水利專業知識 - 下載本文

注:水庫總庫容指水庫最高水位以下的靜庫容;治澇面積和灌溉面積指設計面積。 對于綜合利用的水利水電工程,當按各綜合利用項目的分等指標確定的等別不同時,其工程等別應按其中的最高等別確定。 3)水工建筑物的級別

水利水電工程中水工建筑物的級別,反映了工程對水工建筑物的技術要求和安全要求。應根據所屬工程的等別及其在工程中的作用和重要性分析確定。 ①永久性水工建筑物級別

水利水電工程的永久性水工建筑的級別應該根據建筑物所在工程的等別,以及建筑物的重要性確定為五級,分別為1、2、3、4、5級,見表6。 表6 永久性水工建筑物級別

工程等別 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 主要建筑物 主要建筑物 次要建筑物 工程等別 1 2 3 3 3 4 Ⅳ Ⅴ 4 5 次要建筑物 5 5 堤防工程水工建筑物的級別,應該按照《堤防工程設計規范》(GB50286—98)確定。

②臨時性水工建筑物級別

對于水利水電工程施工期使用的臨時性擋水和泄水建筑物的級別,應根據保護對象的重要性、失事造成的后果、使用年限和臨時建筑物的規模,按表7確定。對于同時分屬于不同級別的臨時性水工建筑物,其級別應按照其中最高級別確定。但對于3級臨時性水工建筑物,符合該級規定的指標不得少于兩項。 表7 臨時性水工建筑物級別

級保護對象 失事后果 別 淹沒重要城鎮、工礦企有特殊要業、交通干線或推遲總求的1級3 工期及第一臺(批)機永久性水組發電,造成重大災害工建筑物 和損失 1、2級永淹沒一般城鎮、工礦企4 久 業、交通干線或影響總 性工期及第一臺(批)機使用年臨時性水工建筑物規模 限高度庫容 (年) (m) (108m3) >3 >50 >1.0 3~1.5 50~15 1.0~0.1 5 水工建筑組發電,造成較大經濟物 損失 3、4級永淹沒期坑,但對總工期久 及第一臺(批)機組發 性<1.5 <15 <1.0 電影響不大,經濟損失水工建筑較小 物 (3)水工建筑物失事的主要原因

水工建筑物失事的主要原因,一般包括設計質量、控制運用、工程維護管理,以及超標準洪水、地震等。但不同的建筑物,由于工程的特點,失事的主要原因不盡相同。

1)土石壩事故原因

①防洪標準低。由于規劃、設計時對洪水估計偏低,致使壩頂高程不足或溢洪道設計能力太小,造成壩頂漫水直至潰壩的嚴重事故。

②出現貫穿防滲體的裂縫。由于散粒體結構土體顆粒間存在孔隙,在荷重的作用下,孔隙將被壓縮,而結構本身將產生深陷。往往引起壩體的裂縫, 并進而造成嚴重的滲漏和滑坡事故。裂縫按其生成的原因,可以分為四類:干縮或凍融引起的裂縫;壩體變形引起的裂縫;水力劈裂作用引起的裂縫;地震引起的裂縫。

③由于抗剪強度不足出現大滑坡。由于岸坡逐漸推動穩定而產生滑動,出現崩坍,對水工建筑物和水庫下游造成嚴重危害。

④護坡出現破壞。干砌塊石護坡砌筑質量差;塊石粒徑偏小,重量不夠;在城石下面沒有墊層級配不好以及塊石風化等原因,使得護坡破壞。

⑤產生壩身滲漏及繞壩滲漏。壩身滲漏及繞壩滲漏嚴重時,將使岸坡軟化,形成集中滲流通道;甚至引起岸坡塌陷和滑坡。 2)混凝土壩事故原因

①抗滑穩定性不夠。當壩基內存在軟弱夾層時,壩和地基的抗滑穩定性不夠,常常成為一種常見的最危險的病害現象。

②表面損壞。由于設計、施工、 管理或其他方面的原因,引起不同程度的表層損壞,有蜂窩、麻面、骨料架空外露、表層裂縫、鋼筋銹蝕以及表層混凝土松軟、脫殼和剝落等。

③裂縫。當混凝土壩由于溫度變化、地基的不均勻沉陷有他原因引起的應力和變形超過了混凝土的強度和抵抗變形的能力時,將產生裂縫。 3)拱壩的事故原因

①溫度變化。在運行期周圍環境溫度的變化,會在壩內引起溫度應力。當考慮不周或者在設計組合之外運行,將有可能因拉應力過大而引起開裂事故。

②洪水漫頂。如果設計洪水誤差過大,泄洪能力過小,造成洪水漫項;如若壩基

和壩座巖體的抗沖能力不足,將會造成嚴重破壞事故。

③庫內外岸坡巖體崩塌。水庫蓄水后,水位的變化和地表水的滲入會引起巖體抗滑能力下降,促使巖層由蠕動而滑崩。 4)堤防工程的事故原因

①漫溢。由于堤防防洪標準較低,或者遇到超標準的特大洪水時,水位陡漲,堤防來不及培厚加高,洪水將漫越堤防頂部。漫溢也可能是由于堤防局部地段塌陷等險情和風暴潮襲擊所致使。漫溢將會直接導致堤防潰決。

②沖決。堤身臨近河岸、汛期可能由于大溜頂沖隨河岸的坍塌而失事,稱為沖決。沖決多發生在彎道水流的凹岸一側,因為此處受水流頂沖和橫向彎道環流的作用較強,尤其是凹岸的頂點稍下位置,是最危險的地段,有可能出現沖堤塌岸事故。 ③潰決。在汛期高水位時,由于堤身隱患而造成堤防產生滲漏、管涌、沉陷、滑坡等險情。當搶險不及時或搶護方法不當,將可能發生堤防塌陷而形成決口,稱為潰決。

④凌汛險情。在北方結冰的河流,當開河解凍,冰塊下泄過程中,出現冰塊聚集堵塞河道的冰壩現象稱為凌汛。冰壩雍高上游水位,可造成洪災;冰壩突然潰決,可能出現垮壩洪水。 5)水工隧洞事故原因

①脈動壓力、空化、空蝕。高速泄水隧洞中,由于水流內部脈動壓力,促使水流發生空化,可能引起建筑物的振動。高速水流的泄水隧洞由于體形不良、施工缺陷、運行不當而發生空蝕破壞。

②水工隧洞的塌方。由于地質和水文地質條件不好;施工方法的不當;設計考慮不周造成隧洞發生塌方。 6)溢洪道事故原因

①溢洪道泄流能力不足。由于實際過水能力低于設計能力,使得溢洪道泄流能力不足或病害而導致水庫的潰決。

②閘門啟閉設備問題。當溢洪道的閘門動力不能得到保證、或管理不善造成啟閉設備損壞,造成洪水漫頂或出現險情。

③岸坡滑坡堵塞。由于岸坡開挖過陡,破壞了自然穩定狀態,造成岸坡大面積滑坡,溢洪道因被邊坡坍滑體的堵塞而不起作用,致使洪水漫壩,導致水庫潰決。

6.水利工程施工

(1)水利工程施工常見事故類型

1)依據《水利工程建設重大質量與安全事故應急預案》,結合水利水電工程建設的實際,按照生產安全事故發生的過程、性質和機理,水利水電工程建設常見重大安全事故包括:

施工中土石塌方和結構坍塌安全事故; 特種設備或施工機械安全事故; 施工圍堰坍塌安全事故; 施工爆破安全事故; 施工場地內道路交通事故;

其它原因造成的水利水電工程建設安全事故。

2)依據《企業職工傷亡事故分類》(GB 6441-1986),事故可分為物體打擊、車輛傷害、機械傷害、起重傷害、觸電、淹溺、灼燙、火災、高處墜落、坍塌、冒頂片幫、透水、放炮、瓦斯爆炸、火藥爆炸、鍋爐爆炸、容器爆炸、其他爆炸、中毒和窒息和其他傷害20個類別。

根據相關統計資料,水利水電工程建設多發事故類型包括坍塌事故、觸電事故、高處墜落事故、物體打擊事故、車輛傷害事故、機械傷害事故、起重傷害事故。 (2)施工導流與截流 ①導流

導流是指水利水電工程整個施工過程中的施工水流控制,又稱施工導流。廣義上可以概括為采取“導、截、攔、蓄、泄”等工程措施來解決施工和水流蓄泄之間的矛盾,避免水流對水工建筑物施工的不利影響,把河水流量全部或部分地導向下游或攔蓄起來,以保證干地施工和施工期不影響或盡可能少影響水資源的綜合利用。

在河流上修建水利水電工程時,為了使水工建筑物能在干地上進行施工,需要用圍堰維護基坑,并將河水引向預定的泄水通道往下游宣泄,即施工導流。施工導流大體上可分為三類,即分段圍堰法導流、全段圍堰法導流、淹沒基坑法導流。 分段圍堰法導流。分段圍堰法亦稱分期圍堰法,就是用圍堰將水工建筑物分段、分期維護起來進行施工的方法。所謂分段,就是在空間上用圍堰將建筑物分為若干施工段進行施工;所謂分期,就是在時間上將導流分為若干時期。分段圍堰法導流一般適用于河床寬、流量大、施工期較長的工程,尤其在通航河流和冰凌嚴重的河流上。分段圍堰法導流,前期都利用束窄的原河道導流,后期要通過事先修建的泄水道導流,常見的有底孔導流、壩體缺口導流、束窄河床導流等三種后期導流方式,一般只適用于混凝土壩,特別是重力式混凝土壩。采用分段圍堰法導流時,縱向圍堰位置的確定,也就是河床束窄程度的選擇是關鍵問題之一。

全段圍堰法導流。全段圍堰法導流就是在河床主體工程的上、下游各建一道斷流圍堰,使河水經河床以外的臨時泄水道或永久泄水建筑物下泄。主體工程建成或接近建成時,再將臨時泄水道封堵。全段圍堰法導流的泄水道類型通常有隧洞導流、明渠導流、涵管導流三種。

淹沒基坑法導流。淹沒基坑法是一種輔助導流方法,在全段圍堰法和分段圍堰法中均可使用。適用于山區河流,洪水期流量大、歷時短,而枯水期流量則很小,水位暴漲暴落、變幅很大。若按一般導流標準要求來設計導流建筑物是不經濟的。在這種

情況下,可以考慮采用允許基坑淹沒的導流方法,即洪水來臨時圍堰過水,若基坑被淹沒,河床部分停工,待洪水退落,圍堰擋水時再繼續施工。 ②截流

在施工導流中,只有截斷原河床水流,才能把河水引向導流泄水建筑物下泄,在河床中全面開展主體建筑物的施工,這就是截流。整個截流過程包括戧堤的進占、龍口范圍的加固、合龍和閉氣等工作。截流以后,再對戧堤進行加高培厚,直至達到圍堰設計要求。截流在施工導流中占有重要的地位,常把截流看作一個關鍵性問題,它是影響施工進度的一個控制項目。此外,截流本身無論在技術上和施工組織上都十分艱巨和復雜。

河道截流有立堵法、平堵法、立平堵法、平立堵法、下閘截流以及定向爆破截流等多種方法,但基本方法為立堵法和平堵法兩種。 (3)爆破工程

爆破是利用炸藥的爆炸能量對周圍的巖石、混凝土或土等介質進行破碎、拋擲或壓縮,達到預定的開挖、填筑或處理等工程目的的技術。爆破工程常應用于水工建筑物基礎、導流隧洞與地下廠房等的開挖、料場開采、定向爆破筑壩和建筑物拆除等。正確掌握各種爆破技術,對加快工程進度,保證工程質量,降低工程成本具有十分重要的意義。

1)爆破的基本方法

巖土介質的爆破破碎是炸藥爆轟產生的沖擊波的動態作用和爆轟氣體準靜態作用的聯合作用的結果。

①鉆孔爆破。鉆孔爆破依據鉆孔的深度可劃分為淺孔爆破、深孔爆破。淺孔爆破的孔徑小于75mm,孔深小于5m;深孔爆破的孔徑大于75mm,孔深超過5m。深孔臺階爆破的鉆孔分為垂直孔和傾斜孔。

②洞室爆破。洞室爆破又稱大爆破,其藥室是專門開挖的洞室。藥室用平洞或豎井相連,裝藥后按要求將平洞或豎井堵塞。

洞室爆破的特點是一次爆落方量大,有利于加快施工進度,需要的鑿巖機械設備簡單,節省勞力,爆破效率高,導洞、藥室的開挖受氣候影響小。但開挖條件差,爆破后塊度不均,大塊率高,爆破震動、空氣沖擊波等爆破公害嚴重。常適用于挖方量大而集中并需在短期內發揮效益的工程,山勢陡峻、不利于鉆孔爆破安全施工的場合。當地質、地形條件滿足要求時,洞室爆破可用于定向爆破筑壩、面板堆石壩次堆料區料場開挖以及定向爆破截流。

③預裂爆破和光面爆破。預裂爆破,就是首先起爆布置在設計輪廓線上的預裂爆破孔藥包,形成一條沿設計輪廓線貫穿的裂縫,再在該人工裂縫的屏蔽下進行主體開挖部位的爆破,保證保留巖體免遭破壞。光面爆破是先爆除主體開挖部位的巖體,然后再起爆布置在設計輪廓線上的周邊孔藥包,將光爆層炸除,形成一個平整的開挖面。





3d走势图