水工建筑物重点(DOC 12页).doc

1、我国水资源丰富么?解绝能源问题是否应优先开发水电,为什么 ? 我国水资源总量丰富,但人均稀少:总量世界排行第六,人均占有 量是世界人均占有量的 1/4。水能资源总量位居世界第一。水资源在时间、空间上分布不合理:大部分地区都有汛期和非汛期 之分,汛期雨量大且集中。在空间上南部东南部很大,北部西北部极 少。与人口、耕地布局不相适应:什么叫水利枢纽,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 流的适宜地段修筑不同类型的建筑物,用来控制和分配水流,这些建 筑物统称水工建筑物,而不同类型水工建筑物组成的综合体称为水利 枢纽。水工建筑物特点工程量大,投资多,工期长 工作条件复

2、杂 受自然条件制约,施工难 度大 效益大,对环境影响也大 失事后果严重水工建筑物分类,各自功用。挡水建筑物。用以拦截江河,成水库或雍高水位泄水建筑物。用以宣泄多余水量 , 排放你泥沙和冰凌,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输水建筑物。为满足灌溉,发电,和供水的需求,从上游向下游输水 的建筑物取 (进 水建筑物。输水建筑物的首部建筑整治建筑物。以改善河流的水利条件,调整水流对河床及河岸的作用, 以及防护水库,湖泊中的波浪和水流对岸坡的冲刷专门建筑物。为灌溉,发电,过坝需要而兴起的建筑物说明分等、分级的意义、对象、依据?分等分级的意义(或目的 :为贯彻执行国家经济、技术

3、政策,达到既 安全又经济的目的。对象:分等对象是水利水电枢纽工程,分级的对象是水工建筑物。 依据:分等的依据是按工程规模、效益及其在国民经济中的重要性进 行分等,分级的依据是按水工建筑物所属的工程等别、及其在枢纽中 的最重性进行分级。1. 重力坝的原理 :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。2. 重力坝的特点及其类型。优点 :a.结构作用明确,设计方法简便,安全可靠 对地形地质条件的 适应性强 枢纽泄洪问题容易解决 便于施工导流 施工方便缺点:a. 坝体剖面尺寸大,材料用量多 坝体应力较低。材料强度不能 充分发

4、挥 坝体与地基接触面积大,相应坝底扬压力大,对稳定不利 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, 因此在浇筑混凝土时需要有严格的温度控制措 施3. 扬压力 :包括上浮力和渗流压力。上浮力是由坝体下游水深产生的 浮托力;渗流压力是在上下游水位差的作用下,水流通过基岩节理, 裂隙而产生的向上的静水压力4. 重力坝承受的荷载和作用主要 有:自重 静水压力 扬压力 动水压力 波浪压力 泥沙压力 冰压力土压力 温度作用 风作用 地震作用荷载组合可以分为基本组合和特殊组合,考虑荷载组合时,根据其 出现的几率,给以不同安全系数6. 重力坝的抗滑稳定分析a.沿坝基面

5、的抗滑稳定分析抗剪强度公式 抗剪断公式b.深层抗滑稳定分析刚体极限平衡法 有限元法 地质力学模型试验7.提高坝体抗滑能力的措施a.利用水重 b.采用有利的开挖轮廓线 c.设置齿墙d.抽水措施 e.加固地基 f.横缝灌浆 .预加应力措施8. 溢流坝的消能方式有哪些 ?底流消能 :挑流消能 :面流消能 :消力戽消能9. 重力坝地基处理工作有哪些方面?都需要采取哪些措施防渗和提高基岩的强度坝基的开挖与清理坝基的加固处理 固结灌浆断层破碎带、软弱夹层的处理措施:设置砼塞坝基的防渗与排水 帷幕灌浆 设排水孔10. 针对不同分区重力坝体对材料的具体要求 。坝体各部位的工作条件不同,对混凝土强度、抗渗、抗冻

6、、抗冲 刷、抗裂等性能的要求不同,因此应按不同部位不同工作条件分区, 采用不同强度混凝土。分缝的目的?举例说明分缝的种类。11. 坝体分缝的目的是 :防止温度变化和地基不均匀沉降导致坝体 开裂 ,满足施工的要求。常见的缝有:横缝 、 纵缝 和施工缝。拱坝的工作特点。稳定特点。坝体的稳定主要依靠俩岸拱端的范例作用。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,使坝体应力重新分配。主要承受轴向压力的推力结构,拱内 弯矩较小,应力分布较为均匀,有利于发挥材料的强度。荷载强度。拱坝坝身不设永久伸缩缝,温度变化和基岩变

7、形对坝体应 力的影响比较显著,设计时,必须考虑基岩变形,并将温度作用列为 一项主要荷载。作用在拱坝上的荷载。拱坝承受的荷载:自重 静水压力 扬压力 动水压力 波浪压力 泥沙压力 冰压力 温度作用 地震作用 荷载组合形式:基本组合 特殊组合拱坝应力分析方法a.纯拱法 b.拱梁分载法 c.有限元法 d.壳体理论计算法拱坝稳定分析的重点失稳型式:拱座失稳,坎肩岩体失稳,沿建基面及其附近软弱面的上 滑失稳稳定分析方法 :刚体极限平衡法,有限元法,地质力学模型试验方法 在拱坝坝肩岩体稳定计算中,应当考虑下列荷载:坝体传来的作用力, 岩体的自重,渗流水压力拱坝设计的稳定指标拱坝坝身泄水方式自由跌流式 b.

8、鼻坎挑流式 c.滑雪道式 d.坝身泄水孔式拱坝坝身消能方式a. 跌流消能 b. 挑流消能 c.底流消能拱坝分缝目的为便于施工期间混凝土散热和降低收缩应力,防止混凝土产生裂缝, 需要分段浇筑,各段之间设有收缩缝,在坝体混凝土冷却到年平均气 温左右、混凝土充分收缩后,再用水泥浆封填。1简述土石坝的工作特点土石坝是土坝与堆石坝的总称。土石坝历史悠久,在国内外广泛采 用。优点:就地取材;结构简单,便于维修和加高、扩建;对地质 条件要求较低,能适应地基变形;施工技术较简单,工序少,便于 组织机械化快速施工;有较丰富的修建经验。缺点:坝身不能溢流,需另设溢洪道;施工导流不如混凝土坝方 便;粘性土料的填筑受

9、气候条件的影响大等。2. 简述土石坝渗流分析的内容和目的,渗流变形的形式内容 :a.确定坝体内侵润线b.确定渗流的主要参数渗流流速与比降c.确定渗流量目的 :a.土中饱水程度不同, 土料的抗剪强度等力学特性也相应地发生 变化,渗流分析将为坝体内各部分土的饱水状态的划分提供依据 b. 确 定对坝体稳定有重要影响的渗流力作用 c.进行坝体防渗布置与土料 配置, 根据坝体内部的渗流参数与渗流逸出比降 , 检验土体的渗流稳定 性,防止发生管涌和流土,在此基础上确定坝体及坝基中防渗体的尺 寸和排水设施的容量和尺寸 d.确定通过坝和河岸的渗水量损失, 并设 计排水系统的容量。渗流变形 :a. 管涌:指在渗

10、流作用下,土中的细颗粒由骨架孔隙通道中被带走而 流失的现象。主要出现在较疏松的无黏性土中 . b .流土:指在向上的 渗流作用下,表层局部土体被顶起或是粗细颗粒群发生浮动而流失的 现象。多发生在黏性土,不均匀砂土中。 c. 接触冲刷:指渗流沿着渗 流系数不同的俩种土层接触面上或是建筑物与地基接触面上流动时, 将细颗粒沿接触面带走的现象。 d. 接触流土:指在渗流系数相差悬殊 的俩种土层交界面上,由于渗流垂直于层面流动,将渗流系数较小土 层中的细颗粒带入渗流系数较大土层中的现象。内摩擦角 凝聚力4. 简述土石坝筑坝材料的选择原则a.具有与使用目的相适应的工程性质 .b.土石料的工程性质在长期时间

11、内保持稳定 .c.具有良好的压实性能。5. 土石坝防渗体土料选择原则 a.防渗性 b.抗剪强度 c.压缩性 d.抗渗稳定性 e.含水率 f.颗粒级配 g.膨胀量及收 缩值 h.可溶盐及有机质含量6. 分别叙述黏性土 , 砂砾石土坝填筑标准黏性土:以压实度和最优含水率作为设计控制标准,采用的设计干 密度等于最优含水率时击实的最大干密度与压实密度的成积。砂砾石:所用填筑料取自一个至数个料场,压实密度需随土料的压 实性能不同而进行浮动。不利的变形是土石坝产生裂缝的原因。纵向裂缝,横向裂缝,内部裂缝 防治措施:改善坝体结构或平面设计 重视坝基处理 适当选用坝身土料 采用适宜的施工措施和运行方式 土石坝

12、坝基处理的方法及种类岩基处理:岩基上的覆盖层较薄,将防渗体坐落在岩基上形成截水槽,阻截渗流 岩基面不平整或存在微小裂隙处,灌浆、喷水泥沙浆或浇筑混凝土进 行处理对断层、破碎带、软弱夹层等不良地质构造,将接触表面处理好,采 用水泥或化学材料灌浆、混凝塞、混凝土防渗墙岩基透水性较强,须做帷幕灌浆,高坝还宜做固结灌浆砂砾石坝基处理 :挖除、排水预压、振冲加固等措施,做好防渗和排水黏性土截水槽、混凝土防渗墙、灌浆帷幕、防渗铺盖、下游排水减压 设施请叙述水闸的组成部分 闸室,上游连接段,下游连接段水闸的工作特点软土地基的压缩性大,承载能力低,细砂容易液化,抗冲击能力差。 水闸泄流时,尽管流速不高,但水流

13、仍具有一定的剩余能量 , 而土基的 抗冲刷能力较低,可能引起水闸下游冲刷。此外水闸下游出现的波状 水跃和折冲水流,将会进一步加剧对河床和俩岸的淘刷。同时,由于 闸下游水位变幅大,闸下出流可能形成远驱水跃,临界水跃直至淹没 度较大的水跃。土基在渗透水流作用下,容易产生渗流变形,特别是 粉,细砂地基,在闸后易出现翻砂冒水现象,严重时闸基和俩岸会被 淘空,引起水闸沉降,倾斜 , 断裂甚至倒坍渗流计算的目的 :求解渗流区域内的渗水压力、渗流坡降、渗 流流速及渗流量水闸的渗流计算方法 流网法 改进的阻力系数法 直线法水闸的防渗及排水设施有哪些铺盖:黏土和黏攘土铺盖 沥青混凝土铺盖 钢筋混凝土铺盖 板桩

14、过闸水流的特点闸下易形成波状水跃闸下易出现折冲水流请叙述说水闸的消能能形式底流消能 海漫 防冲槽及末端加固水闸稳定分析的重点是 什么?验算水闸在刚建成、运行、检修以及施工期间等不同工作情况下的稳 定性。对于孔数较少而未分缝的小型水闸,可取整个闸室验算单元; 对于孔数较多没有沉降缝的水洞,则应取俩缝之间的闸室单元进行验 算10. 水闸地基处理的方法有哪些预压加固 换土垫层 桩基础 沉井基础11. 如何处理好水闸与俩岸建筑物的连接建在较为坚实地地基、高度不大的水闸,可用边墩直接于俩岸 或土石坝连接。 在闸身较高且地基软弱的条件下,可在边墩背 面设置岸墙。 若地基承载力过低,还可采用保持河岸的原有坡

15、 度或将土石坝休整成稳定边坡,用钢筋混凝土挡水墙连接边墩与河岸 或土石坝。12.连接建筑的破坏形式边墩、岸墙、翼墙、刺墙 滑动破坏 浅层地基的剪切破坏 深层地基的剪切破坏 下沉破坏水工隧洞的功能与类型有哪些功能配合溢流道宣泄洪水,有时也可以作为主要泄洪建筑物只用。引发水电,或为灌溉、供水、航运和生态输水排放水库泥沙,延长水库使用年限,有利于水电站等得正常运行。 放空水库,用于人防或检修建筑物。在水利枢纽施工期用来导流。分类a. 泄洪隧道 引发水电和尾水隧道 灌溉和供水隧道 放空和排沙隧 道 施工导流隧道b. 有压隧道 无压隧道请叙述水工隧洞的工作特点水利特点 :枢纽中的泄水隧道大多为深式进口,

16、 少数为表孔进口。 深式泄水隧道的泄水能力随作用水头H的增大泄流量增加缓慢,超泄 能力不如表孔强;但深式进口位置较低,能提前泄洪,从而提高水库 的利用率, 减轻下游的防洪负担。 泄水隧洞所承受的水头较高, 流速较大如果体型设计不当或施工存在缺陷,可能引起空化水流而导 致空蚀;水流脉动会引起闸门等建筑物的振动;出口单宽流量大,能 量集中会造成下游冲刷。结构特点:隧洞开挖后,会引起应力重分布,导致围岩产生变形 甚至崩塌,为此常需设置临时支护和永久性衬砌,已承受围岩压力, 但围岩本身具有承载可与衬砌共同承受内水压力等荷载。施工特点 :隧洞一般是断面小,洞线长,从开挖、衬砌到灌浆工序 3. 水工隧洞组

17、成:进口段 洞身段 出口段4. 水工隧洞洞身的衬砌功用是什么 ? 类型有那些功用:限制围岩变形 , 保证围岩稳定承受围岩压力、内水压力等荷载防止渗漏 保护岩石免受水流、空气、温度、干湿变化等得冲蚀破坏作 用 减小表面糙率类型平整衬砌:不承受作用力,只起减小隧洞表面糙率,防止渗漏和保 护岩石不受风化的作用。适用于围岩条件比较好,能自行稳定,且水 头、流速较低的情况。单层衬砌:适用于中等地质条件、 断面较大、 水头流速较高的情况。 组合式衬砌5. 水工隧道洞出口的消能设施有哪些a. 挑流消能 b. 底流消能 c. 洞中突扩消能 d. 洞内旋流消能6. 在水工隧洞中空化空蚀的破坏性是怎样当水流的最小

18、空化数大于体形的空化数时,不会发生空蚀,否 则会可能发生。高流速的泄水隧洞常因空蚀而遭受破坏。空蚀原因是衬砌表面施工放线不准确,混凝土存在突体、冷缝、 蜂窝等缺陷。7. 减蚀措施 :做好体形设计 , 控制过流边界的不平整度,人工掺气、通 气,选用抗空蚀性能强的衬砌材料8. 在岩体中开挖隧道洞或隧道内为什么要防岩爆在高地应力地区的完整岩体中, 积聚着大量弹性应变能形成很高的 初始应力,一旦开挖,出现自由边界,切向应力急剧增加,能量进一 步集中,在高应力作用下,岩块会发生突发性脆性破裂、飞散,会危 及人生安全,影响施工,固应防范。9. 水工隧道洞衬砌的荷载种类是怎样组合正常使用情况。 围岩压力 +衬砌自重 +宣泄设计洪水时的内压力 +外水压 力施工、检修情况。围岩压力 +衬砌自重 +可能出现的最大外水压力 非常运情况。 围岩压力 +衬砌自重 +宣泄校核洪水时的内水压力 +外水压 力10. 围岩压力:隧洞开挖后因围岩变形或坍塌作用在支护上的压力 围岩的弹性抗力:衬砌受力朝向围岩变形,围岩对称砌呈现出的一种 被动抗力。说明衬砌能与围岩一起工作,从而减小由荷载产生的衬砌 内力,对衬砌有利。11. 作用在衬砌的荷载 :围岩压力,内水压力,外水压力,衬砌自重,灌浆压力,温度作用,地震作用