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2016一級建造師《水利水電》知識考點(diǎn)
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考點(diǎn)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(lián)系的。不同的壩軸線(xiàn)可以選擇不同的壩型和樞紐布置，如：河谷狹窄，地質(zhì)條件良好，適宜修建拱壩;河谷寬闊，地質(zhì)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(zhì)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(xiàn)，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(xiàn)，作出不同壩型的各種樞紐布置方案，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟比較擇優(yōu)選出壩軸線(xiàn)位置及相應的合理壩型和樞紐布置。
(一)地質(zhì)條件對樞紐布置的影響
壩址地質(zhì)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(lái)說(shuō)，壩址地質(zhì)總會(huì )存在一些缺陷的，需采取不同的地基處理方法處理。堅實(shí)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(méi)有什么特別的限制;礫石地基經(jīng)過(guò)充分壓實(shí)，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(wèn)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(wèn)題是防止沉陷及滲流問(wèn)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(huì )影響壩址。一般來(lái)說(shuō)，壩址宜選在河谷狹窄地段，壩軸線(xiàn)較短，可以減少壩體工程量。但對一個(gè)具體樞紐來(lái)說(shuō)，還要考慮壩址是否便于泄洪、發(fā)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(tài)的要求，壩址位置要便于上下游引航道與通航過(guò)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(cháng)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(kāi)闊的地形，以便布置施工場(chǎng)地;距離交通干線(xiàn)較近，便于施工運輸;可與永久電網(wǎng)連接，解決施工用電問(wèn)題。
(四)建筑材料
壩址附近應有足夠數量符合質(zhì)量要求的天然建筑材料。對于料場(chǎng)分布、儲量、埋置深度、開(kāi)采條件以及施工期淹沒(méi)等問(wèn)題均應認真考慮。
二、各類(lèi)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(xiàn)，這樣可使壩軸線(xiàn)最短，壩身體積最�。簩ㄖ锏氖芰顟B(tài)有利，并且便于與相鄰建筑物的連接。但有時(shí)受地質(zhì)和地形條件的限制，也可以將壩軸線(xiàn)布置成折線(xiàn)。
2.泄水建筑物：如采用溢流壩，應使溢流前緣與上游來(lái)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(shí)，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(shí)需在溢流壩與發(fā)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(jìn)口水流應平順，一般條件下應優(yōu)先考慮正槽式溢洪道且直線(xiàn)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(zhì)條件，進(jìn)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(zhì)的要求外，關(guān)鍵是要保證運用可靠。對于低間取水或無(wú)壩取水，其進(jìn)水口的布置應保證引入足夠流量，防止泥沙進(jìn)入。當取水口在庫水面以下較深、取水水溫較低時(shí)，避免對作物生長(cháng)產(chǎn)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(jìn)口水流順直，尾水排出通暢。壩后式廠(chǎng)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(chǎng)房布置在岸邊。同時(shí)避免泥沙淤積造成尾水位壅高，降低發(fā)電水頭。當河谷狹窄不能平列布置溢流壩和廠(chǎng)房時(shí)，可以考慮采用壩內廠(chǎng)房、廠(chǎng)房頂溢流式、挑越式或地下式廠(chǎng)房等布置形式。引水式電站的廠(chǎng)房位置主要取決于地形和地質(zhì)條件，多采用裁彎取直的方法，利用天然河道的落差，增加發(fā)電水頭。
5.通航、過(guò)魚(yú)、過(guò)木等建筑物：布置均應分別滿(mǎn)足其適用的要求。
考點(diǎn)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(lèi)。
一、分段圍堰法導流
分段圍堰法導流，也稱(chēng)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(lái)進(jìn)行施工的方法。分段就是將河床圍成若干個(gè)干地施工基坑，分段進(jìn)行施工。分期就是從時(shí)間上將導流過(guò)程劃分階段施工。工程實(shí)踐中，兩段兩期導流采用得最多，如圖1F412012-1所示。
根據不同時(shí)期泄水道的特點(diǎn)，分段圍堰法導流中又包括束窄河床導流和通過(guò)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(shí)，則束窄河床不可避免地會(huì )產(chǎn)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(guò)建筑物導流
通過(guò)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(chǎng)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(xiàn)(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(jīng)河床外修建的臨時(shí)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(lèi)型可分為明渠導流、隧洞導流、涵管導流等。在實(shí)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(kāi)挖渠道，在基坑的上下游修建橫向圍堰，河道的水流經(jīng)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(jiǎn)單，適合大型機械施工的優(yōu)點(diǎn);有利于加速施工進(jìn)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(kāi)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(shí)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(jìn)行導流。適用于導流流量較小的河流或只用來(lái)?yè)摽菟诘膶Я�。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(jīng)涵管下泄。
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