水工建築物複習

1．水工建築物按其作用可分為擋水建築物、洩水建築物、取水建築物、輸水建築物、整治建築物、專門建築物。

2．蓄水樞紐中除攔河壩以外，還包括洩水建築物和取水建築物，如溢洪道、隧洞、涵管等；擋水、洩水及取水建築物是任何乙個蓄水樞紐不可缺少的三個部分，是蓄水樞紐中的一般建築物。

3．攔河壩是蓄水樞紐中的主要建築物，按照築壩材料與壩型的不同，可將壩分為：用當地土、石料修建的土石壩；用漿砌石、混凝土修建的重力壩和拱壩；用漿砌石、混凝土、以及鋼筋混凝土修建的大頭壩和輕型支墩壩等。

4．重力壩的壩基對材料有以下要求：重力壩的地基應有足夠的強度，受力後有較小的變形；有較小的透水性和較強的抗侵蝕性；岩基應完整，沒有難以處理的斷層、破碎帶；對地質條件稍差的壩基要最好防滲及加固處理。

5．重力壩的壩體材料除應具有必要的強度外，尚應具有抗水侵蝕效能；上游水位以下的壩面材料還須有較高的抗滲效能；長期露天的壩面，應具有抗凍、抗風化的效能；庫水位變化範圍內的壩面，則需兼有抗凍、抗滲以及抗濕脹、乾縮等的效能；對於溢流面，要求有良好的耐磨、抗沖刷的效能等。

6．重力壩通常由非溢流壩段、溢流壩段和兩者之間的連線邊墩、導牆及壩頂建築物組成。

7．重力壩除要求材料有足夠強度外，還要有一定的抗滲性、抗凍性、抗侵蝕性、抗磨性以及低熱性等。

8．重力壩壩基防滲處理的主要目的是：減少滲透途徑、防止滲透破壞、降低壩基面的滲透壓力及減少壩基滲透量；處理方法是帷幕灌漿和齒牆。

9．壩基排水與帷幕灌漿相結合時降低壩基滲透壓力的重要措施；重力壩壩基排水通常用排水孔幕。

10．作用於拱壩上的荷載，一般講大部分將由拱的作用傳到兩岸岩體上，小部分則通過豎向「梁」的作用傳遞到壩基；因此拱壩的穩定性主要是依靠兩岸拱端基岩的反作用力來支承。

11．拱壩要求基岩完整、堅硬，質地均勻，有足夠的強度，透水性小，耐風化，沒有大的斷裂構造和軟弱夾層等。

12．對於拱結構，從拱圈的應力角度來看，採用較大的中心角和較小的半徑比較有利，但從拱端的壩肩穩定條件看，過大的中心角將使拱軸線與河岸基岩等高線的的交角過小，以致拱端推力方向過於趨於下游，不利於壩肩穩定。

13．由於拱壩是乙個超靜定結構，壩體溫度變化引起的伸縮變形，在壩體內將產生較大的應力，因此溫度荷載是一項很重要的荷載，應作為基本荷載之一來考慮。

14．常用的拱壩應力分析方法有圓筒法、純拱法、拱梁分載法、有限單元法等理論計算方法及結構模型試驗法；其中，應用較廣泛、計算結果較精確的是拱梁分載法和拱冠樑法。

15．拱壩的材料主要是漿砌塊石、漿砌條石和混凝土；我國修建的中、小型拱壩多採用漿砌石，高壩多採用混凝土；拱壩對材料的要求比重力壩高。

16．拱壩地基處理的措施為（1）壩基開挖（2）固結灌漿和接觸灌漿（3）帷幕灌漿（4）排水設施（5）斷層破碎帶處理（6）河岸岩基錨固。

17．土壩的防滲措施應包括壩體防滲、壩基防滲及壩身與壩基、岸坡及其他建築物連線的接觸防滲。

18．土壩排水設施的作用是排除壩身及壩基滲水，降低壩身侵潤線，增加下游壩坡和壩基的穩定性，防止發生滲透破壞。

19．防滲和排水時互相聯絡的，總的原則是「高防低排」或「上防下排」，就是說在靠近高水位一側設防滲設施，堵住水流；而在低水位下游一側設排水設施，給滲水以出路。

20．開敞式正槽溢洪道從上游到下游河段一般由進水渠、控制段、洩槽、消能防沖設施和出水渠五個部分組成。其中，控制段、洩槽和消能防沖設施三個部分是溢洪道的主體，是每個溢洪道工程不可缺少的。

21．河岸溢洪道洩槽出口的消能方式主要有兩種：一種是底流式水躍消能，適用於土質地基及出口距壩腳較近的情況；另一種是鼻坎挑流式消能。目前採用較多的是後一種形式。

22．取水隧洞工作時為有壓或無壓狀態，發電隧洞常是有壓的，洩水隧洞工作時可以是有壓的或無壓的，渠道上的水工隧洞通常都是無壓的；在隧洞的同一段中，必須避免有壓流和無壓流交替出現的工作狀態。

23．隧洞先期用作導流，後期用作洩洪、放空或取水，這兩者運用的時間不同，故結合的條件較為理想，在我國應用最為普遍，這是一種臨時與永久相結合的隧洞。

24．發電與洩洪相結合存在的主要問題是：洩洪流速較大時，會使發電有效水頭減少，分叉處的流態紊亂，常出現負壓區，易受空蝕破壞；一般在發電量不大、洩洪時間短且不經常洩洪的中小型工程中採用較多。

25．隧洞出口斷面小，單寬流量大、能量集中，對下游河床具有巨大的衝擊力，常需採取平面擴散措施以減小單寬流量；常採用水躍消能或挑流消能；前者常用於中小水頭的情況，後者多用於高水頭，並且出口河床地質條件較好、有堅硬完整基岩的情況。

26．有壓隧洞承受的荷載主要是內水壓力；受力條件好，其水力特性也最佳，與其他形式斷面相比，面積一定時過水能力最大。

27．噴錨支護是噴混凝土和錨桿支護的總稱，噴錨襯砌的型別主要有噴混凝土襯砌、噴混凝土與錨桿組合式襯砌、其他組合式襯砌。

28．在選擇壩址和壩型時，需要考慮一下幾方面的問題：（1）地質條件（2）地形條件（3）建築材料（4）施工條件（5）綜合效益。

29．電站建築物的布置應使通向上、下游的水道盡量短，水流平順，水頭損失小，進水口不致被淤積或受到冰塊的衝擊；尾水渠應有足夠的深度和寬度，平面彎曲度不大，且深度逐漸變化，並與自然河道或渠道平順連線；洩水建築物的出口水流或消能設施，應盡量避免抬高尾水位。

30．船閘和電站最好分別布置於兩岸，以免施工和運用期間的干擾；如必須布置在同一岸時，則水電站廠房最好布置在靠河一側，船閘則靠河岸或切入河岸中布置，這樣易於布置引航道。

31．水閘是一種低水頭水工建築物，具有擋水和過水的雙重作用，按照其任務的不同，可分為進水閘、節制閘、排水閘、擋潮閘、分洪閘、衝沙閘六類。

32．水閘上游連線段包括上游翼牆、鋪蓋、護底、上游防沖槽及上游護坡等五個部分；下游鏈結段包括下游翼牆、消力池、海漫、下游防沖槽及下游護坡等五個部分。

33．水閘的消能方式有底流式、面流式和挑流式三種，而底流式是應用比較廣泛的基本消能方式；這種消能形式由消力池、海漫和防沖槽等三個部分組成。

34．通常所指的水閘防滲設施是指鋪蓋、板樁及齒牆等，這些防滲設施具有滯滲作用；排水設施一般設在地下輪廓末端及其下游，起著導滲透作用。

35．水閘地基處理常用的幾種方法：（1）預壓加固（2）換土墊層（3）樁基礎（4）沉井基礎（5）振衝砂碎石樁（6）強夯法。

36．水閘兩端與河岸（或堤、壩）鏈結時，必須設定鏈結建築物，其組成部分有上下游翼牆和邊墩（或岸牆），有的還有刺牆。

37．過壩建築物包括通航建築物、過木建築物及過魚建築物。

38．船閘由閘首、閘室及引航道等三部分組成。

39．過魚建築物主要有魚道、魚閘及公升魚機等，其中魚道應用最廣。

40．揚壓力：液體在滲流時產生的水壓力，包括上浮力及滲透壓力。

41．帷幕灌漿：用深孔灌漿方法建造一道連續防滲帷幕。

42．固結灌漿：將漿液灌入基岩裂隙或破碎帶以提高岩體完整性的灌漿方式。

43．回填灌漿：填充襯砌與圍岩之間空隙的灌漿。

44．純拱法：假定拱壩由許多互不影響的獨立水平拱圈組成，不考慮梁的作用，荷載全部由拱圈承擔。

45．拱冠樑法：按**懸臂梁與若干層水平拱在其相交點變相一致的原則分配荷載的拱壩應力分析方法。

46．反濾層：設在土砂層與排水設施之間或細土料與粗礫料之間，用於濾土排水土層。

47．過濾層：對兩側土料的變形起協調作用的土層。

48．彈性抗力：襯砌受力向圍岩變形，圍岩對襯砌呈現的一種被動抗力。

49．水工建築物與其他建築物相比較，有以下不同特點：（1）工作條件的複雜性（2）施工條件的艱巨性（3）對自然環境和社會環境的影響大（4）失事後果的嚴重性。

50．重力壩的優點：（1）結構作用明確，設計方法簡便，安全可靠（2）對地形、地質條件適應性強（3）樞紐洩洪問題容易解決（4）便於施工導流（5）施工方便。缺點（1）壩體剖面尺寸大，材料用量多（2）壩體應力較低，材料強度不能充分發揮（3）壩體與地基接觸面積大，相應壩底揚壓力大，對穩定不利（4）壩體體積大，將產生不利的溫度應力和收縮應力。

51．重力壩失穩可能有三種情況：（1）由於上游水平推力作用而發生滑動（2）在不平衡力矩的作用下而傾覆（3）在揚壓力的作用下而上浮。

52．拱壩對地形條件的要求：左右兩岸對稱，岸坡平順無突變，在平面上向下游收縮的峽谷段。

53．拱壩對地質條件的要求：基岩比較均勻、堅固完整、有足夠的強度、透水性小、能抵抗水的侵蝕、耐風化、岸坡穩定、沒有大斷裂等。

54．拱壩地基處理的措施：（1）壩基開挖（2）固結灌漿和接觸灌漿（3）防滲帷幕（4）壩基排水（5）斷層破碎帶或軟弱夾層的處理（6）高邊坡處理。

55．土壩設定防滲設施和排水設施的目的是為蓄水後，保證壩基滲透穩定，控制滲流量。

56．側槽式溢洪道的主要特點是：溢流堰大致沿等高線布置，水流經過溢流堰後，流入與溢流堰軸線大致平行的側槽，然後進入洩槽洩往下游。它主要有溢流堰、側槽、洩槽、消能設施和出水渠等部分組成。

57．減小水閘閘室沉降及沉降差的措施；（1）盡量使相鄰結構的重量不要相差太大（2）重量大的結構先施工，使地基先行預壓（3）盡量使地基反力分布趨於均勻，其最大值與最小值之比不超過規定的容許值等。

58．水閘兩端與兩岸連線建築物的作用：(1)擋住兩側填土，維持土石壩及兩岸的穩定（2）當水閘洩水或引水時，上游翼牆主要用於引導水流平順進閘，下游翼牆使出閘水流均勻擴散，減少沖刷（3）保護兩岸或土石壩邊坡不受過閘水流的沖刷（4）控制通過閘身兩側的滲流，防止與其相連的岸坡或土石壩產生滲流變形（5）在軟弱地基上設有獨立岸牆時，可以減小地基沉降對閘身應力的影響。

59．抗滑穩定性計算：(1)抗剪強度公式——壩體與基岩間接觸面水平時ks=f(∑w-u)/ ∑p當接觸面傾向上游時[ks=f(∑wcosβ-u+∑psinβ) ]/( ∑pcosβ-∑wsinβ)（2）抗剪斷公式ks』=[f』(∑w-u)+c』a]/ ∑p 提高壩體的抗滑穩定性的工程設施：（1）利用水重（2）採用有利的開挖輪廓線（3）設定齒牆（4）抽水措施（5）加固地基（6）橫縫灌漿（7）預加應力措施。

60．混凝土壩水化熱增溫過程緩慢，高溫持續時間長，產生溫度裂縫。防護措施：（1）減少水泥用量，選用低熱水泥，合理確定混合材料的摻量（2）對原材料進行預冷卻（3）用冰屑代替部分拌合水（4）根據工程的具體條件合理安排施工等。

61．拱壩的手裡狀態與重力壩相比有何不同？為什麼溫度荷載對拱壩來說是一項很重要的荷載？溫度變化對拱圈變形有何影響？

就拱圈來說，溫度高於封拱時的壩體溫度時，拱圈膨脹，向上游變位，因此在拱圈內產生的彎矩、剪力的方向與水庫水壓力產生的相反但軸力方向相同，造成拱端上游面受壓、下游面受拉，拱冠上游面受拉、下游面受壓；當溫度下降低於封拱時的壩體溫度時，拱圈收縮向下游變位，由此在拱圈內產生的彎矩、剪力的方向與水庫水壓力所產生的相同，但軸力方向相反，造成拱端上游面受拉、下游面受壓，拱冠上游面受壓、下游面受拉。

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