1.什么是水利水電工程樞紐?
為了滿足防洪需求,獲得發(fā)電、灌溉、供水、航行等方面的綜合效益,需要在河流的適宜段修建不同類(lèi)型的建筑物,用來(lái)控制和支配水流。這些建筑物通稱(chēng)為水工建筑物,而不同功能的水工建筑物組成的綜合體稱(chēng)為水利水電工程樞紐。
2.水工建筑物按其作用可分為幾類(lèi)?
水工建筑物種類(lèi)繁多,但按其作用可以分為擋水建筑物,泄水建筑物,輸水建筑物,取(進(jìn))水建筑物,整治建筑物,專(zhuān)門(mén)為灌溉、發(fā)電、過(guò)壩需要而興建的建筑物等六類(lèi)。
但是,應(yīng)當(dāng)指出的是,有些水工建筑物的功能并非單一,難以嚴(yán)格區(qū)分其類(lèi)型。如各種溢流壩既是擋水建筑物,又是泄水建筑物;水閘既能擋水,又可泄水,有時(shí)還作為灌溉渠首或供水工程的取水建筑物,等等。
3.什么是擋水建筑物?
用于攔截江河水流,形成水庫(kù)或空高上游水位的建筑物。如各種壩和水閘以及為抗御洪水或擋潮沿江河岸修建的堤防、海塘等。
4.水庫(kù)有哪些特征水位及相應(yīng)庫(kù)容?
庫(kù)容大小決定著水庫(kù)調(diào)節(jié)徑流的能力和它所能提供的效益。因此,確定水庫(kù)特征水位及其相應(yīng)庫(kù)容是水利水電工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)的主要任務(wù)之一。
(1)死水位和死庫(kù)容:水庫(kù)正常運(yùn)用情況下允許水庫(kù)消落到最低的水位稱(chēng)為死水位,該水位以下的庫(kù)容即死庫(kù)容。除特殊情況外,死庫(kù)容不參與徑流調(diào)節(jié),即不能動(dòng)用這部分水庫(kù)的水量。
(2)正常蓄水位和興利庫(kù)容:水庫(kù)正常運(yùn)用情況下,為滿足設(shè)計(jì)的興利要求,在設(shè)計(jì)枯水年(或枯水段)開(kāi)始供水時(shí)應(yīng)蓄到的水位,稱(chēng)為正常蓄水位,又稱(chēng)設(shè)計(jì)興利水位。該水位與死水位間的庫(kù)容即興利庫(kù)容。正常蓄水位到死水位間的水庫(kù)深度稱(chēng)為消落深度或工作深度。
(3)防洪限制水位:水庫(kù)在汛期允許興利蓄水的上限水位稱(chēng)為防洪限制水位??筛鶕?jù)洪水特性和防洪要求,對(duì)汛期不同時(shí)期分段擬定。
(4)防洪高水位和防洪庫(kù)容:當(dāng)退下游防護(hù)對(duì)象的設(shè)計(jì)洪水位時(shí),水庫(kù)為控制下泄流量而攔蓄洪水,這時(shí)在壩前達(dá)到的最高水位稱(chēng)為防洪高水位。該水位與防洪限制水位間的庫(kù)容稱(chēng)為防洪庫(kù)容。當(dāng)防洪限制水位低于正常蓄水位時(shí),防洪庫(kù)容與興利庫(kù)容的部分庫(kù)容是重疊的,可減小專(zhuān)用防洪庫(kù)容,重疊部分稱(chēng)共用庫(kù)容或重疊庫(kù)容,在汛期是防洪庫(kù)容的一部分,而在汛后則為興利庫(kù)容的一部分。
(5)設(shè)計(jì)洪水位和攔洪庫(kù)容:水庫(kù)遇設(shè)計(jì)洪水,在壩前達(dá)到的最高水位稱(chēng)為設(shè)計(jì)洪水位。該水位與防洪限制水位間的庫(kù)容稱(chēng)為攔洪庫(kù)容。
(6)校核洪水位和調(diào)洪庫(kù)容:水庫(kù)遇校核洪水,在壩前達(dá)到的最高水位稱(chēng)為校校洪水位。該水位與防洪限制水位間的庫(kù)容稱(chēng)為調(diào)洪庫(kù)容。
(7)總庫(kù)容和有效庫(kù)容:校核供水位以下的全部庫(kù)容稱(chēng)總庫(kù)容。校核洪水位與死水位之間的庫(kù)容稱(chēng)有效庫(kù)容。
5.?dāng)r水壩按形式可分為幾種?
主要有土石壩、重力壩、拱壩、支墩壩和橡膠壩等。其中土石壩又可分為心墻壩、斜墻壩、堆石壩、均質(zhì)壩等。
6.土石壩的工作特點(diǎn)是什么?
土石壩是土壩與堆石壩的總稱(chēng)。土石壩歷史悠久,在國(guó)內(nèi)外廣泛采用。其優(yōu)點(diǎn)是:①就地取材;②結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于維修和加高、擴(kuò)建;③對(duì)地質(zhì)條件要求較低,能適應(yīng)地基變形;④施工技術(shù)較簡(jiǎn)單,工序少,便于組織機(jī)械化快速施工;⑤有較豐富的修建經(jīng)驗(yàn)。
其主要缺點(diǎn)在于:①壩身不能溢流,需另設(shè)溢洪道;②施工導(dǎo)流不如混凝土壩方便;③粘性土料的填筑受氣候條件的影響大等。
7.土石壩在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行中必須滿足哪些要求?
土石壩壩體主要由散粒材料構(gòu)成。為使其安全有效地發(fā)揮作用,在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行中必須滿足以下各項(xiàng)要求:
(1)不允許水流漫頂由于規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)洪水估計(jì)偏低,致使溢洪道行洪斷面偏??;或因壩頂高程不足,或水庫(kù)控制運(yùn)用不當(dāng)?shù)仍?,都可?dǎo)致壩頂漫水直至潰壩的嚴(yán)重事故。
(2)不發(fā)生危害性滲透變形水庫(kù)蓄水后不僅在壩身和壩基內(nèi)產(chǎn)生滲流,而且庫(kù)水還會(huì)繞過(guò)壩端經(jīng)兩岸滲向下游,形成繞壩滲流。滲透水流不但損失水量,更重要的是在滲流逸出處可能將土料中的細(xì)顆粒帶走或局部主體被沖動(dòng),導(dǎo)致壩身、壩基產(chǎn)生危害性的滲透變形,甚至引起潰壩。
(3)壩身和壩基應(yīng)穩(wěn)定可靠由于設(shè)計(jì)不當(dāng)或施工質(zhì)量不良,在外力作用下,可能造成壩坡或連同壩基的坍滑破壞。國(guó)內(nèi)外土石壩破壞事故中約有互/4是由滑坡造成的。
(4)避免產(chǎn)生有害的裂縫由于受壩址地形、筑壩材料性質(zhì)。壩基不均勻沉陷、施工質(zhì)量以及地震荷載等因素的影響,壩身可能產(chǎn)生不均勻沉陷,一旦形成大的裂縫,就會(huì)危及壩身安全。
(5)能抵抗其他自然現(xiàn)象的破壞作用庫(kù)區(qū)風(fēng)浪在水位變化范圍內(nèi)可能淘刷上游壩被;雨水沿坡面流動(dòng)可能沖毀壩坡;冰凍可能破壞壩坡;壩身粘性土料,冬季由干凍脹可能產(chǎn)生裂縫,夏季由于日曬又會(huì)龜裂,等等。
8.土石壩有幾種類(lèi)型?
土石壩既可依筑壩施工方法分類(lèi),也可按土料在壩身內(nèi)的配置劃分類(lèi)型。
(1)根據(jù)筑壩施工方法可分為碾壓式上石壩、拋填式堆石壩、定向爆破堆石壩。水力沖填壩等。其中應(yīng)用最廣的是碾壓式上石壩。
(2)按照土料在壩身內(nèi)的配置和防滲體的材料,可分為以下幾種主要類(lèi)型:1)均質(zhì)壩。壩身的絕大部分由一種主料筑成,整個(gè)剖面起防滲和穩(wěn)定作用。2)粘土心墻和斜墻壩。用透水性較好的砂石料作壩殼,以防滲性較好的土質(zhì)做防滲體,設(shè)在壩中央或稍向上游傾斜的防滲墻壩稱(chēng)為心墻壩或斜心墻壩;設(shè)在靠近上游面的防滲墻壩稱(chēng)為斜墻壩。3)人工材料心墻或斜墻壩。防滲體由瀝青混凝土、鋼筋混凝土或其他人工材料制成,其余部分用土石料構(gòu)成的壩稱(chēng)為人工材料心墻或斜墻壩。4)多種土質(zhì)壩。壩身主要部分由幾種不同的土料所構(gòu)成的壩稱(chēng)為多種土質(zhì)壩。5)土石混合壩。將多種土質(zhì)壩的某些部位以石料代替,即成為土石混合壩。為改善壩身應(yīng)力狀態(tài),避免裂縫,近代修建的高土石壩常將心墻略向上游傾斜做成斜心墻土石混合壩。
9.土石壩主要由哪幾動(dòng)分組成?它們各自的作用是什么?
土石壩四部分組成,即壩殼、防滲體、排水設(shè)備和護(hù)坡。壩殼是土石壩的主體,壩的穩(wěn)定主要靠它來(lái)維持;防滲體的作用是降低浸潤(rùn)線,防止?jié)B透破壞壩體和減少滲流量;排水設(shè)備的主要作用是要全地排除滲漏水,增加壩體和下游壩坡的穩(wěn)定性,降低揚(yáng)壓力;而護(hù)坡的作用則是防止波浪、冰層、溫度變化、雨水和水流等對(duì)壩坡的破壞。
10.土壩的滲透變形有幾種主要形式?
土壤在滲透水流作用下可能產(chǎn)生滲透變形。破壞性的滲透變形可以導(dǎo)致水工建筑物失事。滲透變形主要有以下幾種形式:管涌、流土、接觸沖刷及接觸流土和接觸管涌。
11.什么叫管涌?
壩身或壩基內(nèi)的土壤顆粒被滲流帶走的現(xiàn)象稱(chēng)為管涌。
12.什么叫流土?
在滲流作用下,主體從壩身或壩基表面被掀起浮動(dòng)的現(xiàn)象稱(chēng)為流土。流立現(xiàn)象主要發(fā)生在粘性土及較均勻的非粘性主體的滲流出口處。
13.什么叫接觸沖刷?
當(dāng)滲流沿著兩種顆粒不同的土層交界面流動(dòng)時(shí),在交界面處的土壤顆粒被沖動(dòng)而使兩種顆粒不同的土層混合起來(lái)的現(xiàn)象稱(chēng)為接觸沖刷。
14.什么叫接融流土和接觸管涌?
當(dāng)滲流垂直于兩相鄰?fù)翆拥慕唤缑?,如粘土心?或斜墻)與壩體砂礫料之間、壩體或壩基與排水設(shè)備之間以及壩體內(nèi)大小粒徑土層之間,有可能出現(xiàn)由于粘性上的凝聚力降低,形成剝蝕區(qū)或一層的細(xì)顆粒被滲流帶進(jìn)粗顆粒層,前者稱(chēng)為接觸流上,后者稱(chēng)為接觸管涌。
15.重力壩的工作特點(diǎn)是什么?
重力壩在水利水電工程中得到廣泛應(yīng)用,主要是因?yàn)樗哂幸韵聨追矫娴奶攸c(diǎn):
(1)安全可靠重力壩剖面尺寸大,應(yīng)力較小,筑壩材料強(qiáng)度高,耐久性好,因而抵抗水的滲漏、洪水漫頂、地震和戰(zhàn)爭(zhēng)破壞的能力都比較強(qiáng)。
(2)對(duì)地形、地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)任何形狀的河谷都可以修建重力壩,因?yàn)閴误w作用于地面上的壓應(yīng)力不高,所以對(duì)地質(zhì)條件的要求也較低。
(3)樞紐泄洪問(wèn)題容易解決重力壩可以做成溢流的,也可以在壩內(nèi)設(shè)置泄水孔,一般不需要另設(shè)溢洪道或泄水隧洞,樞紐布置緊湊。
(4)便于施工導(dǎo)流在施工期可以利用壩體導(dǎo)流,一般不需要另開(kāi)設(shè)導(dǎo)流隧洞。
(5)施工方便大體積混凝土,可以采用機(jī)械化施工,在放樣、立模和混凝土澆搗方面都比較簡(jiǎn)便。
(6)結(jié)構(gòu)作用明確重力壩沿壩軸線用橫縫分成若干段,各壩段獨(dú)立工作,結(jié)構(gòu)作用明確,應(yīng)力分析和穩(wěn)定計(jì)算都比較簡(jiǎn)單。
但是,重力壩也有下面一些缺點(diǎn):
(1)壩體剖面尺寸大,水泥用量多。
(2)壩體應(yīng)力較低,材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮。
(3)壩體與地基接觸面積大,因而壩底的揚(yáng)壓力較大,對(duì)穩(wěn)定不利。
(4)壩體體積大,施工期混凝土的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力較大,在施工期對(duì)混凝土溫度控制的要求較高。
16.重力壩主要有幾種型式?
重力壩主要分為混凝土重力壩、漿砌石重力壩、寬縫重力壩、空腹重力壩、碾壓混凝土重力壩等型式。
17.作用于重力壩上的荷載主要有哪些?
作用于重力壩上的荷載主要有自重、靜水壓力和揚(yáng)壓力、動(dòng)水壓力、冰壓力、泥沙壓力、浪壓力、地震力、溫度和其他荷載等。
1.什么叫泄水建筑物?它有幾種型式?
在水利工程樞紐中,用來(lái)泄放水的水工建筑物稱(chēng)為泄水建筑物。其型式有岸邊溢洪道、溢流壩、泄洪隧洞及壩下涵洞四種型式。
2.岸邊溢洪道主要有幾種型式?
岸邊溢洪道主要有以下三種型式:
(1)正槽溢洪道:溢洪道的泄槽與溢流堰軸線正交,過(guò)堰水流與泄槽軸線方向一致。
(2)側(cè)槽溢洪道:溢流堰設(shè)在泄槽一側(cè),溢流堰軸線與泄槽大致平行。
(3)井式溢洪道:進(jìn)水口在平面上為一環(huán)形的溢流堰,水流過(guò)堰后,經(jīng)豎井和隧洞流向下游。
3. 溢洪道由哪幾部分組成?
溢洪道從上游水庫(kù)到下游河道通常由引水段、控制段、泄水槽、消能設(shè)施和尾水渠五個(gè)部分組成。
4.溢流堰有哪幾種型式?它們的特點(diǎn)是什么?
溢流堰縱斷面一般有實(shí)用堰和寬頂堰兩種基本型式。實(shí)用堰的流量系數(shù)較大,但結(jié)構(gòu)比寬頂堰復(fù)雜,當(dāng)堰口狹窄、地面高程較低,或地面高程雖較高,但開(kāi)挖容易且方量不大時(shí)可以采用。寬頂堰的流量系數(shù)較實(shí)用堰小,但施工簡(jiǎn)單,當(dāng)?shù)孛孑^高,開(kāi)挖方量大且開(kāi)挖比較困難時(shí),采用這種堰型可以減小一些開(kāi)挖量。
5.為什么溢洪道進(jìn)D要設(shè)計(jì)成喇叭形狀?
溢洪道進(jìn)口設(shè)計(jì)成喇叭形狀的主要目的是使水流平穩(wěn)均勻地流向溢洪堰,防止發(fā)生漩渦或橫向水流,降低局部水頭損失,提高溢洪道的泄洪能力。
6.溢洪道陡槽段底板破壞的主要原因是什么?
溢洪道陡槽段底板破壞的主要原因有以下幾方面:
(l)襯砌表面不平整,特別是橫向接縫處下游塊有升坎。
(2)接縫止水不良,施工質(zhì)量差。
(3)地基處理不好,襯砌與地基接觸不良。
(4)襯砌底板下排水不暢。
以上因素都將導(dǎo)致底板下產(chǎn)生很大的揚(yáng)壓力和動(dòng)水壓力,以致使底板被掀起破壞。
7.為什么溢洪道下游容易引起沖刷破壞?
從溢洪道下泄的水流,流速很高,單寬流量大,在泄水槽末端集中了很大的能量。因此,末端必須設(shè)置消能設(shè)施。在實(shí)際中,很多工程因消能設(shè)施考慮不當(dāng),高速水流與下游河道的正常水流不能妥善銜接,能量沒(méi)有完全消除,致使下游河床和岸坡遭受沖刷破壞,危及大壩和溢洪道自身的安全。
8.為什么要在溢洪道陡槽段底板設(shè)置排水設(shè)施?
為了排除地基滲水,減小襯砌所受的揚(yáng)壓力,須在襯砌層下面設(shè)置排水系統(tǒng),排水系統(tǒng)必須確保暢通。排水系統(tǒng)由若干道橫向排水溝和幾道縱向排水溝所組成。
9.泄水建筑物的消能措施有幾種類(lèi)型?
泄水建筑物的消能措施,大至可分為三種類(lèi)型:
(l)底流式消能。
(2)挑流式消能。
(3)面流式消能。
此外,還可以將上述基本的消能結(jié)合起來(lái)應(yīng)用。
10.底流消能的原理是什么?
從加強(qiáng)水流的紊動(dòng)出發(fā),在建筑物下游采取一定的工程措施,控制水躍發(fā)生的位置,通過(guò)水躍產(chǎn)生的表面漩滾和強(qiáng)烈的紊動(dòng)以達(dá)到消能的目的。
11.挑流消能的原理是什么?
利用下泄水流所挾帶的巨大動(dòng)能,因勢(shì)利導(dǎo)將水流挑射遠(yuǎn)離建筑物的下游。在挑射過(guò)程中,水流受到空氣的阻力而擴(kuò)散,摻入大量空氣,降落到下游水面后,又受到下游水體的阻力,形成激烈的漩滾而消能。
12.面流消能的原理是什么?
當(dāng)下游水深較大而且比較穩(wěn)定時(shí),可采取一定的工程措施,將急流導(dǎo)向下游水面,主流與河床之間由巨大的底部漩滾隔開(kāi),可避免高速生流對(duì)河床的沖刷。
13.挑流鼻坎型式有幾種?各有何優(yōu)缺點(diǎn)?
挑流鼻坎型式有連續(xù)式和差動(dòng)式兩種。連續(xù)式鼻坎設(shè)施簡(jiǎn)單,不易氣蝕,在相同水力條件下,挑距比差動(dòng)式稍遠(yuǎn),但水舌較集中,空中擴(kuò)散較差,對(duì)河床沖刷較深。
14.挑流、底流、面流消能的優(yōu)缺點(diǎn)是什么?
工程實(shí)際中,消能方式的選擇是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題,必須結(jié)合具體工程,兼顧水力、地形、地質(zhì)及應(yīng)用條件進(jìn)行綜合分析選定。上述三種消能型式的優(yōu)缺點(diǎn)如下:
(1)底流消能的優(yōu)點(diǎn):水躍穩(wěn)定,安全可靠,消能效果好,下游水面波動(dòng)小。缺點(diǎn):消力地的工程量大,增加工程造價(jià)。
(2)挑流消能的優(yōu)點(diǎn):節(jié)約護(hù)坦工程,可降低造價(jià),消能效果好。缺點(diǎn):空中霧氣大,尾水波動(dòng)大,要求下游河床抗沖能力強(qiáng)。
(3)面流消能的優(yōu)點(diǎn):主流在表面,底部流速小,不易沖刷河床,有利于漂木、漂冰和宣泄其他漂浮物。缺點(diǎn):水流銜接形式復(fù)雜多變,不易控制。下游水面波動(dòng)很大,兩岸易遭沖刷,有礙航運(yùn)及水輪機(jī)工作。
15.底流消能的型式有幾種?
底流消能的型式主要有以下三種:
(1)降低護(hù)坦高所形成的消力地消能。
(2)在護(hù)坦末端修建消力坎所形成的消力池消能。
(3)以上兩種型式加上趾墩、消力墩、尾檻等輔助消能工程所形成的綜合式消力池消能。
16.為什么要在挑流鼻坎內(nèi)設(shè)置通氣孔?
在挑流鼻坎內(nèi)設(shè)置通氣孔主要是為了避免挑流時(shí)高水流帶走水舌下面的空氣而形成真空,影響挑射距離。
17.挑流鼻坎為什么容易被破壞?
泄水建筑在泄洪時(shí),挑流鼻坎表面要承受高速水流的沖刷,磨損很大。而許多工程因施工等原因,挑流鼻坎表面不平整,混凝土強(qiáng)度及耐磨達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,經(jīng)常造成鼻坎表面混凝土脫落,鋼筋裸露,影響工程正常運(yùn)行。
18.陡槽段混凝土襯砌為什么分縫?
為了適應(yīng)混凝土因溫度變化所引起的膨脹和收縮以及由于地基的不均勻沉陷所產(chǎn)生的變形,混凝土襯砌需設(shè)置縱橫縫。
19.接縫有哪幾種型式?并用何種材料止水?
接縫一般有平接縫、鍵槽縫、搭接縫及齒槽縫等四種型式??p內(nèi)要設(shè)置止水,止水可用金屬片或?yàn)r青砂漿。止水的施工質(zhì)量必須嚴(yán)格保證,以防急流鉆入襯砌下面產(chǎn)生很大的動(dòng)水壓力而掀起襯砌板。
20.溢洪道有閘控制和無(wú)閘控制,各有什么優(yōu)缺點(diǎn)?
對(duì)于蓄水工程來(lái)說(shuō),溢洪道可設(shè)閘門(mén),也可以不設(shè)閘門(mén)。一般情況下,小型工程溢洪道常不設(shè)置閘門(mén),大、中型工程溢洪道設(shè)置閘門(mén)的較多。溢流堰上不設(shè)閘門(mén)時(shí),堰頂高程就是水庫(kù)的正常蓄水位。設(shè)置閘門(mén)時(shí),溢流堰頂高程低于水庫(kù)的正常蓄水位。閘門(mén)控制可根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀箢A(yù)報(bào)而定,而在汛期提前開(kāi)閘放水,則有利于降低洪水位,減小庫(kù)區(qū)的臨時(shí)淹沒(méi)和大壩及其他非溢流建筑物的高度,并可削減下泄的洪峰流量。但設(shè)置閘門(mén)卻要增加閘門(mén)及啟閉設(shè)備的投資。由于溢流堰的堰頂高程降低,則就要增加其開(kāi)挖量,并且汛期還必須加強(qiáng)管理。
1.渠道有哪幾種斷面型式?
渠道斷面型式一般采用梯形。當(dāng)流量變化較大時(shí),往往采用復(fù)式斷面。襯砌的渠道也可采用短形、U形、拋物線形斷面,暗渠也可采用圓形斷面。
2.什么是渠道水力最優(yōu)斷面?
當(dāng)渠道的坡度、粗糙系數(shù)以及過(guò)水?dāng)嗝婷娣e一定時(shí),具有最大輸水能力或具有最小濕周的過(guò)水?dāng)嗝娣Q(chēng)為水力最優(yōu)斷面。
3.什么是渠道的實(shí)用經(jīng)濟(jì)斷面?
對(duì)于常用的梯形渠道,按水力最佳斷面設(shè)計(jì)的渠道斷面往往是窄深式的。對(duì)土渠來(lái)說(shuō),這種窄深式渠道對(duì)施工是很不利的,不能達(dá)到經(jīng)濟(jì)的目的,在實(shí)際應(yīng)用中有很大的局限性。為此,應(yīng)求一個(gè)寬淺式的梯形斷面,使其水深和底寬有一個(gè)較廣的選擇范圍以適應(yīng)各種情況的需要,而在此范圍內(nèi)又能基本上滿足水力最佳斷面的要求,這種斷面稱(chēng)為實(shí)用經(jīng)濟(jì)斷面。
4.影響渠道輸水能力的因素有哪些?
影響渠道輸水能力的因素有邊坡系數(shù)、糙率、底坡、底寬和渠道水深。
5.什么是渠道的不沖流速?
挾帶一定含沙量的水流通過(guò)渠道時(shí),若渠床上的泥沙不致沖刷,這時(shí)的斷面平均流速就稱(chēng)為渠道的不沖流速。
6.什么是渠道的不淤流通?
在挾一百含沙量的渠道水流中,水流的挾沙能力若剛能挾運(yùn)這定量的泥沙而不致淤積,這時(shí)的斷面平均流速就稱(chēng)為渠道的不淤流速。
7.輸水渠道交叉建筑物有哪些?
當(dāng)渠道與山谷、河流、公路或鐵路交叉時(shí),需要修交叉建筑物來(lái)跨越這些障礙,常見(jiàn)的交叉建筑物有渡槽、涵洞或涵管、倒虹吸管、無(wú)壓隧洞、橋梁等。
8.對(duì)水電站引水渠道的基本要求是什么?
對(duì)水電站渠道的基本要求如下:
(l)有足夠的輸水能力渠道要能隨時(shí)輸送水電站所需要的設(shè)計(jì)流量,并有適應(yīng)此流量變化的能力。
(2)水質(zhì)符合要求要防止有害的污物及泥沙進(jìn)入渠道,不僅在渠首要采取適當(dāng)措施,更要防止渠道沿線上的污物及泥沙隨暴雨涌入渠道,在渠末端是壓力前地。壓力前池的出口處,即為壓力管道的進(jìn)口處。該進(jìn)口處還要再次采取攔污、防沙及排污措施。
(3)運(yùn)行安全可靠渠道在運(yùn)行中要防止沖刷及淤積,渠道的滲漏要限制在一定的范圍內(nèi),過(guò)大的滲漏不但會(huì)造成水量損失,而且可能影響渠道的安全。另外,要抑制渠中雜草生長(zhǎng),以減小渠道糙率,增加渠道輸水能力。
9.什么叫水工隧洞?其作用是什么?
在水利工程中為了輸水或泄洪,常穿山開(kāi)挖建成封閉式的輸水道,稱(chēng)為水工隧洞。按其擔(dān)負(fù)任務(wù)的不同,可分為放水隧洞和泄水隧洞。放水隧洞用來(lái)由水庫(kù)放出用于灌溉、發(fā)電和給水等所需的水量;泄水隧洞可以用于配合溢洪道宣泄部分洪水,泄放水電站尾水、為檢修樞紐建筑物或因戰(zhàn)備等的需要而放空水庫(kù)以及排沙等。
10.水工隧洞的工作特點(diǎn)是什么?
水工隧洞具有以下工作特點(diǎn):
(1)為了控制流量和便于工程的檢修,蓄水樞紐中的隧洞必須設(shè)置控制建筑物,用以安設(shè)工作閘門(mén)和檢修閘門(mén)以及門(mén)門(mén)啟閉設(shè)備等。
(2)隧洞位于深水下,除承受較大的山巖壓力(或土壓力)外,還要承受高水壓及高速水流的作用力。
(3)隧洞是在巖層中開(kāi)鑿的,開(kāi)鑿后破壞了巖體的自然平衡狀態(tài),使得巖體可能產(chǎn)生變形和崩塌,因此,往往需要設(shè)置襯砌和臨時(shí)支撐進(jìn)行防護(hù)。
(4)高水頭無(wú)壓泄水隧洞,要求體形設(shè)計(jì)得當(dāng),施工質(zhì)量好,否則容易產(chǎn)生空蝕破壞,水流脈動(dòng)也會(huì)引起閘門(mén)等的振動(dòng)。
(5)隧洞的斷面較小,洞線較長(zhǎng),從開(kāi)挖、襯砌到灌漿,工序多、干擾大。
11.水工隧洞的總體布置包括哪些內(nèi)容?
(1)根據(jù)樞紐任務(wù),確定隧洞屬專(zhuān)建專(zhuān)用,或是一洞多用。針對(duì)不同要求,結(jié)合地形和水流條件擬定進(jìn)口的位置、高程和相應(yīng)的布置。
(2)在選定線路方案的基礎(chǔ)上,根據(jù)地形、地質(zhì)等條件,選擇進(jìn)口段的結(jié)構(gòu)型式,確定閘門(mén)在隧洞中的布置。
(3)確定洞身的縱向底坡和橫斷面的形狀及尺寸。
(4)根據(jù)地形、地質(zhì)、尾水位和施工條件等確定出口位置和底板高程,選用適宜的消能方式。
12.隧洞洞線選擇的一般原則和要求是什么?
(1)洞線直選在沿線地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、巖體堅(jiān)硬完整、洞頂以上應(yīng)具有足夠的巖層厚度、地下水微弱和圍巖穩(wěn)定的地段,以減小作用于襯砌層上的山巖壓力和外水壓力。
(2)洞線要與巖層層面、構(gòu)造破碎帶和主要節(jié)理面有較大的交角。
(3)洞線在平面上應(yīng)力求短、直,這樣不僅可減少工程量、降低造價(jià),而且可減小水頭損失,便于施工,并且具有良好的水流條件。
(4)進(jìn)出口應(yīng)選在覆蓋層或風(fēng)化層淺、巖石比較堅(jiān)固完整的陡坡地段,避開(kāi)有嚴(yán)重的順卸荷裂縫、危巖和滑坡地帶。
(5)隧洞的縱坡應(yīng)滿足水流條件、運(yùn)行和維修的要求。
(6)泄水隧洞的出口方向要與下游河道順暢銜接,以減輕對(duì)岸邊的沖刷。
(7)洞線遇溝谷時(shí),應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、水文及施工條件,進(jìn)行繞溝或跨溝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。
(8)當(dāng)洞線穿過(guò)壩基、壩肩或其他建筑物地基時(shí),要求隧洞與其他建筑物之間留有足夠的厚度,以滿足結(jié)構(gòu)和防滲上的要求。
(9)對(duì)于長(zhǎng)隧洞,為了增加工作面,加快施工進(jìn)度和均衡各段的工程量,便于通風(fēng),根據(jù)地形、地質(zhì)條件,需要設(shè)置一些施工支洞或豎井。
13.什么是有壓隧洞和無(wú)壓隧洞?其適用條件是什么?
水流充滿整個(gè)斷面的隧洞,稱(chēng)為有壓隧洞。當(dāng)洞內(nèi)水流存在自由表面時(shí),稱(chēng)為無(wú)壓隧洞。有壓隧洞和無(wú)壓隧洞在工程布置、水力計(jì)算、受力情況及運(yùn)行條件等方面差別較大,對(duì)于有較大消落深度的水庫(kù),一般采用有壓隧洞。面對(duì)低水頭的取水壩或消落深度小的水庫(kù),一般采用無(wú)壓隧洞引水。有時(shí),可以設(shè)計(jì)成有壓的,也可以設(shè)計(jì)成無(wú)壓的,需要通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。
14. 隧洞斷面形式有幾種?
隧洞斷面型式有三種。對(duì)于有壓隧洞一般采用圓形斷面,對(duì)于無(wú)壓隧洞一般采用門(mén)洞形或馬蹄形。
15,隧洞襯砌的作用是什么?
隧洞襯砌的作用是:承受山巖壓力、內(nèi)水壓力和其他荷載;填塞巖層裂隙,防止水流、空氣和溫度變化及干濕度變化對(duì)巖石的破壞作用;防止漏水和減小洞身表面糙率。
16.隧洞與渠道輸水相比有什么優(yōu)缺點(diǎn)?
隧洞與渠道相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)可以采用較短的路線,可以避開(kāi)沿線地表不利的地形及地質(zhì)條件。
(2)有壓隧洞能夠適應(yīng)水庫(kù)水位的大幅度變化,也能夠適應(yīng)水電站引用流量的迅速變化。
(3)不受地表氣候的影響,可以避免沿途對(duì)水質(zhì)的污染。但隧洞對(duì)地質(zhì)條件、施工技術(shù)及機(jī)械化的要求較高、工期較長(zhǎng),投資大。
17.隧洞常用的進(jìn)口型式有哪幾種?它們有什么特點(diǎn)?
隧洞常用的進(jìn)口型式主要有以下三種:
(1)豎井式進(jìn)水口 閘門(mén)安裝在由山體中開(kāi)挖出來(lái)的豎井中,其后接引水隧洞,其前則為隧洞的進(jìn)口段.由于充分利用了巖石的作用,鋼筋混凝土工種量少,投資少,但地質(zhì)條件差時(shí)不宜采用這種型式。
(2)塔式進(jìn)水口 混凝土塔式結(jié)構(gòu)建筑在水庫(kù)邊上,用工作橋與河岸相連。當(dāng)進(jìn)口山巖不好、岸坡又較平緩時(shí),一般采用這種結(jié)構(gòu)。
(3)斜臥式進(jìn)水口 進(jìn)水塔斜靠在岸坡上,以增加塔身的穩(wěn)定性。它的特點(diǎn)是喇叭口,閘門(mén)槽都在山巖外面,啟閉機(jī)室與山巖之間不用架橋。
18.對(duì)水電站進(jìn)水建筑物有什么基本要求?
對(duì)進(jìn)水建筑物有以下基本要求:
(1)要有足夠的進(jìn)水能力,在任何工作水位都能保證按要求引進(jìn)必須的流量。
(2)水質(zhì)要符合要求,木允許有害的泥沙、冰塊及各種污物進(jìn)入進(jìn)水口。
(3)水頭損失要小。使水流能平順地進(jìn)入進(jìn)水口,并將流速控制在一定的范圍內(nèi)。
(4)可控制流量,以便于引水系統(tǒng)的檢修和緊急事故關(guān)閉。
(5)要有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工方便,造型美觀,造價(jià)低廉,便于運(yùn)行、檢修和維護(hù)。
19.進(jìn)水口建筑由哪幾部分組成?
進(jìn)水口建筑一般由喇叭口、攔污柵、檢修閘門(mén)與工作閘門(mén)(也可能設(shè)在出口處)、平壓管、通氣孔及漸變段等幾部分組成。
20.隧洞進(jìn)D閘門(mén)后為什么要設(shè)通氣孔?
當(dāng)閘部分開(kāi)啟時(shí),閘門(mén)后的空氣逐漸被水流帶走,形成負(fù)壓區(qū),當(dāng)壓力降低到某一極限時(shí),就會(huì)引起氣蝕和振動(dòng)。為防止產(chǎn)生氣蝕和振動(dòng),常在閘門(mén)后設(shè)置通氣孔,以保證輸進(jìn)足夠的空氣。
21. 壓力前池的作用是什么?
壓力前池是引水渠道或無(wú)壓引水隧洞與壓力管道之間的連接建筑物。它的作用是:將引水渠道或無(wú)壓引水隧洞中的流量均勻地分配給各壓力管道,并加以必要的控制,再次清除水中的污物、泥沙、浮冰等;宣泄多余的水量,當(dāng)水輪機(jī)引用流量迅速改變時(shí),壓力前池的容積可以起一定的調(diào)節(jié)作用。
22.壓力前池主要由哪幾部分組成?
壓力前池主要由池身及漸變段,壓力管道進(jìn)水口,泄水建筑物,排污、排沙、排冰建筑物等四大部分組成。
23.調(diào)壓室有哪幾種基本結(jié)構(gòu)型式?
調(diào)壓室有以下五種基本結(jié)構(gòu)型式:
(1)簡(jiǎn)單圓筒式調(diào)壓室。(2) 阻抗式調(diào)壓室 (3) 雙室式調(diào)壓室 (4) 溢流式調(diào)壓室 (5) 差動(dòng)式調(diào)壓室
1.電站進(jìn)水口設(shè)攔污柵起何作用?
在河流及水庫(kù)中,常有漂木、樹(shù)枝、樹(shù)葉、雜草、垃圾、浮冰等漂浮物順流而下,尤以洪水期為甚。攔污設(shè)備的作用就是防止這些漂浮物進(jìn)入進(jìn)水口,影響進(jìn)水能力。
2.攔污柵的清污有哪幾種型式?
攔污柵的清污常用的有人工清污和機(jī)械清污兩種。對(duì)于小型水電站的淺水傾斜欄污柵一般是人工用齒耙扒掉攔污柵上的污物;大、中型水電站常用清污機(jī)清除污物。
3.攔污柵主要由哪幾部分組成?
攔污柵主要包括攔污柵柵葉和攔污柵柵槽兩部分,攔污柵柵葉結(jié)構(gòu)是由柵面和支承框架所組成。
4.攔污柵柵條間距根據(jù)什么確定?如何計(jì)算?
攔污柵柵條間距除了沖擊式水輪機(jī)是根據(jù)噴嘴出口尺寸確定外,其他是根據(jù)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑確定的。
軸流式水輪機(jī),攔污柵柵條間距是水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑的1/20,貫流式水輪機(jī)時(shí)可以參照上述規(guī)定。
混流式水輪機(jī)攔污柵柵條間距是水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑的1/30,即攔污珊珊條間距不小于轉(zhuǎn)輪葉片最小間距。
5.攔污柵條一般常用所面形狀有哪幾種?
一般常用斷面形狀有四種:迎水面和背水面加工圓形,迎水面加工圓形,矩形,圓形。
6.攔污柵運(yùn)行中定期維護(hù)和定期保養(yǎng)的要點(diǎn)有哪些?
(1) 開(kāi)機(jī)前應(yīng)徹底消除攔污柵內(nèi)的漂浮物及淤積物。運(yùn)行期間,每次交接班都要作一次認(rèn)真觀測(cè),清除污物,保持水輪機(jī)用水清潔、減少水頭損失。
(2) 當(dāng)攔污柵被淤塞或折斷而失去效用時(shí),應(yīng)停止機(jī)組運(yùn)行進(jìn)行處理。(3) 一般小型水電站攔污柵有鐵制柵條,也有鐵框柵的,容易生銹腐爛,所以要經(jīng)常維護(hù)。一般每年進(jìn)行一次除銹和涂漆。
(4) 攔污柵工作橋要有安全措施。如設(shè)置欄桿和照明等措施,以保證清污時(shí)的操作安全。
7.攔污柵防凍有哪些措施?
除設(shè)計(jì)上考慮的外,應(yīng)采取如下措施:
(1) 冬季到來(lái)時(shí)提高水庫(kù)水位、淹沒(méi)攔污柵,使攔污柵工作于封凍層以下。(2) 采用蒸汽加熱,局部提高水溫。
(3) 采用電氣加熱,加熱電壓不超過(guò)50V,加熱時(shí)耗電量通常為每平方米面積需要1.8~45kw。
1.壓力管道一般采用哪些材料制造?
壓力管道一般采用鋼管、混凝土(預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)澆筑)、木制三種材料。
2.壓力鋼管最小轉(zhuǎn)彎半徑一般選用多少為宜?為什么?
壓力管道轉(zhuǎn)彎半徑一般以管道直徑的3倍為宜。
轉(zhuǎn)彎半徑大,雖然水力損失小,但是施工工程量大,投資增加。轉(zhuǎn)彎半徑小,雖然投資小,但是水力損失大。
3.根據(jù)什么條件選擇焊接材料?
根據(jù)焊件鋼材性能來(lái)決定選用合適的焊接材料,其焊接材料主要是指焊條、焊絲和焊藥。
4.壓力管道對(duì)環(huán)向焊縫的檢查有哪些要求?
環(huán)向焊縫檢查要求是每一道環(huán)向焊縫檢查數(shù)量,不少于該環(huán)向焊縫總長(zhǎng)的10%。
5.壓力管道對(duì)縱向焊縫檢查有哪些要求?
對(duì)縱向焊縫檢查量不少于全部縱向焊縫的25%長(zhǎng)度。
6.焊接壓力鋼管必須采用哪種焊接方法?
焊接壓力鋼管必須采用與壓力鋼管材料相符合的焊條和電弧焊接方法。
7.壓力鋼管基本荷載有哪些?
(l) 內(nèi)水壓力。(2) 在管徑變化處及鋼管轉(zhuǎn)彎處由水壓力所引起的軸向力。(3) 壓力鋼管的金屬結(jié)構(gòu)自重,鋼管內(nèi)的水重和鎮(zhèn)墩、支墩自重。(4) 壓力鋼管發(fā)生軸向位移時(shí),沿支墩及伸縮接頭內(nèi)產(chǎn)生的摩擦阻力,以及水對(duì)管壁產(chǎn)生的摩擦力。(5) 鋼管轉(zhuǎn)彎處由于管內(nèi)水流引起的離心力。(6) 由于溫度變化,鋼管變形所產(chǎn)生的力。(7) 鋼管內(nèi)水壓力作用下,直徑方向產(chǎn)生變形所引起的軸向力。(8) 土壤作用在鎮(zhèn)墩或支墩時(shí)的主動(dòng)土壓力。(9) 中間支墩不均勻沉陷時(shí),所產(chǎn)生的作用力。
8.壓力管道發(fā)生外壓力有幾種情況?
(1) 當(dāng)壓力管道內(nèi)的水放空時(shí),因?yàn)橥夤?閥)的失靈,使壓力管道內(nèi)發(fā)生真空現(xiàn)象,管壁外受大氣壓力的作用,使壓力管道轉(zhuǎn)變?yōu)槌惺芡鈮毫ψ饔谩?/span>
(2) 埋設(shè)于地下的鋼管,管內(nèi)的水放空后管壁外承受地下水或土壓力的作用。(3) 埋填于混凝土內(nèi)的部分管段,施工時(shí)承受未硬化的混凝土壓力。(4) 灌漿壓力。
9.壓力鋼管振動(dòng)現(xiàn)象有哪幾種?
(1)壓力鋼管發(fā)生振動(dòng)時(shí),只出現(xiàn)在某些管段,并不是全長(zhǎng)范圍都發(fā)生。(2)管段的振動(dòng)型式,基本上是管壁出現(xiàn)徑向往復(fù)變形,其變形方式與鋼管承受外壓失穩(wěn)破壞時(shí)出現(xiàn)皺曲的波浪形相似。整個(gè)圓周可能有兩個(gè)以上波浪形或者更多的波浪形變形。(3)壓力鋼管振動(dòng)很少出現(xiàn)管軸線方向以連續(xù)梁形式的振動(dòng),即以跨中燒度頻率為振幅的往復(fù)變形。
10.對(duì)發(fā)生振動(dòng)壓力鋼管采取哪些有效措施消除振動(dòng)?
(1)加裝剛性環(huán)緊箍于管壁外,以改善原來(lái)管壁的橢圓度。(2)加裝剛性壞后,即改變了鋼管的原來(lái)自然振動(dòng)頻率,使它與管內(nèi)水流的壓力波頻率錯(cuò)開(kāi),不形成共振,從而消除振動(dòng)。
11.按型立場(chǎng)用于主承鋼管,鋼管直徑范圍是多少?
鞍型支墩一般用于管道直徑小于1m的壓力管道。
12.在壓力鋼管上設(shè)置進(jìn)人孔主要有哪幾個(gè)原則?
(1) 壓力鋼管人孔一般都設(shè)置在管段的下游鎮(zhèn)墩的上方。(2) 沒(méi)有特殊情況時(shí),入扎在鋼管斷面的位置為水平直徑以下45度角處,應(yīng)設(shè)在交通方便的一側(cè)。(3) 特殊情況下,人孔可以設(shè)置在鋼管頂部或水平直徑45度以上。
13.伸縮節(jié)在壓力管道中起什么作用?
(1) 鋼管能夠沿著管軸線方向自由伸長(zhǎng)或縮短。(2) 鋼管產(chǎn)生軸向位移時(shí),伸縮節(jié)處的摩擦阻力很小。 (3) 伸縮節(jié)不但對(duì)軸向位移起到伸縮作用,還能適應(yīng)管段產(chǎn)生的橫向位移。
14.套管式伸縮節(jié)由哪幾部分組成?
由套筒、插入管、水封填料及填料壓緊環(huán)組成。
15.壓力鋼管在什么情況下采用封頭?
(1) 水電站的裝機(jī)需要分期施工,對(duì)已安裝好的鋼管在進(jìn)口或者末端需要使用封頭封堵。(2) 鋼管在安裝過(guò)程中需要做水壓試驗(yàn)時(shí),用封頭來(lái)封堵試驗(yàn)段的鋼管,以便進(jìn)行水壓試驗(yàn)。(3) 為遠(yuǎn)期工程或其他設(shè)施從鋼管預(yù)留出分支管。
16.壓力鋼管為什么沒(méi)有進(jìn)氣及排氣閥(孔)?
壓力鋼管在放空管內(nèi)的水時(shí),需要外充入空氣以避免管內(nèi)發(fā)生真空,所以要設(shè)有進(jìn)氣閥(孔)壓力鋼管沖水時(shí),需要排出管內(nèi)空氣,在壓力鋼管高點(diǎn)設(shè)有排氣閥(孔)。
17.焊接件厚度小于6mm,焊接接頭有哪些技術(shù)要求?
(1) 厚度大于2mm時(shí),為了保證焊透,接頭處應(yīng)留1~2mm的間隙。(2) 厚度小于4mm時(shí),只在一面施焊。(3) 厚度為5~6mm時(shí),應(yīng)在兩面施焊。
18.焊接V形坡國(guó)對(duì)接接頭一般適應(yīng)鋼板厚度范圍?
焊接V形坡口對(duì)接接頭適應(yīng)在6~30mm。
19.壓力鋼管一、H類(lèi)焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢查選用什么設(shè)備?檢查技術(shù)要求是什么?
一、二類(lèi)壓力鋼管應(yīng)選用超聲波或射線等儀器設(shè)備進(jìn)行檢查。
檢查技術(shù)要求有:
(l) 超聲波探傷的檢查長(zhǎng)度占焊縫全長(zhǎng):一類(lèi)焊縫不小于50%;Th類(lèi)焊縫不少于30%。(2) 射線透照的檢查長(zhǎng)度占焊縫全長(zhǎng):一類(lèi)焊縫不少于20%;二類(lèi)焊縫不少于10%。(3) 明管(指暴露于大氣中的鋼管)如不作水壓試驗(yàn),則其焊縫無(wú)損傷的檢查長(zhǎng)度:縱縫為100%;環(huán)縫不少于50%。
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