第一篇:河海大學(xué)水工建筑物期中考試
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規(guī)模 效益 國民經(jīng)濟(jì)中的重要性 五 五 不利 有效壓力 浮托力 擋水 輸水 泄水 取水 ABACD ADBAB
一 簡(jiǎn)述混凝土壩壩下消能方式及其特點(diǎn)和適用場(chǎng)合。
3.分類:底流、挑流、面流、消力戽底流:要做混凝土護(hù)坦,發(fā)生水躍,應(yīng)用廣泛,地質(zhì)條件差也可應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn):1,下游流態(tài)平穩(wěn);2,消能運(yùn)行可靠缺點(diǎn):2,土方開挖量大;2,混凝土澆筑用量大;3,下游要做防護(hù)(海曼)挑流:構(gòu)造簡(jiǎn)單,省錢省施工適用:高水頭;下游水深大;河床基礎(chǔ)完整分類:連續(xù)式,差動(dòng)式面流: 適用:下游尾水深,水位變幅小,較低水頭,有排木、排冰要求。缺點(diǎn):下游面波動(dòng)強(qiáng)烈,影響電站穩(wěn)定和通航,易沖刷兩岸 消力戽:三滾一浪優(yōu)點(diǎn):工程量不太大,沖刷坑不太大,不產(chǎn)生霧化缺點(diǎn):下游水位波動(dòng)較大,延飾范圍較長(zhǎng),易沖刷河岸,對(duì)航運(yùn)不利,泥沙入池,維護(hù)困難。適用:下游水深變幅小,無排冰、漂木要求,下游河床有一定抗沖能力。
三 如何設(shè)計(jì)重力壩基本剖面和實(shí)用剖面?如何將基本剖面修改成實(shí)用剖面?重力壩剖面較大的主要原因是什么?
重力壩的基本剖面,一般指在主要荷載作用下滿足壩基面穩(wěn)定和應(yīng)力控制條件的最小三角形剖面重力壩的基本剖面。是在荷載和剖面形態(tài)都做了簡(jiǎn)化之后求的的,實(shí)用剖面還要考慮其他荷載和運(yùn)用條件對(duì)基本剖面進(jìn)行修改,使其成為符合實(shí)際要求的實(shí)用剖面。重力壩剖面較大的原因:1壩頂寬度滿足設(shè)備布置運(yùn)行交通及施工的需要2壩頂高程 應(yīng)該出水庫靜水位3剖面形態(tài)重力壩的工作原理:1依靠自重在壩基面產(chǎn)生摩擦力來抵抗水壓力以達(dá)到穩(wěn)定要求 2利用壩體自重在水平界面上產(chǎn)生的壓應(yīng)力來抵消由于水壓力所引起的拉應(yīng)力以滿足強(qiáng)度要求
二 比較純拱法和拱冠梁法進(jìn)行拱壩設(shè)計(jì)時(shí),拱壩不同高程的穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果? 純拱法:假定拱壩由一系列各自獨(dú)立互不影響的水平拱圈組成,每層拱圈簡(jiǎn)化為兩端固接的平面拱,用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算拱內(nèi)應(yīng)力。拱冠梁法:按照拱冠部位的中央懸臂梁和若干水平拱在交點(diǎn)處徑向變位一致的原則進(jìn)行拱梁荷載分配,求得各層拱圈和拱冠梁各自承擔(dān)的荷載后,拱圈用純拱法計(jì)算拱圈截面的應(yīng)力,拱冠梁按懸臂梁結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)力。純拱法忽略了拱壩的整體作用,在壩頂處純拱法得到的軸力比拱冠梁法小,往下到達(dá)一定高程后,純拱法
計(jì)算得到的軸力大于拱冠梁法計(jì)算得到的軸力。因而,在高程較大處,用純拱法計(jì)算,壩肩巖體所受推力小,純拱法偏于安全,拱冠梁法偏于不安全;在高程較低處,用純拱法計(jì)算得到的軸力大于拱冠梁法,即用純拱法時(shí)壩兩側(cè)巖體所受推力更大,純拱法偏于不安全,拱冠梁法偏于安全。
四 試述拱冠梁法的基本原理,寫出拱梁荷載計(jì)算公式并解釋式中各符號(hào)的含義。(每一高程拱和梁的徑向變位組成和相應(yīng)荷載)
基本原理:拱冠梁法切取一根拱冠梁和5~7 層水平拱圈,根據(jù)徑向變位一致原則,在拱梁之間分配徑向荷載,并假定拱和梁承擔(dān)的荷載在水平方向均勻分布。拱梁荷載計(jì)算公式: ??
i-拱層數(shù) j-單位荷載作用點(diǎn)序號(hào) pi-總水平徑向荷載 xi-第i層拱分配到的水平徑向荷載xj-拱冠梁在j點(diǎn)分配到的荷載aij-梁上j點(diǎn)作用一個(gè)“單位三角形荷載”所引起i點(diǎn)的水平徑向變位,稱為梁的單位徑向位移系數(shù)。
δi-第i層水平拱圈在單位強(qiáng)度的均布徑向荷載作用下,在拱冠處產(chǎn)生的徑向變位,稱為拱的“單位變位”。
第二篇:水工建筑物
第四章拱壩
一、填空題
1.拱壩是一空間殼體結(jié)構(gòu),其壩體結(jié)構(gòu)可近似看作由一系列凸向上游的_水平拱圈和一系列豎向__懸臂梁_所組成,壩體結(jié)構(gòu)既有拱作用又有梁作用,因此具有雙向傳遞荷載的特點(diǎn)。
2.拱壩所承受的水平荷載一部分由__拱__的作用傳至兩岸巖體,另一部分通過__梁_的作用傳到壩底基巖,拱壩在外荷載作用下的穩(wěn)定性主要是依靠__兩岸拱端__的反力作用,并不完全依靠壩體重量來維持穩(wěn)定。這樣就可以將拱壩設(shè)計(jì)得較薄。
3.拱結(jié)構(gòu)是一種_推力結(jié)構(gòu)_,在外荷作用下內(nèi)力主要為__軸向力_,有利于發(fā)揮筑壩材料(混凝土或漿砌塊石)的抗壓強(qiáng)度。
4.拱壩壩身不設(shè)__永久伸縮縫_,其周邊通常是固接于基巖上,因而_溫度變化_和__基巖變形_對(duì)壩體應(yīng)力的影響較顯著,設(shè)計(jì)時(shí),必須考慮基巖變形,并將溫度荷載作為一項(xiàng)主要荷載。
5.拱壩理想的地形應(yīng)是左右兩岸_對(duì)稱_,岸坡_平順_無突變,在平面上向下游 收縮_的峽谷段。
6.壩址處河谷形狀特征常用河谷的__寬高比_及_河谷斷面形狀_兩個(gè)指標(biāo)來表示。
7.拱壩的厚薄程度,常以壩底最大厚度T和最大壩高H的比值,即_厚高比“T/H”來區(qū)分。
8.拱壩理想的地質(zhì)條件是;基巖_均勻、堅(jiān)固完整、有足夠的強(qiáng)度、透水性小和耐風(fēng)化等。
9.拱壩按拱壩的曲率分__單曲拱壩__、_雙曲拱壩_。
10.拱壩按水平拱圈形式分可分為_單心圓拱壩_、多心圓拱壩_、_變曲率拱壩__。
11.靜水壓力是壩體上的最主要荷載,應(yīng)由拱、梁系統(tǒng)共同承擔(dān),可通過_拱梁分載法_來確定拱系和梁系上的荷載分配。
12.混凝土拱壩在施工時(shí)常分段澆筑,最后進(jìn)行__灌漿封拱_,形成整體。
13.溫降時(shí)拱圈將縮短并向下游變位,由此產(chǎn)生的彎矩、剪力及位移的方向都與庫水壓力作用下所產(chǎn)生的彎矩、剪力及位移的方向___相同__,但軸力方向__相反_。
14.當(dāng)壩體溫度高于封拱溫度時(shí),稱溫升,拱圈將伸長(zhǎng)并向上游變位,由此產(chǎn)生的彎矩、剪力和位移的方向與庫水壓力所產(chǎn)生的方向_相反_,但軸力方向則___相同_。
15.拱壩壩身的泄水方式有:__自由跌流式__、__鼻坎挑流式__、_滑雪道式_及壩身泄水孔__等。
16.水流過壩后具有___向心集中__現(xiàn)象,水舌入水處單位面積能量大,造成集中沖刷,因此消能防沖設(shè)計(jì)要防止發(fā)生危害性的河床集中沖刷。
17.拱壩壩基的處理措施有壩基開挖、__固結(jié)灌漿___、_接觸灌漿__、_防滲帷幕灌漿_、壩基排水、斷層破碎帶或軟弱夾層的處理、高邊坡處理等。
18.在防滲帷幕下游側(cè)應(yīng)設(shè)置__排水孔幕_,以減小壩底揚(yáng)壓力。
二、單項(xiàng)選擇題
1.下列說法正確的是(A)
A、對(duì)于一定的河谷、一定的荷載,當(dāng)應(yīng)力條件相同時(shí),拱中心角2φA 愈大(即R愈?。?,拱圈厚度T愈小,就愈經(jīng)濟(jì)。
B、很大的中心角容易滿足壩肩穩(wěn)定的要求。
C、當(dāng)拱厚T一定,拱中心角愈小,拱端應(yīng)力條件愈好
D、從經(jīng)濟(jì)和應(yīng)力考慮,采用較小中心角比較有利。
2.在V形和接近V形河谷中,多采用(D)
A、等半徑拱壩。B、等中心角拱壩。
C、變半徑、變中心角拱壩。D、雙曲拱壩。
3.(C)應(yīng)力分析方法假定壩體由若干層獨(dú)立工作的水平拱圈疊合而成,每層拱圈可作為彈性固端拱進(jìn)行計(jì)算。
A、有限元法。B、拱梁分載法。
C、純拱法。D、殼體理論計(jì)算方法。
4.(C)泄洪方式,其溢流面曲線由溢流壩頂和緊接其后的泄槽組成。
A、自由跌流式。B、鼻坎挑流式。
C、滑雪道式。D、壩身泄水孔式。
三、名詞解釋
1.拱冠梁
答:位于水平拱圈拱頂處的懸臂梁稱為拱冠梁。
2.雙曲拱壩
答:雙曲拱壩在水平斷面和懸臂梁斷面都有曲率,拱冠梁斷面向下游彎曲,適用于V形河谷或岸坡較緩的U形河谷
3.封拱溫度
答:拱壩系分塊澆筑,經(jīng)充分冷卻,當(dāng)壩體溫度降至相對(duì)穩(wěn)定值時(shí),進(jìn)行封拱灌漿,形成整體,在封拱時(shí)的壩體溫度稱作封拱溫度。
4.溫度荷載
答:拱壩為超靜定結(jié)構(gòu),在上下游水溫、氣溫周期性變化的影響,壩溫度將隨之變化,并引起壩體的伸縮變形,在壩體內(nèi)將產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力。
5.拱冠梁法
答:拱冠梁法是一種簡(jiǎn)化的拱梁分載法,計(jì)算時(shí),只取拱冠處的一根懸臂梁為代表與若干層水平拱圈組成計(jì)算簡(jiǎn)圖,并按徑向位移一致條件,對(duì)拱梁進(jìn)行荷載分配。
6.滑雪道泄洪
答:滑雪道式泄洪是拱壩特有的一種泄洪方式,在溢流面曲線由溢流壩頂和緊接其后的泄槽組成,泄槽通常由支墩或其它結(jié)構(gòu)支承,與壩體彼此獨(dú)立。
7.重力墩
答:重力墩是拱壩的壩端處的人工支座,對(duì)形狀復(fù)雜的河谷斷面,通過設(shè)重力墩改善支承壩體的河谷斷面形狀,它承受拱端推力和上游庫水壓力,靠本身重力和適當(dāng)?shù)臄嗝鎭肀3侄盏目够€(wěn)定。
四、簡(jiǎn)答題
1、拱壩對(duì)地形和地質(zhì)條件的要求?
答:拱壩對(duì)地形條件的要求是:左右岸對(duì)稱;岸坡平順突變;在平面上向下游收縮的峽谷段,壩端下游側(cè)要有足夠的巖體支承。
地質(zhì)條件是:基巖均勻、堅(jiān)固完整、有足夠的強(qiáng)度、透水性小和耐風(fēng)化等。
2、拱壩的特點(diǎn)有哪些?
答:拱壩的特點(diǎn):①穩(wěn)定特點(diǎn)。拱壩的穩(wěn)定主要依靠?jī)砂豆岸说姆戳ψ饔脼槌址€(wěn)定。對(duì)地形、地質(zhì)條件要求較高,對(duì)地基處理要求也高。②結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。抗震
性能好,超載能力強(qiáng),安全度高。能充分發(fā)揮混凝土的抗壓強(qiáng)度,體積小。③荷載特點(diǎn)。溫度荷載和地基變形對(duì)壩體應(yīng)力影響較大。
3、拱壩按曲率和水平拱圈形式各分為哪些類型?
答:按曲率分:?jiǎn)吻皦?;雙曲拱壩
按水平拱圈分:圓弧拱壩;多心拱壩;變曲率拱壩,包括橢圓拱壩、物線拱壩等。
4、拱圈中心角如何確定?
答:從經(jīng)濟(jì)和拱圈應(yīng)力的角度來分析,采用較大中心角比較有利,對(duì)于一定的河谷,一定的荷載,當(dāng)應(yīng)力條件相同時(shí),最經(jīng)濟(jì)的中心角為133°34′,但從壩肩穩(wěn)定來考慮,過大的中心角將使拱端內(nèi)弧面切線與巖面等高線的夾角減小,對(duì)拱座穩(wěn)定不利。實(shí)際工程中,一般拱頂中心采用90~110°,底拱中心在50~80°之間。
5、為什么左右對(duì)稱的V形河谷最適宜發(fā)揮拱的作用?
答:因?yàn)閂形河谷靠近頂部雖然跨度較大但水壓強(qiáng)度小,因而厚度可較薄,在靠近底部水壓強(qiáng)度最大,但拱跨短,因而厚度仍可較薄,這樣整個(gè)壩體都可做得較薄,拱內(nèi)力主要是軸力,彎矩較小,因此可利用砼的抗壓能力大的特性將巨大的水平水壓力通過較薄的水平拱圈傳給兩岸山體。
6、作用于拱壩的荷載主要有哪些?
答:作用于拱壩的荷載主要有:靜水壓力,動(dòng)水壓力,溫度荷載,自重,揚(yáng)壓力,泥沙壓力,浪壓力,冰壓力和地震荷載等。
7、拱壩為什么在稍低于年平均溫度時(shí)進(jìn)行封拱?
答:在稍低于年平均溫度時(shí)封拱,建成后有利于降低壩體拉應(yīng)力,避免頻繁出現(xiàn)溫升溫降對(duì)壩體的應(yīng)力以及壩肩穩(wěn)定造成不利影響。
8、簡(jiǎn)述溫度變化對(duì)拱壩內(nèi)力及壩肩穩(wěn)定的影響。
答:當(dāng)壩體溫度低于封拱溫度稱溫降,拱圈將縮短并向下游變位,由此產(chǎn)生彎矩,剪力及位移的方向都與庫水壓力作用下所產(chǎn)生的彎矩、剪力及位移的方向相同,對(duì)壩體應(yīng)力不利。當(dāng)壩體溫度高于封拱溫度時(shí)稱溫升,將使拱端推力加大,對(duì)壩肩穩(wěn)定不利。
9.拱壩壩肩穩(wěn)定分析目前常用什么方法?其基本假定是什么?
答:拱壩壩肩穩(wěn)定分析目前常用的方法是:剛體極限平衡法
其基本假定是:①將滑移體視為剛體,不考慮各部分間的相對(duì)位移
②只考慮滑移體上力的平衡,不考慮力矩的平衡
③忽略拱壩的內(nèi)力重分布的作用,認(rèn)為作用在巖體上的力系為定值
④達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí),滑裂面上剪力方向?qū)⑴c滑移的方向平行,指向相反,數(shù)值達(dá)到極限值。
10.通過壩肩穩(wěn)定分析,如發(fā)現(xiàn)局部或整體穩(wěn)定性不能滿足要求時(shí),可采取哪些工程措施?
答:①加強(qiáng)地基處理,通過挖除某些不利的軟弱部位和加強(qiáng)固結(jié)灌漿等壩基處理措施來提高基巖抗剪強(qiáng)度。
②加強(qiáng)壩肩巖體的帷幕灌漿及排水措施,減小巖體內(nèi)的滲透壓力;
③將拱端向岸壁深挖嵌進(jìn),以擴(kuò)大下游的抗滑巖體,也可避開不利的滑裂面。④改進(jìn)拱圈設(shè)計(jì),如采用三心圓拱或拋物線等,使拱推力盡可能轉(zhuǎn)向正交于安坡;
⑤如壩基承載力較差,可采用局部擴(kuò)大拱端厚度,增設(shè)重力墩等措施。
11.拱壩壩身泄流方式有哪幾種?各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么?
答:自由跌流式:?jiǎn)螌捫沽啃。渌c(diǎn)距壩趾較近
鼻坎挑流式:落水點(diǎn)距壩趾較遠(yuǎn),泄流量大,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,施工困難。滑雪道式:落水點(diǎn)距壩趾較遠(yuǎn),落差大,挑距遠(yuǎn),泄量大,拱壩較薄。結(jié)構(gòu)復(fù)雜,施工困難
壩身泄水孔式:壓力流,流速大,挑距遠(yuǎn),結(jié)構(gòu)復(fù)雜,施工困難。
12.拱壩壩體為什么分縫?有幾種類型?接縫如何進(jìn)行處理?
答:拱壩壩體不設(shè)永久性橫縫,為便于施工期間混凝土散熱和降低收縮應(yīng)力,防止混凝土產(chǎn)生裂縫,需分段澆筑,各段之間應(yīng)設(shè)收縮縫,收縮縫有橫縫、縱縫。接縫應(yīng)預(yù)埋灌漿系統(tǒng)。
第三篇:河海大學(xué)水工工程材料復(fù)習(xí)資料
水工10工程材料復(fù)習(xí)參考
一、名詞解釋
材料的組成;孔隙率;膠凝材料;硅酸鹽水泥;兩磨一燒;凝結(jié)時(shí)間;混合材料;標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量;水泥混凝土;顆粒級(jí)配;細(xì)度模數(shù);飽和面干吸水率;混凝土拌和物和易性;坍落度;合理砂率;混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度;F100;W6;混凝土強(qiáng)度保證率;混凝土外加劑;石油瀝青;瀝青混合料;瀝青的粘滯性、塑性、耐熱性;沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼; Q235-A·F。
二、問答題
1、什么是工程材料?按材料的組成可分為哪幾大類?
2、我國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的分類及組成。
3、簡(jiǎn)述材料的孔隙率和孔隙特征與材料的密度、表觀密度、強(qiáng)度、吸水性、抗?jié)B性、抗凍性及導(dǎo)熱性等性質(zhì)的關(guān)系?孔隙率和孔隙特征的變化對(duì)材料性能的影響?
4、簡(jiǎn)述影響材料強(qiáng)度測(cè)定結(jié)果的主要因素?
5、材料含水率與吸水率的關(guān)系?水對(duì)材料有哪些不良影響?
6、簡(jiǎn)述石灰的硬化過程。為什么說石灰是氣硬性膠凝材料?
7、石灰“陳伏”的作用是什么?
8、硅酸鹽水泥的主要礦物組成是什么?各自的主要特性如何?
9、水泥按用途可分為哪幾類?通用水泥包括哪些水泥品種?
10、水泥水化熱對(duì)混凝土工程有何危害?有哪些預(yù)防措施?
11、硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)中,哪些指標(biāo)不合格時(shí)為廢品?哪些指標(biāo)不合格時(shí)為不合格品?
12、摻有混合材料的硅酸鹽水泥的主要特點(diǎn)有哪些?
13、普通混凝土組成材料及組成材料的作用如何?
14、普通混凝土的主要優(yōu)、缺點(diǎn)有哪些?
15、混凝土和易性指標(biāo)及測(cè)定方法?影響混凝土拌和物和易性的主要因素?
16、何謂混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度?影響混凝土抗壓強(qiáng)度的主要因素?
17、混凝土耐久性概念是什么?提高混凝土耐久性的主要措施有哪些?
18、砂、石骨料質(zhì)量要求包括哪些方面?
19、混凝土外加劑按作用可分為幾類?混凝土摻用減水劑后產(chǎn)生哪些效果? 20、混凝土配合比設(shè)計(jì)三參數(shù)及其確定原則是什么?
21、混凝土配合比設(shè)計(jì)步驟及方法是什么?
22、砂漿和易性評(píng)定指標(biāo)及各指標(biāo)表示方法?
23、砂漿抗壓強(qiáng)度的影響因素有哪些?
24、何謂石油瀝青?主要技術(shù)性質(zhì)各用什么指標(biāo)表示?
25、石油瀝青的牌號(hào)用何指標(biāo)劃分?牌號(hào)高(低)與主要技術(shù)性質(zhì)的關(guān)系如何?
26、水工瀝青混凝土穩(wěn)定性用何指標(biāo)評(píng)定?水工瀝青混凝土設(shè)計(jì)參數(shù)是什么?
27、水工瀝青混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)及含意是什么?
28、建筑鋼材有哪些主要優(yōu)缺點(diǎn)?建筑鋼材的工藝性能各包含哪些內(nèi)容?
29、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的主要優(yōu)點(diǎn)有哪些?
30、建筑鋼材牌號(hào)含義以及牌號(hào)高低與主要技術(shù)性質(zhì)的關(guān)系?
三、作業(yè)
〔所布置的作業(yè)內(nèi)容,包括名詞解釋、問答題、計(jì)算題等〕。
說明:
1、名詞解釋、問答復(fù)習(xí)題含填空、是非判斷、選擇等內(nèi)容。
2、計(jì)算題含:含水率及吸水率;水泥抗折抗壓強(qiáng)度及等級(jí)評(píng)定;砂細(xì)度模數(shù)計(jì)算及粗細(xì)程度評(píng)定;f~c/w公式計(jì)算及應(yīng)用;混凝土抗壓強(qiáng)度計(jì)算;混凝土配合比設(shè)計(jì)計(jì)算及配合比表示方法;摻減水劑混凝土配合比設(shè)計(jì)(節(jié)約水泥、提高強(qiáng)度)。建筑材料綜合復(fù)習(xí)題及答案
一、名詞解釋
1、材料吸水率
是指在規(guī)定試驗(yàn)條件下,材料試件吸水飽和的最大吸水質(zhì)量占其烘干質(zhì)量的百分率。
2、堆積密度
是指集料裝填于容器中包括集料空隙(顆粒之間的)和孔隙(顆粒內(nèi)部的)在內(nèi)的單位體積的質(zhì)量。
3、表觀密度
是指材料單位表觀體積(實(shí)體體積+閉口孔隙體積)的質(zhì)量。
4、軟化系數(shù)
是指材料在吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度和干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度的比值。
5、水泥體積安定性
表征水泥硬化后體積變化均勻性的物理性能指標(biāo)。
6、凝結(jié)時(shí)間
凝結(jié)時(shí)間是水泥從加水開始,到水泥漿失去可塑性所需的時(shí)間,分為初凝時(shí)間和終凝時(shí)間。
7、混凝土和易性
指在一定的施工條件下,便于各種施工操作并能獲得質(zhì)量均勻、密實(shí)的混凝土的一種綜合性能。它包括流動(dòng)性、粘聚性和保水性等三個(gè)方面的內(nèi)容。
8、混凝土耐久性——指混凝土在所處的自然環(huán)境中及使用條件下經(jīng)久耐用的性能,即混凝土對(duì)受到的各種物理和化學(xué)因素的破壞作用的抵抗能力。例如:抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性、抗風(fēng)化性、抗碳化性,以及預(yù)防堿——骨料反應(yīng)等,統(tǒng)稱為混凝土的耐久性。
9、混凝土徐變
混凝土在恒載(長(zhǎng)期載荷)作用下,不僅會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)的彈性變形和塑性變形,而且還會(huì)產(chǎn)生隨時(shí)間而增長(zhǎng)的變形,這種隨時(shí)間而發(fā)展的變形稱為徐變。
10、水泥凈漿標(biāo)準(zhǔn)稠度
是采用稠度儀測(cè)定,以試桿沉入凈漿,距底板距離為6mm土1mm時(shí)的水泥凈漿。
11、鎮(zhèn)靜鋼
一種脫氧完全的鋼。它是除了在煉鋼爐中加錳鐵和硅鐵脫氧外,還在盛鋼桶中加鋁進(jìn)行補(bǔ)充脫氧而成。殘留在鋼中的氧極少,鑄錠時(shí)鋼水很平靜,無沸騰現(xiàn)象,故名。
12、時(shí)效
鋼材經(jīng)冷加工后,隨著時(shí)間的進(jìn)展,鋼的強(qiáng)度逐漸提高,而塑性和韌性相應(yīng)降低的現(xiàn)象稱為時(shí)效。
13、瀝青老化
是指瀝青在熱、陽光、氧氣和水分等因素作用下,化學(xué)組分發(fā)生了轉(zhuǎn)化,使其塑性降低,稠度增大,逐漸脆硬,直至失去使用功能的過程。
14、閃點(diǎn)
是指瀝青加熱揮發(fā)出的可燃?xì)怏w,與火焰接觸初次發(fā)生一瞬即滅的火焰時(shí)的溫度。是瀝青安全指標(biāo)。
15、穩(wěn)定度 是指在規(guī)定試驗(yàn)條件下,采用馬歇爾儀測(cè)定的瀝青混合料試件達(dá)到最大破壞的極限荷載。
16、針入度
指瀝青材料在規(guī)定溫度條件下,以規(guī)定質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)針經(jīng)過規(guī)定時(shí)間貫入瀝青試樣的深度。
17、木材纖維飽和點(diǎn)
木材干燥時(shí),首先失去自由水,然后失去吸附水,當(dāng)木材細(xì)胞壁中的吸附水達(dá)到飽和,而細(xì)胞腔內(nèi)尚無自由水時(shí)的木材含水率稱為木材纖維飽和點(diǎn)。它是木材物理力學(xué)性質(zhì)是否隨含水率變化而發(fā)生變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn),其值一般取30%。
18、塑料老化
指在使用條件(陽光、氧、熱等)作用下,塑料中聚合物(即樹脂)的組成和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,致使塑料性質(zhì)惡化的現(xiàn)象。
19、吸聲材料
是一種能在較大程度上吸收由空氣傳遞的聲波能量的建筑材料。20、伸長(zhǎng)率
是指鋼材拉伸試驗(yàn)中,鋼材試樣的伸長(zhǎng)量占原標(biāo)距的百分率。
二、判斷題
1、將某種含孔材料,分別置于不同溫度的環(huán)境中,所測(cè)的密度值中,以干燥條件下的密度值最小。(×)
2、凡是含孔材料,其干燥表觀密度均比其密度小。(√)
3、無論在任何條件下,木材平衡含水量(率)始終為一定值。(×)
4、加氣混凝土砌塊用于墻體,若增加墻厚,則加氣混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)降低。(×)
5、通常硬化條件下,石灰的干燥收縮值大,這是它不宜單獨(dú)生產(chǎn)石灰制品和構(gòu)件的主要原因。(√)
6、石灰是氣硬性膠凝材料,因此,以熟石灰粉配制的灰土和三合土均不能用于受潮工程中。(×)
7、抗硫酸鹽水泥的礦物組成中,C3A含量一定比硅酸鹽水泥的高。(×)
8、決定水泥石強(qiáng)度的主要因素是熟料礦物組成及含量、水泥的細(xì)度。而與加水量(即W/C)無關(guān)。(×)
9、含重碳酸鹽多的湖水中,不能使用硅酸鹽水泥。(×)
10、硅酸鹽水泥制成的混凝土構(gòu)件,若事先使其表面碳化,則可以用于流動(dòng)軟水中。(√)
11、水泥是水硬性膠凝材料,因此,可以在潮濕環(huán)境中儲(chǔ)存。(×)
12、抗?jié)B要求高的混凝土工程,可以選用普通硅酸鹽水泥。(√)
13、嚴(yán)寒地區(qū),受水位升降影響的混凝土工程,不能選用礦渣水泥。(√)
14、水泥石中的某些成分,能與含堿量高的骨料發(fā)生反應(yīng),稱為堿骨料反應(yīng)。(×)
15、當(dāng)水泥漿稠度和用量及骨料不變時(shí),過分地提高砂率,會(huì)使拌合物和易性降低。(√)
16、選用混凝土粗骨料時(shí),應(yīng)以滿足施工要求的前提下,最大粒徑愈大愈好。(×)
17、卵石混凝土,比同條件下拌制的碎石混凝土的流動(dòng)性好,強(qiáng)度則低。(√)
18、常溫瀝青混合料可以用于高速公路表面層。(×)
19、分層度愈大,說明砂漿的流動(dòng)性愈好。(×)20、瀝青混合料主要技術(shù)性質(zhì)為:高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、耐久性、抗滑性和施工和易性。(√)
21、道路石油瀝青的標(biāo)號(hào)是按針入度值劃分的。(√)
22、屈強(qiáng)比大的鋼材,使用中比較安全可靠,但其利用率低,因此,以屈強(qiáng)比愈大愈好為原則來選用鋼材,是錯(cuò)誤的。(×)
23、增加石油瀝青中的油分含量,或者提高石油瀝青的溫度,都可以降低它的粘性,這兩種方法在施工中都有應(yīng)用。(√)
24、當(dāng)木材的含水率大于纖維飽和點(diǎn)時(shí),若含水率改變,不會(huì)造成木材的體積變形。(√)
25、我國現(xiàn)行國標(biāo)規(guī)定,采用馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)來評(píng)價(jià)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。(√)
三、選擇題
1、屬于親水材料的下列材料有:①④
①花崗石
②石蠟
③油
④混凝土
⑤瀝青
2、與導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)的因素有:①②③④⑤
①材料化學(xué)組成②顯微結(jié)構(gòu)
③孔隙率和孔隙特征 ④含水率
⑤導(dǎo)熱溫度
3、吸水率增大對(duì)材料基本性質(zhì)的影響表現(xiàn)在:①②③④⑤
①強(qiáng)度下降
②體積膨脹
③導(dǎo)熱性能增加 ④抗凍性下降
⑤表觀密度增大
4、材料吸水率的影響因素有:①③④⑤
①材料的親水性和疏水性
②密度
③孔隙率大小 ④表觀密度
⑤孔隙特征
5、材料抗?jié)B性的高低主要取決于下列因素:②③④
①密度
②閉口孔隙率
③親疏水性 ④孔隙特征
⑤導(dǎo)熱性
6、比熱最大的材料是:④
①鋼
②塑料
③木材
④水
⑤砂石
7、導(dǎo)致導(dǎo)熱系數(shù)增加的因素有:②③⑤
①材料孔隙率增大
②材料含水率增加
③溫度升高 ④材料含水率減小
⑤密實(shí)度增大
8、硅酸鹽水泥宜優(yōu)先使用于:①
①預(yù)應(yīng)力混凝土
②大體積混凝土
③耐熱混凝土
④受海水侵蝕的工程
9、硅酸鹽水泥熟料礦物組成中對(duì)強(qiáng)度貢獻(xiàn)最大的是:③
①C3A
②C4AF
③C3S
④石膏
10、硅酸鹽水泥中單位質(zhì)量放熱量最大的礦物是:①
①C3A
②C4AF
③C3S
④石膏
11、硅酸鹽水泥熟料中后期強(qiáng)度增長(zhǎng)快的礦物是:③
①C3A
②C4AF
③C2S
④C3S
12、為了調(diào)節(jié)硅酸鹽水泥的凝結(jié)時(shí)間,加入適量:②
①石灰
②石膏
③MgO
④粉煤灰
13、水泥屬于:①④ ①水硬性膠凝材料
②氣硬性膠凝材料 ③復(fù)合材料
④無機(jī)膠凝材料
14、澆筑大體積混凝土基礎(chǔ)應(yīng)選用:④
①硅酸鹽水泥
②硅酸鹽膨脹水泥 ③高鋁水泥
④礦渣水泥
15、混凝土拌合物和易性是一項(xiàng)綜合的性能,它包括的幾種不可分割的性質(zhì)是:①②③
①流動(dòng)性
②粘聚性
③保水性
④耐久性
16、水泥漿在混凝土硬化前與硬化后對(duì)骨料起的作用是:②
①膠結(jié)
②潤(rùn)滑與膠結(jié)
③膠結(jié)與填充
④潤(rùn)滑和填充
17、砂漿流動(dòng)性用②測(cè)定。
①坍落度
②沉入度
③分層度
④延度
18、設(shè)計(jì)混凝土配合比時(shí),選擇水灰比原則是按什么確定的?③
①混凝土強(qiáng)度要求
②大于最大水灰比 ③混凝土強(qiáng)度要求與耐久性共同確定的 ④小于最大水灰比
19、噴射混凝土必須加入的外加劑是:④
①早強(qiáng)劑
②減水劑
③引氣劑
④速凝劑 20、對(duì)混凝土拌合物流動(dòng)性大小起決定作用是:③
①C
②W/C ③W ④S+G
21、氣候干燥的環(huán)境中,不宜使用①
①火山灰水泥
②礦渣水泥
③高鋁水泥
④普通水泥
22、石灰陳伏是為了消除②的危害。
①欠火石灰
②過火石灰
③生石灰
④消石灰
四、問答題
1、為什么礦渣水泥的早期強(qiáng)度低,而后期強(qiáng)度卻超過同強(qiáng)度等級(jí)的普通水泥?
答:礦渣水泥的水化首先是熟料礦物水化,然后生成的Ca(OH)2才與礦渣中的活性氧化硅和活性氧化鋁發(fā)生二次反應(yīng)。同時(shí),由于礦渣水泥中含有?;郀t礦渣,相應(yīng)熟料特別是快硬早強(qiáng)的C3A和C3S的含量相對(duì)降低,所以早期強(qiáng)度較普通水泥低。但到硬化后期(28天以后),由于混合材料中的活動(dòng)物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)后強(qiáng)度增長(zhǎng)很快,28天以后的強(qiáng)度發(fā)展將超過硅酸鹽水泥。
2、現(xiàn)有下列工程和構(gòu)件生產(chǎn)任務(wù),試分別選用合理的水泥品種,并說明選用的理由。
1現(xiàn)澆樓板、梁、柱工程,冬季施工; 2采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的預(yù)制構(gòu)件; 3緊急軍事?lián)屝薰こ蹋?/p>
4大體積混凝土閘、壩工程; 5有硫酸鹽腐蝕的地下工程; 6海港碼頭入海洋混凝土工程; 7高溫車間及其它有耐熱要求的混凝土工程(溫度在200℃以下及溫度在900℃以上的工程);
8有抗凍要求的混凝土工程;
9處于干燥環(huán)境下施工的混凝土工程; 10修補(bǔ)舊建筑物的裂縫。
11水中,地下的建筑物(無侵蝕介質(zhì))。答:1選用普通水泥或硅酸鹽水泥。因該工程屬一般土建工程中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),但受低溫作用。
2可用礦渣水泥、水山灰水泥等。礦渣水泥產(chǎn)量最大,成本較低,宜于蒸汽養(yǎng)護(hù);
3選用快硬水泥,因它凝結(jié)硬化快、早期強(qiáng)度增長(zhǎng)率較快;
4宜用火山灰水泥,因該水泥適合于地下、水中大體積混凝土結(jié)構(gòu)和有抗?jié)B要求的混凝土結(jié)構(gòu);
5采用火山灰水泥或粉煤灰水泥,因它們耐蝕性較強(qiáng)、抗?jié)B性和耐水性高; 6選用粉煤灰水泥,因?yàn)樵撍嗫沽蛩猁}腐蝕、干縮小、水化熱低,正適用于海港及海洋工程;
7溫度200℃以下的宜用礦渣水泥,900℃以上選用高鋁水泥; 8采用普通水泥或硅酸鹽水泥,因二者抗凍性均較好; 9宜用粉煤灰水泥,其干縮性小,抗裂性較高; 10選用膨脹水泥,它可用來補(bǔ)償水泥石的干縮;
11可采用硅酸鹽水泥及普通水泥,由于無侵蝕介質(zhì),故不考慮耐腐蝕性,該水泥可用于水中、地下的建筑物。
3、干縮變形,溫度變形對(duì)混凝土有什么不利影響,影響干縮變形的因素有哪些?
答:干縮變形的危害:使混凝土表面出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力,引起表面干裂,使混凝土的抗碳化、抗?jié)B、抗侵蝕等性能嚴(yán)重降低。
溫度變形的危害:①對(duì)大體積混凝土,在硬化初期,水泥水化放出較多的熱量,而混凝土是熱的不良導(dǎo)體,散熱緩慢,使得混凝土內(nèi)部溫度較外部為高,產(chǎn)生較大的內(nèi)外溫差;②對(duì)縱長(zhǎng)混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物也應(yīng)考慮其影響。影響干縮變形的因素有:①混凝土單位用水量;②水灰比;③水泥的品種及細(xì)度;④骨料的種類;⑤養(yǎng)護(hù)。
4、對(duì)用于混凝土的骨料有何要求?
答:要求有:①良好的顆粒級(jí)配,以盡量減小空隙率;②表面干凈,以保證與水泥漿的更好粘結(jié);③含有害雜質(zhì)少,以保證混凝土的耐久性;④足夠的強(qiáng)度和堅(jiān)固性,以保證起到充分的骨架和傳力作用。
5、為什么一般砌筑工程多采用水泥混合砂漿?
答:建筑工程中廣泛應(yīng)用的砌筑砂漿是水泥混合砂漿,原因如下:對(duì)整個(gè)砌體來說,砌體強(qiáng)度主要取決于砌筑材料(如磚、石),砂漿則主要起傳遞荷載作用,而對(duì)砂漿強(qiáng)度要求不高,通常為M2.5~M10,由此導(dǎo)致所用水泥等級(jí)也相應(yīng)較低。用較高等級(jí)的水泥配制砂漿時(shí),可加入摻合料(如石灰膏、粘土膏等)來改善砂漿的保水性,降低水泥強(qiáng)度等級(jí),節(jié)約成本。這種加入摻合料的砂漿即為水泥混合砂漿。
6、簡(jiǎn)述建筑塑料的特點(diǎn)
答:建筑塑料與傳統(tǒng)建筑材料相比,具有很多優(yōu)異的性質(zhì)和一些缺點(diǎn)。優(yōu)異的性質(zhì):①表觀密度小,一般在0.96~2.20g/cm3之間,平均約為1.45g/cm3,與木材相近;②比強(qiáng)度高,其比強(qiáng)度接近或超過鋼材,是一種優(yōu)秀的輕質(zhì)高強(qiáng)材料;③可塑性好,可以用多種加工工藝塑制成不同形狀或特殊形狀的、各種厚薄不等的產(chǎn)品,適應(yīng)建筑上不同用途的需要;④耐腐蝕性好,塑料是化學(xué)穩(wěn)定性良好、憎水性的物質(zhì),對(duì)弱酸弱堿的抵抗性強(qiáng);⑤絕緣性好一般導(dǎo)熱系數(shù)為0.024~0.8W/(m·K)。
缺點(diǎn):①易老化;②彈性模量低,只有鋼材的1/10~1/20;③對(duì)溫度的影響敏感,一般不耐高溫,部分塑料易著火或緩慢燃燒,在建筑物失火時(shí)易于蔓延,有毒氣體令人窒息;④成本較高故目前尚不能廣泛地應(yīng)用于建筑上,隨著石油工業(yè)的發(fā)展,其成本將會(huì)日益下降。
由于塑料的上述特點(diǎn),故塑料是世界大力發(fā)展的三大建筑材料之一。
7、吸聲材料和絕熱材料在構(gòu)造特征上有何異同?泡沫玻璃是一種強(qiáng)度較高的多孔結(jié)構(gòu)材料,但不能用作吸聲材料,為什么?
答:吸聲材料和絕熱材料在構(gòu)造特征上都是多孔性材料,但二者的孔隙特征完全不同。絕熱材料的孔隙特征是具有封閉的、互不連通的氣孔,而吸聲材料的孔隙特征則是具有開放的、互相連通的氣孔。
泡沫玻璃雖然是一種強(qiáng)度較高的多孔結(jié)構(gòu)材料,但是它在燒成后含有大量封閉的氣泡,且氣孔互不連通,因而不能用作吸聲材料。
8、影響木材強(qiáng)度的主要因素有哪些?
答:影響木材強(qiáng)度的主要因素有:
(1)含水率在纖維飽和點(diǎn)之內(nèi)變化時(shí),隨含水率增加,木材的強(qiáng)度降低;當(dāng)木材含水率在纖維飽和點(diǎn)以上變化時(shí),木材強(qiáng)度不變。
(2)木材在長(zhǎng)期荷載作用下會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度降低。(3)木材隨環(huán)境溫度升高強(qiáng)度會(huì)降低。
(4)木材的疵病致使木材的物理力學(xué)性質(zhì)受到影響。
9、石油瀝青的主要技術(shù)性質(zhì)是什么?各用什么指標(biāo)表示?
答:石油瀝青的主要技術(shù)性質(zhì)有:(1)粘滯性:又稱粘結(jié)性。粘滯性應(yīng)以絕對(duì)粘度表示,但為工程上檢測(cè)方便,采用條件粘度表示。粘稠石油瀝青的粘結(jié)性指標(biāo):用針入度表示;對(duì)液體石油:采用粘度表示。
(2)塑性:指在外力作用下瀝青產(chǎn)生變形而不破壞,除去外力后,仍能保持變形后的形狀的性質(zhì)。石油瀝青的塑性:用延度表示。
(3)溫度敏感性:溫度敏感性是指石油瀝青的粘滯性和塑性隨溫度升降而變化的性能。
表征瀝青溫度敏感性的指標(biāo):軟化點(diǎn)、針入度指數(shù)表示瀝青高溫性能指標(biāo)。瀝青的脆點(diǎn)反映瀝青的低溫變形能力指標(biāo)。
(4)大氣穩(wěn)定性:石油瀝青在熱、陽光、氧氣和潮濕等大氣因素的長(zhǎng)期綜合作用下抵抗老化的性能,稱為大氣穩(wěn)定性,也是瀝青材料的耐久性。石油瀝青的大氣穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)指標(biāo):加熱蒸發(fā)損失百分率、加熱后針入度比、加熱后殘?jiān)佣取?/p>
10、膠粘劑的主要組成有哪些?其作用如何?
答:膠粘劑的主要組成有合成樹脂、固化劑或交聯(lián)劑、填料及稀釋劑等。合成樹脂主要起粘結(jié)作用;固化劑或交聯(lián)劑主要使線型分子結(jié)合或交聯(lián)成為體型的熱固性的樹脂或網(wǎng)型的彈性體(即橡膠);填料主要起減少收縮和熱膨脹性及降低成本等作用;稀釋劑為調(diào)節(jié)粘結(jié)劑的粘度,便于使用操作而加入的有機(jī)溶劑,以改善工藝性能,增加涂敷濕潤(rùn)性等。
五、計(jì)算題
1、已知一試驗(yàn)室配合比,其每立方米混凝土的用料量如下:
水泥332㎏,河砂652㎏,卵石1206㎏,水190㎏。如果測(cè)得工地上砂的含水率為3%,卵石的含水率為1%。若工地?cái)嚢铏C(jī)容量為0.4m3(出料),為施工的方便起見,每次投料以兩包水泥(100㎏)為準(zhǔn),計(jì)算每次拌和混凝土的工地配合比。
解答:水:47.5kg,水泥:100kg,砂:202kg,卵石:367kg
2、某框架結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁,混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30,施工要求混凝土擁落度為30~50mm,根據(jù)施工單位歷史資料統(tǒng)計(jì),混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差σ=5MPa。可供應(yīng)以下原材料:
水泥:P.O42.5普通硅酸鹽水泥,水泥密度為ρc=3.lOg/cm3,水泥的富余系數(shù)為1.08;
中砂:級(jí)配合格,砂子表觀密度ρ0s=2.60g/cm3;
石子:5~30mm碎石,級(jí)配合格,石子表觀密度ρ0g=2.65g/cm3。設(shè)計(jì)要求:
(1)混凝土計(jì)算配合比;
(2)若經(jīng)試配混凝土的工作性和強(qiáng)度等均符合要求,無需作調(diào)整。又知現(xiàn)場(chǎng)砂子含水率為 3%,石子含水率為1%,試計(jì)算混凝土施工配合比。解:(1)求混凝土計(jì)算配合比。1)確定混凝土配制強(qiáng)度fcu,o
fcu,o = fcu,k + 1.645σ= 30 + 1.645×5 = 38.2 MPa 2)確定水灰比(W/C)
fce =γc·fce,k = 1.08×42.5 = 45.9 MPa W/C =
∵框架結(jié)構(gòu)混凝土梁處于干燥環(huán)境,查表得容許最大水灰比為0.65,∴可確定水灰比為 0.53。3)確定用水量 mW0
對(duì)于最大粒徑為30mm的碎石混凝土,當(dāng)所需擁落度為30~50mm時(shí),查表得:lm3混凝土的用水量可選用185kg。4)計(jì)算水泥用量 mco
mco = mW0/(W/C)= 185/0.53 = 349 kg/m3 查表,對(duì)于干燥環(huán)境的鋼筋混凝土,最小水泥用量為260 kg/m3,取mco=349kg/m3。5)確定砂率βS
對(duì)于采用最大粒徑為40mm的碎石,當(dāng)水灰比為0.53時(shí),查表得砂率值可選取32%~37%,取βS=35%。6)計(jì)算砂、石用量mSO、mgo 用體積法計(jì)算,得:mso= 641kg,mgo =l192kg。
7)該混凝土計(jì)算配合比為 水泥:砂:石子 = 1:1.84:3.42,W/C=0.53。(2)確定施工配合比
現(xiàn)場(chǎng)砂子含水率為3%,石子含水率為1%,則施工配合比為 水泥 mc = mco=349kg
砂 ms = mso(1+3%)= 641×(l+3%)=660kg 石子 mg = mgo(1+1%)=1192×(1+1%)=1204kg
水 mw = mwo-mso×3%1192×1% = 154kg
第四篇:河海大學(xué)水工生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告
目錄
一. 緒論...........................................................................................................................2 1.1 實(shí)習(xí)目的.........................................................................................................2 1.2 實(shí)習(xí)要求.........................................................................................................2 1.3 實(shí)習(xí)計(jì)劃.........................................................................................................2
二. 溧陽抽水蓄能水電站樞紐簡(jiǎn)介...............................................................................2
2.1 工程概況.........................................................................................................2 2.2 工程建設(shè)必要性.............................................................................................3 2.3 工程建設(shè)條件.................................................................................................3
2.3.1 工程地質(zhì)條件......................................................................................3 2.3.2 交通及施工條件.....................................................................................3 2.4 工程布置及建筑物.........................................................................................4
2.4.1概述..........................................................................................................4 2.4.2上水庫......................................................................................................4 2.4.3 廠房系統(tǒng)..............................................................................................4 2.4.4 輸水系統(tǒng)..............................................................................................4 2.4.5 下水庫..................................................................................................4 2.5 工程主要控制性節(jié)點(diǎn)........................................................................................5
三.主要單位工程介紹............................................................................................................5
3.1 設(shè)計(jì)情況概要....................................................................................................5 3.2 安全工程建設(shè)....................................................................................................5 3.3 輸水系統(tǒng)設(shè)計(jì)....................................................................................................6 3.4 地下廠房施工....................................................................................................6 3.5 工程建設(shè)監(jiān)理實(shí)踐............................................................................................7 3.6 樞紐建設(shè)管理....................................................................................................7 3.7 混凝土面板堆石壩壩體填筑施工....................................................................7 3.8 金屬結(jié)構(gòu)加工系統(tǒng)............................................................................................7 3.9 招投標(biāo)管理與合同管理....................................................................................7
四.關(guān)于抽水蓄能電站輸水系統(tǒng)中水力學(xué)問題的專題探索...............................................8
4.1 專題簡(jiǎn)介............................................................................................................8 4.2 進(jìn)/出水口水流流態(tài)控制..................................................................................8
4.2.1 進(jìn)/出水口的特點(diǎn)...................................................................................8 4.2.2 抽水蓄能電站進(jìn)/出水口的分類及特點(diǎn)...............................................8 4.2.3溧陽抽水蓄能電站上水庫豎井式進(jìn)/出水口水力設(shè)計(jì)過程.................9 4.3 調(diào)壓室型式及涌浪............................................................................................9 4.4 岔管體型及水頭損失......................................................................................10 4.5 輸水系統(tǒng)非恒定流(水力過渡過程)...............................................................10 4.6 專題小結(jié)..........................................................................................................10 五.實(shí)習(xí)感悟..........................................................................................................................11 生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告
一. 緒論
1.1 實(shí)習(xí)目的
1)了解我國目前形勢(shì)下水利水電工程建設(shè)的方針、政策、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。
2)通過對(duì)溧陽抽水蓄能電站樞紐的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)習(xí)活動(dòng),以及參觀相關(guān)水利樞紐工程,進(jìn)一步加深對(duì)水利樞紐工程的理解,將理論知識(shí)和工程實(shí)踐相結(jié)合,提高分析問題和解決問題的能力。
3)通過現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)和參觀,進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)工程施工組織與施工管理知識(shí)的理解。4)通過學(xué)習(xí)大型水利工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)及施工方面的技術(shù)經(jīng)驗(yàn),為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。
1.2 實(shí)習(xí)要求
通過實(shí)習(xí),要求大家著重對(duì)溧陽抽水蓄能電站工程做如下幾方面了解: 1)樞紐工程規(guī)劃和綜合利用情況; 2)樞紐總體布置和方案選擇的特點(diǎn);
3)樞紐組成建筑物的作用、選型和設(shè)計(jì)原則; 4)主副廠房的布置及廠區(qū)布置的特點(diǎn); 5)施工組織設(shè)計(jì)與主體工程的施工方法; 6)工程建設(shè)管理及監(jiān)理實(shí)務(wù)。
在此基礎(chǔ)上,結(jié)合所學(xué)理論知識(shí),舉一反三,分析其他已參觀水利工程的技術(shù)特點(diǎn)。
1.3 實(shí)習(xí)計(jì)劃
1)時(shí)間:2014.2.17~2014.3.07。
2)方式:專題報(bào)告、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、參觀、工地實(shí)習(xí)、討論、閱讀圖紙、查閱相關(guān)論文、編寫實(shí)習(xí)報(bào)告、考試。
二. 溧陽抽水蓄能水電站樞紐簡(jiǎn)介
2.1 工程概況
溧陽抽水蓄能電站位于江蘇省常州溧陽市天目湖鎮(zhèn),電站安裝6臺(tái)單機(jī)容量為250MW的可逆式水泵水輪發(fā)電機(jī)組,總裝機(jī)容量1500MW,額定發(fā)電水頭259m,設(shè)計(jì)年發(fā)電量20.07億kWh,年抽水電量26.76億kWh,工程靜態(tài)總投資62億元。2011年4月電站主體工程開工,預(yù)計(jì)2017年建成投產(chǎn),建設(shè)工期80個(gè)月。
電站建設(shè)單位為江蘇國信溧陽抽水蓄能發(fā)電有限公司,由江蘇省國信資產(chǎn)管理集團(tuán)有限公司、中國水電顧問集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院、溧陽市投資公司分別按85%、10%和5%的比例出資成立。
2.2 工程建設(shè)必要性
江蘇省是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份之一,經(jīng)濟(jì)總量和發(fā)展速度一直居于全國前列,隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,電力需求持續(xù)快速增長(zhǎng),特別是蘇南地區(qū)。溧陽抽水蓄能電站位于江蘇省負(fù)荷中心,地理位置優(yōu)越,建設(shè)征地移民數(shù)少,是蘇南地區(qū)開發(fā)條件相對(duì)較好的站址。因此,溧陽抽水蓄能電站工程建設(shè)的必要性主要取決于以下三個(gè)方面:
1)溧陽抽水蓄能建設(shè)可平衡蘇北向蘇南供電壓力; 2)有利于消納江蘇電網(wǎng)接收的西電;
3)優(yōu)化系統(tǒng)電源結(jié)構(gòu),改善火電運(yùn)行工況,提高整體經(jīng)濟(jì)性。
2.3 工程建設(shè)條件 2.3.1 工程地質(zhì)條件
工程區(qū)位于金壇—南渡斷裂、溧陽—廟西斷裂、平橋—上沛斷裂等區(qū)域斷層所圍限的斷塊內(nèi),樞紐北離平橋—上沛斷裂約4km,東距溧陽—廟西斷裂約1.0km,西與金壇—南渡斷裂相距約13km,工程區(qū)整體上地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜,主要構(gòu)造形跡為褶皺、斷層及層間錯(cuò)動(dòng)。區(qū)域地震基本烈度為Ⅶ度。
上水庫由2條沖溝組成,基巖主要為志留系上統(tǒng)茅山組上段薄層~巨厚層巖屑石英砂石夾泥質(zhì)粉砂巖及少量粉砂質(zhì)泥巖,有少量安山巖脈侵入。主壩地形呈“W”形,雖巖體完整性差,但巖石強(qiáng)度較高,具備修建高面板堆石壩的地形地質(zhì)條件。
主廠房埋深240~290m,主變洞埋深220~270m,洞室圍巖主要由中厚~巨厚層巖屑石英砂石夾少量泥質(zhì)粉砂巖組成,巖石飽和抗壓強(qiáng)度大于40MPa。廠區(qū)斷層平均發(fā)育間距10~15m,大部分?jǐn)鄬悠扑閹挾刃∮?.30m,規(guī)模較大的斷層主要有F10、F32、F54。廠區(qū)地應(yīng)力屬于低應(yīng)力。由于小斷層及節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體完整性較差,洞室圍巖質(zhì)量以Ⅲ~Ⅳ類為主。
下水庫一帶地形平緩,基巖主要為侏羅系火山噴出巖,以晶屑凝灰?guī)r為主,分布有安山巖及花崗斑巖巖脈。庫岸邊坡整體穩(wěn)定性較好,擋水壩基礎(chǔ)巖體風(fēng)化淺,工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。
2.3.2 交通及施工條件
溧陽電站對(duì)外交通方便,工程區(qū)(下水庫)經(jīng)平橋鎮(zhèn)至溧陽市公路里程為32km。溧陽市地處蘇南經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū),公路交通十分發(fā)達(dá)。
與工程區(qū)較近的鐵路有滬寧鐵路(上海至南京)、新長(zhǎng)鐵路(新沂至長(zhǎng)興)和寧杭高鐵(南京至杭州)??拷竟こ梯^近的貨運(yùn)站為新長(zhǎng)鐵路的宜興站和滬寧鐵路的常州奔牛站,距電站公路里程分別為68km、94km;寧杭高鐵可直達(dá)溧陽。
2.4 工程布置及建筑物 2.4.1概述
電站樞紐建筑物主要由上水庫、輸水系統(tǒng)、發(fā)電廠房(含地面開關(guān)站及副廠房)及下水庫等4部分組成。工程屬一等大(1)型工程,主要建筑物按1級(jí)建筑物設(shè)計(jì)、次要建筑物按3級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。
2.4.2上水庫
上水庫主要由1座主壩、2座副壩、庫岸及庫底防滲體系等組成,正常蓄水位291.00m,死水位254.00m,正常蓄水位庫容1398.4萬m3。主、副壩均為鋼筋混凝土面板堆石壩,主壩頂高程295.00m,最大壩高165.00m,壩頂長(zhǎng)1113.20m;兩副壩最大壩高分別為51.60m和59.60m。上水庫庫底回填石渣后采用土工膜防滲,與庫周鋼筋混凝土面板形成全庫盆封閉防滲體系。環(huán)庫軸線總長(zhǎng)2417.05m。
2.4.3 廠房系統(tǒng)
采用首部開發(fā)方式,主要由主廠房、主變洞、母線洞、高壓電纜平洞、電纜豎井及地面副廠房和開關(guān)站等建筑物組成。主廠房開挖尺寸為219.90m×23.50m×55.30m(長(zhǎng)×寬×高),主變洞開挖斷面為193.16m×19.70m ×22.00m(長(zhǎng)×寬×高),兩大洞室之間巖墻厚度為45.00m。
2.4.4 輸水系統(tǒng)
輸水系統(tǒng)布置在上水庫左側(cè),引水和尾水均采用一洞三機(jī)聯(lián)合供水方式,主要建筑物包括上水庫井式進(jìn)/出水口、引水主洞、引水岔管、引水支洞、尾水支洞、尾水閘門室、尾水岔管、尾水調(diào)壓室、尾水主洞、下水庫出/進(jìn)水口等。引水隧洞全段采用鋼板襯砌,主洞洞徑9.20m,岔管為800MPa級(jí)鋼板組裝結(jié)構(gòu)。尾水主洞全斷面采用鋼筋混凝土襯砌,洞徑10.00m,岔管為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。單條輸水隧洞總長(zhǎng)度為2036.59m~2198.98m。
2.4.5 下水庫
下水庫位于上水庫北東向約2km處,毗鄰沙河水庫。水庫呈“L”型布置,正常蓄水位19.00m,死水位0.00m,正常蓄水位庫容1382.3萬m3,庫底開挖高程為-2.00m。在靠沙河水庫一側(cè)布置均質(zhì)土壩,壩頂高程24.40m,最大壩高11.40m,壩軸線長(zhǎng)813.42m,環(huán)庫軸線總長(zhǎng)4017.16m。
2.5 工程主要控制性節(jié)點(diǎn)
1)2010年10月底主體工程各標(biāo)段施工合同簽訂、開始進(jìn)場(chǎng)準(zhǔn)備; 2)2011年4月初開始主廠房頂拱開挖; 3)2013年12月底主廠房開挖支護(hù)完成;
4)2015年4月底上水庫完成蓄水驗(yàn)收,5月初開始初期蓄水; 5)2015年1月底下水庫完成蓄水驗(yàn)收,2月初開始初期蓄水;
6)2015年底首臺(tái)機(jī)組(⑥機(jī)組)投產(chǎn);
7)2017年2月底最后一臺(tái)機(jī)組投產(chǎn),本工程完工。
三.主要單位工程介紹
3.1 設(shè)計(jì)情況概要
中南勘測(cè)設(shè)計(jì)院副總工程師、本項(xiàng)目設(shè)總胡總工指出,溧陽抽水蓄能電站具有輸水發(fā)電系統(tǒng)工程地質(zhì)條件復(fù)雜、土石方開挖填方量大、上水庫防滲問題突出、輸水系統(tǒng)施工難度大等多項(xiàng)工程技術(shù)特點(diǎn),設(shè)計(jì)施工難度在國內(nèi)抽水蓄能電站中堪稱最大。整個(gè)工程從2002年7月開始設(shè)計(jì)工作起至2017年底預(yù)計(jì)全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電為止,項(xiàng)目總工期長(zhǎng)達(dá)十五年,期間面臨著許多重大的技術(shù)難題。
胡總首先從抽水蓄能電站發(fā)展情況開始,隨后詳細(xì)地介紹了溧陽抽水蓄能電站的設(shè)計(jì)情況,從選點(diǎn)規(guī)劃、站址選擇、上下水庫規(guī)劃、輸水系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面做出了詳盡的闡述。胡總著重介紹了設(shè)計(jì)階段在開發(fā)利用方案以及引水方案的多方案比較問題,體現(xiàn)了水利工程師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)。另外他還提到了抽水蓄能電站規(guī)劃設(shè)計(jì)的基本流程,為我們今后的工作積累了寶貴的理論基礎(chǔ)和工程經(jīng)驗(yàn)。
最后,胡總還提出了他在溧陽工程設(shè)計(jì)階段遇到的一些亟待進(jìn)一步研究的問題,諸如面板堆石壩大壩填筑參數(shù)及沉降研究、地下洞室支護(hù)機(jī)理及穩(wěn)定判識(shí)以及工程安全風(fēng)險(xiǎn)等,這些重大技術(shù)難題目前仍未得到有效解決,這也激勵(lì)著我們向這些方向努力探索。
3.2 安全工程建設(shè)
任何一項(xiàng)工程,安全問題首當(dāng)其沖?,F(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)正式開始的第一天下午,便由溧陽電站安全與環(huán)保部的孫經(jīng)理為我們帶來了一場(chǎng)關(guān)于工程安全工作的專題報(bào)告。報(bào)告中孫經(jīng)理就安全生產(chǎn)管理概述、安全生產(chǎn)管理體系以及安全標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)工作等方面向我們介紹了在水利工程建設(shè)過程安全工程的開展。他提到了“四不傷害”、“四不放過”和“兩個(gè)辨識(shí)”等安全生產(chǎn)管理基本概念,從國家安全生產(chǎn)方針到企業(yè)安全生產(chǎn)管理制度均作出了詳細(xì)說明。此外,孫經(jīng)理還將生活生產(chǎn)過程中的安全色“紅、黃、藍(lán)、綠”所表示的涵義告知我們,并介紹了一些防火知識(shí),豐富了大家的生活生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),也更好地保證了大家安全防范意識(shí)的提高。3.3 輸水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3月20日上午,中南勘測(cè)設(shè)計(jì)院的胡總為我們介紹了溧陽抽水蓄能電站輸水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。胡總從設(shè)計(jì)基本資料、輸水系統(tǒng)布置、主要建筑物設(shè)計(jì)及不良地質(zhì)段處理等幾個(gè)方面展開。在輸水系統(tǒng)布置中重點(diǎn)介紹了在設(shè)計(jì)時(shí)關(guān)于“一洞三機(jī)”和“一洞兩機(jī)”等輸水方案的比選,綜合工程量、水頭損失、造價(jià)、施工難易性等多方面比較,選擇“一洞三機(jī)”的布置方案。上水庫進(jìn)/出水口是本工程的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)之一,其采用豎井式進(jìn)/出水口,在國內(nèi)罕有工程先例可借鑒,在設(shè)計(jì)過程中克服了水流條件復(fù)雜、結(jié)構(gòu)體型復(fù)雜、結(jié)構(gòu)規(guī)模龐大、地質(zhì)條件差和抗震要求高等諸多難題,結(jié)構(gòu)形式新穎,水流條件好?,F(xiàn)場(chǎng)參觀期間,站在壩頂可以清楚地看到上水庫進(jìn)水口的施工場(chǎng)面,其中有施工車輛從庫底的交通洞頻繁進(jìn)出,但施工組織井然有序。大壩上游壩面采用跳倉施工的工藝,有的在鋪裝隔熱材料,有的則在鋪裝防滲材料。壩面上開挖出兩個(gè)平臺(tái),用于支撐連接進(jìn)/出水口和大壩的交通橋。井式進(jìn)/出水口外固定有八個(gè)肋墻,用于維持進(jìn)/出水口的穩(wěn)定。關(guān)于引水豎井開挖,胡總指出,在開挖過程中多條豎井均發(fā)生了較大規(guī)模的塌方。例如?引水豎井塌方量達(dá)5000~6000方,為此,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)采用將反井法改為正井法、支護(hù)設(shè)計(jì)改為以鋼拱架+小導(dǎo)管為主鋼筋混凝土為輔、固結(jié)灌漿使用花管灌漿工藝以及加強(qiáng)監(jiān)測(cè)等措施有效地避免了塌方的進(jìn)一步擴(kuò)大,并成功地趕回了由于塌方所耽誤的工期。由于各條豎井施工過程中遇到的問題不一,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)為每條豎井均制定了各自的施工方案,體現(xiàn)了設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)高精尖的設(shè)計(jì)水平和應(yīng)變能力。
3.4 地下廠房施工
溧陽抽水蓄能電站的地下工程由水電三局承建,水電三局的魏總就溧陽工程地下廠房的設(shè)計(jì)施工過程進(jìn)行了專題報(bào)告。魏總首先從地下工程施工基本理論出發(fā),介紹了新奧法和新意法的基本思路,并比較了兩者的異同,提出了更為先進(jìn)的新意法在本工程中的成功應(yīng)用。他簡(jiǎn)單介紹了新意法中的幾個(gè)專業(yè)術(shù)語,如超前核心土、掌子面擠出變形以及隧道預(yù)收斂等,其中超前核心土是導(dǎo)致所有變形的根本原因,并由此指出了新意法的核心思想為改變超前核心土的剛度,在其開挖前進(jìn)行加固,進(jìn)而保證施工過程中整個(gè)洞室的穩(wěn)定。相較于新奧法,雖然新意法需對(duì)超前核心土進(jìn)行干預(yù),支護(hù)結(jié)構(gòu)相對(duì)厚重,施工成本較高,但其設(shè)計(jì)思想科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),施工效果安全可靠,應(yīng)用前景十分廣闊,溧陽電站地下工程的成功具有很好的借鑒意義。
在地下廠房施工中,魏總特別提出了施工要秉承“排水先行,先邊后中,先軟后硬,先洞后墻,一次預(yù)裂,薄層開挖,隨層支護(hù)”的開挖原則,其中治水是關(guān)鍵,所以要有意識(shí)地把廠房周邊的排水廊道先期開挖,并將其他施工支洞先其開挖以利排水,此外,本工程還通過系統(tǒng)性地布置井點(diǎn)降水孔進(jìn)行井點(diǎn)降水。有效地降低了地下水對(duì)洞室開挖造成的不利影響。
巖錨梁施工是地下洞室施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一,由于地下硐室所在范圍圍巖多為三類、四類,巖體完整性很差,巖錨梁的施工難度大。溧陽工程巖錨梁施工采用垂直和斜面光面爆破工藝,成功地保證了牛腿底部的巖體不受破壞。
現(xiàn)場(chǎng)參觀地下硐室時(shí),注意到雖然本工程的防水措施成效顯著,但硐室內(nèi)仍然十分潮濕,洞頂也不時(shí)有水滴下落,洞內(nèi)光線陰暗且粉塵嚴(yán)重。進(jìn)場(chǎng)交通洞的一部分已經(jīng)完成系統(tǒng)支護(hù),但仍有部分可以清楚看到一榀榀的鋼拱架支撐,足以體現(xiàn)出該區(qū)地質(zhì)條件之差。在現(xiàn)場(chǎng)工程師為我們簡(jiǎn)單介紹了地下工程的施工情況。另外,在主廠房參觀期間實(shí)習(xí)隊(duì)員恰逢不遠(yuǎn)處硐室內(nèi)進(jìn)行爆破作業(yè),這也讓我深深體會(huì)到了地下工程施工環(huán)境之惡劣以及工程師和工人堅(jiān)守崗位、不畏艱險(xiǎn)、努力生產(chǎn)的精神。3.5 工程建設(shè)監(jiān)理實(shí)踐
咨詢西北公司全程負(fù)責(zé)溧陽工程的監(jiān)理工作。2月24日上午,由咨詢西北公司溧陽監(jiān)理中心的方總為我們介紹了溧陽工程監(jiān)理工作的開展情況。對(duì)于監(jiān)理行業(yè)的工作,此前我對(duì)此頗感陌生,但聽過方總的介紹后,我對(duì)監(jiān)理工作有了較為深刻的了解。方總指出,監(jiān)理實(shí)踐的原則為“四控、兩管、一協(xié)調(diào)”,并強(qiáng)調(diào)了監(jiān)理在工程建設(shè)中的紐帶作用。最后,他將自己的人生經(jīng)驗(yàn)毫無保留地傳授給我們,對(duì)于如何成為一名合格的水電人闡述了自己的觀點(diǎn),令大家受益匪淺。
3.6 樞紐建設(shè)管理
2月25日,溧陽工程副總工程師祁總就溧陽抽水蓄能電站樞紐建設(shè)管理進(jìn)行了專題報(bào)告。祁總是河海校友,他將工程建設(shè)管理的知識(shí)深入淺出地介紹給我們,并結(jié)合溧陽工程實(shí)際情況,從策劃核準(zhǔn)、建設(shè)主體、制度建設(shè)、工程管理以及達(dá)標(biāo)創(chuàng)優(yōu)等方面詳細(xì)闡述了溧陽電站樞紐建設(shè)管理的開展情況,給大家留下了深刻的印象。
3.7 混凝土面板堆石壩壩體填筑施工
溧陽電站的混凝土面板堆石壩壩體填筑工程由水電十二局承建,十二局副總工勞總將堆石壩的施工流程及場(chǎng)內(nèi)道路規(guī)劃進(jìn)行了細(xì)致的介紹。他重點(diǎn)介紹了數(shù)字大壩技術(shù)在溧陽電站大壩填筑工程中的應(yīng)用。通過INTERNET將信息傳回終端,進(jìn)而方便地控制施工車輛速度、碾壓遍數(shù)、含水率等重要參數(shù),實(shí)現(xiàn)了操控一體化、視圖化。
混凝土面板采用滑模施工,按跳倉施工工藝進(jìn)行,勞總重點(diǎn)介紹了滑模的設(shè)計(jì)方法以及周邊縫的處理工藝,本工程均由創(chuàng)新之處。
在施工現(xiàn)場(chǎng),我們參觀了砂石料系統(tǒng)和混凝土拌合系統(tǒng),現(xiàn)場(chǎng)工程師為我們介紹了溧陽電站拌合機(jī)械的參數(shù)性能以及拌合系統(tǒng)的工藝流程。更為可貴的是,他還鼓勵(lì)我們深入生產(chǎn)一線,努力發(fā)揚(yáng)水電人不怕苦不怕累的敬業(yè)精神,引起大家一片喝彩。
3.8 金屬結(jié)構(gòu)加工系統(tǒng)
實(shí)習(xí)階段的最后一次現(xiàn)場(chǎng)參觀安排為金屬加工系統(tǒng)參觀,我們參觀的車間主要負(fù)責(zé)引水鋼管的加工和焊接。現(xiàn)場(chǎng)工程師介紹說溧陽抽水蓄能電站引水鋼管HD值大,圍巖地質(zhì)條件較差,鋼管加工難度大。其中正在加工的內(nèi)徑達(dá)9.2m的超大直徑鋼管的焊接工藝達(dá)到國際先進(jìn)水平。此外,工程師指出,由于部分管節(jié)重量巨大,普通工程車輛遠(yuǎn)不能滿足要求,需要專門配置載重量高達(dá)100噸的特種工程車來完成運(yùn)輸任務(wù),但遺憾的是此次參觀未能目睹如此重型的運(yùn)輸機(jī)械。
3.9 招投標(biāo)管理與合同管理
2月27日上午,溧陽發(fā)電公司計(jì)劃合同部的全總開展了關(guān)于電站招投標(biāo)管理與合同管理的報(bào)告。首先,全總介紹了招投標(biāo)的基本概念,然后對(duì)溧陽發(fā)電公司招投標(biāo)管理情況以及公司合同管理情況進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。此外,他還對(duì)如何建立科學(xué)的合同管理制度闡明了自己獨(dú)到的觀點(diǎn),也為本次實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)參觀的內(nèi)容畫上了一個(gè)完美的句號(hào)。
四.關(guān)于抽水蓄能電站輸水系統(tǒng)中水力學(xué)問題的專題探索
4.1 專題簡(jiǎn)介
抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻及事故備用等方面發(fā)揮著巨大的作用,而與常規(guī)水電站不同,抽水蓄能電站既可作為發(fā)電機(jī)工況泄水發(fā)電,又可作為水泵工況抽水耗電,工況轉(zhuǎn)換頻繁,這就要求輸水系統(tǒng)和機(jī)組在雙向水流的情況下都能處于較好的運(yùn)行狀態(tài),以提高電站的綜合效率。因此,抽水蓄能電站面臨一系列水力學(xué)問題,其中輸水系統(tǒng)中的水力學(xué)問題尤為突出。如進(jìn)/出水口水流流態(tài)控制、調(diào)壓室型式與涌浪、雙向水流下岔管的體型與水頭損失、輸水系統(tǒng)非恒定流以及攔污柵誘發(fā)振動(dòng)等問題無不關(guān)系到抽水蓄能電站輸水系統(tǒng)能否發(fā)揮其應(yīng)有的水力學(xué)特性,并為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供可靠的設(shè)計(jì)依據(jù)。
4.2 進(jìn)/出水口水流流態(tài)控制 4.2.1 進(jìn)/出水口的特點(diǎn)
1)雙向水流
抽水蓄能電站既可作為發(fā)電機(jī)工況泄水發(fā)電,又可作為水泵工況抽水耗電,而其進(jìn)水口亦作為出水口使用,故存在雙向水流問題。2)水位變幅一般較大
由于抽水蓄能電站的水庫多為人工開挖而成,庫容相對(duì)常規(guī)電站較小,因此在正常運(yùn)行過程中庫水位變幅較大,這就要求水電站進(jìn)水口在較大水位變幅范圍內(nèi)均有較好的進(jìn)水條件。3)進(jìn)/出水口的漩渦問題突出
抽水蓄能電站的水庫消落深度大,進(jìn)水口淹沒深度較小,并且其單機(jī)容量大,引用流量大,因此進(jìn)水口旋渦問題較常規(guī)水電站更為嚴(yán)重,對(duì)進(jìn)水口的體型設(shè)計(jì)要求較高,也常采用各種防渦工程措施。
4)進(jìn)/出水口的出水口段水流不易擴(kuò)散
由于工程量所限,抽水蓄能電站水庫和引水道之間的過渡段往往較短,因此在進(jìn)/出水口處的流態(tài)會(huì)發(fā)生急劇的變化,特別是出流情況,此時(shí)出水口的流速往往較常規(guī)水電站的尾水出口要大得多,能量集中,水流不易擴(kuò)散均勻。
4.2.2 抽水蓄能電站進(jìn)/出水口的分類及特點(diǎn)
抽水蓄能電站進(jìn)/出水口可分為側(cè)式和豎井式。側(cè)式進(jìn)/出水口的水流從水平方向流入進(jìn)/出水口,并在一定的距離之內(nèi)流向不發(fā)生急劇改變。豎井式進(jìn)/出水口的水流從孔口四周垂直進(jìn)入進(jìn)/出水口。
一般來說,側(cè)式進(jìn)/出水口可以緊靠邊岸或壩身,與水平輸水道連接平順,結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)便、緊湊。豎井式進(jìn)/出水口可布置在距岸邊較遠(yuǎn)處,設(shè)在水庫內(nèi),與位于水庫下部的隧洞相連接,與豎直輸水道連接方便;閘門及其控制結(jié)構(gòu)布置較特殊;在一定條件下有其優(yōu)點(diǎn)。國內(nèi)多采用側(cè)式進(jìn)/出水口。
4.2.3溧陽抽水蓄能電站上水庫豎井式進(jìn)/出水口水力設(shè)計(jì)過程
1)設(shè)計(jì)原則與待解決的問題
綜合考慮溧陽抽水蓄能電站上下庫的地形地質(zhì)條件、水流運(yùn)動(dòng)、結(jié)構(gòu)、施工與運(yùn)行等各方面的條件,該電站采用豎井式進(jìn)/出水口。國內(nèi)對(duì)側(cè)式進(jìn)/出水口水力學(xué)方面的研究較多,其設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)較為成熟,而由于井式進(jìn)/出水口應(yīng)用較少,其水力學(xué)方面的研究不多,對(duì)于在進(jìn)/出水口處設(shè)置了閘門的工程更是少之又少,其水力條件更為復(fù)雜。如何確保進(jìn)/出水口在電站運(yùn)行和閘門關(guān)閉過程中不出現(xiàn)有害流態(tài),不對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞是設(shè)計(jì)中需要解決的問題。
2)設(shè)計(jì)過程
溧陽抽水蓄能電站上水庫進(jìn)/出水口布置位置受限,具有體形龐大、結(jié)構(gòu)布置及水力學(xué)條件復(fù)雜、地質(zhì)條件較差等特點(diǎn)。為全面了解溧陽上水庫豎井式進(jìn)/出水口的水力情況,從前期設(shè)計(jì)階段開始,采用數(shù)值分析的方法對(duì)井式進(jìn)/出水口與側(cè)式進(jìn)/出水口進(jìn)行了分析比較,綜合工程量和水頭損失等方面的因素,推薦上水庫進(jìn)/出水口采用井式進(jìn)/出水口。然后對(duì)選定的方案采用水力模型試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,從而尋求具有較好水力條件的結(jié)構(gòu)體形。模型試驗(yàn)表明,在發(fā)電和抽水運(yùn)行工況下,上水庫進(jìn)/出水口各孔口的流速分布與流量分配都比較均勻,兩個(gè)進(jìn)/出水口的運(yùn)行相互獨(dú)立,彼此之間基本不存在影響,設(shè)計(jì)選用的體形水頭損失較小,水流流態(tài)較好,無影響運(yùn)行的漩渦、回流等有害流態(tài),具有較好的水力條件。
3)設(shè)計(jì)亮點(diǎn)
a)采用對(duì)稱八角形框架結(jié)構(gòu),平面上構(gòu)成整體,具有對(duì)稱進(jìn)流的特點(diǎn),且抗震性能好。b)①、②號(hào)進(jìn)/出水塔塔體由底座和上部框架組成,塔體中部為按橢圓曲線漸縮的圓形斷面流道,保證水流平順。
c)蓋板中部設(shè)分流錐,以使水流平順過渡。
d)下部隧洞段由等徑段、彎肘段和漸變段組成。彎肘段為立面上不等徑、不同心的轉(zhuǎn)彎段,其體型由數(shù)值模型擬定并經(jīng)水力模型試驗(yàn)驗(yàn)證滿足水頭損失小的要求。彎肘段后緊接漸變段,并與引水主洞相接。
e)在國內(nèi)抽水蓄能電站進(jìn)/出水口中首個(gè)采用無攔污柵設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)形式較為新穎。
4.3 調(diào)壓室型式及涌浪
抽水蓄能電站的調(diào)壓室的主要類型與常規(guī)水電站大致相同。當(dāng)水頭較高、水庫水位變幅較大時(shí),宜采用雙室式調(diào)壓室;反之,常選用阻抗式調(diào)壓室。抽水蓄能電站采用地下廠房時(shí),輸水道常埋置較深,當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件允許時(shí)可考慮設(shè)置氣墊式調(diào)壓室以減小工程量。溧陽抽水蓄能電站在可研時(shí)期也曾考慮采用氣墊式調(diào)壓室,但由于地質(zhì)條件較差而另謀他法。
該廠房采用首部式開發(fā),尾水隧洞較長(zhǎng),為有效降低符合劇烈變化時(shí)引水道中的壓力,故設(shè)置兩個(gè)尾水調(diào)壓室,分別布置在兩條尾水主洞上。采用阻抗式調(diào)壓室以減小調(diào)壓室中的涌浪。尾水調(diào)壓室由連接管和大井組成,連接管連接引水隧洞和大井,斷面為圓形,由豎井段和彎管段組成。常規(guī)水電站調(diào)壓室的水位波動(dòng)計(jì)算已積累了比較成熟的經(jīng)驗(yàn)。由于抽水蓄能電站運(yùn)行工況復(fù)雜,影響因素眾多,有關(guān)調(diào)壓室最高、最低涌浪發(fā)生的條件尚不大明確。目前此類問題多按照模型試驗(yàn)法推得經(jīng)驗(yàn)公式,研究潛力很大。(備注:有關(guān)溧陽抽水蓄能電站尾水調(diào)壓室的詳細(xì)設(shè)計(jì)過程未能找到相關(guān)文獻(xiàn)。)
4.4 岔管體型及水頭損失
抽水蓄能電站多采用“一洞多機(jī)”的供水方式。岔管處的水頭損失在整個(gè)輸水系統(tǒng)的能量損失中舉足輕重,研究岔管的合理體型自然十分必要。由于抽水蓄能電站的岔管受雙向水流作用,故不能簡(jiǎn)單照搬常規(guī)水電站岔管體型設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。
本工程綜合工程量、水力條件以及投資選擇采用“一洞三機(jī)”的輸水系統(tǒng)布置方案,岔管體型十分復(fù)雜,這就為確定水頭損失較小的岔管體型帶來了困難。按照水力模型試驗(yàn)的結(jié)果,引水鋼岔管布置由科研階段的非對(duì)稱“Y”形修改為對(duì)稱“Y”形,分岔角為70°。采用對(duì)稱布置后,岔管的受力更為均勻,且鋼襯的厚度較薄;尾水岔管采用每3條尾水支洞(D=6.0m)通過兩個(gè)非對(duì)稱Y形岔洞與尾水主洞(D=10.0m)相連,岔洞分岔角均為60°,試驗(yàn)結(jié)果表明其水頭損失較小。由于上部圍巖厚度較大,且地下水位高,鋼管承受外壓能力有限,故將尾水岔管由可研時(shí)期的鋼岔管修改為鋼筋混凝土岔管,很好地滿足了結(jié)構(gòu)要求。
有關(guān)岔管的體型設(shè)計(jì)均進(jìn)行了水壓試驗(yàn),其中1#、3#岔管的水壓試驗(yàn)在安裝處(原位)進(jìn)行,2#、4#岔管的水壓試驗(yàn)在工地鋼管加工廠內(nèi)進(jìn)行。通過水壓試驗(yàn),溧陽工程對(duì)岔管的分岔角、擴(kuò)大率、肋寬比、主支圓錐錐角等參數(shù)進(jìn)行了細(xì)致的設(shè)計(jì),最終體型的水流流態(tài)及水頭損失均令人滿意。
4.5 輸水系統(tǒng)非恒定流(水力過渡過程)與常規(guī)水電站相比,抽水蓄能電站輸水系統(tǒng)布置常較復(fù)雜,并有發(fā)電、抽水兩方向水流;其削峰填谷的特殊使命導(dǎo)致電站運(yùn)行工況多,轉(zhuǎn)換頻繁;在運(yùn)行和過渡過程中,可逆式水泵水輪機(jī)可經(jīng)歷正水泵、水泵制動(dòng)、水輪機(jī)、水輪機(jī)制動(dòng)和反水泵等特性區(qū),機(jī)組特性對(duì)非恒定流及機(jī)組過渡過程的影響顯著。輸水系統(tǒng)非恒定流分析常常是確定輸水系統(tǒng)布置的關(guān)鍵因素之一。
溧陽抽水蓄能電站輸水系統(tǒng)采用一洞三機(jī)聯(lián)合供水方式,含有2個(gè)并列的水力單元。水力過渡過程應(yīng)當(dāng)考慮如發(fā)電工況、抽水工況等多種工況下的機(jī)組運(yùn)行情況及輸水系統(tǒng)中水力要素的變化情況?;谠撾娬驹陔娏ο到y(tǒng)中的作用、輸水系統(tǒng)的組成特點(diǎn)、主結(jié)線型式、機(jī)組臺(tái)數(shù)及控制性能等因素,綜合各種工況的結(jié)果,選擇既安全又合理的輸水系統(tǒng)型式和調(diào)度規(guī)則。目前針對(duì)輸水系統(tǒng)水力過渡過程的研究多采用商業(yè)軟件模擬計(jì)算,與已建工程的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)資料比對(duì),已能得到令人滿意的計(jì)算成果。(備注:有關(guān)溧陽抽水蓄能電站輸水系統(tǒng)水力過渡過程的設(shè)計(jì)規(guī)劃未能找到相關(guān)文獻(xiàn)。)
4.6 專題小結(jié)
輸水系統(tǒng)是溧陽抽水蓄能水電站的核心工程之一,本工程在上水庫進(jìn)/出水口、高壓岔管、調(diào)壓室體型等設(shè)計(jì)上均頗具特色。尤其是上水庫進(jìn)水口的體型設(shè)計(jì),本工程成功設(shè)計(jì)了國內(nèi)最高的豎井式進(jìn)/出水口,有效地解決了帶閘門豎井式進(jìn)/出水口的諸多水力學(xué)難題,并在國內(nèi)抽水蓄能電站中首次采用無攔污柵進(jìn)/出水口的設(shè)計(jì),避免了攔污柵誘發(fā)振動(dòng)的問題。進(jìn)/出水口結(jié)構(gòu)形式新穎,在解決了抗震、地基處理的問題之外,有效地保證了進(jìn)水工況水流平順過渡以及出水工況水流較為均勻的擴(kuò)散,通過設(shè)計(jì)合理的流道體型將水頭損失控制在較低的范圍內(nèi),為國內(nèi)外抽水蓄能電站的設(shè)計(jì)施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。而在高壓鋼岔管的設(shè)計(jì)方面,在可行性研究階段及可研設(shè)計(jì)審查后,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)岔管的設(shè)計(jì)及施工方案進(jìn)行了大量的計(jì)算分析和研究工作,對(duì)岔管的結(jié)構(gòu)特性、水力特性、施工特性有了較全面的認(rèn)識(shí)和了解。目前岔管的設(shè)計(jì)方案和施工方案既保證了鋼岔管中水力條件良好,也滿足了結(jié)構(gòu)安全、施工方便和經(jīng)濟(jì)合理的原則。
五.實(shí)習(xí)感悟
生產(chǎn)實(shí)習(xí)中為期兩周的現(xiàn)場(chǎng)參觀部分雖已落下帷幕,但雄渾壯闊的施工現(xiàn)場(chǎng)卻給我留下了深刻的印象。更重要的是,在實(shí)踐過程中,溧陽電站的工程師們不辭辛苦,為我們悉心講解,并將一些艱深的專業(yè)知識(shí)轉(zhuǎn)化為通俗、生動(dòng)的語言傳授給我們,使大家受益匪淺,從設(shè)計(jì)原則,到施工工藝,再到項(xiàng)目管理等方方面面的知識(shí)水平均得到了很大程度的提高。
通過這次實(shí)習(xí),我第一次真正意義上的進(jìn)入水利工程的施工現(xiàn)場(chǎng),深刻感悟到水利工程宏大的施工場(chǎng)面;也第一次深入生產(chǎn)一線的工作環(huán)境,切實(shí)體會(huì)到水利工程艱苦的施工條件。任何一項(xiàng)水利工程均與百姓民生密切相連,從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)師和工程師的言語中可以領(lǐng)略到他們技術(shù)之精和責(zé)任之重。通過與工程師的簡(jiǎn)單交流,除了大量專業(yè)知識(shí)之外,我們也學(xué)到了寶貴的為人之本和處世之道,這些都是書本中所不曾提及的。
大學(xué)作為莘莘學(xué)子求知學(xué)識(shí)、增長(zhǎng)才干之地,一直被冠以“象牙塔”的美名。然而進(jìn)入大學(xué)畢竟只是涉足社會(huì)的第一步,在大學(xué)中學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能畢竟是有限的,必須要在生產(chǎn)實(shí)踐中加以鞏固。轉(zhuǎn)眼之間,本科四年即將落下帷幕,我們當(dāng)中的大多數(shù)將要踏入工作崗位,而我也要繼續(xù)進(jìn)行研究生階段的深造。所以,包括這次實(shí)習(xí)在內(nèi)的如此種種,均是我人生中最為寶貴的財(cái)富,并將為今后的工作產(chǎn)生重要的指導(dǎo)意義。
最后,十分感謝幾位帶隊(duì)老師在實(shí)習(xí)準(zhǔn)備及開展過程中作出的努力。
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第五篇:水工建筑物重點(diǎn)
水利工程指對(duì)自然界的地表水和地下水進(jìn)行控制和調(diào)配,以達(dá)到除害興利的目的而修建的工程.水工建筑物:為綜合利用水資源,達(dá)到防洪,灌溉,發(fā)電,供水,航運(yùn)等目的,修建的不同類型的建筑物,以控制和支配水流,滿足國民經(jīng)濟(jì)的需要.水利工程特點(diǎn):工程量大,投資多,工期長(zhǎng);工作條件復(fù)雜;受自然條件制約,施工難度大;效益大,對(duì)環(huán)境影響也大;失事后果嚴(yán)重.可靠度:結(jié)構(gòu)在正常設(shè)計(jì),正常施工,正常運(yùn)行的條件下,在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)完成預(yù)定功能的概率;安全性,適用性和耐久性合稱為可靠性.流土:在向上滲流作用下,表層局部土體被頂起或是粗細(xì)顆粒群發(fā)生浮動(dòng)而流失的現(xiàn)象管涌:在滲流作用下,土中的細(xì)顆粒由骨架孔隙通道中被帶走而流失的現(xiàn)象,主要發(fā)生在無黏性土中接觸沖刷:滲流沿兩不同土壤接觸面流動(dòng),帶走細(xì)顆粒,使臨近接觸面不同土層混合起來接觸流土:滲流方向垂直于兩種不同土壤的接觸面.壩基不同土層間滲流將一層細(xì)顆粒帶至另一層粗顆粒(管涌);一層為黏土,含水量大,凝聚力降低而成塊移動(dòng),甚至形成剝蝕(接觸流土).灌漿:回填灌漿(充填襯砌與圍巖之間的空隙,使之結(jié)合緊密,共同受力,以發(fā)揮圍巖的彈性抗力作用,并減少滲漏.)和固結(jié)灌漿(加固圍巖,提高圍巖的整體性,減小圍巖壓力,保證圍巖的彈性抗力,減小滲漏).水工隧洞:為滿足水利水電工程各項(xiàng)任務(wù)的需要,在地面以下開鑿的各種隧洞.土石壩指由當(dāng)?shù)赝亮?石料或混合料,經(jīng)過拋填,碾壓等方法堆砌成的擋水壩.揚(yáng)壓力:是滲透壓力和浮托力的總稱.其中滲透水壓力由上,下游水位差產(chǎn)生,浮托力由下游水深產(chǎn)生.浸潤(rùn)線:土石壩擋水后,在壩體內(nèi)形成由上游向下游的滲流,這在壩體中滲流的水面線.節(jié)制閘:枯水期用于攔截河道,抬高水位,以利上游取水或航運(yùn)要求,洪水期則開閘泄洪,控制下泄流量.重力壩指依靠壩體自重所產(chǎn)生的抗滑力來維持穩(wěn)定的擋水建筑物.其壩軸線一般為直線,垂直于壩軸線方向設(shè)橫縫,將壩體分成若干個(gè)壩段,每一個(gè)壩段相當(dāng)于固接于地基上的懸臂梁.有壓隧洞指洞內(nèi)充滿水,沒有自由水面,隧洞內(nèi)壁承受較大的內(nèi)水壓力,斷面形狀一般為圓形的過水隧洞.水利水電工程分等和水工建筑物分級(jí):(1)分等分級(jí)的意義(目的):為貫徹執(zhí)行國家經(jīng)濟(jì),技術(shù)政策,達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的目的.(2)將水利水電工程按其工程規(guī)模,效益和在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性分為5等;(3)將水工建筑物的永久建筑物和臨時(shí)建筑物按其所屬工程等別及其在工程中的作用和重要性分為5級(jí)和3級(jí).水閘按作用分為節(jié)制閘,進(jìn)水閘,排水閘,分洪閘,擋潮閘,沖沙閘.書閘按閘室的結(jié)構(gòu)型式可分為開敞式和涵洞式.水閘組成:上游連接段(作用:使水流平順進(jìn)入閘孔,同時(shí)保護(hù)兩岸及河床免受沖刷并具有防滲作用),閘室段,下游連接段.閘門作用:擋水和控制下泄流量.護(hù)坦作用:消減過閘水流的能量,防治沖刷下游河床.上游連接段組成:上游翼墻,鋪蓋,護(hù)底,上游防沖槽,上游護(hù)坡.下游:下游翼墻,護(hù)坦(消力池),海漫,下游防沖槽,下游護(hù)坡.閘室段:底板,閘墩,閘門,胸墻,工作橋,交通橋.水閘的底流方式,由消力池,海漫和防沖槽等三部分組成.水閘工作特點(diǎn):(1)穩(wěn)定方向:水閘必須具有足夠的重力,以維持自身的穩(wěn)定.(2)滲流方向:應(yīng)妥善進(jìn)行防滲設(shè)計(jì).(3)消能防沖方面:必須采取有效的消能防沖措施,以防止河道產(chǎn)生有害的沖刷.(4)沉降方面:采取必需的地基處理等措施,以減小過大的地基沉降和不均勻沉降.提高水閘抗滑穩(wěn)定措施:①將閘門位置移向低水位一側(cè),或?qū)⑺l底板向高水位一側(cè)加長(zhǎng)②適當(dāng)加大結(jié)構(gòu)尺寸③增加閘室地板的齒墻深度④增加鋪蓋長(zhǎng)度或在不影響防滲安全的條件下將排水設(shè)施向水閘底板靠近⑤利用鋼筋混凝土鋪蓋作為阻滑板,但閘室自身抗滑穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)小于1.0,阻滑板應(yīng)滿足限裂要求.土基特點(diǎn):抗剪強(qiáng)度低,穩(wěn)定性差;壓縮性較大,容易產(chǎn)生不均勻沉降;易產(chǎn)生滲透變形,抗沖刷能力差;
水閘下游沖刷破壞主要部位是下游河床,下游岸坡.處理:下游河床:設(shè)置消力池,消力檻,海漫,防沖槽等
下游岸坡:①在消力池斜坡段頂部上游預(yù)留平臺(tái),上設(shè)小檻;②使上游引渠具有較長(zhǎng)的直線段,并對(duì)稱布置翼墻;③下游布置翼墻,并控制翼墻擴(kuò)散角;④下游設(shè)置護(hù)坡;⑤制訂合理的閘門開啟程序.水閘防滲長(zhǎng)度:L=C△H
壩基加固處理有開挖,清理,固結(jié)灌漿和破碎帶的處理.進(jìn)口建筑物型式:豎井式,塔式,岸塔式,斜坡式進(jìn)水口.重力壩特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):1工作安全,運(yùn)行可靠2對(duì)地形,地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)3泄洪方便,導(dǎo)流容易4施工方便,維護(hù)簡(jiǎn)單5,受力明確,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單缺點(diǎn):1壩體剖面尺寸大,材料用量多2材料的強(qiáng)度不能夠得到充分發(fā)揮3壩底揚(yáng)壓力大,對(duì)壩體穩(wěn)定不利4砼體積大,易產(chǎn)生不利的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力.重力壩分類:按壩高分為低壩,中壩,高壩三類;按泄水條件分為溢流和非溢流重力壩;按壩體結(jié)構(gòu)形式分為實(shí)體,寬縫,預(yù)應(yīng)力,裝配式和空腹重力壩.按材料科分為混凝土和漿砌石重力壩.重力壩分縫原因:在水工建筑物中,為適應(yīng)施工期和運(yùn)行期的溫度變化,地基不均勻沉降,施工時(shí)混凝土的澆筑能力及散熱要求以及結(jié)構(gòu)布置要求等設(shè)置的接縫構(gòu)造.縫的類型按作用分為溫度縫(伸縮縫),沉陷縫和施工縫,按使用期限分為永久縫和臨時(shí)縫.溫度縫和沉陷縫多為永久縫,施工縫多為臨時(shí)縫.重力壩工作原理:在水壓及其他荷載作用下,依靠壩體自重在壩基面產(chǎn)生的抗滑力來抵抗水平水壓力已達(dá)到穩(wěn)定的要求.提高重力壩抗滑穩(wěn)定措施:設(shè)置傾斜的上游壩面,利用壩面上水重以增加穩(wěn)定;采用有利的開挖輪廓線;設(shè)置齒墻;抽水降壓措施;加固地基;基本剖面:指壩體在自重,靜水壓力(水位與壩頂齊平)和揚(yáng)壓力3項(xiàng)主要荷載的作用下,滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度的要求,并使工程量最小的三角形剖面.重力壩承受的主要荷載是呈三角形分布的靜水壓力,控制壩體剖面尺寸的主要指標(biāo)是穩(wěn)定,強(qiáng)度要求,重力壩基本剖面是三角形.非溢流壩的壩頂或防浪墻頂必須高出庫水位,其高出庫水位的高度為:△h=hl+hz+hc,其中hl表示波浪高度,hz表示波浪中心線高
出靜水位的高程,hc表示安全超高.溢流壩的溢流面由頂部的曲線段,中間的直線段,底部的反弧段組成.溢流重力壩消能方式為挑流式,底流式,面流式和戶斗流式.重力壩地基處理措施:①壩基的開挖與清理;②壩基固結(jié)灌漿:提高基巖的整體性和強(qiáng)度,降低地基的透水性;③帷幕灌漿:降低壩底滲流壓力,防止壩基內(nèi)產(chǎn)生機(jī)械或化學(xué)管涌,減少壩基滲流量.④壩基排水;⑤對(duì)斷層破碎帶,軟弱夾層和溶洞進(jìn)行處理.重力壩壩體排水措施是:靠近上游壩面設(shè)置排水管幕,其上下端與壩頂和廊道直通.壩基排水措施是在灌漿帷幕后設(shè)排水孔幕.重力壩對(duì)地基要求:1重力壩地基應(yīng)具有足夠的抗壓和抗剪強(qiáng)度,以承受壩體的壓力2應(yīng)具有良好的整體性和均勻性,以滿足壩基的抗滑穩(wěn)定要求和減少不均勻沉降3應(yīng)具有足夠的抗?jié)B性和耐久性,以滿足滲透穩(wěn)定的要求和防止?jié)B滲水作用下的巖體變質(zhì)惡化.重力壩分縫:(1)橫縫(2)縱縫(3)水平縫
土石壩分類:按施工方法分:碾壓式土石壩,水力沖填壩,定向爆破堆石壩按壩體材料分:土壩,土石混合壩,堆石壩;在壩身內(nèi)的配置和防滲體的額材料分:均質(zhì)壩,黏土心墻心墻壩,斜墻壩和多種土質(zhì)壩.土石壩:優(yōu)點(diǎn):易于取材,工程造價(jià)低;適應(yīng)地形條件能力強(qiáng);運(yùn)用較安全可靠;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于維修和擴(kuò)建;提高了土石壩的施工質(zhì)量缺點(diǎn):斷面大,體積大;壩身一般不能溢流,需另設(shè)溢洪道;施工不如混凝土壩方便;粘性土料的填筑受氣候條件影響.壩坡比:上游:1:2.5,1:2.75,1:3;下游:1:2.25,1:2.5,1:12.75
滲流計(jì)算的水力學(xué)法原理:等效原理和疊加原理.土石壩穩(wěn)定破壞的狀態(tài):滑動(dòng)(圓柱面,折線,復(fù)合滑動(dòng)面),液化,塑性流動(dòng).土石壩工作特點(diǎn):穩(wěn)定,滲流,沉陷,沖刷方面.確定土石壩壩頂高程的確定:土石壩壩頂高程:水庫靜水位+超高(Y)Y=R+e+A①設(shè)計(jì)洪水位+正常運(yùn)用情況的壩頂超高;②校核洪水位+非常運(yùn)用情況的壩頂超高;③正常蓄水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高;④正常蓄水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高,再加地震安全加高
提高土石壩穩(wěn)定性措施:提高了土的填筑標(biāo)準(zhǔn);壩腳加壓重;加強(qiáng)防滲排水措施;加固地基.土石壩壩坡滑裂面形狀:曲線滑裂面,直線或折線滑裂面,復(fù)合滑裂面.面板堆石壩特點(diǎn):就地取材;施工度汛問題比土壩容易解決;對(duì)地形地質(zhì)和自然條=條件適應(yīng)性較混凝土壩強(qiáng);方便機(jī)械化施工,有利于加快施工工期和減少沉降;壩身不能泄洪,一般需另設(shè)泄洪和導(dǎo)流措施.變形裂縫:由于不均勻變形,在壩的某些部應(yīng)變和剪應(yīng)變而產(chǎn)生的裂縫.防滲體指該部位土體比壩殼其他部位土體更不透水,作用是控制壩體浸潤(rùn)線的位置,保持滲流穩(wěn)定.設(shè)防滲體原因:土石壩擋水后,在壩體內(nèi)會(huì)形成由上游的滲流,這會(huì)使水庫損失水量,還引起管涌,流圖等滲透變形,對(duì)壩頗穩(wěn)定不利.形式:黏土心墻;黏土斜墻;非土料防滲體;
常用壩體排水形式:1貼坡排水2棱體排水3褥墊排水4管式排水5綜合式排水土壩按防滲體的位置分為均質(zhì)壩;粘土心墻壩;粘土斜心墻壩;粘土斜墻壩.底流消能設(shè)施有挖深;消力檻;綜合式三種形式.常用泄水建筑物:河床式溢洪道,河岸溢洪道.河岸溢洪道的分類:按結(jié)構(gòu)形式分為正槽式,側(cè)槽式 ,井式和虹吸式四種;按其泄洪標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)用情況分為:正常溢洪道和非正常溢洪道(漫流式,自潰式,爆破引潰式三種).泄槽水流特點(diǎn):高速,紊亂,滲氣,慣性大,對(duì)邊界變化非常敏感.正槽溢洪道由進(jìn)水渠(將水庫的水平順地引向溢流堰),控制段(控制溢洪道泄流能力的關(guān)鍵部位),泄槽(將過堰洪水安全地泄向下游河道),消能防沖設(shè)施(消除多余能量),出水渠(溢洪道下泄水流經(jīng)消能后,直接進(jìn)入下游河床易造成傷害,應(yīng)設(shè)置出水渠)等部分組成,溢流堰軸線與泄槽軸線接近正交,過堰水流流向與泄槽軸線方向一致.側(cè)槽溢洪道通常由溢流堰,側(cè)槽,泄水道和出口消能段等部分組成.正槽溢洪道和側(cè)槽溢洪道區(qū)別:正槽溢洪道的泄槽軸線與溢流堰的軸線正交,過堰水流方向與泄槽軸線方向一致.側(cè)槽溢洪道的泄槽軸線與溢流堰的軸線接近平行,過堰水流在側(cè)槽內(nèi)轉(zhuǎn)900彎后順泄槽而下.水工隧洞襯砌作用: ①防止圍巖變形,保證圍巖的穩(wěn)定②承受圍巖壓力,內(nèi)水壓力和其他荷載③防止?jié)B漏④保護(hù)圍巖免受水流,空氣,溫度,干濕變化等沖蝕破壞作用⑤平整圍巖,減小表面粗糙,增大過流能力.類型:1無襯砌隧洞2平整襯砌3受力襯砌(單層襯砌,組合式襯砌,預(yù)應(yīng)力襯砌,噴錨襯砌)
隧洞選線:從地質(zhì)條件考慮;布置泄水隧洞的進(jìn)口應(yīng)注意使水平平順;泄水隧洞一般流速較高;隧洞沿線應(yīng)有一定的埋置深度;從施工方面要求;
有壓隧洞的底坡由進(jìn)出口高程決定.無壓隧洞斷面形式:城門洞形,馬蹄形,圓形.襯砌上荷載計(jì)算:圍巖壓力;彈性壓力;內(nèi)水壓力(無壓隧洞,有壓隧洞);外水壓力
泄水隧洞作用:配合溢洪道泄放水,使水庫調(diào)度靈活;泄防下游興利用水;在多沙的河道上泄洪排沙;為人防或檢修建筑物的要求而放空水庫;施工導(dǎo)流,往往與永久泄水建筑物結(jié)合.地下輪廓布置原則:“上防下排”,即在閘室底板的上游側(cè)布置鋪蓋,板樁和齒墻等防滲措施,用以延長(zhǎng)滲徑,減少底板下的滲透壓力和滲透比降;在下游側(cè)布置排水孔,減壓井等排水設(shè)施,以便盡快排水滲水,減少底板下的滲透壓力,防止發(fā)生滲透變形.閘基滲流計(jì)算方法:流網(wǎng)法,改進(jìn)阻力系數(shù)法和直線比例法.直線比例法包括勃萊法和萊因法.底板作用:防沖,防滲.荷載計(jì)算:自重,水重,水平水壓力,揚(yáng)壓力,波浪壓力,泥沙壓力,地震力.水平水壓力指作用在胸墻,閘門,閘墩及底板上的水平水壓力.對(duì)于軟土地基上的水閘,當(dāng)計(jì)算地基最大沉降量或相鄰部位的最大沉降差超過允許值時(shí),采用措施:①變更結(jié)構(gòu)形勢(shì)②采用沉降縫隔開③調(diào)整閘室布置.盡量使基底壓力均勻分布④調(diào)整基礎(chǔ)尺寸,加大底板長(zhǎng)度,以減少基底壓力⑤必要時(shí)對(duì)地基進(jìn)行人工加固,以提高地基承載力⑥選擇合適的施工程序,將重大的建筑物安排在前期施工,使它提前沉降.防滲,排水措施:排水孔;連續(xù)排水墊層.側(cè)向繞滲:水閘擋水后,除閘基有滲流外,水流同時(shí)還從上游經(jīng)水閘兩岸滲向下游的形式.管路布置:豎井式,斜管式,折線形,橋式.涵洞包括:圓涵,箱涵,蓋板涵及拱涵.拱形涵組成:拱圈,側(cè)墻及底板.跌水的上下游渠底高差為跌差.跌差小于3—5米時(shí)布置為單級(jí)跌水,超過5米為多級(jí)跌水,常采用等落差布置,每級(jí)跌差控制在3—5米.渡槽按支承結(jié)構(gòu)分為梁式,拱式,桁架式,組合式及懸吊或斜拉式