2018年二级建造师《水利水电工程管理与实务》讲义-专题三：其他水工建筑物的构造及作用

'2018年二级建造师《水利水电工程管理与实务》专题三：其他水工建筑物的构造及作用2F311010水利水电工程建筑物的类型及组成1水利水电工程等级划分及特征水位4水闸的组成及作用泵站的布置及水泵的分类6水电站的组成及作用：鸳_二7渠系建筑物的构成及作用[本专题主要考点：1.水闸的上、下游连接段；2.橡胶坝的类型；3.水泵的分类；4.渠系建筑物的分类；5.渠道断面及施工。2F311014水闸的组成及作用水闸与橡胶坝均是既能挡水又能泄水的低水头水工建筑物。一、水闸 水流方向36^—^—1576上游连接段4闸宅卜•游连接段（一）水闸的类型分类方法类型所承担的任务进水闸、节制闸、泄水闸、排水闸、挡潮闸闸室结构形式开敞式水闸、涵洞式水闸（二）水闸的组成部分及其作用图2F311014-1水闸的组成部分1-上游防冲槽；2-上游护底；3—铺盖；4-闸室底板；5-护坦（消力池）；6-海漫；7-下游防冲槽；8-闸墩；9—闸门；10-胸墙；11-交通桥；12-1作桥；13-启闭机；14-上游护坡；15-上游翼墙；16-边墩；17—下游翼墙；18-下游护坡。1•闸室闸室是水闸的主体，起挡水和调节水流的作用，它包括底板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥和交通桥等。注：胸墙作用是扌当水，以减小闸门的高度。 胸墙2.上游连接段上游连接段山铺盖、护底、护坡及上游翼墙组成。注：铺盖作用主要是延长渗径长度以达到防渗目的，应该具有不透水性，同时兼有防冲功能。常用材料有黏土、沥青混凝土、钢筋混凝土等，以钢筋混凝土铺盖最为常见。3.下游连接段下游连接段通常包括•护坦（消力池）、海漫、下游防冲槽以及下游翼墙与护坡等。注：下游翼墙与护坡与上游翼墙与护坡基本相同，护坡要做到防冲槽尾部。下游八字形翼墙的总扩散角在14°〜24°之间。【例题1］下列不适合用于水闸上游铺盖的材料是（）。A.黏土B.干砌石C.沥青混凝土D.钢筋混凝土【答案】B【解析】水闸上游铺盖常用材料有黏土、沥青混凝土、钢筋混凝土等，以钢筋混凝土铺盖最为常见。【例题2】对于水闸下游翼墙的单侧扩散角，下列说法正确的是（）。A.越小越好B.越大越好 A.一般在7°〜12°之间B.一般在14°〜24°之间【答案】C【解析】下游八字形翼墙的总扩散角在14°〜24°之间，故单侧扩散角在7。〜12。之间。二、橡胶坝（一）橡胶坝的类型橡胶坝分袋式、帆式及钢柔混合结构式三种坝型，比较常用的是袋式坝型。坝袋按充胀介质可分为充水式、充气式和气水混合式；按锚固方式可分锚固坝和无锚固坝，锚固坝又分单•线锚固和双线锚固等。（二）橡胶坝的组成部分及其作用橡胶坝由坝袋段和上、下游连接段三部分组成。图2F311014-6橡胶坝的组成部分1-上游防冲槽；2-上游护底；3-铺盖；4-坝底板；5-护坦（消力池）；6-海漫; 7-下游防冲槽；8-上游护坡；9-上游翼墙；10-坝袋；11-边墩（岸墙）；12-下游翼墙；13-下游边坡；14-控制室注：坝袋段是橡胶坝的主体，起挡水、调节坝上水位及过坝水流的作用。中墩的作用主要是分隔坝段；边墩的作用主要是挡土。【例题3］橡胶坝中比较常用的是（）。A.袋式坝B.帆式坝C.刚柔混合结构坝I）.刚式坝【答案】A【解析】橡胶坝中比较常用的是袋式坝。2F311015泵站的布置及水泵的分类一、泵站的分类泵站工程按建站目的不同，分为灌溉泵站、排涝泵站、排灌结合泵站、供水泵站、加压泵站、多功能泵站等。不同类型的泵站，其布置形式也不同，其中灌溉泵站、排涝泵站、排灌结合泵站是水利工程最常用的泵站。二、泵站进出水建筑物泵站进出水建筑物一般包括引水渠、沉砂及冲砂建筑物、前池、进水池、岀水管道、出水池或压力水箱等。 三、水泵的分类及性能泵的种类很多，按其作用原理可分为叶片泵、容积泵和其他类型泵三大类。（一）叶片泵的分类叶片泵按工作原理的不同，可分为离心泵、轴流泵和混流泵三种。轴流泵（二）叶片泵抽水装置由叶片泵、动力机、传动设备、管路及其附件构成的能抽水的系统称为叶片泵抽水装置。注：①离心泵启动前泵壳和进水管内必须充满水 ②立式轴流泵叶轮安装在进水池最低水位以下，因此无需充水设备。（三）叶片泵的性能参数叶片泵性能参数包括流量、扬程、功率、效率、允许吸上真空高度或必需汽蚀余量、转速。rsgl立鵡诫i流量m那呦程m|墉餘im转1血iiiitI%nitJ_LJf1重量OfiOL浙江新钾索业股份宵眼公司糸注：①水泵铭牌上所标出的扬程是这台泵的设计扬程，即相应于通过设计流量时的扬程，乂称额泄扬程。泵的工作扬程总是大于实际扬程（净扬程）。②水泵铭牌上的效率是对应于通过设计流量时的效率，该效率为泵的最高效率。水泵内的能量损失可分三部分，即水力损失、容积损失和机械损失。③允许吸上真空高度或必需汽蚀余量。表征叶片泵汽蚀性能的参数，用來确定安装高程。四、泵房的结构形式泵房结构形式有移动式和固定式两大类。固定式分为分基型、干室型、湿室型、块基型四种。【例题4】水泵铭牌上标出的扬程是水泵的（）扬程。【2013】A.实际B.设计C.最大I）.平均【答案】B【解析】扬程是指单位重量的水从泵进口到泵出口所增加的能量，用H表示，单位是niH,0,简略 为叽水泵铭牌上所标岀的扬程是这台泵的设计扬程，即相应于通过设计流量时的扬程，又称额定扬程。 【例题5】水泵铭牌上所标注的扬程是水泵的（）扬程。【2012】A.最大B.设计C.最小【）.实际【答案】B【解析】水泵铭牌上所标出的扬程是这台泵的设计扬程，即相应于通过设计流量时的扬程，又称额定扬程。【例题6】下列水泵类型中，不属于叶片泵的是（）。A.离心泵B.轴流泵C.混流泵D.容积泵【答案】I）【解析】泵站工程中最常用的水泵类型是叶片泵，属这一类的有离心泵、轴流泵及混流泵等。【例题7］启动前泵壳和进水管内必须充满水的水泵是（）。A.轴流泵B.离心泵C.混流泵D.轴流泵和混流泵【答案】B【解析】离心泵启动前泵壳和进水管内必须充满水2F311016水电站的组成及作用水电站由进水口、引水建筑物、平水建筑物和厂区枢纽组成。 水电站进水口有压隧洞水库1y压力管道厂房压力管道I水轮机山体上半部山体下半部尾水渠水电站组成一、进水口水电站的进水口分有压和无压两种，它是水电站引水系统的首部。二、引水建筑物引水建筑物有动力渠道、引水隧洞和压力管道等。 三、平水建筑物平水建筑物包括压力前池和调压室。注：调压室设在较长的有压管道靠近厂房的位置。调压室的基本要求：尽量靠近厂房以缩短压力管道的长度；有自由水面和足够的底面积以充分反射水击波；有足够的断面积使调压室水体的波动迅速衰减以保证工作稳定；正常运行时水流经过调压室底部造成的水头损失要小。四、厂区枢纽厂区枢纽包括主厂房、副厂房、主变压器场、高压开关站等，是发电、变电和配电的场所。【例题8】平水建筑物调压室的基本要求包括（）。A.尽量靠近厂房以缩短压力管道的长度氏能调节流量，但工程量较大C.有自由水面和足够的底面积以充分反射水击波A.正常运行时水流经过调压室底部造成的水头损失要小B.有足够的断面积使调压室水体的波动迅速衰减以保证工作稳定【答案】ACDE【解析】调压室的基本要求：尽量靠近厂房以缩短压力管道的长度；有自由水面和足够的底面积以充分反射水击波；有足够的断面积使调压室水体的波动迅速衰减以保证工作稳定；正常运行时水流经过调压室底部造成的水头损失要小。2F311017渠系建筑物的构造及作用类型主要有渡槽、涵洞、倒虹吸管、跌水与陡坡等。一、渡槽的构造及作用按支承结构渡槽可分为梁式渡槽和拱式渡槽两大类，渡槽由输水的槽身及支承结构、基础和进出口建筑物等部分组成。小型渡槽一般采用简支梁式结构，截面采用矩形。1.梁式渡槽 注：梁式渡槽槽身，主要支承水荷载及结构自重。2.拱式渡槽注：主拱圈是拱式渡槽的主要承重结构。二、涵洞的构造及作用根据水流形态的不同，涵洞分有压、无压和半有圧式。 圆形管涵箱形涵洞盖板涵洞 拱形涵洞1.洞身构造洞身构造有基础、沉降缝、截水环等，如图2F311017-1所示。［勺1（117-1洞乃构ittZKAfti注：①管涵基础采用浆砌石或混凝土管座，拱涵和箱涵基础采用C15素混凝丄垫层。②对于有压涵洞，缝中要设止水。③对于有压涵洞要在洞身四周设若干截水环或用黏土包裹形成涵衣，用以防止洞身外围产生集中渗流。三、倒虹吸管的构造和作用倒虹吸管有竖井式、斜管式、曲线式和桥式等，主要由管身和进、出口段三部分组成。注：水头较低的管身采用混凝土（水头在4〜6m以内）或钢筋混凝土（水头在30m左右），水头较 高的管身采用铸铁或钢管（水头在30m以上）。四、跌水与陡坡的构造和作用当渠道通过地面坡度较陡的地段时，为了保持渠道的设计比降，避免高填方或深挖方，往往将水流落差集中，修建建筑物连接上下游渠道，这种建筑物称为跌水或陡坡。1.跌水涉跌水墙图2F311017-2单级跌水构造示意图一般单级跌水落差小于5.0m,落差超过5.0m宜采用多级跌水。2.陡坡陡坡与跌水的主要区别在丁•陡坡是以斜坡代替跌水墙。五、渠道断面及施工（一）渠道断面明渠断面形式有梯形、矩形、复合形、弧形底梯形、弧形坡脚梯形、U形；无压暗渠断面形式有城门洞形、箱形、正反拱形和圆形。具体见图2F311017-3o 图2F311017-3(/)渠道断面形式(a)梯形断面；(b)矩形断面；(c)复合形断面；(d)弧形底梯形断面；(o)弧形坡脚梯形断面;(f)U形断面；(g)城门洞形断面；(h)箱形断面；(i)正反拱形断面；(j)圆形断面二、施工(一)渠道断面施工1.改建渠道基槽填筑，应提前停止通水，或采用抽排、翻晒等方法降低基土含水量，并应清除杂草、淤积泥沙等杂物。小型渠道，宜将全渠填满至设计高程后，再按设计开挖至防渗层铺设断面。填筑血宽度应比设计尺寸加宽50cm,并应将原渠坡修成台阶状，再填筑新土。2.新建半挖半填渠道基槽的开挖，应先开挖基槽；再将渠道两岸填方部分填筑至设计高程，然后整修渠槽。 (一)浆砌石防渗结构砌筑顺序 1.梯形明渠，宜先砌筑渠底后砌渠坡。砌渠坡时，从坡脚开始，由下而上分层砌筑；U形、弧形底梯形和弧形坡脚梯形明渠，从渠底中线开始，向两边对称砌筑。2.矩形明渠，宜先砌两边侧墙，后砌渠底；拱形和箱形暗渠，可先砌侧墙和渠底，后砌顶拱或加盖板。【例题9】漩槽由输水的槽身及支承结构、基础和进出口建筑物等部分组成。小型渡槽一般采用矩形截面和（）。A.简支梁式结构B.整体式结构C.拱式结构D.桁架式结构【答案】A【解析】小型渡槽一般采用简支梁式结构，截面采用矩形。【例题10］水头在30m以上的倒虹吸管一般采用（）。A.混凝土管B.钢筋混凝土管C.铸铁管D.钢管E.橡胶管【答案】CI）【解析】倒虹吸管身的构造:水头较低的管身采用混凝土（水头在4〜6m以内）或钢筋混凝土（水头在30m左右）,水头较高的管身采用铸铁或钢管（水头在30m以上）。故选择CD。【例题11】根据（）不同，涵洞式可分为有压和无压两种。A.管道B.水力条件C.承压D.过水能力【答案】B【解析】根据水力条件的不同，涵洞式可分为有压和无压两种。【例题12】不同型式的渠道断面，下列有关浆砌石防渗结构的砌筑顺序，说法正确的有（）。A.梯形明渠宜先砌筑渠底后砌渠坡B.距形叨渠宜先砌两边侧墙后砌渠底 A.拱形暗渠，可先砌侧墙和渠底，后砌顶拱B.当砌渠坡时，从坡脚开始，自上而下分层砌筑C.弧形底梯形明渠从渠底屮线开始，向两边对称砌筑【答案】ABCE【解析】选项D说法错误，正确说法为：当砌渠坡时，从坡脚开始，自下而上分层砌筑。小结1.区分水闸的上下游连接段2.理解掌握橡胶坝、水泵、渠系建筑物分类3.重点掌握叶片泵4.渠道施工很重要，分析掌握要记牢'