1、水利工程水利工程水利科学与水利工程n人类为了生存和可持续发展的需要，采取各种措施，适应、改变、调配和使用自然界的水和水域，以求在与自然和谐发展、维护生态和环境安全的前提下，合理利用水资源，并防止洪涝、干旱、污染等各种灾害，这类活动所涉及到的学科规律以及相应工程技术的理论知识体系就是水利科学，与这类活动有关的工程措施就是水利工程。第一节第一节 水利枢纽水利枢纽n一、水利枢纽的分类及作用n二、蓄水枢纽n三、水库对周围环境的影响n四、水工建筑物的分类n五、水利枢纽与水工建筑物等级划分水利枢纽的分类及作用(1)n按修建项目的不同分：水力发电工程 航运工程 农田水利工程 河道整治与防洪工程 供水和排水工
2、程 n按组成建筑物的作用分：蓄水枢纽（水库的三大件）引水枢纽:无坝引水 有坝引水水利枢纽的分类及作用(2)n水利枢纽的概念:为了综合利用水资源，达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的，需要修建几种不同类型的建筑物，以控制和支配水流，满足国民经济发展的需要，这些建筑物通称为水工建筑物，而由不同水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。n丹江口水利枢纽简介 丹江口水利枢纽布置图 丹江口水利枢纽蓄水枢纽(1)n水库的作用:径流调节 径流调节的分类n水库的特征水库和库容 库水位及水库特性曲线的概念 死水位的概念及选择 正常蓄水位的概念及选择 水库汛期限制水位及选择 设计洪水位的概念及选择蓄水枢纽(2)n径流
3、调节：利用水库的体积，有计划的蓄泄天然来水，将径流进行重新分配，以满足人们的要求，称为径流调节。满足兴利要求的径流调节，称为兴利调节。为了拦蓄洪水，削减洪峰的调节，称为防洪调节，或称洪水调节。n径流调节按周期长短的分类：日调节 年调节 多年调节1死水位死水位2防洪限制水位防洪限制水位3正常蓄水位正常蓄水位4防洪高水位防洪高水位5设计洪水位设计洪水位6校核洪水位校核洪水位7坝顶高程坝顶高程水库对周围环境的影响 水库能给国民经济各个方面带来许多综合效益，也会给周围环境产生一定的影响，如造成淹没、浸没、库区坍岸、气候和生态环境的变化等。n淹没与浸没 n水库淤积 n环境影响水工建筑物的分类（一）n按建
4、筑物的用途分类 1、挡水建筑物 2、泄水建筑物 3、引水建筑物 4、输水建筑物 5、整治建筑物 6、专门建筑物 水工建筑物的分类（二）n按建筑物使用时间分类 1、永久性建筑物:主要建筑物 次要建筑物 2、临时性建筑物 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。水利枢纽与水工建筑物等级划分n水利水电工程的等别，应根据其工程规模、效益及在国民经济中的重要性进行划分。按照水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000），共分为五等。n水利水电工程的永久性水工建筑物的级别，应根据其所在的工程等别和建筑物的重要性划分，共分为五级。n
5、水利水电工程施工期使用的临时性挡水和泄水建筑物的级别。应根据保护对象的重要性、失事后果、使用年限和临时性建筑物的规模划分为3、4、5级。第二节第二节 蓄水工程蓄水工程n一、土石坝:土坝 堆石坝 土石混合坝 n二、重力坝:溢流重力坝 非溢流重力坝 n三、拱坝:单曲拱坝 双曲拱坝 土石坝 n土石坝的特点n土石坝的类型 n土石坝断面的基本尺寸n土坝的构造n坝基处理n土坝与岸坡的连接 土石坝得以广泛应用和发展的主要原因 n可以就地取材，节约大量水泥、木材和钢材，几乎任何土石料均可筑坝。n能适应各种不同的地形、地质和气候条件。n构造简单，施工技术易于掌握，既可人力施工，也可用机械化施工n大功率、多功能、
6、高效率施工机械的发展，提高了土石坝的施工质量，加快了进度，降低了造价，促进了高土石坝建设的发展。n岩土力学理论、试验手段和计算技术的发展，提高了大坝分析计算的水平，加快了设计进度，进一步保障了大坝设计的安全可靠性。n高边坡、地下工程结构、高速水流消能防冲等设计和施工技术的综合发展，对加速土石坝的建设和推广也起了重要的促进作用。土石坝的特点 n稳定方面。土石坝不会产生水平整体滑动。土石坝失稳的形式，主要是坝坡的滑动或坝坡连同部分坝基一起滑动。n渗流方面。土石坝挡水后，在坝体内形成由上游向下游的渗流。渗流不仅使水库损失水量,还易引起管涌、流土等渗透变形。n冲刷方面。土石坝为散粒体结构，抗冲能力很低
7、n沉陷方面。由于土石料存在较大的孔隙，且易产生相对的移动，在自重及水压力作用下，会有较大的沉陷。土石坝的类型(1)n土石坝按坝高可分为：高度在30m以下的为低坝；高度在30-70m之间的为中坝；高度超过70m的为高坝。土石坝的坝高均从清基后的地面算起。n按施工方法分类:碾压式土石坝；水力冲填坝；水坠坝；水中填土坝或水中倒土坝；土中灌水坝；定向爆破堆石坝。土石坝的类型(2)n按坝体材料的组合和防渗体的相对位置分类（1）土坝:均质坝；粘土心墙坝和斜墙坝；人工材料心墙坝和人工材料斜墙坝；多种土质坝。（2）土石混合坝（3）堆石坝 土 坝 土石混合坝 堆石坝土石坝断面的基本尺寸(1)n坝顶高程 坝顶高程
8、根据正常运用和非常运用的静水位加相应的超高Y予以确定。Y=R+e+A R-波浪在坝坡上的最大爬高(垂直高度)m；e-最大风壅水面高度，m；A-安全加高 m；根据坝等级和运用情况确定。土石坝断面的基本尺寸(2)n坝顶宽度（1）坝顶宽度应根据运行、施工、构造、交通和人防等方面的要求综合研究后确定。（2）坝顶宽度应按照交通规定选定。（3）当无特殊要求时，高坝的坝顶最小宽度可选用1015m，中低坝可选用510m。（4）坝顶宽度必须考虑心墙或斜墙顶部及反滤层布置的需要。（5）在寒冷地区，坝顶还须有足够的厚度以保护粘性土料防渗体免受冻害。土石坝断面的基本尺寸(3)n坝坡（1）上游坝坡常比下游坝坡为缓，但堆
9、石坝上、下游坝坡坡率的差别要比砂土料为小。（2）土质防渗体斜墙坝上游坝坡的稳定受斜墙土料特性的控制，斜墙的上游坝坡一般较心墙坝为缓。而心墙坝，特别是厚心墙坝的下游坝坡，因其稳定性受心墙土料特性的影响，一般较斜墙坝为缓。（3）当坝基或坝体土料沿坝轴线分布不一致时，应分段采用不同坡率，在各段间设过渡区，使坝坡缓慢变化。土石坝断面的基本尺寸(4)n马道马道 碾压式土石坝上下游坝坡常沿高程每隔1030m设置一条马道，其宽度不小于1.52.0m，用以拦截雨水，防止冲刷坝面，同时也兼作交通、检修和观测之用，还有利于坝坡稳定。马道一般设在坡度变化处。土坝的构造(1)n坝顶（1）护面：坝顶一般都做护面。（2）
10、坝肩：坝顶上游侧常设防浪墙，防浪墙可用混凝土或浆砌石修建。防浪墙的高度一般为1.0-1.2m，下游侧宜设缘石。（3）排水：坝顶应做成向一侧或两侧倾斜的横向坡度，坡度宜采用2%-3%。土坝的构造(2)n护坡与坝坡排水（1）上游护坡-从坝顶到最低水位以下2.5m，或至坝底。（2）下游护坡-由坝顶护至排水棱体，无排水棱体时护至坝脚。（3）坝坡排水-防止雨水的冲刷，在下游坝坡上常设置纵横向连通的排水沟。土坝的构造(3)n坝体防渗（1）粘土心墙:心墙一般布置在坝体中部，有时稍偏上游并稍为倾斜。心墙坝顶部厚度一般不小于3m。心墙与坝壳之间应设置过渡层。有时还要在下部进行帷幕灌浆。（2）粘土斜墙:顶厚（指与
11、斜墙上游坡面垂直的厚度）也不宜小于3m。墙顶应高出设计洪水位0.6-0.8m，且不低于校核水位。斜墙与保护层以及下游坝体之间，应根据需要分别设置过渡层。土坝的构造(4)n坝体排水（1）贴坡排水:顶部应高于坝体浸润线的逸出点。多用于浸润线很低和下游无水的情况。（2）棱体排水:在下游坝脚处用块石堆成棱体，顶部高程应超出下游最高水位，超出高度应大于下游波浪沿坡面的爬高。（3）褥垫排水:伸展到坝体内的排水设施，在坝基面上平铺一层厚约0.4-0.5m的块石，并用反滤层包裹。（4）管式排水:管式排水的构造。埋入坝体的暗管可以是带孔的陶瓦管、混凝土管或钢筋混凝土管，还可以是由碎石堆筑而成。（5）综合式排水:
12、在实际工程中常根据具体情况采用几种排水型式组合在一起的综合式排水。综合式排水 坝基处理及土坝与岸坡的连接(1)n坝基应满足的基本要求（1）控制渗流，使地基以至坝身不产生渗透变形，并把渗流流量控制在允许的范围内；（2）保证地基稳定不发生滑动；（3）控制沉降与不均匀沉降，以限制坝体裂缝的发生。坝基处理及土坝与岸坡的连接(2)n砂砾石地基处理（1）主要问题：解决渗流问题。（2）措施：上防下排，上防包括水平和铅直防渗措施，下排主要是排水减压，铅直的防渗措施能够截断地基渗流，可靠而有效地解决地基渗流问题，在技术条件可能而又经济合理时应优先采用。（3）型式:粘性土截水墙；板桩；混凝土防渗墙；灌浆帷幕；防渗
13、铺盖；排水减压措施。坝基处理及土坝与岸坡的连接(3)n细砂与淤泥地基处理（1）细砂与淤泥地基处理:饱和的均匀细砂地基在动力作用下，特别是在地震作用下易于液化，应采取工程措施加以处理。当厚度不大时，可考虑将其挖除。当厚度较大时，可首先考虑采取人工加密措施，使之达到与设计地震烈度相适应的密实状态，然后采取加盖重，加强排水等附加防护设施。（2）淤泥层的地基处理:淤泥层地基天然含水量大，重度小，抗剪强度低、承载能力小。当埋藏较浅且分布范围不大时，一般应把它全部挖除；当埋藏较深，分布范围又较宽时，则常采用压重法或设置砂井加速排水固结。压重施加于坝趾处。坝基处理及土坝与岸坡的连接(4)n软粘土和黄土地基处
14、理 软粘土层较薄时，一般全部挖除。当土层较薄而其强度并不太低时，可只将表面较薄的可能不稳定的部位挖除，换填较高强度的砂，称为换砂法。黄土地基在我国西北部地区分布较广，其主要特点是浸水后沉降较大。处理的方法一般有：预先浸水，使其湿陷加固；将表层土挖除，换土压实；夯实表层土，破坏黄土的天然结构，使其密实等。坝基处理及土坝与岸坡的连接(5)n土坝与岸坡的连接:坝体与土质地基及岸坡的连接 体与岩石地基及岸坡的连接重力坝 n重力坝的特点和分类n作用于重力坝上的荷载n非溢流重力坝 n溢流重力坝 n重力坝的泄水孔 n重力坝的材料及构造 n重力坝的坝基处理 重力坝是主要依靠坝体自重所产生的抗滑力来满足稳定要求
15、的挡水建筑物。重力坝坝轴线一般为直线，垂直坝轴线方向设横缝，将坝体分成若干个独立 工作的坝段，以免因坝基发生不均匀沉陷和温度变化而引起坝体开裂。为了防止漏水，在缝内设多道止水。垂直坝轴线的横剖面基本上是呈三角形的，结构受力形式为固接于坝基上的悬臂梁。坝基要求布置防渗排水设施。重力坝的特点和分类n重力坝的特点（1）优点:工作安全，运行可靠。对地形、地质条件适应性强。泄洪方便，导流容易。施工方便，维护简单。受力明确，结构简单。（2）缺点：坝体剖面尺寸大，材料用量多，材料的强度不能得到充分发挥。坝体与坝基接触面积大，坝底扬压力大，对坝体稳定不利。坝体体积大，混凝土在凝结过程中产生大量水化热和硬化收缩
16、，将引起不利的温度应力和收缩应力。n重力坝的分类:（1）按坝的高度分类（2）按泄水条件分类（3）按筑坝材料分类（4）按施工方法分类。作用于重力坝上的荷载 n坝体自重 静水压力 扬压力 泥沙压力 浪压力 地震压力 其他荷载 荷载组合 坝体自重和坝面水压力计算图 非溢流重力坝(1)n非溢流重力坝断面的拟定1 基本剖面:重力坝承受的主要荷载是静水压力，控制剖面尺寸的主要指标是稳定和强度要求。作用于上游面的水平水压力呈三角形分布，重力坝的基本剖面是上游近于垂直的三角形。2 实用剖面:基本剖面拟定后，根据作用在坝上的荷载及运用条件，考虑坝顶交通、设备和防浪墙布置、施工和检修等综合需要，把基本剖面修改成实
17、用剖面。坝顶宽度坝顶高程 坝顶布置坝顶排水坝顶防浪墙 重力坝的基本剖面非溢流坝剖面形状非溢流重力坝(2)n坝体稳定计算（1）抗滑稳定计算截面的选取（2）重力坝抗滑稳定计算（3）提高坝体抗滑稳定的工程措施 （常采用以下工程措施）利用水重采用有利的开挖轮廓线 设置齿墙抽水措施 加固地基 横缝灌浆 预加应力措施 防渗排水空腹抛石 坝基开挖轮廓 开挖坝基时，最好利用岩面的自然坡度，使坝基面倾向上游。当坝基比较坚固时，可以开挖成锯齿状，形成局部的倾向上游的斜面，这种方法已广泛采用。非溢流重力坝(3)n坝体应力计算(1)应力分析目的是为了检验大坝在施工期和运用期是否满足强度要求，同时也是为研究解决设计和施
18、工中的某些问题，(2)重力坝的应力分析方法可以归结为理论计算（材料力学法、弹性理论的解析法、弹性理论的差分法、弹性理论的有限元法)和模型试验两大类。计算机的出现使理论计算中的数值解析法发展很快，对于一般的平面问题，常常可以不做试验，主要依靠理论计算解决问题。溢流重力坝(1)n设计要求 溢流重力坝简称溢流坝，既是挡水建筑物，又是泄水建筑物。因此，坝体剖面设计除要满足稳定和强度要求外，还要满足泄水的要求，同时要考虑下游的消能问题。溢流坝应满足泄洪的设计要求：有足够的孔口尺寸、良好的孔口体形和泄水时具有较大的流量系数；使水流平顺地通过坝体，不允许产生不利的负压和振动，避免发生空蚀现象；保证下游河床不
19、产生危及坝体安全的冲坑和冲刷；溢流坝段在枢纽中的位置，应使下游流态平顺，不产生折冲水流，不影响枢纽中其他建筑物的正常运行；有灵活控制水流下泄的设备，如闸门、启闭机等。溢流重力坝(2)n溢流坝的泄水方式（1）坝顶开敞溢流式:不设闸门时，堰顶高程等于水库的正常蓄水位。堰顶设有闸门时，闸门顶高程虽高于水库正常蓄水位，但堰顶高程较低，可利用闸门不同开启度调节库内水位和下泄流量，减少上游淹没损失和非溢流坝的高度及坝体的工程量。随着库水位的升高，下泄流量增加较快，具有较大的超泄能力。（2）孔口溢流式:在闸墩上部设置胸墙，有固定胸墙和活动胸墙两种，既可利用胸墙挡水，又可减少闸门的高度和降低堰顶高程。溢流坝泄
20、水方式 溢流重力坝(3)n溢流坝的剖面设计（1）溢流坝的基本剖面呈三角形。上游坝面可以做成铅直面，也可以做成折坡面。溢流面组成：顶部曲线段、中间直线段和底部反弧段三部分。设计要求：有较高的流量系数，泄流能力大；水流平顺，不产生不利的负压和空蚀破坏；形体简单、造价低、便于施工等。（2）溢流坝的实用剖面：在三角形基本剖面基础上结合堰面曲线修改而成。溢流坝剖面 1-顶部溢流段；2-直线段；3-反弧段；4-基本剖面；5-薄壁堰；6-薄壁堰溢流水舌溢流重力坝(4)n溢流坝的消能防冲（1）溢流坝下泄的水流具有很大的动能，若不妥善进行处理，势必导致下游河床被严重冲刷，甚至造成岸坡坍塌和大坝失事。（2）下泄水
21、流主要消耗：一是水流内部的互相撞击和摩擦；二是下泄水体与空气之间的掺气摩阻；三是下泄水流与固体边界（如坝面、护坦、岸坡、河床）之间的摩擦和撞击。（3）消能方式：底流消能、挑流消能、面流消能和消力戽消能。底流水跃消能图 挑流消能图面流消能示意图 消力戽 重力坝的泄水孔 位于深水以下、重力坝中部或底部的泄水孔称为重力坝的深式泄水孔，又称深孔，底部的又叫底孔。由于深水压力的影响，对孔口尺寸、边界条件、结构受力、操作运行等要求十分严格，以便保证泄流顺畅，运用安全。发电孔必须是有压流；泄洪、冲沙、放水、灌溉、导流等可以是有压流也可以是无压流。n有压泄水孔 n无压泄水孔重力坝的构造n混凝土重力坝的材料（1
22、）混凝土的强度等级（2）混凝土的耐久性 n混凝土重力坝的材料分区 n重力坝坝体的防渗与排水设施n重力坝的分缝与止水 n重力坝的坝内廊道系统 坝体分区示意图(a)非溢流坝；(b)溢流坝；(c)坝身泄水孔 重力坝内部排水构造（a）坝内排水；（b）排水管 坝内廊道系统图（a）立面图；（b）水平剖面图；（c）横剖面图1-坝基灌浆排水廊道；2-基面排水廊道；3-集水井；4-水泵室；5-横向排水廊道；6-检查廊道；7-电梯井；8-交通廊道；9-观测廊道；10-进出口；11-电梯塔重力坝的坝基处理(1)n重力坝对坝基的要求 坝区天然基岩，不同程度地存在风化、节理、裂隙，甚至断层、破碎带和软弱夹层等缺陷，对这
23、些不利的地质条件必须采取适当的处理措施。处理后的地基应满足下列要求：（1）应具有足够的抗压和抗剪强度，以承受坝体的压力；（2）应具有良好的整体性和均匀性，以满足坝基的抗滑稳定要求和减少不均匀沉降；（3）应具有足够的抗渗性和耐久性，以满足渗透稳定的要求和防止渗水作用下岩体变质恶化。重力坝的坝基处理(2)n坝基的开挖与清理 坝基开挖与清理的最终目的是将坝体座落在坚固、稳定的地基上。开挖的深度根据坝基应力、岩石强度、完整性、工期、费用、上部结构对地基的要求等综合研究确定。高坝需建在新鲜、微风化或弱风化下部的基岩上；中坝可建在微风化至弱风化中部的基岩上；坝高小于50m时，可建在弱风化中部或上部的基岩上
24、。同一工程中的两岸较高部位对岩基要求可适当放宽。重力坝的坝基处理(3)n坝基的加固处理 坝基加固的目的：提高基岩的整体性和弹性模量；减少基岩受力后的不均匀变形；提高基岩的抗压、抗剪强度；降低坝基的渗透性。（1）坝基的固结灌浆（2）坝基断层破碎带的处理（3）软弱夹层的处理 重力坝的坝基处理(4)n坝基的防渗和排水（1）帷幕灌浆：帷幕灌浆是最好的防渗方法，可降低渗透水压力，减少渗流量，防止坝基产生机械或化学管涌。常用的灌浆材料有水泥浆和化学浆，应优先采用膨胀水泥浆。（2）坝基排水：降低坝基底面的扬压力，可在防渗帷幕后设置主排水孔幕和辅助排水孔幕。拱坝 n拱坝的特点n拱坝对地形和地质条件的要求 n拱
25、坝的形式 n拱坝与两岸的连接 n拱坝坝顶溢流n拱坝的分缝和缝的处理 拱坝的特点 n结构特点：拱坝是一空间壳体结构,坝体结构可近似看作由一系列凸向上游的水平拱圈和一系列竖向悬臂梁所组成。n稳定特点：拱坝的稳定性主要是依靠两岸拱端的反力作用。n内力特点：拱结构是一种推力结构，在外荷作用下内力主要为轴向压力，有利于发挥筑坝材料（混凝土或浆砌块石）的抗压强度，从而坝体厚度就越薄。拱坝的特点n性能特点：拱坝坝体轻韧，弹性较好，整体性好，故抗震性能也是很高的。拱坝是一种安全性能较高的坝型。n荷载特点：拱坝坝身不设永久伸缩缝，其周边通常是固接于基岩上，因而温度变化和基岩变化对坝体应力的影响较显著，必须考虑基
26、岩变形，并将温度荷载作为一项主要荷载。拱坝的特点n泄洪特点：在泄洪方面，拱坝不仅可以在坝顶安全溢流，而且可以在坝身开设大孔口泄水。n设计和施工特点：拱坝坝身单薄，体形复杂，设计和施工的难度较大，因而对筑坝材料强度、施工质量、施工技术以及施工进度等方面要求较高。拱坝对地形和地质条件的要求 n对地形的要求：左右两岸对称，岸坡平顺无突变，在平面上向下游收缩的峡谷段。n对地质的要求：基岩均匀单一、完整稳定、强度高、刚度大、透水性小和耐风化等。两岸坝肩的基岩必须能承受由拱端传来的巨大推力、保持稳定并不产生较大的变形。1、按拱坝的曲率分：单曲和双曲拱坝。2、按水平拱圈形式分：圆弧拱坝、多心拱坝、变曲率拱坝
27、（椭圆拱坝和抛物线拱坝等）。拱坝的形式 拱坝坝顶溢流 东江水电站东江水电站拱坝的分缝和缝的处理 n拱坝是整体结构，不设置永久性横缝，为便于施工期间混凝土散热和降低收缩应力，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堵，以保证坝的整体性。收缩缝有横缝和纵缝两类。第三节第三节 引水枢纽引水枢纽 n引水枢纽的种类 n水闸的类型、工作条件和闸址选择 n水闸的轮廓尺寸 n闸室n两岸连接建筑物 引水枢纽的种类(1)n（一）无坝渠首枢纽1、位于弯道凹岸的取水枢纽:拦沙坎、进水闸、引水渠、沉沙池等组成。2、导流堤式取水枢纽:导流堤、泄水冲沙闸、进水闸等组成
28、。3、引水渠式取水枢纽:引水渠、拦沙坎、冲沙闸、进水闸等组成。4、多首制取水枢纽引水枢纽的种类(2)左岸凸岸凹岸右岸引水枢纽的种类(3)n（二）有坝渠首枢纽1、沉沙槽式取水枢纽:雍水建筑物、导流墙、冲沙闸、沉沙槽及进水闸等。2、冲沙廓道式取水枢纽:拦河闸（坝）、冲沙闸、进水闸及冲沙廓道。3、人工弯道式取水枢纽:人工引水弯道、进水闸、冲沙闸、泄洪闸、下游排沙道4、底栏栅式取水枢纽:底栏栅坝、泄洪排沙闸、溢流坝、拦沙坎、导流堤。引水枢纽的种类(5)水闸的类型、工作条件和闸址选择(1)n（一）水闸的类型1、按水闸所承担的任务分类:节制闸、进水闸、分洪闸、排水闸、挡潮闸、排沙闸、排冰闸、排污闸等。2、
29、按闸室结构形式分类:开敞式水闸 涵洞式水闸 水闸的类型及位置示意图水闸的类型、工作条件和闸址选择(2)n（二）水闸的工作特点1、稳定方面：水闸必须具有足够的重力，以维持自身的稳定。2、防渗方面：渗流对闸室和两岸联接建筑物的稳定不利，应妥善进行防渗设计。3、消能防冲方面：设计水闸除应保证闸室具有足够的过水能力外，还必须采取有效的消能防冲措施，以防止河道产生有害的冲刷。4、沉降方面：在水闸设计时，必须合理地选择闸型、构造，安排好施工程序，采取必要的地基处理等措施，以减少过大的地基沉降和不均匀沉降。水闸的类型、工作条件和闸址选择(3)n（三）闸址选择 闸址选择关系到工程建设的成败和经济效益的发挥，是
30、水闸设计中的一项重要内容。应根据水闸的功能、特点和运用要求以及区域经济条件，综合考虑地形、地质、水流、潮汐、泥沙、冰情、施工、管理、周围环境等因素，经技术经济比较确定。水闸的轮廓尺寸 n水闸的组成 n水闸的基本尺寸:闸孔形式和闸底高程闸孔宽度和孔数闸门高度闸顶高程。n消能防冲设备的型式和尺寸 1、消力池和护坦 2、海漫 3、防冲槽 水闸的组成 1-闸室底板 2闸墩 3胸墙 4闸门 5工作桥 6交通桥7堤顶 8上游翼墙 9下游翼墙 10护坦 11排水孔 12消力坎 13海漫 14下游防冲槽 15上游防冲槽 16上游护底 17上、下游护坡。消力池 消力池的深度是在某一给定的流量和相应的下游水深条件
31、下确定的。消力池底板（即护坦）：承受水流的冲击力、水流脉动压力和底部扬压力等作用，应具有足够的重量、强度和抗冲耐磨的能力。海漫 水流经过消力池，虽已消除了大部分多余能量，但仍留有一定的剩余动能，特别是流速分布不均，脉动仍较剧烈，具有一定的冲刷能力。因此，护坦后仍需设置海漫等防冲加固设施，以使水流均匀扩散，并将流速分布逐步调整到接近天然河道的水流形态。防冲槽构造图 水流经过海漫后，尽管多余能量得到了进一步消除，流速分布接近河床水流的正常状态，但在海漫末端仍有冲刷现象。为保证安全和节省工程量，常在海漫末端设置防冲槽或采取其他加固措施。闸室 n组成部分:开敞式水闸闸室由底板、闸墩、闸门、工作桥和交通
32、桥等组成，有的还设有胸墙。n闸室的稳定:平面滑动闸基的沉降n减小不均匀沉降的措施：尽量使相邻结构的重量不要相差太大；重量大的结构先施工，使地基先行预压；尽量使地基反力分布趋于均匀，闸室结构布置匀称；必要时对地基进行人工加固。水闸挡水情况 荷载示意图 两岸连接建筑物 n联接建筑物的作用n联接建筑物的形式和布置:闸室与河岸的联接型式 翼墙的布置n两岸联接建筑物的结构型式:重力式挡土墙悬臂式挡土墙扶壁式挡土墙空箱式挡土墙连拱式挡土墙护坡连接型式 第四节第四节 渠系工程渠系工程n灌溉渠道 n渡槽 n隧洞 n倒虹吸管 灌溉渠道 n渠道的布置:地形条件 地质条件 施工条件 管理要求 n渠系建筑物分类:调节
33、流量的建筑物 控制落差的建筑物 通过障碍的建筑物 改善水质的建筑物n渠道的纵横断面设计 渡槽 n渡槽的作用与组成:渡槽由槽身、支承结构、基础及进出口建筑物等部分组成。n渡槽的类型:梁式渡槽 拱式渡槽 n渡槽的总体布置:渡槽总体布置基本要求 槽址选择 进出口段布置 基础布置梁式渡槽拱式渡槽隧洞 n进口段的形式和构造:竖井式进水口 塔式进水口 岸塔式进水口 斜坡式进水口 组合式进水口 n洞身段的形式与构造 n出口段及消能设施 竖井式进水口 塔式进水口 岸塔式进水口 斜坡式进水口 进水口的组成包括：进水喇叭口、闸门室、通气孔、平压管和渐变段等。平压管 无压隧洞 圆拱直墙形（城门洞）断面 出口段及消能设施 倒虹吸管 n倒虹吸管是设置在渠道与河流、山沟、谷地、道路等相交处的压力输水建筑物。它与渡槽相比，具有造价低、施工方便的优点，但水头损失较大，运行管理不如渡槽方便。n倒虹吸管的布置和构造:管路布置 进出口布置倒虹吸管的布置和构造 倒虹吸管进出口布置
