的错误!其压力线接近拱轴线;使截面压应力分布趋于均匀;错误!传到两岸岩体上的合力方向与岩体的交角较大;以利坝肩稳定..抛物线拱的优点:曲率变化连续、压应力分布均匀、利于坝肩岩体稳定10.拱坝主要作用荷载有哪些自重、静水压力、扬压力、动水压力、泥沙压力、冰压力、浪压力、温度荷载及地震荷载11.温度荷载对拱坝的影响当坝体温度低于封拱温度时;坝轴线收缩;使坝体向下游变位;由此产生的弯矩和剪力的方向与水压力产生的相同;但轴力方向相反;当坝体温度高于封拱温度时;坝轴线伸长;使坝体向上游变位;由此产生的弯矩和剪力方向与水压力产生的相反;但与轴力方向相同..因此;温降对坝体应力不利;温升使拱端推力加大;对坝肩稳定不利..在拱坝分析中;温度荷载分为:均匀温差主要部分;等效线性温差;非线性温差12.应力分析方法、应力指标1纯拱法:假定坝体由若干层独立的水平拱圈叠合而成;每层拱圈可作为弹性固端拱进行计算..由于纯拱法没有反应拱圈之间的相互作用;假定荷载全部由水平拱承担;不符合拱坝的实际受力状况;因而求出的应力一般偏大..2拱梁分载法:将拱坝视为由若干水平拱圈和竖直悬臂梁组成的空间结构;坝体承受的荷载一部分由拱系承担;一部分由梁系承担;拱和梁的荷载分配由拱系和梁系在各交点处变位一致的条件来确定..3有限元法:将拱坝视为空间壳体或三维连续体;根据坝体体形;选择不同的单元模型..4壳体理论计算方法5结构模型试验6拱冠梁法:是按中央悬臂梁与若干层水平拱在其相交点变位一致的原则分配荷载的拱坝应力分析方法..是一种简化了的拱梁分载法应力指标:容许压应力、容许拉应力13.坝肩岩体稳定的分析方法有哪几种刚体极限平衡法的基本假定是什么拱坝失稳形式:坝肩岩体拱座失稳;沿建基面及附近软弱面的上滑失稳;最常见的失稳方式是坝肩岩体在拱端推力作用下发生的滑动失稳..稳定分析方法计算分析法:刚体极限平衡法错误!有限元法:地质力学模型试验刚体极限平衡法基本假定:错误!.将滑移体视为刚体;不考虑期间的相对位移错误!.只考虑滑移体上力的平衡;不考虑力矩平衡错误!.忽略拱坝的内力重分布作用错误!.达极限平衡状态时;滑裂面上的剪力达极限14.拱坝的坝身泄水方式及消能方式坝身泄水方式:1自由跌流式2鼻坎挑流式3滑雪道式—拱坝特有的一种泄洪方式4坝身泄水孔式消能方式:1跌流消能2底流消能深式泄水孔3挑流消能15.拱坝的横缝为永久缝吗如何处理在一定条件下;可将横缝的一部分保持为永久性的明缝..16.垫座、重力墩与周边缝对于地形不规则的河谷或局部有深槽时;可在基岩与坝体之间设置垫座;在垫座与坝体间形成周边缝..周边缝一般可做成二次曲线或卵形曲线;使垫座以上坝。
1、水工建筑物分为哪几类?各自的作用是什么?答:挡水;泄水;输水;引水;整治;专门建筑物。
挡水建筑物:拦截或约束水流,抬高水位及调蓄水量。
泄水建筑物:保证水利枢纽安全宣泄水库,湖泊及河渠多余水量。
输水建筑物:输送库水或河水以满足灌溉,发电或工业用水。
引水建筑物:从水库中或河流取水满足各种用水要求。
整治建筑物:改善河道水流条件,调整河势,稳定河槽,维护航道及保护河岸。
专门建筑物:专门为发电,航运,过鱼及过木等单一目的而设置。
2、水利工程等级划分的目的是什么?依据是什么?答:为了妥善解决水利工程建设中安全性和经济性的矛盾,对水利枢纽进行分等,水工建筑物进行分级,等级越高者,在规划,设计,施工和管理等方面要求也越高等级的划分通常依据,工程规模,水库总库量,防洪区域及面积,排涝面积,灌溉面积,供水范围及水电站装机容量。
3、水工建筑物特点有哪些?答:复杂性,艰巨性,个别性,显著性4、水库枢纽三大件指哪三类建筑物?答:挡水建筑物,泄水建筑物,输水建筑物是水库枢纽的三大件5、按水闸作用分有几类?按闸室结构形式如何分类?答:进水闸,节制闸,排水闸,分洪闸,挡潮闸按闸室结构:开敞式,涵洞式,双层式6、水闸由哪几部分组成?各起什么作用?答:闸室段,上游连接段及下游连接段闸室是水闸的主体部分起着挡水和调节水流的作用上游连接段包括上游翼墙,铺盖,护底,上游防冲槽及上游护坡,上游翼墙能使水流平顺的进入闸孔,保护闸前河岸不受冲刷,同时还有侧向防渗作用。
铺盖主要起防渗作用,护底起着保护河床的作用,上游防冲槽可防止河床冲刷,保护上游连接段起点不致遭受损坏下游连接段包括下游翼墙,消力池,海曼,下游防冲槽及下游湖泊,下游翼墙能使闸室水流均匀扩散,防冲和防渗作用,消力池作用是消除过闸水流动能,防冲作用。
海曼消除剩余能量,保护河床不受冲刷。
下游防冲槽是海漫末端的防冲措施。
7、闸孔型式有哪几种?各自优缺点及适用条件是什么?答:宽顶堰孔口,低堰孔口,胸墙孔口宽顶堰孔口:8、水闸底板高程如何确定?答:9、水闸采用什么消能方式?为什么?答:底流式,面流式和挑流式对于各类地基而言用中,低水头的水闸,采用底流式消能方式最经济适用水闸下游尾水深度较大且变化较小,河床及岸坡抗冲能力较强时,可采用面流式当水闸承受水头较高,闸后河床为较坚硬的岩体时可采用挑流式10、海漫的作用是什么?对材料有什么要求?海漫是消除过闸水流的剩余动能,减缓分布不均匀,流速的水流及紊动比较厉害的水流根据水流流速可以选着干砌块石,浆砌块石,混凝土,石笼,梢捆及堆石11、什么叫地下轮廓线和闸基防渗长度?如何确定闸基防渗长度?防渗长度有何特征?对于不同类型的地基应如何布置地下轮廓线?地下轮廓线即为水闸上游铺盖和闸底板等不透水部分和地基的接触线, 长度。
水工建筑物等级划分:
水利水电工程分等指标
拦河水闸工程分等指标
拦河水闸工程分等指标
灌溉、排水泵站分等指标
灌溉、排水泵站分等指标
水库特征水位
1.校核洪水位:水库遇大坝的校核洪水时在坝前达到的最高水位。
2.设计洪水位:水库遇大坝的设计洪水时在坝前达到的最高水位。
3.防洪高水位:水库遇下游保护对象的设计洪水时在坝前达到的最高水位。
4.防洪限制水位(汛前限制水位):汛期允许兴利的上限水位,也是汛期防洪运用时的起
调水位。
5.死水位。水库在正常运用的情况下,允许消落到的最低水位。
6.正常蓄水位(正常高水位、设计蓄水位、兴利水位)。水库在正常运用的情况下,为满
足设计的兴利要求在供水期开始时应蓄到的最高水位。