第1页2F310000水利水电工程技术2F310000水利水电工程技术2F311000水利水电工程建筑物及建筑材料2F311010水利水电工程建筑物的类型及组成2F311020水利水电工程勘察与测量2F311030水利水电工程建筑材料《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2017)水工建筑物级别确定:水利水电工程等别或水工建筑物的分级指标1.水利水电工程等别(1)水库及水电站工程的永久性水工建筑物特殊:水电站厂房永久性水工建筑物不承担挡水,级别按照发电装机容量确定(2)拦河闸永久水工建筑物2.水工建筑物的分级指标(2)拦河闸永久水工建筑物特殊:校核洪水过闸流量大于5000m3/s时,原2级提高至1级校核洪水过闸流量大于1000m3/s时,原3级提高至2级2F311011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根据其工程规模、效益及在经济社会中的重要性,划分为五等。注意点:表2F311011-1数据;对于综合利用的水利水电工程,当各项任务指标对应的等别不同时,其整个工程等别应按其中的最高等别确定。工程工程规模水库总库容/108m3防洪治涝灌溉供水发电保护人保护农保护区当治涝面灌溉面供水年饮水装机容第2页等别口/104人田面积/104亩量经济模式/104人积/104亩积/104亩对象重要性量/108m3量/MWⅠ大(1)型≥10≥150≥500≥300≥200≥150特别重要≥10≥1200Ⅱ大(2)型<10,≥1.0<150,≥50<500,≥100<300,≥100<200,≥60<150,≥50重要<10,≥3<1200,≥300Ⅲ中型<1.0,≥0.10<50,≥20<100,≥30<100,≥40<60,≥15<50,≥5比较重要<3,≥1<300,≥50Ⅳ小(1)型<0.1,≥0.01<20,≥5<30,≥5<40,≥10<15,≥3<5,≥0.5一般<1,≥0.3<50,≥10Ⅴ小(2)型<0.01,≥0.001<5<5<10<3<0.5<0.3<10注:1.水库总库容指水库最高水位以下的静库容;治涝面积指设计治涝面积;灌溉面积指设计灌溉面积;年引水量指供水工程渠道设计年均引(取)水量。2.保护区当量经济规模指标仅限于城市保护区;防洪、供水中的多项指标满足1项即可。3.按供水对象的重要性确定工程等别时,该工程应为供水对象的主要水源。对拦河水闸、灌排泵站作为水利水电工程中一个组成部分或单个建筑物时不再单独确定工程等别,作为独立项目立项建设时,其工程等别按照承担的工程任务、规模确定。永久性水工建筑物级别工程等别主要建筑物次要建筑物Ⅰ13Ⅱ23Ⅲ34Ⅳ45Ⅴ55水库大坝提级指标级别坝型坝高/m2土石坝90混凝土坝、浆砌石坝1303土石坝70混凝土坝、浆砌石坝100水库工程中最大高度超过200m的大坝建筑物,其级别应为1级,其设计标准应专门研究论证,并报上级主管部门审查批准。水电站厂房永久性水工建筑物级别发电机装机容量/(MW)主要建筑物次要建筑物≥120013<1200,≥30023<300,≥5034<50,≥1045<1055第3页2.水工建筑物的分级指标(1)防洪工程堤防:依据防洪标准分洪道(渠)、分洪与退洪控制闸:不低于所在堤防永久性水工建筑物级别。(2)治涝、排水工程排水渠(沟):依据设计流量治涝、排水工程中的水闸、渡槽、倒虹吸、管道、涵洞、隧洞、跌水与陡坡:依据设计流量治涝、排水工程中的泵站:依据设计流量及装机功率(同灌溉工程)排水渠(沟)永久性水工建筑物级别设计流量/(m3/s)主要建筑物次要建筑物≥50013<500,≥20023<200,≥5034<50,≥1045<1055排水渠系永久性水工建筑物级别设计流量/(m3/s)主要建筑物次要建筑物≥30013<300,≥10023<100,≥2034<20,≥545<555注:设计流量指建筑物所在断面的设计流量。泵站永久性水工建筑物级别设计流量/(m3/s)装机功率MW主要建筑物次要建筑物≥200≥3013<200,≥50<30,≥1023<50,≥10<10,≥134<10,≥2<1,≥0.145<2<0.155注1:设计流量指建筑物所在断面的设计流量。注2:装机功率指泵站包括备用机组在内的单站装机功率。注3:当泵站按分级指标分属两个不同级别时,按其中高者确定。注4:由连续多级泵站串联组成的泵站系统,其级别可按系统总装机功率确定(3)灌溉工程灌溉工程的渠道及渠系建筑物:依据灌溉设计流量灌溉工程的泵站:依据设计流量及装机功率(同治涝、排水工程)(4)供水工程供水工程永久建筑物:依据设计流量供水工程的泵站:依据设计流量及装机功率(具体指标与灌溉工程不同)第4页灌溉工程永久性水工建筑物级别设计流量/(m3/s)主要建筑物次要建筑物≥30013<300,≥10023<100,≥2034<20,≥545<555供水工程的永久性水工建筑物级别设计流量/(m3/s)装机功率MW主要建筑物次要建筑物≥50≥3013<50,≥10<30,≥1023<10,≥3<10,≥134<3,≥1<1,≥0.145<1<0.155注1:设计流量指建筑物所在断面的设计流量。注2:装机功率指泵站包括备用机组在内的单站装机功率。注3:泵站建筑物按分级指标分属两个不同级别时,按其中高者确定。注4:由连续多级泵站串联组成的泵站系统,其级别可按系统总装机功率确定(二)水工建筑物的级别划分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。1.永久性水工建筑物级别根据永久建筑物所在工程的等别,以及建筑物重要性确定为五级。注意工程等别和主次建筑物的对应性。按建筑物使用时间的长短来分:永久性建筑物和临时性建筑物。永久性建筑物是指工程运行期间长期使用的水工建筑物,按其重要性分为:主要建筑物--失事后会造成灾害或严重影响工程效益;次要建筑物--失事后不会造成灾害,影响不大易恢复;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。堤防工程的级别根据堤防工程的防洪标准确定。防洪对象的防洪要求-防洪标准-堤防工程级别。2.临时性水工建筑物级别(确定级别是为了确定导流标准,进而确定导流设计流量)按保护对象、失事后果、使用年限和导流建筑物规模等指标,划分为3、4、5级共三级。注意: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。对于3级临时性水工建筑物,符合该级别规定的指标不得少于两项。二、水工大坝施工期洪水标准1.当水库大坝施工高程超过临时性挡水建筑物顶部高程时,坝体施工期临时度汛的洪水标准,应根据坝型及坝前拦洪库容,按照下表确定。根据失事后对下游的影响,其洪水标准可适当提高或降低。水库大坝施工期洪水标准第5页坝型拦洪库容(108m3)≥10<10,≥1.0<1.0,≥0.1<0.1土石坝[重现期(年)]≥200200~100100~5050~20混凝土坝、浆砌石坝[重现期(年)]≥100100~5050~2020~102.水库工程导流泄水建筑物封堵期间,进口临时挡水设施的洪水标准应与相应时段的大坝施工期洪水标准一致。水库工程导流泄水建筑物封堵后,如永久泄洪建筑物尚未具备设计泄洪能力,坝体洪水标准应分析坝体施工和运行要求后按下表确定。水库工程导流泄水建筑物封堵后坝体洪水标准坝型大坝级别123混凝土坝、浆砌石坝[重现期(年)]设计200~100100~5050~20校核500~200200~100100~50土石坝[重现期(年)]设计500~200200~100100~50校核1000~500500~200200~100三、水库与堤防的特征水位(一)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)。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。允许消落到的最低水位。第6页兴利库容:死水位~正常蓄水位防洪库容:防洪限制水位~防洪高水位调洪库容:防洪限制水位~校核洪水位(二)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:防汛人员必须开赴防汛前线,准备抢险的水位。警戒水位设防(防汛)水位。3.保证水位:河道遇堤防的设计洪水时在堤前达到的最高水位。2F311012土石坝与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30m)~70m(含70m)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土石坝、水力冲填坝、定向爆破堆石坝等,其中碾压式土石坝最常见,它是用适当的土料分层堆筑,并逐层加以压实(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。防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,如图2F311012-1(b)、(c)、(d)所示。(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,如图2F311012-1(e)、(f)所示。第7页二、土石坝的构造及作用土石坝基本剖面是梯形,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10~15m,中、低坝可选用5~10m。(2)护面。护面的材料可采用碎石、砌石、沥青或混凝土,Ⅳ级以下的坝下游也可以采用草皮护面。(3)防浪墙。坝顶上游侧常设混凝土或浆砌石修建的不透水的防浪墙,墙基要与坝体防渗体可靠地连接起来,以防高水位时漏水,防浪墙的高度一般为1.0~1.2m(指露出坝顶部分)。2.防渗体:心墙、斜墙、铺盖、截水墙等。(1)作用:减少通过坝体和坝基的渗流量;降低浸润线,增加下游坝坡的稳定性;降低渗透坡降,防止渗透变形。(2)斜墙布置在坝体的上游。3.土石坝的护坡与坝坡排水(1)护坡作用:防止波浪淘刷、顺坝水流冲刷、冰冻和其他形式的破坏。(2)坝坡排水:除干砌石或堆石护面外,均必须设坝面排水。(干砌石或堆石本身能够排水)4.坝体排水排水设施形式:贴坡排水、棱体排水、褥垫排水、管式排水、综合式排水。坝体排水的作用:降低坝体侵润线及孔隙水压力,防止坝坡土冻胀破坏。知识点:(1)贴坡排水顶部应高于坝体浸润线的逸出点;贴坡排水不能降低浸润线。(渗流仍从原坡面逸出,常用于中小型工程下游无水的均质坝或浸润线较低的中等高度坝。看图2F311012-3)。(2)棱体排水,顶部高程应超出下游最高水位,超出高度应大于波浪沿坡面的爬高,并使坝体浸润线距坝坡的距离大于冰冻深度。应避免棱体排水上游坡脚出现锐角,可降低浸润线,防止坝坡冻胀和渗透变形,保护下游坝脚不受尾水淘刷,多用于河床部分(有水)的下游坝脚处。(3)反滤层,材料粒径沿渗流方向由小到大排列。(反滤层是允许渗流,但防止细小土粒被渗流带走)三、堤防的构造及作用土质堤防的构造与作用和土石坝类似,包括堤顶、堤坡与戗台、护坡与坡面排水、防渗与排水设施、防洪墙等。在堤防中,防渗体的顶部应高出设计水位0.5m以上。2F311013混凝土坝的构造及作用混凝土坝的主要类型有重力坝、拱坝和支墩坝三种。第8页一、重力坝类型重力坝主要依靠自身重量产生的抗滑力