每日一建水利实务-1F418000 水闸、泵站与水电站工程

1F418000 水闸、泵站与水电站工程

1F418010水闸施工技术

1F418011 水闸的分类及组成

考点一 水闸的分类

水闸:一种利用闸门挡水和控制泄水的低水头水工建筑物,多建于河道、渠系及 水库、湖泊岸边。

1按水闸承担的任务分类, 水闸分为:

(1)节制闸:拦河或在渠道上建造, 用于拦洪、 调节水位或控制下泄流量。位于河道上的节制闸也称拦河闸。

(2)进水闸:建在河道、水库或湖泊的岸边, 用来控制引水流量。 进水闸又称取水闸或渠首闸。进水闸、 分水闸或分 洪闸闸址宜选择在河岸基本稳定的顺直河段或弯道凹岸顶点稍偏下游处,但分洪闸闸址不宜选择在险工堤段和被保护重要城镇的下游堤段

(3)分洪闸:常建于河道的一侧, 用来将超过下游河道安全泄量的洪水泄入分洪区(蓄洪区或滞洪区)或分洪道。

(4) 排水闸:常建于江河沿岸,用来排除内河或低洼地区对农作物有害的渍水

(5) 挡潮闸:建在入海河口附近, 涨潮时关闸, 防止海水倒灌;退潮时开闸泄水,具有双向挡水的特点。

(6)冲沙闸(排沙闸):建在多泥沙河流上, 用于排除进水闸、 节制闸前或渠系中沉积的泥沙。

(7)此外还有为排除冰块、 漂浮物等而设置的排冰闸、排污闸等。

2按闸室结构形式可分为开敞式、 胸墙式及涵洞式等, 如下图所示。

(1) 开敞式:过闸水流表面不受阻挡, 泄流能力大。

(2) 胸墙式:闸门上方设有胸墙,可以减少挡水时闸门上的力,增加挡水变幅。

(3) 涵洞式:闸门前为有压或无压洞身,洞顶有填土覆盖。多用于小型水闸。
考点二 水闸的组成

1水闸主要包括上游连接段、闸室和下游连接段三部分

(1) 上游连接段。 一般包括上游翼墙、铺盖、上游防冲槽和两岸的护坡等。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、

(2) 闸室。闸室是水闸的主体部分,其作用是:控制水位和流量,兼有防渗防冲作用。闸室段结构包括:闸门、闸墩、边墩(岸墙)、底板、胸墙、工作桥、交通 桥、启闭机等。胸墙设于工作闸门上部,帮助闸门挡水,可以大大减小闸门的尺寸。 胸墙也可以做成活动型, 当遭遇特大洪水时开启胸墙加大泄流量。

(3)下游连接段。下游连接段用以消除过闸水流的剩余能量,引导出闸水流均匀扩散, 调整流速分布和减缓流速,防止水流出闸后对下游的冲刷。一般包括消力池护坦、海漫、下游防冲槽以及下游翼墙和两岸的护坡等。

1F418012 水闸主体结构的施工方法

考点一 水闸混凝土施工

1水闸混凝土施工原则

混凝土工程的施工宜掌握以闸室为中心,按照 “ 先深后浅、先重后轻、先高后矮、先主后次 " 的原则进行。

底板浇筑:交替连环浇筑(避免产生冷缝)

(1) 先深后浅。相邻两部位建基面深浅不一时,若先施工浅部位的混凝土,则在 浇筑深的部位时,可能会扰动已浇部位的基土导致混凝土沉降、位移或断裂。

(2) 先重后轻。是为了给重的部位有预沉时间,使地基达到相对稳定,以减轻对 邻接部位混凝土产生的不良影响。如邻接两岸挡土墙的消力池、铺盖等部位,应尽量 推迟到挡土墙施工并回填到一定高度后再开始浇筑,以减轻边荷载影响而造成的消力池、铺盖混凝士边缘部位开裂。

(3) 先高后矮。主要是为了平衡施工力量,加速施工进度。处于闸室中心的闸底板及其上部的闸墩、胸墙和桥梁,高度较大、层次较多、工作量较集中,需要的施工 时间也较长,在混凝土浇完后,接着还要进行闸门、启闭机安装等工序,因而必须集 中力量优先进行。其他如铺盖、消力池、翼墙等部位的施工,则可穿插其中进行,以 利施工力量的均衡。

(4) 先主后次。指先主体部位,后次要部位,既是基于施工安全考虑,亦从节省投资、缩短工期着眼。

2平底板施工

水闸底板有平底板与反拱底板两种,平底板为常用底板。平底板的施工总是底板先于墩墙,而反拱底板的 施工—般是先浇墩墙,预留连接钢筋,待沉降稳定后再浇反拱底板

水闸平底板安装方法游整装法散装法。工程中使用的钢筋直径在30mm以内时,一般可采用整装法。在绑扎底板的下层钢筋时,要用水泥砂浆垫块控制混凝土保护层厚度。层面钢筋要固定在混凝土支撑柱上,其高度比底板厚度小一个保护层厚度。

3施工缝施工

施工缝的位置应设在结构受力较小的部位,易于凿毛和清理,并考虑对外观质量的影响。施工缝的处理应符合下列规定:

(1)可采用凿毛、冲毛或刷毛等方法处理、清除表层的水泥浆薄膜和松散软弱 层,并冲洗干净,排除积水。

(2)混凝土强度达到2.5MPa后,方可进行浇筑上层混凝土的准备工作;浇筑前,水平缝应铺厚10-20mm的同配合比的水泥砂浆,垂直缝应随浇筑层刷水泥浆或界面剂。

考点二 止水设施的施工

1为了适应地基的不均匀沉降和伸缩变形,在水闸设计中均设置温度缝与沉降缝,并常用沉降缝代温度缝作用。缝有铅直和水平的两种,缝宽一般为1.0~2.0cm。 缝中填料及止水设施,在施工中应按设计要求确保质量。

2沉降缝填料的施工

沉降缝的填充材料,常用的有沥青油毛毡、沥青杉木板及泡沫板等多种。填料安装方法有以下两种。

(1) 先安装填充材料,再浇混凝土。

(2) 先浇混凝土(预先钉好安装填充材料的长铁钉),后安装填料。

3止水材料种类。常用的止水片材料紫铜片、橡胶、聚氯乙烯(塑料)等。

(1) 紫铜止水片的制作应符合下列规定:①清除表面的油渍、浮皮和污垢。②宜用压模压制成型,转角和交叉处接头,宜在加工厂制作,并留有适当长度的直线段, 以利现场搭接;接缝应焊接牢固。③双面焊其搭接长度不应小于20mm。④长时间外露应加强防护措施。

(2) 塑料和橡胶止水带应避免油污和长期曝晒。塑料止水片的接头宜用电热熔接牢固。橡胶止水带的接头可用氯丁橡胶粘接,其搭接长度不盗小于100mm, 重要部位应热压粘接。

(3) 止水片的安设宜嵌固,不应使用钉子。紫铜止水片的沉降槽,应用聚乙烯闭孔泡沫板条或沥青灌填密实。对于沥青灌填密实的水平紫铜止水片的凹槽应向上,以便于沥青灌填。

4浇筑止水缝部位混凝土的注意事项

(1) 水平止水片应在浇筑层的中间,在止水片高程处,不得设置施工缝

(2) 浇筑混凝土时,不得冲撞止水片,当混凝土将淹没止水片时,应再次清除其表面污垢。

(3) 振捣器不得触及止水片。

(4) 嵌固止水片的模板应适当推迟拆模时间。

考点三 平面闸门门槽施工

1为了减小启闭门力及闸门封水,门槽部分的混凝土中埋有导轨等铁件,如滑动导轨,主轮、侧轮及反轮导轨、止水座等。这些铁件的埋设可采取预埋及留槽后浇混凝土两种方法。

(1) 小型水闸的导轨铁件较小,可在闸墩立模时将其预先固定在模板的内侧。闸墩混凝土浇筑时导轨等铁件即浇入混凝土中。

(2)由于中型水闸导轨较大、较重,在模板上固定较为困难;宜采用预留槽,用 浇二期混凝土的施工方法。浇筑二期混凝土时,应采用补偿收缩细石混凝土,并细心捣固,不要振动已装好的金属构件。门槽较高时,不要直接从高处下料,可以分段安 装和浇筑。在闸墩立模时,千门槽部位留出较门槽尺寸大的凹槽。闸墩浇筑时,预先将导轨基础螺栓按设计要求固定于凹槽的侧壁及正壁模板,模板拆除后基础螺栓即埋入混凝土中。

1F418013 闸门的安装方法

考点一 闸门的组成及分类

1闸门按门叶的结构形式分为平面闸门、 弧形闸门、 人字闸门。 按门叶的材料分为钢闸门、 钢筋混凝土闸门、 木闸门、 铸铁闸门。 闸门按作用分为工作闸门、 事故闸门、 检修闸门、 露顶闸门、潜孔闸门。 闸门按结构形式分为平面闸门、 弧形闸门、 人字闸门、 —字闸门、 圆筒闸门、环形闸门、 浮箱闸门等。

考点二 闸门的安装

1闸门应有标志, 标志内容包括:制造厂名、产品名称、 生产许可证标志及编号、制造日期、 闸门中心位置和总重量

2闸门及埋件安装前应具备下列资料

(1) 设计图样、 施工图样和技术文件。

(2) 闸门出厂合格证。

(3) 闸门制造验收资料和出厂检验资料。

(4) 闸门制造竣工图或能反映闸门出厂时实际结构尺寸的图样。

(5) 发货清单、 到货验收文件及装配编号图。

(6) 安装用控制点位置图。

3平板闸门安装

(1) 平板闸门有直升式和升卧式两种形式。 平板闸门的门叶由①承重结构(包 括:面板、 梁系、 竖向联结系或隔板、 门背(纵向)联结系和支承边梁等);②行走支承;③止水装置和吊耳等组成。

(2) 平面闸门安装主要包括埋件安装和门叶安装两部分。①埋件安装。 闸门的埋件是指埋设在混凝土内的门槽固定构件, 包括底槛、 主轨、 侧轨、 反轨和门楣等。② 门叶安装。 如门叶尺较小, 则在工厂制成整体运至现场, 经复测检查合格,装上止水橡皮等附件后, 直接吊入门槽。如门叶尺较大, 由工厂分节制造, 运到工地后, 再现场组装,然后吊入门槽。

(3) 闸门启闭试验。

闸门安装完毕后,需作全行程启闭试验, 要求门叶启闭灵活无卡阻现象,闸门关闭严密, 漏水量不超过允许值

闸门安装好后, 应在无水情况下作全行程启闭试验。 启闭时, 应在橡胶水封处浇水润滑

有条件时, 工作闸门应作动水启闭试验, 事故闸门作动水关闭试验。

4弧形闸门安装

弧形闸门根据其安装位置不同, 分为露顶式弧形闸门和潜孔式弧形闸门两种形式。

1F418014 启闭机与机电设备的安装方法

考点一 启闭机分类

1启闭机按结构形式分为 固定卷扬式启闭机(主要用于工作闸门和事故闸门。有卷扬式(QP)、螺杆式(QL)、液压式(QPPY)、轮盘式启闭机等几种。液压启闭机、螺杆式启闭机、轮盘式启闭机、移动式启闭机(包括门式启闭机、桥式启闭机和台车式启闭机)等。

(2) 移动式启闭机可在轨道上行走,适用千操作多孔闸门,常用的有门式、桥式和台式

考点二 固定式启闭机的安装

1安装程序。

固定式启闭机的一般安装程序是:(1)埋设基础螺栓及支撑垫板。 (2)安装机架。 (3)浇筑基础二期混凝土。 (4)在机架上安装提升机构。 (5)安装电气设备和保护元件。 (6)联结闸门作启闭机操作试验, 使各项技术参数和继电保护值达到设计要求。

1F418020 泵站与水电站的布置及机组安装

1F418021 泵站的布置

考点一 泵站枢纽的布置

1根据泵站担负的任务不同,泵站枢纽布置一般灌溉泵站、排水泵站、排灌结合站等几种典型布置形式。

考点二 泵站工程的基本组成

泵房、进出水建筑物等组成。泵房是主体工程。进水建筑物有前池、进水池等。 出水建筑物有出水池、压力水箱或出水管路等。

1 F418022 水电站的布置

考点一 水电站的布置形式

1水电站的典型布置形式主要有坝式水电站、河床式水电站及引水式水电站三种。

(1) 坝式水电站。坝式水电站是利用拦河坝使河道水位壅高,以集中水头。常建于河流中、上游的高山峡谷中,一般为中、高水头水电站。最常见的布置方式是坝后式水电站

(2) 河床式水电站。河床式水电站是发电厂房与挡水闸、坝呈一列式布置在河床上共同起挡水作用的水电站。常建于河流中、下游,一般为低水头、大流量的水电站。

(3) 引水式水电站。引水式水电站是利用引水道来集中河段落差形成发电水头的水电站常建于流量小、河道纵坡降大的河流中、上游

考点二 水电站枢纽建筑物的组成

1水电站枢纽工程主要建筑物包括:挡水建筑物,泄水建筑物,水电站进水建筑物,水电站引水及尾水建筑物,水电站平水建筑物,发电、变电和配电建筑物等。水电站平水建筑物:水电站平水建筑物用来平稳由于水电站负荷变化在引水或尾水建筑物中造成的流量及压力(水深)变化,如有压引水道中的调压室、无压引水道末端的压力前池等。

1F418023 水轮发电机组与水泵机组的安装

考点一 水轮机的类型

1水轮机的分类。现代水轮机可分为反击式和冲击式两大类。

(1) 反击式水轮机

同时利用水流的位能、压能和动能做功的水轮机。

反击式水轮机按水流在转轮内运动方向和特征及转轮构造的特点可分为混流式

(水头范围广约为20~700m,结构简单、运行稳定且效率高,是现代应用最广泛的一种 水轮机)、轴流式(应用水头约为3-80m,中低水头、大流量水电站中广泛应用)、 斜流式(适用水头约为40-200m)和贯流式(适用水头为1~25m,低水头、大流量水电站的—种专用机型)四种。根据转轮叶片能否转动,将轴流式、斜流式和贯流式又 分别分为定桨式和转桨式。

(2)冲击式水轮机

冲击式水轮机在转轮进口处把水流的位能和压能, 通过喷嘴转换为射流的动能, 仅利用水流动能做功的水轮机。 冲击式水轮机按射流冲击转轮的方式不同可分为水斗式、 斜击式和双击式三种。大型水斗式水轮机的应用水头约为300~1700m,小型水斗式水轮机 的应用水头约为40~250m。

2水轮机的型号

根据我国《水轮机型号编制规则》规定水轮机的型号由三部分组成, 每一部分用短横线”-” 隔开。

(1) 第一部分由汉语拼音字母与阿拉伯数字组成,其中拼音字母表示水轮机形式;阿拉伯数字表示转轮型号,入型谱的转轮的型号为比转数数值,未入型谱的转轮 的型号为各单位自己的编号,旧型号为模型转轮的编号。可逆式水轮机在水轮机形式代表符号后加”N”表示。

(2) 第二部分由两个汉语拼音字母组成,分别表示水轮机主轴布置形式和水轮机引水室特征。

(3) 第三部分是阿拉伯数字《表示以cm为单位的水轮机转轮的标称直径。

如:HL220-LJ-500,表示转轮型号为220的混流式水轮机,立轴,金属蜗壳,转轮直径为500cm。

考点二 水泵机组的选型

1水泵类型

水泵品种系列繁多,按工作原理分主要有叶片泵、容积泵和其他类型泵。泵站工 程中最常用的水泵类型是叶片泵,叶片泵是靠叶轮的旋转作用,把能量传给液体的机 械,属这—类的有离心泵、轴流泵及混流泵等。水泵按泵轴安装形式分为立式、卧式和斜式;按电机是否能在水下运行分为常规泵机组和潜水电泵机组等。各种类型的水 泵有不同的规格,表示规格的参数有口径、转速、流量、扬程、功率、效率及汽蚀余 量(或允许吸出真空高度)等。

(1)离心泵。按叶轮进水它向分为单吸式和双吸式;按叶轮的数目分为单级和多级,单级泵只有一个叶,多级泵则有两个以上叶轮;按泵轴安装形式分为立 式、卧式和斜式。单级双吸卧式离心泵常见的系列为Sh、S、SA型。例如:20Sh一 19表示该泵为进口直径为20英寸(即500mm)单级双吸卧式离心泵,该泵比转数为 19 x 10=190r/min。

(2)轴流泵。按泵轴的安装方向分为立式、卧式和斜式三种,卧式轴流泵又分轴 伸式、猫背式、贯流式和电机泵等;按叶片调节方式分为固定叶片轴流泵、半调节轴 流泵和全调节轴流泵三种。我国使用的轴流泵型号多为ZLB、ZLQ、ZWB、ZWQ等,Z 表示轴流泵,L表示立式,W表示卧式,X表示斜式,B表示半调节,Q表示全调节。字母前面的数字表示水泵出口的直径(英寸或mm),后面的数字乘以10后表示水泵 的比转数。

(3)混流泵。混流泵按泵轴的安装方向分为立式、卧式;按其压水室形式不同分 为蜗壳式和导叶式。我国混流泵的扬程范围—般为5-20m。

2水泵选型。水泵选型主要是确定水泵胪类型、型号和台数等。水泵选型基本原则:1)必须根据生产的需要满足流量和扬程(或压力)的要求;2)水泵应在高效范围内运行;3)水泵在长期运行中,泵站装置效率较高,能量消耗少,运行费用较低; 4)按所选的水泵型号和台数建站,(工程投资较少;5)在设计标准的各种工况下水泵机组能正常安全运行,即不允许发生汽蚀、振动和超载等现象;6)便于安装、维修和运行管理。

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