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水工建筑的分类及特点与失事原因——土木在线2018年09月19日 14:41:27奕森一、水工建筑物的分类及特点 1．水工建筑物的分类水工建筑物一般按它的作用、用途和使用时期等来进行分类。
（1）水工建筑物按作用分类水工建筑物按其作用可分为挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取（进）水建筑物、整治建筑物以及专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。
一、水工建筑物的分类及特点1．水工建筑物的分类水工建筑物一般按它的作用、用途和使用时期等来进行分类。
（1）水工建筑物按作用分类水工建筑物按其作用可分为挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取（进）水建筑物、整治建筑物以及专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。
1）挡水建筑物。
是用来拦截江河,形成水库或雍高水位的建筑物，如各种坝和水闸以及抗御洪水，或沿江河海岸修建的堤防、海塘等。
2）泄水建筑物。
是用于宣泄多余洪水量、排放泥沙和冰凌，以及为了人防、检修而放空水库、渠道等，以保证大坝和其他建筑物安全的建筑物。
如各种溢流坝、坝身泄水孔、岸边溢洪道和泄水隧洞等。
3）输水建筑物。
是为了发电、灌溉和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物，如引水隧洞、引水涵盖、渠道、渡槽、倒虹吸等。
4）取（进）水建筑物。
是输水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进水口段、灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站等。
5）整治建筑物。
是用以改善河流的水流条件，调整河流水流对河床及河岸的作用以及为防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡冲刷的建筑物，如丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等。
6）专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。
如专为发电用的引水管道、压力前池、调压室、电站厂房；专为灌溉用的沉沙池、冲砂闸、渠系上的建筑物；专为过坝用的升船机、船闸、鱼道、过木道等。
（2）按用途分类水工建筑物按其用途可分为一般性建筑物和专门性建筑物。
1）一般性水工建筑物具有通用性，如挡水坝、水闸等。
2）专门性水工建筑物，仅用于某一个水利工程，只实现其特定的用途。
水工建筑物级别划分标准一、建筑物类型水工建筑物根据其使用功能和重要性，通常分为以下几类：1. 水库大坝：用于拦截河道、形成水库，调节水量、保障供水，以及改善河流生态等。
2. 水闸：用于调节水位、控制流量，实现防洪、灌溉、发电等功能。
3. 堤防：用于防止洪水泛滥，保护人民生命财产安全。
4. 泵站：用于抽水灌溉、排水防洪、城市供水等。
5. 水电站：利用水能发电，为城市和农村提供电力。
6. 港口与航道：为船舶提供停靠、装卸货物及避风等设施，保证水上交通的顺畅。
7. 防洪工程：通过建设防洪堤、分洪工程等措施，降低洪水对人民生命财产的威胁。
8. 其他水工建筑物：如给排水工程、水文监测设施等。
二、建筑物规模水工建筑物的规模通常以其库容、流量、水位等指标来划分。
根据规模大小，水工建筑物可分为以下几类：1. 大中型工程：库容在10万m³以上，或者灌溉面积在3万亩以上，或者装机容量在10MW以上的工程。
2. 小型工程：库容在10万m³以下，或者灌溉面积在3万亩以下，或者装机容量在10MW以下的工程。
三、建筑物的重要性水工建筑物的等级通常与其对人民生命财产安全的影响程度相关联，可以分为以下几类：1. 一级建筑物：对人民生命财产安全具有特别重大影响的水工建筑物，如国家重要的大型水库大坝、大型流域控制性工程等。
2. 二级建筑物：对人民生命财产安全具有重大影响的水工建筑物，如大型城市供水工程、大型泵站等。
3. 三级建筑物：对人民生命财产安全具有一定影响的水工建筑物，如小型水库大坝、小型泵站等。
4. 四级建筑物：对人民生命财产安全影响较小的水工建筑物，如农田灌溉渠道、小水电站等。
5. 五级建筑物：对人民生命财产安全基本无影响的水工建筑物，如水文监测设施等。
一、水工建筑物的分类1．按建筑物的用途分类●挡水建筑物用以拦截江河，形成水库或壅高水位。
如各种坝和闸；以及为抗御洪水或挡潮，沿江河海岸修建的堤防、海塘等。
●泄水建筑物用以渲泄在各种情况下、特别是洪水期的多余入库水量，以确保大坝和其他建筑物的安全。
如溢流坝、溢洪道、泄洪洞等。
●输水建筑物为灌溉、发电、和供水的需要从上游向下游输水用的建筑物，如输水洞、引水管、渠道、渡槽等。
●取水建筑物是输水建筑物的首部建筑，如进水闸、扬水站等。
●整治建筑物用以整治河道，改善河道的水流条件，如丁坝、顺坝、导流堤、护岸等。
●专门建筑物专门为灌溉、发电、供水、过坝需要而修建的建筑物，如电站厂房、沉沙池、船闸、升船机、鱼道、筏道等。
2．按建筑物使用时间分类●永久性建筑物这种建筑物在运用期长期使用，根据其在整体工程中的重要性又分为主要建筑物和次要建筑物。
主要建筑物是指该建筑物失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益，如闸、坝、泄水建筑物、输水建筑物及水电站厂房等；次要建筑物是指失事后不致造成下游灾害和对工程效益影响不大且易于检修的建筑物，如挡土墙、导流墙、工作桥及护岸等。
●临时性建筑物这种建筑物仅在工程施工期间使用，如围堰、导流建筑物等。
有些水工建筑物在枢纽中的作用并不是单一的，如溢流坝既能挡水，又能泄水；水闸既可挡水，又能泄水，还可作取水之用。
二、水利工程等级划分为了使效益、规模与安全投资结合起来，体现经济政策、技术措施相协调，使主次分明，体现重点，区别对待，重要性与经济性相结合，因而需对水利工程划分等级。
水利水电枢纽工程和单项用途的永久性水工建筑物的等别根据SL252-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》规定确定。
综合利用的水利水电枢纽工程，当按其各项用途分别确定的等别不同时，应按其中的最高等别确定整个工程的等别；多用途的水工建筑物，应根据其各用途相应的等别中最高者和其本身的重要性确定级别。
三、水工建筑物特点1．工程量大、投资多、工期较长2．工作条件复杂由于水的作用形成了水工建筑物特殊的工作条件：挡水建筑物蓄水以后，除承受一般的地震力和风压力等水平推力外，还承受很大的水压力、浪压力、冰压力、地震动水压力等水平推力，对建筑物的稳定性影响极大；通过水工建筑物和地基的渗流，对建筑物和地基产生渗透压力，还可能产生浸蚀和渗透破坏；当水流通过水工建筑物下泄时，高速水流可能引起建筑物的空蚀、振动以及对下游河床和两岸的冲刷；对于特定的地质条件，水库蓄水后可能诱发地震，进一步恶化建筑物的工作条件。
第一节 水工建筑物概述 一、水工建筑物的基本概念 控制和调节水流、防治水害、开发利用水资源的建筑物是实现各项水利工程目标的重要组成部分。
二、水工建筑物的分类和特点 （一）水工建筑物的分类 功能分类：挡水建筑物、泄水建筑物、输（引）水建筑物、取水建筑物、水电站建筑物、过坝建筑物、整治建筑物。
使用期限：永久性建筑物（主要、次要）、临时性建筑物。
1.按功能分类 1）挡水建筑物：拦截或约束水流，并可承受一定水头作用的建筑物；拦河坝、堤防、施工围堰等。
2）泄水建筑物：用以排泄水库、湖泊、河渠等多余水量，保证挡水建筑物和其他建筑物安全，或为必要时降低库水位乃至放空水库而设置的水工建筑物。
例如设于河床的溢流坝、泄水闸、泄水孔，设于河岸的溢洪道、泄水隧洞等。
3）输（引）水建筑物：指为灌溉、发电、城市或工业给水等需要，将水自水源或某处送至另一处或用户的建筑物。
如引水隧洞、引水涵管、渠道以及穿越河流、洼地、山谷的交叉建筑物（如渡槽、倒虹吸管、输水涵洞）等。
4）取水建筑物：指位于引水建筑物首部的建筑物，如取水口、进水闸、扬水站等。
5）水电站建筑物：水力发电站中用于拦蓄河水、抬高水头、引水经水轮发电机组以及发电所需的机电设备等的总称。
水电站中特有的建筑物包括： ①平水建筑物，当水电站负荷变化时，用于平稳引水道中流量及压力的变化，如前池、调压室等； ②尾水道，通过它将发电后的尾水自机组排向下游； ③发电、变电和配电建筑物； ④为水电站的运行管理而设置的必要的辅助性生产、管理及生活建筑设施等。
6）过坝建筑物：专用于通航过坝的船闸、升船机及鱼道、筏道等。
7）整治建筑物：指为改善河道水流条件、调整河势、稳定河槽、维护航道和保护河岸的各种建筑物，如丁坝、顺坝、潜坝、导流堤、防波堤、护岸等。
2.按使用期限分类 （1）永久性建筑物是指工程运行期间长期使用的建筑物，根据其重要性又分为主要建筑物和次要建筑物。
主要建筑物：失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物，如拦河坝、溢洪道、引水建筑物、水电站厂房等。
水利水电工程建筑物及建筑材料水利水电工程建筑物的类型及组成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水利水电工程等级划分，既关系到工程自身的安全，又关系到其下游人民生命材产、工矿企业和设施的安全，对工程效益的正常发挥、工程造价和建设速度有直接影响。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000的规定，对于我国不同地区、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等别，根据其工程规模、效益以及在国民经济中的重要性，划分为1-5等，见表2F311011-1 综合利用的水利水电工程可能同时具有防洪、发电、灌溉、供水等任务。
为工程安全起见，按表2F311011-1确定其等别时，当各项任务指标对应的等别不同，其整个工程等别应按其中最高的等别确定。
拦河水闸工程的等别，应根据其最大过闸流量，按表2F311011-2确定。
灌溉、排水泵站的等别，应根据其装机流量与装机功率，按表2F311011-3确定。
工业，城镇供水泵站的等别，应根据其供水对象的重要性，按表2F311011-1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。
应根据所属工程的等别及其在工程中的作用和重要性分析确定。
1、永久性水工建筑物级别划分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12345级，见表2F311011-4.水库大坝按上述规定为2级，3级的永久性水工建筑物，如坝高超过表2F311011-5指标，其级别可提高一级，但洪水标准可不提高。
当永久性水工建筑物基础的工程地质条件复杂或采用新型结构时，对2-5级建筑物可提高一级设计，但洪水标准不予提高。
堤防工程的防洪标准主要由防洪对象的防洪要求而定。
堤防工程的级别根据堤防工程的防洪标准确定见表2F311011-6穿堤水工建筑物的级别，按其所在堤防工程的级别和建筑物规模相应的级别中的最高级别确定。
1、水工建筑物的分类？按用途分类：1、一般水工建筑物（挡水建筑物、泄水建筑物、输水、取水建筑物河道整治建筑物）2、专门水工建筑物2、水利枢纽、水利工程、水工建筑物。
1 、由几种不同类型的水工建筑物集合在一起构成一个完整的综合体，用来控制和支配水流，这些建筑物的综合体称为水利枢纽。
2、水利工程：对自然界地表水，地下水进行控制和调配，以达到除害兴利目的而修建的工程。
3、水工建筑物：为了达到防洪灌溉、发电、供水等目的，而修建的各种不同类型的建筑物。
3、水利枢纽分等，水工建筑物分级（五级）（永久性建筑物级别：1、主要建筑物坝、闸、电站厂房。
2、次要建筑物护岸、导流墙。
临时性建筑物级别、导流建筑物施工围堰）不同级别的水工建筑物，在规划、设计、施工管理方面的要求不同：级别越高，要求越高。
不同要求：1、抗御洪水能力2、强度和稳定安全度3、建筑材料4、运行可靠性。
4、重力坝的优缺点：优点：1、工作安全，运行可靠；2、对地形、地质条件适应性强；3、泄洪方便，导流容易；4、施工方便，维护简单；5、受力明确，结构简单。
缺点：1、坝体剖面尺寸大，材料用量多；2、坝底扬压力大；3、砼坝体体积大，在凝结过程中产生大量水化热和硬化收缩。
5、重力坝的类型1、结构（实体重力坝：造价高，自重大，地基承受荷载大。
宽缝重力坝：中间空隙降低扬压力，节省材料，结构复杂。
空腹重力坝：中间节省砼，降低扬压力和成分，中间可建修发电厂房。
预应力重力坝：增加坝体上游部分的压应力，提高抗滑稳定性。
装配式重力坝：改善施工质量，降低把的温度升高。
）2、材料（砼重力坝、浆砌石重力坝）6、重力坝的作用，荷载。
（作用：1、永久作用：自重，土压力，淤沙压力。
2、可变作用：静水压力，扬压力，动水压力。
3、偶然作用：地震作用。
）（荷载：自重、静水压力、动水压力、淤沙压力扬压力、浪压力。
）7、砼强度等级：1、一般重力坝的砼其抗压强度等级采用C10、C15、C20、C25、C7.5只用于应力很小的次要部位或作回填用。
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，其长度称为闸基防渗长度。
水利行业基础知识，为初级水利人打好基石01水工建筑物等级划分1、水利水电工程分等指标(第一页表格)，分为一二三四五等，分别是防洪、灌溉、发电、供水和治涝。
2、永久性水工塔楼级别：根据所在地工程的等别、建筑物的重要性确定为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级，穿堤水工高层建筑按最高级别确定。
3、临时性水利工程建筑物级别：按第二页下方表格确定，对于3级临时性水工建筑物，符合该级别规定的指标符合不得小于两项。
02水工建筑物的进行分类及作用1、按作用分类：挡水建筑物，泄水建筑物、输水建筑物、取(进)水建筑物、整治建筑物治理以及专门为灌溉、发电、过坝可能需要而兴建的建筑物。
2、取(进)水建筑物：供水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进水口段、灌溉渠首和供水用的扬水站等。
3、整治建筑物：用以减低河流的水流条件、调整河势、稳定河槽、维护航道以及为防护河流、水库、湖泊中的波浪和水流当中对岸坡冲刷的建筑物，如顺坝、丁坝、导流堤、护底和护岸等。
4、专门建筑物：为灌溉、发电、过坝等可能需要兴建的建筑物。
如专为发电用的引水管道、压力前池、调压室、电站厂房;专为灌溉用的沉砂池、冲砂闸;专为过坝用的升船机、船闸、鱼道、过木道等。
03水库与提防的特征水位1、水库的特征水位：校核洪水位、设计洪水位、防洪高水位、正常蓄水位、防洪限制水位、死水位。
2、留心工程特征水位：设防(防汛)水位(开始防汛的水位)、警戒水位(准备抢险的水位)、保证水位(设计的洪水位)。
04土石坝的类型1、按坝高分：低坝(30m以下)、中坝(30-70m之间)、高坝(70m以上)。
2、按施工方法分：碾压式土石坝(最常见，分为：均质坝(低坝)、土质润湿剂体分区坝、非土料防渗体坝)、水力冲填坝、定向爆破堆石坝。
05泥石坝的构造及作用1、坝顶构造：坝顶宽度(高坝选10-15m、中低坝选5-10m)、护面(Ⅳ采用四级以下的坝下泳也可以采用草皮护面)、防浪墙(1-1.2m)。
2、防渗体：主要有心墙、斜墙、铺盖、截水墙等。
水工建筑物级别划分前段时间我们学习了《水利水电工程等级划分》今天我们再介绍水工建筑物级别是如何划分的。
一、进水口建筑物级别1、整体布置进水口建筑物级别应分别与所在大坝、河床式水电站、拦河闸等枢纽工程主体建筑物相同。
2、独立布置进水口建筑物级别应根据进水口功能和规模按表1确定，对于堤防涵闸式进水口级别还应符合《堤防工程设计规范》，并按较高者确定。
表1二、水工建筑物挡土墙级别表21、水工建筑物中的挡土墙级别，应根据所属水工建筑物级别按表2确定。
2、位于防洪（挡潮）堤上具有直接防洪（挡潮）作用的水工挡土墙，其级别不应低于所属防洪（挡潮）堤的级别。
三、边坡的级别1、边坡的级别应根据相关水工建筑物的级别及边坡与水工建筑物的相互间关系，并对边坡破坏造成的影响进行论证后按表3的规定确定。
表32、若边坡的破坏与两座及其以上水工建筑物安全有关，应分别按照表3的规定确定边坡级别，并以最高的边坡级别为准。
四、调水工程级别1、调水工程的等别，应根据工程规模、供水对象在地区经济社会中的重要性，按表4综合研究确定。
表42、以城市供水为主的调水工程，应按供水对象重要性，引水流凉和年引水量三个指标拟定工程等别，确定等别时至少应有两项指标符合要求。
以农业灌溉为主的调水工程，应按灌溉面积指标确定工程等别。
五、导流建筑物级别1、导流建筑物应根据其保护对象、失事后果、使用年限和围堰工程规模划分为3~5级，具体按下表确定。
表52、当导流建筑物根据上表指标分属不同级别时，应以其中最高级别为准。
但列为3级导流建筑物时，至少应有两项指标符合要求。
3、应根据不同的导流分期按表5划分导流建筑物级别；同一导流分期中的各导流建筑物级别，应根据其不同作用划分。
4、过水围堰级别应按表5确定，该表中的各项指标以过水围堰挡水情况作为衡量依据。
5、当导流建筑物与永久建筑物结合时，导流建筑物设计级别与洪水标准仍应按表5及表6的规定执行；但成为永久建筑物部分的结构设计应采用永久建筑物级别标准。
绪论水工建筑物：为了满足防洪要求，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。
水利枢纽：不同类型水工建筑物组成的综合体成为水利枢纽。
水工建筑物根据所属工程等别及其在工程中的作用和重要性分为五级；水利枢纽根据工程规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。
永久性建筑物：指工程运行期间使用的建筑物。
临时性建筑物：指工程施工期间使用的建筑物，如导流建筑物、施工围堰等。
水工建筑物按作用分类：1挡水建筑物2泄水建筑物3输水建筑物4取（进）水建筑物5整治建筑物6专门建筑物挡水建筑物：指用以拦截江河，形成水库或壅高水位，以及为抗御洪水或挡潮沿江河海岸修建的堤防、海塘等。
泄水建筑物：指用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌，或为人防、检修而放空水库、渠道等，以保证坝和其他建筑物的安全。
整治建筑物：指用以改善河流的水流条件，调整水流对河床及河岸的作用。
专门建筑物：指为灌溉、发电、过坝需要等而兴建的建筑物。
水利工程的特点：1工程量大，投资多，工期长2工作条件复杂3受自然条件制约，施工难度大4效益大，对环境影响也大5失事后果严重重力坝重力坝：用混凝土或石料等材料修筑，主要依靠坝体自重保持稳定的坝。
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应力来抵消由于水压力所引起的拉应力，以满足强度要求。
重力坝得到广泛采用，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枢纽泄流问题容易解决4便于施工导流5施工方便缺点：坝体剖面尺寸大，材料用量多2坝体应力较低，材料强度不能充分发挥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。
重力坝的设计内容：1剖面设计2稳定分析3应力分析4构造设计5地基处理6溢流重力坝和泄水孔的孔口设计7监测设计重力坝受的荷载与作用：1自重（包括固定设备重）2静水压力3扬压力4动水压力5波浪压力6泥沙压力7冰压力8土压力9温度作用10风作用11地震作用荷载：1基本荷载2特殊荷载荷载组合：1基本组合2特殊组合基本组合属于设计情况和正常情况，由同时出现的基本荷载组成；特殊组合属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。
