水工建筑常见问题解答
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技术人
2012-11-19 07:41
水工建筑常见问题解答
1．渠道有哪几种断面型式？
渠道断面型式一般采用梯形。当流量变化较大时，往往采用复式断面。衬砌的渠道也可采用短形、U形、抛物线形断面，暗渠也可采用圆形断面。
2．什么是渠道水力最优断面？
当渠道的坡度、粗糙系数以及过水断面面积一定时，具有最大输水能力或具有最小湿周的过水断面称为水力最优断面。
3．什么是渠道的实用经济断面？
对于常用的梯形渠道，按水力最佳断面设计的渠道断面往往是窄深式的。对土渠来说，这种窄深式渠道对施工是很不利的，不能达到经济的目的，在实际应用中有很大的局限性。为此，应求一个宽浅式的梯形断面，使其水深和底宽有一个较广的选择范围以适应各种情况的需要，而在此范围内又能基本上满足水力最佳断面的要求，这种断面称为实用经济断面。
4．影响渠道输水能力的因素有哪些？
影响渠道输水能力的因素有边坡系数、糙率、底坡、底宽和渠道水深。
5.什么是渠道的不冲流速？
挟带一定含沙量的水流通过渠道时，若渠床上的泥沙不致冲刷，这时的断面平均流速就称为渠道的不冲流速。
6.什么是渠道的不淤流通？
在挟一百含沙量的渠道水流中，水流的挟沙能力若刚能挟运这定量的泥沙而不致淤积，这时的断面平均流速就称为渠道的不淤流速。
7．输水渠道交叉建筑物有哪些？
当渠道与山谷、河流、公路或铁路交叉时，需要修交叉建筑物来跨越这些障碍，常见的交叉建筑物有渡槽、涵洞或涵管、倒虹吸管、无压隧洞、桥梁等。
8．对水电站引水渠道的基本要求是什么？
对水电站渠道的基本要求如下：。
(l)有足够的输水能力渠道要能随时输送水电站所需要的设计流量，并有适应此流量变化的能力。
(2)水质符合要求要防止有害的污物及泥沙进入渠道，不仅在渠首要采取适当措施，更要防止渠道沿线上的污物及泥沙随暴雨涌入渠道，在渠末端是压力前地。压力前池的出口处，即为压力管道的进口处。该进口处还要再次采取拦污、防沙及排污措施。
(3)运行安全可靠渠道在运行中要防止冲刷及淤积，渠道的渗漏要限制在一定的范围内，过大的渗漏不但会造成水量损失，而且可能影响渠道的安全。另外，要抑制渠中杂草生长，以减小渠道糙率，增加渠道输水能力。
9.什么叫水工隧洞？其作用是什么？
在水利工程中为了输水或泄洪，常穿山开挖建成封闭式的输水道，称为水工隧洞。按其担负任务的不同，可分为放水隧洞和泄水隧洞。放水隧洞用来由水库放出用于灌溉、发电和给水等所需的水量；泄水隧洞可以用于配合溢洪道宣泄部分洪水，泄放水电站尾水、为检修枢纽建筑物或因战备等的需要而放空水库以及排沙等。
10.水工隧洞的工作特点是什么？
水工隧洞具有以下工作特点：
(1)为了控制流量和便于工程的检修，蓄水枢纽中的隧洞必须设置控制建筑物，用以安设工作闸门和检修闸门以及门门启闭设备等。
(2)隧洞位于深水下，除承受较大的山岩压力(或土压力)外，还要承受高水压及高速水流的作用力。
(3)隧洞是在岩层中开凿的，开凿后破坏了岩体的自然平衡状态，使得岩体可能产生变形和崩塌，因此，往往需要设置衬砌和临时支撑进行防护。
(4)高水头无压泄水隧洞，要求体形设计得当，施工质量好，否则容易产生空蚀破坏，水流脉动也会引起闸门等的振动。
(5)隧洞的断面较小，洞线较长，从开挖、衬砌到灌浆，工序多、干扰大。
11．水工隧洞的总体布置包括哪些内容？
(1)根据枢纽任务，确定隧洞属专建专用，或是一洞多用。针对不同要求，结合地形和水流条件拟定进口的位置、高程和相应的布置。
(2)在选定线路方案的基础上，根据地形、地质等条件，选择进口段的结构型式，确定闸门在隧洞中的布置。
(3)确定洞身的纵向底坡和横断面的形状及尺寸。
(4)根据地形、地质、尾水位和施工条件等确定出口位置和底板高程，选用适宜的消能方式。
12．隧洞洞线选择的一般原则和要求是什么？
(1)洞线直选在沿线地质结构简单、岩体坚硬完整、洞顶以上应具有足够的岩层厚度、地下水微弱和围岩稳定的地段，以减小作用于衬砌层上的山岩压力和外水压力。
(2)洞线要与岩层层面、构造破碎带和主要节理面有较大的交角。
(3)洞线在平面上应力求短、直，这样不仅可减少工程量、降低造价，而且可减小水头损失，便于施工，并且具有良好的水流条件。
(4)进出口应选在覆盖层或风化层浅、岩石比较坚固完整的陡坡地段，避开有严重的顺卸荷裂缝、危岩和滑坡地带。
(5)隧洞的纵坡应满足水流条件、运行和维修的要求。
(6)泄水隧洞的出口方向要与下游河道顺畅衔接，以减轻对岸边的冲刷。
(7)洞线遇沟谷时，应根据地形、地质、水文及施工条件，进行绕沟或跨沟方案的技术经济比较。
(8)当洞线穿过坝基、坝肩或其他建筑物地基时，要求隧洞与其他建筑物之间留有足够的厚度，以满足结构和防渗上的要求。
(9)对于长隧洞，为了增加工作面，加快施工进度和均衡各段的工程量，便于通风，根据地形、地质条件，需要设置一些施工支洞或竖井。
13．什么是有压隧洞和无压隧洞？其适用条件是什么？
水流充满整个断面的隧洞，称为有压隧洞。当洞内水流存在自由表面时，称为无压隧洞。有压隧洞和无压隧洞在工程布置、水力计算、受力情况及运行条件等方面差别较大，对于有较大消落深度的水库，一般采用有压隧洞。面对低水头的取水坝或消落深度小的水库，一般采用无压隧洞引水。有时，可以设计成有压的，也可以设计成无压的，需要通过技术经济比较后确定。
14. 隧洞断面形式有几种？
隧洞断面型式有三种。对于有压隧洞一般采用圆形断面，对于无压隧洞一般采用门洞形或马蹄形。
15，隧洞衬砌的作用是什么？
隧洞衬砌的作用是：承受山岩压力、内水压力和其他荷载；填塞岩层裂隙，防止水流、空气和温度变化及干湿度变化对岩石的破坏作用；防止漏水和减小洞身表面糙率。
16．隧洞与渠道输水相比有什么优缺点？
隧洞与渠道相比具有以下优点：
(1)可以采用较短的路线，可以避开沿线地表不利的地形及地质条件。
(2)有压隧洞能够适应水库水位的大幅度变化，也能够适应水电站引用流量的迅速变化。
(3)不受地表气候的影响，可以避免沿途对水质的污染。但隧洞对地质条件、施工技术及机械化的要求较高、工期较长，投资大。
17．隧洞常用的进口型式有哪几种？它们有什么特点？
隧洞常用的进口型式主要有以下三种：
(1)竖井式进水口 闸门安装在由山体中开挖出来的竖井中，其后接引水隧洞,其前则为隧洞的进口段.由于充分利用了岩石的作用,钢筋混凝土工种量少,投资少,但地质条件差时不宜采用这种型式。
(2)塔式进水口 混凝土塔式结构建筑在水库边上，用工作桥与河岸相连。当进口山岩不好、岸坡又较平缓时，一般采用这种结构。
(3)斜卧式进水口 进水塔斜靠在岸坡上，以增加塔身的稳定性。它的特点是喇叭口，闸门槽都在山岩外面，启闭机室与山岩之间不用架桥。
18．对水电站进水建筑物有什么基本要求？
对进水建筑物有以下基本要求：
(1)要有足够的进水能力，在任何工作水位都能保证按要求引进必须的流量。
(2)水质要符合要求，木允许有害的泥沙、冰块及各种污物进入进水口。
(3)水头损失要小。使水流能平顺地进入进水口，并将流速控制在一定的范围内。
(4)可控制流量，以便于引水系统的检修和紧急事故关闭。
(5)要有足够的强度、刚度和稳定性，结构简单，施工方便，造型美观，造价低廉，便于运行、检修和维护。
19．进水口建筑由哪几部分组成？
进水口建筑一般由喇叭口、拦污栅、检修闸门与工作闸门(也可能设在出口处)、平压管、通气孔及渐变段等几部分组成。
20．隧洞进D闸门后为什么要设通气孔？
当闸部分开启时，闸门后的空气逐渐被水流带走，形成负压区，当压力降低到某一极限时，就会引起气蚀和振动。为防止产生气蚀和振动，常在闸门后设置通气孔，以保证输进足够的空气。
21. 压力前池的作用是什么？
压力前池是引水渠道或无压引水隧洞与压力管道之间的连接建筑物。它的作用是：将引水渠道或无压引水隧洞中的流量均匀地分配给各压力管道，并加以必要的控制，再次清除水中的污物、泥沙、浮冰等；宣泄多余的水量，当水轮机引用流量迅速改变时，压力前池的容积可以起一定的调节作用。
22．压力前池主要由哪几部分组成？
压力前池主要由池身及渐变段，压力管道进水口，泄水建筑物，排污、排沙、排冰建筑物等四大部分组成。
23．调压室有哪几种基本结构型式？
调压室有以下五种基本结构型式：
(1)简单圆筒式调压室。
(2) 阻抗式调压室
(3) 双室式调压室
(4) 溢流式调压室
(5) 差动式调压室