水工建筑物實(shí)訓(xùn).doc

水工建筑物實(shí)訓(xùn) 學(xué)校名稱： 專業(yè)名稱： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 導(dǎo)師姓名： 職稱 導(dǎo)師簽名： 2016年10月12日 水工建筑物實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)目的和要求水工建筑物課程設(shè)計(jì)的目的，在于訓(xùn)練初步掌握水工建筑物的設(shè)計(jì)及計(jì)算方法，提高繪圖及編寫說(shuō)明書(shū)技能，并通過(guò)設(shè)計(jì)鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)獨(dú)立解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。本課程設(shè)計(jì)系在水庫(kù)已完成水利規(guī)劃的基礎(chǔ)上，進(jìn)行布置和建筑物設(shè)計(jì)工作。在設(shè)計(jì)中要求學(xué)生根據(jù)樞紐任務(wù)和樞紐的自然條件等，做出技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、施工運(yùn)用上安全可靠的布置方案和建筑物的初步設(shè)計(jì)。 2、 設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟1、 確定組成根據(jù)流域規(guī)劃對(duì)水庫(kù)提出的任務(wù)，并根據(jù)地形、地質(zhì)、水文、氣象、建筑材料、交通運(yùn)輸、施工和運(yùn)用條件等，確定樞紐中應(yīng)包括的主要建筑物，以及各主要建筑物的型式和布置。2、 調(diào)洪演算根據(jù)河道相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線和校核洪水過(guò)程線進(jìn)行調(diào)洪演算，以確定泄洪建筑物尺寸和調(diào)洪庫(kù)容（其相應(yīng)的水位即為設(shè)計(jì)洪水位及校核洪水位）。3、 建筑物設(shè)計(jì)（1） 土壩 壩型選擇 根據(jù)土料的種類、儲(chǔ)量和分布位置，并考慮施工條件、工程量等因素選擇出最優(yōu)壩型。擬定主要尺寸及構(gòu)造 包括壩頂高程，壩頂寬，上、下游壩坡，防滲排水設(shè)施的型式及尺寸等。滲流及穩(wěn)定計(jì)算 本次設(shè)計(jì)僅進(jìn)行上游為正常蓄水位條件下的浸潤(rùn)線計(jì)算和滲流量計(jì)算，并于下游壩坡取一個(gè)滑弧進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。細(xì)部設(shè)計(jì) 包括壩頂，上、下游護(hù)坡，壩面排水，防滲設(shè)施與壩體及壩基的連接，反濾層布置等。（2） 溢洪道 溢洪道型式及主要尺寸擬定 根據(jù)地形地質(zhì)條件、水流條件、工程量大小及下泄洪水安全歸河等因素，確定溢洪道的型式及主要尺寸。泄水渠水面線計(jì)算及出口消能計(jì)算 確定邊墻（或襯砌）高度及消能設(shè)施尺寸。構(gòu)造設(shè)計(jì) 擬定邊墻、護(hù)底防滲排水等各部分的構(gòu)造尺寸。（3） 涵管型式選擇 選擇進(jìn)口控制建筑物、管身斷面及出口消能設(shè)施的型式，并確定涵管進(jìn)出口高程。涵管水力計(jì)算 包括過(guò)水能力計(jì)算及出口水流銜接計(jì)算。 干支渠渠道防滲技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)近年來(lái)我國(guó)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)重視，農(nóng)業(yè)用水量隨之上升，水利技術(shù)水越來(lái)越的到人們的重視。本文將農(nóng)三師四十四團(tuán)中干渠渠道防滲技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合小海子水庫(kù)實(shí)際工程，對(duì)渠道防滲技術(shù)、防滲效果以及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析，并提出目前渠道防滲技術(shù)難點(diǎn)，以及可實(shí)施的解決方案。渠道防滲是我國(guó)目前農(nóng)田灌溉節(jié)水措施中最為經(jīng)濟(jì)而且易于實(shí)施的節(jié)水措施之一，是我國(guó)目前最優(yōu)先使用的也是使用范圍最為廣泛的節(jié)水技術(shù)措施。渠道防滲的作用不僅可以顯著減少水的滲漏，提高渠系水利用系數(shù)，而且可以提高輸水、輸沙能力，水在防滲渠道中的流速一般較土渠高30%左右，引水能力比土渠增加50%左右，同時(shí)渠道防滲還有調(diào)控地下水水位、防止土壤鹽堿化、沼澤化，改良生態(tài)環(huán)境和降低渠道管理養(yǎng)護(hù)費(fèi)用以及減小渠道尺寸等作用，正是由于渠道防滲有著如此經(jīng)濟(jì)且顯著的使用效果才使得進(jìn)一步發(fā)展和優(yōu)化渠道防滲技術(shù)具有了重要的意義。一、土料防滲土料防滲就是將渠基土夯實(shí)或者在渠床表面鋪筑一層夯實(shí)的土料防滲層，包括壓實(shí)素土、粘砂混合土、三合土、四合土、灰土等。（1)特點(diǎn)和適用條件土料防滲具有一定的防滲效果0.070.17m3/（m2 /天），能就地取材，造價(jià)低廉，技術(shù)簡(jiǎn)單，群眾容易掌握，但允許流速小，抗凍耐久性差，故土料防滲適用于氣候溫和地區(qū)流速較小的中、小型渠道，當(dāng)?shù)貞?yīng)有豐富的土料資源。若防滲要求高，當(dāng)?shù)厣笆先狈?，難以采用后述的襯砌方法時(shí)，可利用土壤固化劑（如GA劑）對(duì)土料進(jìn)行固結(jié)處理。(2)防滲結(jié)構(gòu)和材料土料防滲，一般由等厚的土料防滲層構(gòu)成。如用于寒冷地區(qū)，則應(yīng)根據(jù)冰凍情況，加設(shè)3050厘米的保護(hù)層，土料防滲層的厚度可參考表1選用。為了防止三合土、四合土、灰土等混合土料防滲層由于溫度變化等原因引起裂縫，可每隔35米設(shè)一條伸縮縫。為了提高土料防滲層的表面強(qiáng)度，可用水泥砂漿抹面1厘米，亦可在灰土、三合土和四合土防滲層表面，涂刷一層1：101：15的硫酸亞鐵溶液。素土的選用和混合土料的配合比，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定最大干容重和最佳含水率，按照強(qiáng)度最大、滲透系數(shù)最小的原則選用防滲土料。素土和粘砂混合土應(yīng)進(jìn)行泡水試驗(yàn)。若發(fā)現(xiàn)試件崩解，或呈渾濁液時(shí)，應(yīng)改換素土和調(diào)整粘砂混合土的配合比。(3)施工要點(diǎn)土料防滲要做到“六防”即“防滲、防凍脹、防濕脹、防干縮、防滑坡和防沖刷”。除了必須有合理的設(shè)計(jì)外，施工質(zhì)量直接影響其效果和壽命。因此，施工時(shí)必須掌握好削坡清淤、配料、拌和、鋪料、錘實(shí)和養(yǎng)護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)。主要應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：土料的原材料應(yīng)粉碎、過(guò)篩，素土粒徑不應(yīng)大于2.0厘米，石灰不應(yīng)大于0.5厘米。施工中應(yīng)嚴(yán)格控制配合比和含水率，拌和后含水率與最佳含水率的偏差值不大于1?；旌贤亮弦讼雀砂韬鬂癜?。鋪筑順序是三合土、四合土、灰土先渠坡后渠底；素土、粘砂混合土先渠底后渠坡。防滲層厚度大于15厘米時(shí)，應(yīng)分層鋪筑。鋪筑時(shí)應(yīng)邊鋪筑，邊夯實(shí)，夯實(shí)后土料的干容重不得小于設(shè)計(jì)容重。二、水泥土防滲1、特點(diǎn)和適用條件。水泥土防滲分為干硬性水泥土和塑性水泥土兩種，北方多用前者，南方多用后者。水泥土具有較好的防滲效果0.060.17m3/（m2 /天），能就地取材，造價(jià)低，技術(shù)簡(jiǎn)單，群眾容易掌握，其水泥用量與低標(biāo)號(hào)混凝土的水泥用量相當(dāng)，允許流速小，抗凍性差。適用于溫和地區(qū)，且附近有砂土和砂壤土而缺乏砂石料的渠道。2、施工要點(diǎn) （1）水泥土所用土料應(yīng)風(fēng)干、粉碎、過(guò)5毫米篩。 （2）水泥土鋪筑應(yīng)做到配料準(zhǔn)確，拌和均勻、攤鋪平整、澆搗密實(shí)。拌和水泥土?xí)r先干拌后濕拌，鋪筑水泥土前，應(yīng)灑水潤(rùn)濕渠基。半小時(shí)左右，將拌好的水泥土，按先渠坡后渠底的順序均勻地鋪筑。初步抹平后，宜在表面撒一層厚2毫米的水泥，隨即揉壓抹光。應(yīng)連續(xù)鋪筑，每次抹和料從加水至鋪筑宜在1.5小時(shí)內(nèi)完成。（3）設(shè)置保護(hù)層的塑性水泥土，其保護(hù)層應(yīng)在塑性水泥土初凝前鋪設(shè)完畢。當(dāng)保護(hù)層為水泥砂漿時(shí)，應(yīng)在水泥砂漿上刷一層水泥漿，用鋼板壓光，并且養(yǎng)護(hù)兩周以上。三、混凝土防滲1、特點(diǎn)和適用范圍 混凝土襯砌渠道具有防滲抗沖效果好，輸水能力大，經(jīng)久耐用，便于管理等特點(diǎn)。因而，適用于各種地形、氣候和運(yùn)行條件的大、中、小型渠道，附近應(yīng)有骨料來(lái)源。2、施工技術(shù) 混凝土襯砌按施工方法分為現(xiàn)澆和預(yù)制兩種?，F(xiàn)澆混凝土防滲層時(shí)，除了有分塊的兩側(cè)擋板和伸縮縫成型夾板外，還應(yīng)有外模板，否則施工質(zhì)量不易保證。為節(jié)約模板、提高質(zhì)量、降低成本，可采用活動(dòng)模板和分塊跳倉(cāng)法、滑模振搗器法施工。近十幾年來(lái)使用襯砌機(jī)澆注U型混凝土渠道，在土基梯形和U形渠道上采用噴射混凝土以及對(duì)塑料養(yǎng)護(hù)劑的試驗(yàn)應(yīng)用是混凝土襯砌施工技術(shù)的重要發(fā)展；現(xiàn)澆完畢后，應(yīng)及時(shí)收面，及時(shí)養(yǎng)護(hù)。 混凝土預(yù)制板初凝后即可拆模；強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70方可運(yùn)輸；安砌應(yīng)平穩(wěn)、堅(jiān)固；砌縫應(yīng)用水泥砂漿填滿、壓平、抹光。四、膜料防滲1、特點(diǎn)和適用條件 膜料防滲是用塑料薄膜或?yàn)r青玻璃纖維布油氈或者復(fù)合類膜料作防滲層，其上設(shè)保護(hù)層的防滲方法。膜料防滲性能好，適應(yīng)變形能力強(qiáng)，南北方均可采用，特別是北方凍脹變形較大的地區(qū)，效果理想。2、施工技術(shù) 膜料防滲的施工程序?yàn)榍阑坶_(kāi)挖整平、薄膜加工及鋪襯、保護(hù)層回填夯實(shí)三個(gè)步驟。膜料防滲施工質(zhì)量的核心問(wèn)題，是在施工過(guò)程中保持膜層的完整和土保護(hù)層的邊坡穩(wěn)定。土渠層的鋪膜基槽可采用梯形、臺(tái)階形、五邊形和鋸齒形等斷面形式，當(dāng)渠槽開(kāi)挖整平后，首先進(jìn)行滅草處理，然后根據(jù)渠道大小將膜料加工成大幅，自渠道下游向上游，由渠道一岸向另一岸鋪設(shè)膜料，膜料應(yīng)留有小褶，并平貼渠基。 保護(hù)層的回填夯實(shí)，直接影響保護(hù)層的穩(wěn)定和襯砌的防滲效果。土保護(hù)層可用壓實(shí)法或浸水泡實(shí)法填筑，剛性材料保護(hù)層的施工方法與相同材料防滲層施工方法相同。塑料薄膜渠道防滲技術(shù),顧名思義,就是在渠道內(nèi)鋪設(shè)塑料薄膜來(lái)防止?jié)B漏的方法。與用混凝土、漿砌石、磚砌等渠道相比,塑料薄膜渠道有不少優(yōu)點(diǎn)。它不但大大提高了渠道水的利用系數(shù),而且造價(jià)低、運(yùn)料方便、施工簡(jiǎn)單,防滲效果比較理想。另外這種渠道柔性好,有一定防凍脹能力,適合寒區(qū)采用。據(jù)有關(guān)資料表明,塑料薄膜防滲有效期,在南方可達(dá)1015年,東北寒地也可在912年。經(jīng)實(shí)際核算,用塑料薄膜防滲的費(fèi)用僅為混凝土襯砌的1/8。五、瀝青混凝土防滲1、特點(diǎn)和適用條件瀝青混凝土襯砌屬于柔性結(jié)構(gòu)，其防滲能力強(qiáng)，適應(yīng)變形性能好，造價(jià)與混凝土相近，適用于凍害地區(qū)，且附近有瀝青料源的渠道。2、瀝青混凝土襯砌分有、無(wú)整平膠結(jié)層兩種。 一般巖石地基的渠道才考慮使用整平膠結(jié)層。為提高瀝青混凝土的防滲效果，防止瀝青老化，在瀝青混凝土表面涂刷瀝青瑪蹄脂封閉層。涂刷的瀝青瑪蹄脂，必須滿足在高溫下不流淌，在低溫下不脆裂，具有較好的熱穩(wěn)定性和變形性能。瀝青混凝土襯砌每隔46米應(yīng)設(shè)置橫向伸縮縫，以適應(yīng)外界溫度變化對(duì)襯砌的影響。瀝青混凝土防滲一般采用等厚斷面，中小型渠道為56厘米，大型渠道為810厘米。整平膠結(jié)層應(yīng)能填平巖石基面。瀝青瑪蹄脂的厚度一般為23毫米。凍脂性土基，渠坡采用楔形斷面時(shí)，坡頂厚度一般為56厘米，坡度厚度810厘米。3、施工技術(shù) 瀝青混凝土襯砌正式施工前，必須首先進(jìn)行試鋪筑，以確定瀝青混合料的配合比、攤鋪厚度、施工溫度、碾壓遍數(shù)等工藝參數(shù)。 瀝青混凝土襯砌施工工序是：鋪筑整平膠結(jié)層鋪筑防滲層涂刷封閉層。碾壓是瀝青混凝土襯砌施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，按選定的攤鋪厚度均勻攤鋪后，先靜壓12遍，再振動(dòng)壓實(shí)。壓實(shí)渠坡時(shí)，上行振動(dòng)，下行靜壓。壓實(shí)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制施工溫度和碾壓遍數(shù)。六、我國(guó)渠道防滲發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)二十年來(lái)，我國(guó)渠道防滲技術(shù)得到很高的重視，發(fā)展也相當(dāng)快，從最初簡(jiǎn)單的土料防滲到最新高分子防滲材料的使用，我國(guó)在渠道防滲工程方面走出了一條符合我國(guó)國(guó)情、逐步走向高效的經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展路線。由于受到我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)實(shí)力的限制，科研經(jīng)費(fèi)投入有限，一些深層次的問(wèn)題還沒(méi)有得到很好的解決，特別是成套的防滲技術(shù)方案和防滲施工的機(jī)械化、自動(dòng)化還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，目前主要還是簡(jiǎn)單的靠人力，使用簡(jiǎn)單的防滲技術(shù)進(jìn)行防滲處理，致使一些防滲工程耐久性差、易損壞、返修多。要進(jìn)一步提高防滲水平，節(jié)約成本、提高水利用率，這些都是需要解決的問(wèn)題。1、渠道防滲發(fā)展難點(diǎn)：(1)在我國(guó)北方地區(qū)冬季寒冷，渠道防滲工程存在相當(dāng)嚴(yán)重的凍脹問(wèn)題。我國(guó)目前采取的渠道防滲防凍脹措施大致可歸納為兩種：一是進(jìn)行土的置換或是強(qiáng)夯處理；二是在襯砌的結(jié)構(gòu)上選擇合理的襯砌結(jié)構(gòu)和斷面形式。為減少基土凍脹作用對(duì)渠道防滲工程的破壞,標(biāo)準(zhǔn)凍深大于10cm的季節(jié)凍土地區(qū)襯砌渠道,必須進(jìn)行防凍脹設(shè)計(jì)：做好渠道沿線土質(zhì)、地下水位、凍深的調(diào)查，因地制宜，不同的凍脹情況做好不同的處理方法，并選擇有代表性的區(qū)段進(jìn)行試驗(yàn)觀測(cè)和計(jì)算。(2)特種土基渠道防滲技術(shù)。特種土基渠道,指渠床土是濕陷性黃土、鹽漬土、軟弱土、膨脹土、凍脹土的渠道。在這類渠道上修建防滲工程,應(yīng)先采取措施,對(duì)渠床土進(jìn)行處理,然后再根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件,選用常用的防滲方法,并注意設(shè)置排水設(shè)施。(3)施工機(jī)械化及施工工藝的改進(jìn)。與發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)械化施工為主相比，我國(guó)目前仍然以人工施工為主，但也在逐步朝機(jī)械化方向發(fā)展。機(jī)械化施工能更加快速、高質(zhì)量的完成渠道防滲施工，耐久性好、返修率低、水利用率高。七、發(fā)展和推廣防滲工程新技術(shù)的對(duì)策(1)渠道防滲工程,雖然形式簡(jiǎn)單,但各項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜,應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計(jì)與施技術(shù)培訓(xùn),建立完善的工程設(shè)計(jì)審查和評(píng)議以及工程施工的監(jiān)理和監(jiān)測(cè)制度。(2)增加科研投入力度,增加跨行業(yè)合作,在工程材料、設(shè)計(jì)方法、施工技術(shù)和施工機(jī)械、等方面增加創(chuàng)新進(jìn)行深化研究。(3)倡導(dǎo)就地材料的利用,以降低工程造價(jià)，減少周圍生態(tài)環(huán)境的擾動(dòng)，保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境。(4)結(jié)合節(jié)水重點(diǎn)縣建設(shè),選擇幾個(gè)具有代表性的的地區(qū),建立綜合性高技術(shù)示范工程,以促進(jìn)渠道防滲工程技術(shù)的發(fā)