水利水电工程建筑物及建筑材料

水利水电工程建筑物及建筑材料水利水电工程建筑物的类型及组成水利水电工程等级划分及特征水位一、水工建筑物等级划分(一)水利水电工程等级划分水利水电工程等级划分，既关系到工程自身的安全，又关系到其下游人民生命材产、工矿企业和设施的安全，对工程效益的正常发挥、工程造价和建设速度有直接影响。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000的规定，对于我国不同地区、不同条件下建设的防洪、灌溉、发电、供水和治涝等水利水电工程等别，根据其工程规模、效益以及在国民经济中的重要性，划分为1-5等，见表2F311011-1综合利用的水利水电工程可能同时具有防洪、发电、灌溉、供水等任务。为工程安全起见，按表2F311011-1确定其等别时，当各项任务指标对应的等别不同，其整个工程等别应按其中最高的等别确定。拦河水闸工程的等别，应根据其最大过闸流量，按表2F311011-2确定。灌溉、排水泵站的等别，应根据其装机流量与装机功率，按表2F311011-3确定。工业，城镇供水泵站的等别，应根据其供水对象的重要性，按表2F311011-1确定。（二）水工建筑物的级别划分水利水电工程中水工建筑物的级别，反映了工程对水工建筑物的技术要求和安全要求。应根据所属工程的等别及其在工程中的作用和重要性分析确定。1、永久性水工建筑物级别划分水利水电工程的永久性水工建筑物的级别应根据建筑物所在工程的等别，以及建筑物的重要性确定为五级，分别为12345级，见表2F311011-4.水库大坝按上述规定为2级，3级的永久性水工建筑物，如坝高超过表2F311011-5指标，其级别可提高一级，但洪水标准可不提高。当永久性水工建筑物基础的工程地质条件复杂或采用新型结构时，对2-5级建筑物可提高一级设计，但洪水标准不予提高。堤防工程的防洪标准主要由防洪对象的防洪要求而定。堤防工程的级别根据堤防工程的防洪标准确定见表2F311011-6穿堤水工建筑物的级别，按其所在堤防工程的级别和建筑物规模相应的级别中的最高级别确定。2、临时性水工建筑物级别对于临时性水工建筑物的级别，按表2F311011-7确定。对于同时分属于不同级别的临时性水工建筑物，其级别应按照其中最高级别确定。但对于3级临时性水工建筑物，符合该级别规定的指导不得少于两项。二、水工建筑物的分类及作用为满足防洪、发电、灌溉、航运等兴利除害的要求，河道上通常要建造按制水位、调节流量等作用的水工建筑物。水工建筑物一般按其作用、用途和使用时间等进行分类。1、按作用分类水工建筑物按其作用可分为挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取（进）水建筑物、整治建筑物以及专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。（1）挡水建筑物是用来拦截水流、抬高水位及调蓄水量的建筑物，如各种坝和水闸以及沿江河海岸修建的堤防、海塘等。（2）泄水建筑物是用于宣泄水库、渠道及压力前池的多余洪水、排放泥沙和冰凌，以及为了人防、检修而放空水库、渠道等，以保证大坝和其他建筑物安全的建筑物，如各种溢流坝、坝身泄水孔、岸边溢洪道等。（3）输水建筑物是为了发电、灌溉和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物，如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸等。（4）取（进）水建筑物是输水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进水口段、灌溉渠首和供水用的扬水站等。（5）整治建筑物是用以改善河流的水流条件、调整河势、稳定河槽、维护航道以及为防护河流、水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡冲刷的建筑物，如顺坝、丁坝、导流堤、护底和护岸等。（6）专门建设物是为灌溉、发电、过坝等需要兴建的建筑物，如专为发电用的引水管道、压力前池、调压室、电站厂房；专为灌溉用的沉砂池、冲砂闸；专为过坝用的升船机、船闸、鱼道、过木道等。2、按用途分类水工物按其用途可分为一般性建筑物和专门性建筑物。（1）一般性水工建筑物具有通用性，挡水坝、溢洪道、水闸等。（2）专门性水工建筑物只实现其特定的用途。专门性水工建筑物又分为水电站建筑物、水运建筑物、农田水利建筑物、给水排水建筑物、过鱼建筑物等。3、按使用时间的长短分类水工建筑物按其使用时间的长短分为永久性建筑物和临时性建筑物。(1)永久性建筑物是指工程运行期间长期使用的水工建筑物。根据其重要性又分为主要建筑物和次要建筑物。(2)临时性建筑物是指工程施工期间暂时使用的建筑物，如施工导流明渠、围堰等。其主要作用是为永久性建筑物的施工创造必要的条件。三、水库与堤防的特征水位1、水库的特征水位（1）校核洪水位。水库遇大坝的校核洪水时在坝前达到的最高水位。（2）设计洪水位。水库遇大坝的设计洪水时在坝前达到的最高水位。（3）防洪高水位。水库遇下游保护对象的设计洪水时在坝前达到的最高水位。（4）正常蓄水位（正常高水位、设计蓄水位、兴利水位）。水库在正常运用的情况下，为满足设计的兴利要求在供水期开始时应蓄到的最高水位。（5）防洪限制水位（汛前限制水位）。水库在汛期允许兴利的上限水位，也是水库汛期防洪运用时的起调水位。（6）死水位。水库在正常运用的情况下，允许消落到的最低水位。它在取水口之上并保证取水口有一定的淹没深度。水库特征水位和相应库容关系如图2、堤防工程特征水位1设防（防汛）水位。开始组织人员防汛的水位。2警戒水位。当水位达到设防水位后继续上升到某一水位时，防洪堤随时可能出险，防汛人员必须迅速开赴防汛前线，准备抢险，这一水位称警戒水位。3保证水位。即堤防的设计洪水位，河道遇堤防的设计洪水时在堤前达到的最高水位。2F311012土石坝下堤防的构造及作用一、土石坝的类型土石坝一般按坝高、施工方法或筑坝材料等进行分类。1、按坝高分类土石坝按坝高可分为低坝、中坝、和高坝。《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001规定；高度在30m以下的为低坝；高度在30含30-70之间的为中坝；高度超过70m的为高坝。2、按施工方法分类土石坝按施工方法可分为碾压式，水力冲填坝，定向爆破堆石坝等，其中碾压式最常见，它是用适当的土料分层堆筑，并加以压实（碾压）而成的坝，它又可分为三种：1均质坝。坝体断面不分防渗体和坝壳，坝体基本上是由均一的黏性土料（壤土、砂壤土）筑成，如图2F311012-1(A)所示。2土质防渗体分区坝。包括黏土心墙坝和黏土斜墙坝，即用透水性较大的土料作坝的主体，用透水性较小的黏土作防渗体的坝。主渗体设在坝体中央的或稍向上游且略为倾斜的坝称为黏土心墙坝，防渗体设在坝体上游部位且倾斜的坝称为黏土斜墙坝，是高、中坝中最常用的坝型。3非土料防渗体坝。以沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料（如土工膜）为防渗体的坝。按其位置也可分为心墙坝和面板坝两种。二、土石坝的构造及作用土石坝的基本剖面是梯形，主要由坝顶、防渗体、上下游坝坡、坝体排水、地基处理等部分组成。1坝顶构造（1）坝顶宽度。坝顶宽度应根据构造施工、运行和抗震等因素确定如无特殊要求，高坝可选用10-15米，中低坝可选用5-10米。同时坝顶宽度必须充分考虑心墙或斜墙顶部。及反滤层、保护层的构造需要。如有公路交通要求，还应满足公路路面的有关规定。作用是保护坝顶不受破坏。为了排除雨水，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%。对于防浪墙的坝顶，则宜采用仅向下游倾斜的横坡。