小型項(xiàng)目管理師實(shí)務(wù)部分 1-4第四章：水利水電工程技術(shù)（7頁）

1、.第四章 水利水電工程技術(shù)第一節(jié) 水利水電工程基礎(chǔ)知識一、水利水電工程等級劃分1、根據(jù)水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)（SL252-2000）規(guī)定，水利水電工程按照其工程規(guī)模、效益及在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性，劃分為、五等，適用于不同地區(qū)、不同條件下建設(shè)的防洪、灌溉、發(fā)電、供水和防澇等水利水電工程。見下表：2、對綜合利用的水利水電工程，當(dāng)按各綜合利用項(xiàng)目的分等指標(biāo)確定的等別不同時(shí)，其工程等別應(yīng)按其中最高等別確定。3、攔河水閘工程的等別，應(yīng)根據(jù)其過閘流量，按攔河水閘工程分等指標(biāo)查表確定。4、灌溉、排水泵站的等別，應(yīng)根據(jù)其裝機(jī)流量與裝機(jī)功率、工程規(guī)模進(jìn)行查表確定。工業(yè)、城鎮(zhèn)供水泵站的等別，應(yīng)根據(jù)其供水對象

2、的重要性，按表1-1確定。二、水利水電工程施工導(dǎo)流施工導(dǎo)流是指在河床中修筑圍堰圍護(hù)基坑，并將河道中各時(shí)期的上游來水量按預(yù)定的方式導(dǎo)向下游，以創(chuàng)造干地施工的條件。施工導(dǎo)流貫穿于整個(gè)工程施工的全過程，是水利水電工程總體設(shè)計(jì)的重要組成部分，是選定樞紐布置、永久建筑物形式、施工程序和施工總進(jìn)度的重要因素。施工導(dǎo)流程序：首先要修建導(dǎo)流泄水建筑物，然后進(jìn)行河道截流修筑圍堰，進(jìn)行施工過程中的基坑排水。當(dāng)主體建筑物修建到一定高程后，再對導(dǎo)流泄水建筑物進(jìn)行封堵。1、施工導(dǎo)流基本方法施工導(dǎo)流的基本方法可分為分段圍堰法導(dǎo)流和全段圍堰法導(dǎo)流兩類。分段圍堰法導(dǎo)流，也稱分期導(dǎo)流，即分期束窄河床修建圍堰，保護(hù)主體建筑物干地

3、施工。工程實(shí)踐中，兩段兩期導(dǎo)流采用得最多，如下圖。根據(jù)不同時(shí)期泄水道的特點(diǎn)，分期導(dǎo)流方式中又包括束窄河床導(dǎo)流和通過已建或在建的永久建筑物導(dǎo)流。全段圍堰法導(dǎo)流是指在河床內(nèi)距主體工程軸線（如大壩、水閘等）上下游一定的距離，修筑攔河堰體，一次性截?cái)嗪拥?，使河道中的水流?jīng)河床外修建的臨時(shí)泄水道或永久泄水建筑物下泄，故又稱河床外導(dǎo)流。全段圍堰法導(dǎo)流一般適用于枯水期流量不大，河道狹窄的河流，按其導(dǎo)流泄水建筑物的類型又可分為明渠導(dǎo)流、隧洞導(dǎo)流、涵管導(dǎo)流等。在實(shí)際工程中也采用明渠隧洞等組合方式導(dǎo)流。2、選擇圍堰類型的基本要求選擇圍堰類型時(shí)，必須根據(jù)當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)鼐唧w條件，在滿足下述基本要求的原則下，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

4、加以選定：具有足夠的穩(wěn)定性、防滲性、抗沖性和一定的強(qiáng)度；就地取材造價(jià)便宜，構(gòu)造簡單，修建、拆除和維護(hù)方便；圍堰布置應(yīng)力求使水流平順，不發(fā)生嚴(yán)重的局部沖刷；圍堰接頭和岸坡連接要安全可靠，不致因集中滲漏等破壞作用而引起圍堰失事；在必要時(shí)，應(yīng)設(shè)置抵抗冰凌、船筏沖擊破壞的設(shè)施。3、圍堰的拆除圍堰是臨時(shí)建筑物，導(dǎo)流任務(wù)完成后，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求拆除，以免影響永久建筑物的施工及運(yùn)轉(zhuǎn)。土石圍堰相對來說斷面較大，拆除工作一般是在運(yùn)行期限的最后一個(gè)汛期過后，隨上游水位的下降，逐層拆除圍堰的背水坡和水上部分。土石圍堰的拆除一般可用挖土機(jī)或爆破開挖等方法。4、截流方法截流工程是指在導(dǎo)流泄水建筑物接近完工時(shí)，即以進(jìn)占方式自

5、兩岸或一岸建筑戧堤形成龍口，并將龍口防護(hù)起來，待導(dǎo)流泄水建筑物完工以后，在有利時(shí)機(jī)，以最短時(shí)間將龍口堵住，截?cái)嗪恿?。截流過程包括戧堤的進(jìn)占形成龍口、龍口范圍的加固、合龍和閉氣等工作。截流的基本方法：有拋投塊料截流、爆破截流、下閘截流等基本方法。拋投塊料截流是最常用的截流方法，特別適用于大流量、大落差的河道上的截流。分為平堵、立堵、混合堵三種。截流工程的難易程度取決于：河道流量、泄水條件、龍口的落差、流速、地形地質(zhì)條件、材料供應(yīng)情況及施工方法、施工設(shè)備等因素。減少截流難度的主要技術(shù)措施：加大分流量，改善分流條件；改善龍口水力條件；增大拋投料的穩(wěn)定性，減少塊料流失；加大截流施工強(qiáng)度等。第二節(jié) 土石

6、壩及堤防工程基本知識一、土石壩施工技術(shù)1、綜合機(jī)械化施工的基本原則（1）充分發(fā)揮主要機(jī)械的作用；（2）挖運(yùn)機(jī)械應(yīng)根據(jù)工作待點(diǎn)配套選擇；（3）機(jī)械配套安有利于使用、維修和管理；（4）加強(qiáng)維修管理工作，充分發(fā)揮機(jī)械聯(lián)合作業(yè)的生產(chǎn)力，提高其時(shí)間利用系數(shù)；（5）合理布置工作面、改善道路條件，減少連續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。2、綜合機(jī)械化方案選擇：土石壩工程量巨大，挖、運(yùn)、填、壓等多個(gè)工藝環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣。提高勞動生產(chǎn)率，改善工程質(zhì)量，降低工程成本的有效措施是采用綜合機(jī)械化施工。選擇機(jī)械化施工方案通常應(yīng)考慮如下原則：（1）適應(yīng)當(dāng)?shù)貤l件，保證施工質(zhì)量，生產(chǎn)能力滿足整個(gè)施工過程的要求；（2）機(jī)械設(shè)備性能機(jī)動、靈活、高效、低

7、耗、運(yùn)行安全、耐久可靠：（3）通用性強(qiáng)，能承擔(dān)先后施工的工程項(xiàng)目，設(shè)備利用率高；（4）機(jī)械設(shè)備要配套，各類設(shè)備均能充分發(fā)揮效率，特別應(yīng)注意充分發(fā)揮主導(dǎo)機(jī)械的效率，譬如在挖、運(yùn)、填、壓作業(yè)中，應(yīng)充分發(fā)揮龍頭機(jī)械挖掘機(jī)的效率，以期為其他作業(yè)設(shè)備效率的提高，提供必要的前提和保證；（5）設(shè)備購置及運(yùn)行費(fèi)用低，易于獲得零、配件，便于維修、保養(yǎng)、管理和調(diào)度；（6）應(yīng)從采料工作面、回車場地、路橋等級、卸料位置、壩面條件等方面創(chuàng)造相適應(yīng)的條件，以便充分發(fā)揮挖、運(yùn)、填、壓各種機(jī)械的效能。二、堤防及護(hù)岸工程施工技術(shù)堤防工程包括土料場選擇與土料挖運(yùn)、堤基處理、堤身施工、防滲工程施工、防護(hù)工程施工、堤防加固與擴(kuò)建等內(nèi)

8、容。護(hù)岸工程是指直接或間接保護(hù)河岸，并保持適當(dāng)整治線的任何一種結(jié)構(gòu)，它包括用混凝土、塊石或其他材料做成的直接（連續(xù)性的）護(hù)岸工程，也包括諸如用土壩等建筑物用來改變和調(diào)整河槽的間接性（非連續(xù)性的）護(hù)岸工程。1、填筑作業(yè)的一般要求：（1）地面起伏不平時(shí)，應(yīng)按水平分層由低處開始逐層填筑，不得順坡鋪填；堤防橫斷面上的地面坡度陡于1：5時(shí)，應(yīng)削至緩于1：5。（2）分段作業(yè)面長度，機(jī)械施工時(shí)工段長不應(yīng)小于100m；人工施工時(shí)段長可適當(dāng)減短。（3）作業(yè)面應(yīng)分層統(tǒng)一鋪土、統(tǒng)一碾壓，并進(jìn)行平整，界面處要互相搭接，嚴(yán)禁出現(xiàn)界溝。（4）在軟土堤基上筑堤時(shí)，如堤身兩側(cè)設(shè)有壓載平臺，則應(yīng)按設(shè)計(jì)斷面同步分層填筑。（5）相

9、鄰施工段的作業(yè)面宜均衡上升，若段與段之間不可避免出現(xiàn)高差時(shí)，應(yīng)以斜坡面相接，并按堤身接縫施工要點(diǎn)的要求作業(yè)。（6）己鋪土料表面在壓實(shí)前被曬干時(shí)，應(yīng)灑水濕潤。（7）光面碾壓的粘性土填筑層，在新層鋪料前，應(yīng)作刨毛處理。（8）若發(fā)現(xiàn)局部“彈簧土”、層間光面、層間中空、松土層等質(zhì)量問題時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，并經(jīng)檢驗(yàn)合格后，方可鋪填新土。（9）在軟土地基上筑堤，或用較高含水量土料填筑堤身時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制施工速度，必要時(shí)應(yīng)在地基、坡面設(shè)置沉降和位移觀測點(diǎn)，根據(jù)觀測資料分析結(jié)果，指導(dǎo)安全施工。（10）堤身全斷面填筑完畢后，應(yīng)作整坡壓實(shí)及削坡處理，并對堤防兩側(cè)護(hù)堤地面的坑洼進(jìn)行鋪填平整。2、鋪料作業(yè)的要求：（1）

10、鋪料前應(yīng)將已壓實(shí)層的壓光面層刨毛，含水量應(yīng)適宜，過干時(shí)要灑水濕潤。（2）鋪料要求均勻、平整。每層鋪料厚度和土塊直徑的限制尺寸應(yīng)通過碾壓試驗(yàn)確定。在缺乏試驗(yàn)資料時(shí)，可按表3-6中的厚度控制（但應(yīng)通過壓實(shí)效果驗(yàn)證）。（3）嚴(yán)禁砂（礫）料或其他透水料與粘性土料混雜，上堤土料中的雜質(zhì)應(yīng)當(dāng)清除。（4）土料或礫質(zhì)土可采用進(jìn)占法或后退法卸料，砂礫料宜用后退法卸料；砂礫料或礫質(zhì)土卸料時(shí)如發(fā)生顆粒分離現(xiàn)象，應(yīng)將其拌和均勻。秒礫料分層鋪填的厚度不宜超過3035cm，用重型振動碾時(shí)，可適當(dāng)加厚，但不超過6080cm。（5）鋪料至堤邊時(shí)，應(yīng)在設(shè)計(jì)邊線外側(cè)各超填一定余量。人工鋪料寬為10cm，機(jī)械鋪料宜為30cm。（6

11、）土料鋪填與壓實(shí)工序應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，以免土料含水量變化過大影響填筑質(zhì)量。3、壓實(shí)作業(yè)的要求：（1）施工前應(yīng)先做碾壓試驗(yàn)，確定碾壓參數(shù)，以保證碾壓質(zhì)量能達(dá)到設(shè)計(jì)干密度值。（2）碾壓時(shí)必須嚴(yán)格控制土料含水率。土料含水率應(yīng)控制在最優(yōu)含水率+3范圍內(nèi)。（3）分段填筑，各段應(yīng)設(shè)立標(biāo)志，以防漏壓、欠壓和過壓。上下層的分段接縫位置應(yīng)錯(cuò)開。（4）分段、分片碾壓時(shí)，相鄰作業(yè)面的搭按碾壓寬度，平行堤軸線方向不應(yīng)小于0.5m，垂直堤軸線方向不應(yīng)小于3m。（5）砂礫料壓實(shí)時(shí)，灑水量宜為填筑方量的20%-40%；中細(xì)砂壓實(shí)時(shí)的灑水量，應(yīng)按最優(yōu)含水率控制。第三節(jié) 水電站與水泵一、水電站類型及布置1、水電站的類型水電站的類型可

12、按水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的工作水頭大小、水庫的調(diào)節(jié)能力、水電站建筑物的組成特征等方式進(jìn)行劃分。（1）水電站按水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的工作水頭大小分為低水頭、中水頭和高水頭水電站。（2）水電站按水庫的調(diào)節(jié)能力分為無調(diào)節(jié)和有調(diào)節(jié)水電站。（3）水電站按水電站建筑物的組成特征分為壩式、河床式和引水式水電站。2、水電站的布置形式水電站的典型布置型式主要有壩式水電站、河床式水電站及引水式水電站三種。（1）壩式水電站：壩式水電站是利用攔河壩使河道水位壅高，以集中水頭。常建于河流中、上游的高山狹谷中，一般為中、高水頭水電站。最常見的布置方式是水電站廠房位于非溢流壩壩趾處，即壩后式水電站。當(dāng)河谷較窄，溢流壩兩廠房并排布置困難時(shí)

13、，將廠房布置在溢流壩下游，溢流水舌挑越廠房頂泄入河道或廠房頂。前者即挑越式水電站，后者即廠房頂溢流式水電站；當(dāng)壩體足夠大時(shí)，將廠房布置在壩體空腹內(nèi)，即壩內(nèi)式水電站。（2）河床式水電站：河床式水電站是將廠房本身作為擋水建筑物。常建于河流中、下游，一般為低水頭的水電站。最常見的布置方式是泄水建筑物在河床中部，廠房及船閘分居兩岸，廠房與泄水建筑物之間用導(dǎo)流隔墻隔開，以防泄洪影響發(fā)電；當(dāng)泄水建筑物和廠房在布置上有困難時(shí)，將廠房機(jī)組分散布置于泄水建筑物閘墩內(nèi)；或通過廠房頂部和泄流孔渲泄部分洪水。（3）引水式水電站：引水式水電站是利用引水道來獲得水電站的全部或相當(dāng)大一部分水頭。常建于流量小、河道縱坡降大的

14、河流中、上游。引水式水電站的布置應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)等條件來選擇引水線路和廠房位置。根據(jù)引水道中的水流是有壓流或明流，又分為有壓引水式水電站及無壓引水式水電站。對于引水道采用有壓式的，通常還需布置調(diào)壓室；對于引水道采用無壓式的，在無壓引水道與壓力管道連接處常布置壓力前池。3、水電站樞紐建筑物的組成水電站據(jù)紐工程主要建筑物包括：擋水建筑物，泄水建筑物，水電站進(jìn)水建筑物水電站引水及尾水建筑物，水電站平水建筑物，發(fā)電、變電和配電建筑物等。（1）擋水建筑物：擋水建筑物用來攔截河流，集中落差，形成水庫，如壩、間等。（2）泄水建筑物：泄水建筑物用來渲泄洪水，或放水供下游使用，或放水以降低水庫水位，如溢洪道、泄

15、洪隧洞、放水底孔竿。（3）水電站進(jìn)水建筑物：水電站進(jìn)水建筑物用來將水引入引水道，如有壓的深孔和淺孔式進(jìn)水口或無壓的開敞式進(jìn)水口。（4）水電站引水及尾水建筑物；水電站引水建筑物用來將發(fā)電用水自水庫輸送給水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組。尾水建筑物用來把發(fā)電用過的水排入下游河道。常見的建筑物為渠道、隧洞、壓力管道等，也包括渡槽、涵洞；倒虹吸等交叉建筑物。（5）水電站平水建筑物：水屯站平水建筑物用來平穩(wěn)由于水電站負(fù)荷變化在引水或尾水建筑物中造成的流量及壓力（水深）變化，如有壓引水道中的調(diào)壓室、無壓引水道末端的壓力前池等。（6）發(fā)電、變電和配電建筑物：包括安裝水輪機(jī)發(fā)點(diǎn)機(jī)組的主廠房（包括安裝場）及其控制、輔助設(shè)備的副廠

16、房、安裝變壓器的變壓器場及安裝高壓配電裝置的高壓開關(guān)站。（7）其他建筑物：如過船、過木、過魚、攔沙、沖沙等建筑物。二、泵站的分類、基本組成及布置1、泵站工程的分類泵站的基本功能是通過水泵的工作體（固體、液體或氣體）的運(yùn)動（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或往復(fù)運(yùn)動等）、把外加的能量（電、熱、水或風(fēng)能等）轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，并傳給被抽液體，使液體的位能、壓能和動能增加。同時(shí)，通過管道把液體提升到高處，或輸送到遠(yuǎn)處。根據(jù)泵站的不同特點(diǎn)，泵站可分為以下幾類：（1）技水泵的類型分類離心泵站：泵站內(nèi)工作的主泵是離心泵；軸流泵站：泵站內(nèi)工作的主泵是軸流泵；渦流泵站：泵站內(nèi)工作的主泵是混流泵。（2）技動力分類電動泵站：以電動機(jī)為動力機(jī)的

17、泵站；機(jī)動泵站：以內(nèi)燃機(jī)為動力機(jī)的泵站；水輪泵站：以水輪泵為動力機(jī)的泵站；風(fēng)力泵站：以風(fēng)車為動力機(jī)的泵站；太陽能泵站：以太陽能為動力的泵站。（3）接任務(wù)分類供水泵站：包括農(nóng)田灌溉泵站、工業(yè)供水泵站以及城鄉(xiāng)居民給水泵站等；排水泵站：包括農(nóng)田排水泵站、城鎮(zhèn)排水泵站、工業(yè)排水泵站以及礦山排水泵站等；調(diào)水泵站：主要指跨流或調(diào)水泵站，其功能有沿途的供水、灌溉、排水、航運(yùn)等；加壓泵站：在以長管道輸送水、油t泥漿、灰漿、水煤漿等的情況下，需要中途加壓。這類泵站稱為加壓泵站；蓄能泵站：為了確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，在夜間有余電時(shí)，可以用來抽水蓄能，而在用電高峰時(shí)再用于發(fā)電。這類泵站稱為蓄能泵站或抽水蓄能電站。2、泵

18、站工程的基本組成泵站工程主要由泵房、管道、進(jìn)出水建筑物以及變電站等組成（見下圖）。在泵房內(nèi)安裝有水泵、傳動裝置和動力機(jī)組，還有輔助設(shè)備和電氣設(shè)備等。進(jìn)出水建筑物主要有取水、引水設(shè)施以及進(jìn)水池和出水他（或水塔）等。泵站的管道包括進(jìn)水管和出水管。進(jìn)水管把水源和水泵進(jìn)口連接起來，出水管則是連接水泵出口和出水池的管道。泵站投入運(yùn)行后，水流即可經(jīng)過進(jìn)水建筑物和進(jìn)水管進(jìn)入水泵，通過水泵加壓后，將水流送往出水池（或水塔）或管網(wǎng)，從而達(dá)到提水或輸水的目的。圖2：泵站示意圖3、泵站工程的布置形式（1）泵站樞紐的布置泵站工程的樞紐布置就是綜合考慮各種條件和要求，確定建筑物種類并合理布置其相對位置和處理相互關(guān)系，樞

19、紐布置主要是根據(jù)泵站所承擔(dān)的任務(wù)來考慮，不同的泵站，其主體工程，即泵房、進(jìn)出水管道、進(jìn)出水建筑物等的布置應(yīng)有所不同。相應(yīng)的涵閘、節(jié)制閘等附屬建筑物應(yīng)與主體工程相適應(yīng)。此外，考慮綜合利用要求，如果在站區(qū)內(nèi)有公路、航運(yùn)、過魚等要求時(shí)，應(yīng)考慮公路橋、船閘、魚道等的布置與主體工程的關(guān)系。根據(jù)泵站擔(dān)負(fù)的任務(wù)不同，泵站樞紐布置一般有灌溉泵站、排水泵站、排灌結(jié)合站等幾種典型布置形式。（2）灌溉泵站樞紐的布置無壩引水式的灌溉泵站的樞紐布置形式分有引水渠的和無引水渠的兩種布置形式。有引水渠的布置形式：當(dāng)岸坡較緩，岸邊地面尚程比采站出水池要求的控制高程相差較大時(shí)，常在進(jìn)水閘后設(shè)置引水渠，將泵房設(shè)在引水渠末端岸坡腳的挖方中。無引水渠的布置形式：當(dāng)岸坡較陡，水源水位變化較大，灌區(qū)距水源較近時(shí)，在進(jìn)水閘后接泵房。在同樣條件下，當(dāng)水源水位變化較大時(shí)，可將取水建筑物與泵房合建，