水工建筑物

水工建筑物（精选8篇）

水工建筑物 篇1

《水工建筑物》教学周历---2013级水工专业

一、说明：

1、课程名称：水工建筑物（Hydraulic Structure）

2、学时：自学120学时，面授40学时，本课程自学时间从9月1日到10月15日。

3、教学对象：水利工程专业函授本科生

4、开课单位：水利水电工程学院

5、先修课程：理论力学、材料力学、结构力学、土力学、水力学、钢筋混凝土、建筑材料、工程地质等

6、课程性质、作用、教学目标（含知识、能力、素质的要求）：

《水工建筑物》是水利工程专业的一门必修专业课。

本课程的主要作用是使学生掌握各种水工建筑物的基本原理、设计方法用主要构造。

本课程的教学目标是学完本课程后学生应掌握水工建筑物设计的基本理论知识，具有进行水工建筑物设计的初步能力；对水工建筑物的建设现状、基本结构、构造、地基处理及设计理论的发展有较全面的了解。

7、教材：张志军主编.《水工建筑物》[M].南京：河海大学出版社,2004.8、考核方式：闭卷考试。本课程的总评成绩由平时成绩（包括考勤成绩）、期中测试成绩、期末考试成绩三部分组成。期中测试试卷附在教学周历后。

自学学时及内容安排：

第一周： 5学时

内容：水资源、水利建设、水利枢纽、水工建筑物、水利枢纽对环境的影响；水利水电工程等级划分、水工建筑物的设计方法等。

重点：我国水资源、水利建设的现状；水工建筑物的定义及分类；水利水电工程等级划分；水工建筑物的设计方法的演变。

难点：水工建筑物的分类；水工建筑物的设计方法的演变；水利水电工程等级划分。

第二周：5个学时

内容：重力坝概述及重力坝上的荷载

重点：重力坝设计方法的发展，重力坝的特点，作用在重力坝上的荷载的分类及计算，设计工况及荷载组合。难点：荷载的分类及计算，荷载组合。

第三周、第四周：10学时

内容：重力坝的结构计算（重力坝的稳定分析及应力分析）

重点：重力坝的破坏型式，安全系数法和分项系数极限状态法的基本原理。

难点：安全系数法和分项系数极限状态法的基本原理及计算。

第五周、第六周：10学时

内容：重力坝的剖面设计、溢流重力坝的坝下消能

重点：重力坝剖面设计的思路，基本剖面及实用剖面的定义，溢流重力坝实用剖面的确定，溢流重力坝的坝下消能方式及挑流消能设计。

难点：重力坝基本剖面及实用剖面的确定，溢流重力坝的消能设计。需要回顾水力学中的相关内容。

第七周：5学时

内容：重力坝的材料和构造，重力坝的地基处理，其他型式的重力坝

重点：重力坝的材料及分区，重力坝的横缝及止水，纵缝，重力坝地基处理，宽缝重力坝空腹重力坝、碾压混凝土重力坝。

难点：重力坝横缝及止水构造，帷幕灌浆与固结灌浆。

第八周：5学时

内容：拱坝概述，拱坝布置，拱坝的荷载

重点：拱坝的特点（与重力坝相比较），拱坝的分类，拱坝的布置，拱坝的荷载特点，荷载计算。

难点：地形地质条件对拱坝布置的影响，圆弧拱圈中心角、半径、厚度与应力的关系，拱坝的布置步骤，荷载计算。

第九周，第十周：10学时

内容：拱坝的稳定分析，拱坝应力分析，拱坝的构造、泄水及地基处理等

重点：拱座稳定分析方法及原理，改善拱座稳定性的措施；拱坝应力分析常用的圆筒法、纯拱法、拱冠梁法、拱梁法的基本假设原理和使用条件，拱冠梁法和拱梁法的计算方法；拱坝的分缝及性质（与重力坝相比较），拱坝的泄流形式（与重力坝相比较），拱坝的地基处理，拱坝封拱温度的确定。

难点：拱座稳定分析计算；拱冠梁法和拱梁法的计算原理；拱坝的构造、泄流及地基处理与重力坝的异同点，拱坝封拱温度的确定。

第十一周：5学时

内容：支墩坝

重点：支墩坝的类型及特点，大头坝的结构及设计。难点：大头坝的结构及设计。

第十二周：5学时

内容：复习，进行期中测试

第十三周：5学时

内容：土石坝概述，土石坝的剖面和构造；土石坝的筑坝材料及填筑标准设计 重点：土石坝的特点（与重力坝和拱坝进行比较），土石坝类型，土石坝剖面组成及各部分的构造及作用，土石坝坝顶高程的计算（与重力坝相比较）；土石坝的筑坝材料的选择，粘性土料及非粘性土料的填筑标准及设计。

难点：各种类型土石坝的剖面组成，排水反滤结构的形式及布置，土石坝坝顶高程的计算；粘性土料及非粘性土料的填筑标准及设计。

第十四周： 5学时

内容：土石坝的渗流分析

重点：土石坝渗流分析的目的及方法，土石坝渗流分析的水力学方法的基本原理，各种防渗排水结构的土石坝的渗流计算，渗透变形的型式及渗透稳定性的判别，防止渗透变形的工程措施。

难点：各种防渗排水结构的土石坝的渗流计算。

第十五周： 5学时

内容：土石坝的稳定分析

重点：土石坝失稳破坏的状态（与重力坝相比较），土石坝坝坡稳定分析的方法，荷载及工况，滑动面法的具体思路。

难点：土石坝坝坡稳定分析的荷载及工况，滑动面法的具体思路。

第十六周： 5学时

内容：土石坝的地基处理，面板堆石坝简介

重点：土石坝典型地基的地基处理方法，面板堆石坝的发展、特点、剖面组成。难点：土石坝典型地基的地基处理方法。

第十七周：5学时

内容：土基上的水闸： 概述，水闸的孔口设计及消能防冲设计

重点：水闸的功能及分类，水闸的组成，水闸的工作特点；水闸的孔口设计；土基上水闸的消能形式，消能工的布置及计算，防冲设计。

难点：水闸的消能防冲设计，消能工的布置及计算地下轮廓的布置。

第十八周：5学时

内容：土基上的水闸——闸基渗流分析

重点：闸基渗流分析的目的，闸基渗流分析的方法及使用条件，改进阻力系数法。难点：改进阻力系数法

第十九周：5学时

内容：土基上的水闸——闸室布置，两岸连接结构布置，闸室稳定分析 重点：闸室布置，两岸连接结构布置，闸室稳定分析 难点：闸室稳定分析。

第二十周：5学时

内容：土基上的水闸——闸室结构计算

重点：闸室结构计算的内容，整体式平底板结构计算的方法及步骤，闸墩结构计算。难点：整体式平底板结构计算的方法及步骤，闸墩结构计算。

第二十一：5学时

内容：河岸溢洪道

重点：河岸溢洪道的使用条件，河岸溢洪道的类别，正槽溢洪道及侧槽溢洪道的组成及设计。难点：溢洪道泄槽的水面线计算。学时：14个学时

第二十二：5学时

内容：水工地下洞室

重点：水工地下洞室的总体布置，各部分的结构、衬砌受力分析、衬砌结构计算。难点：水工地下洞室的总体布置，衬砌结构计算。

第十三周：5学时

内容：水利枢纽设计阶段划分及枢纽布置，水利水电工程的建设程序。

第二十四周：5学时

内容：总复习

河海大学要求：

1、测验卷做好后，分别装订，务必于集中面授时直接交给函授站班主任（水利楼105室）,由函授站统一集中寄给河海大学老师批改。测验不交或迟交者无平时成绩，考试无效！禁止抄袭、雷同、复印，一旦查出以“不及格”论处。

2、各位函授生要克服一切困难，排除各种干扰，自我约束，按照各门课程教学周历的要求，抓紧平时自学。大学的关键就是自学，以平时自学为主，仅仅靠集中上课的学习是完不成学业的。

《水工建筑物》测验作业

站名：安徽水院站专业：13级水工姓名学号成绩

（告示：请各位同学一定要把姓名、学号和专业写清楚、写对，出现错误者作零分处理，特此告示）

一、选择题（将正确答案的代号填在题中的横线上，每题2分，共20分）

1、根据拱梁分载法，分给拱圈的水荷载沿拱圈呈。

A．均匀分布B．线性分布C．拱冠处最小向两岸渐增D．拱冠处最大向两岸渐减

2、拱坝是拱向上游三向固定的空间壳体挡水建筑物，它主要依靠维持稳定。

A．自重B．拱的作用和两岸岩体C．水压力D．空间结构作用

3、在拱坝中任取一单元体，拱、梁截面上分别有内力。

A．3个B．4个C．5个D．难以分析

4、拱坝的温度荷载对拱坝稳定和应力都有影响。

A．温升对稳定应力都有利B．温升对稳定应力都不利 C．温降对稳定有利，对应力不利D．温降对稳定不利，对应力不利

5、用拱冠梁法计算拱坝应力，拱梁变位协调方程中共考虑变位。

A．6个B．3个C．2个D．1个

6、某水利枢纽，水库库容为13亿m3，水电站装机容量50万kW，其工程等别为。

A．一等B．二等C．三等D．四等

7、按材料力学法计算重力坝的应力与实际情况接近的部位是。

A．坝体边缘B．坝近底1/3坝高范围内C．坝体内部D．距坝基1/3坝高以上范围

8、重力坝施工期表面的裂缝是由引起的。

A．基础温差B．浇筑块内外温差C．浇筑层面新老混凝土温差D．气温

9、用材料力学法分析重力坝的应力时，假定水平截面上的垂直正应力呈分布。

A．直线B．折线C．二次抛物线D．三次抛物线

10、纵缝对坝体应力的影响视上游坡n的大小而定，当n>0时，对坝踵处的应力。

A．有利B．不利C．无影响D．以上三种情况均可能

二、判断题（在你认为正确的在括号内写上“√”，不正确写上“×”。每题2分，共20分）

1、定中心角拱坝可使坝体在运行期的应力状态较佳，施工期则不然。()

2、为保证重力坝在挡水运行时上游边缘不出现拉应力，坝的上游坡应缓一些。()

3、重力坝坝体内部应采用强度低的混凝土，外部附近则要求高些。()

4、空腹重力坝与实体重力坝相比，其结构较为复杂，故在实际工程中较少采用。()

5、经济中心角可使坝体混凝土方量最省，故设计时各层拱圈都应采用该角度。()

6、设Hd为溢流坝面曲线的定型设计水头，相应的流量系数为md，当堰上水头Hmd。

（）

7、用材料力学法计算重力坝的应力时，距坝基1/3坝高范围外坝体应力是精确的。()

8、重力坝坝基岩层的节理倾向下游时，对坝体的抗滑稳定有利，倾向上游则不利。()

9、拱坝坝身泄水有向心收聚的特点，利用这一特点，可进行对撞消能。()

10、由基本荷载和一种或几种特殊荷载组合成为特殊荷载组合。()

三、填空题（每空 0.5分，共10分）

1、我国现行规范规定，水利枢纽工程按其、和分为等，建筑物分为级。

2、对混凝土坝的稳定来讲，扬压力总是一种利的荷载，因为它使力降低，扬压力由和组成，其中对作用面中心的矩为零。

3、按功用水工建筑物可分为建筑物、建筑物、建筑物和建筑物等。

4、拱坝一般选在或时进行封拱。

5、采用分项系数极限状态法核算重力坝坝基面的抗滑稳定性时，应考虑极限状态，核算运用期坝踵拉应力时，应考虑极限状态。

6、泄水孔按孔内水流状态分为泄水孔和泄水孔两种类型。

四、论述题：(每题10分，共50分)

1、何谓重力坝的基本剖面？如何将基本剖面修改成实用剖面？重力坝剖面较大的原因是什么？

2、试分析用纯拱法和拱冠梁法进行拱坝设计，它们各自对拱坝不同高程的稳定计算有何影响？如何评价其稳定性？

3、试述拱冠梁法的基本原理，并解释aij的物理意义及其组成。x1、x2、„„、xn的可能结果是什么?(用图表示并解释)

4、混凝土坝坝下消能方式主要有哪些？阐述它们适用场合和设计内容。

5、何谓渗流力？在土石坝边坡稳定分析中如何考虑其影响? 土石坝中反滤层应符合哪些要求？绘制心墙坝剖面图并说明反滤层的位置。

水工建筑物 篇2

关键词：水利工程,建筑设计,方法,发展

引言

水利发展呈现出了总体上升而局部矛盾的情况, 许多单位因此要求对于设备和生产能力的改造。所以说新的改进方法必须被提出来以促进水利行业的总体性和局部性相配合发展, 将大的进步与小的补充相互配合, 经济进步与环境进步相配合, 高的回报和小的节约相配合, 使得水利建设工作向着更高远更先进的方向发展。

1 水利工程建筑艺术创作设计方法

水利工程建筑艺术创作设计的几个关键为:

1.1 总平面设计

水利建筑总平面设计一般包括水利工程主体建筑物和其他配套设施的总平面布局, 主体建筑物一般包括闸、坝、泵站等, 配套设施包括管理用房、生活用房、绿化、活动场地等。以泵站为例进行总平面设计, 泵站枢纽一般包括的建筑物有:泵房、配电房、办公楼以及职工宿舍、食堂、车库、锅炉房、大门传达室等附属建筑。过去的总体设计中, 往往只做水工工程位置图, 而不做配套建筑和环境总体规划设计的传统设计模式, 这样缺少了对建筑的合理布局和对环境的规划, 总图往往有大片位置无设计内容, 对这一大片空白区建设单位对其的使用和建设存在普遍的盲目性和无序性。我们调整了过去老的设计模式, 由于水利建筑的方位和密集程度都属于偏远或亲近自然的, 所以考虑的重点不仅仅要落实在身边的景物上面, 不但要满足必要的水利设备存储, 更要在艺术感官上加以提升, 在建筑与建筑之间应当建立良好的距离感和互通感, 能够便于建筑内各个作用的搭配, 丰富内部的设施, 除了水建设备更要包括适当的游戏休闲空间, 利用大段的空地来建设体育场所。因为建筑与建筑之间的距离也应当充分注意, 近有近好处, 远有远的好处, 对于利用哪一种布局是要考虑使用内容和人文爱好的。可以强调建筑的整体性, 也可以着重凸显环境的大气悠远。

1.2 建筑平面设计

同总平面设计类似, 一般水工建筑物的设计程序首先是由水工专业、水机专业、电气专业等提出专业设备布置要求, 然后由水工专业和建筑专业共同确定水工建筑物的平面布置形式, 建筑专业主要把握建筑在总图布置中与交通的关系, 建筑物本身在建筑防火、使用尺度、安全性、内部交通关系等方面是否满足规范以及使用需要。同时建筑设计人员应积极发挥主动性, 考虑建筑空间的有效使用和综合利用。

水工建筑有其固有的特点, 其结构的布局是按水工设计规范, 满足水力条件和机泵设备安装的要求, 在与建筑专业的配合上, 需要多方面、多回合的商讨, 才能相互协调。几年来, 从多项工程的设计中我们体会到, 水工结构与建筑艺术的配合过程, 是一种磨合和相互适应、相互促进、相互提高的过程。水工设计不仅为水利建筑艺术化创作设计提供了技术保障, 更是为营造新型的景观水利、城市化水利工程打下了坚实的基础。水工与建筑设计巧妙结合, 可达到减少投资, 优化设计, 美化环境多重目的。做好水利工程建筑艺术创作设计, 树立创新意识, 对设计思想的发展非常重要。只有大胆探索, 勇于尝试, 才能创造出一流品质的现代化水利工程。

1.3 造型设计往往能够反映一个地区的总体风貌

一般对风格的选择将求整体协调一直, 或者全部都是豪放大气, 庄严的。要么同时选择小巧, 优雅, 温婉的。或者将求对于现今技术的应用, 亦或者强调文化内涵。总之应当考虑到实际建筑环境的需求, 保持整体协调, 建筑过程应当考虑传统和现代相结合, 但是不能片面追求时尚, 带来廉价而低趣味的建筑。当然, 建筑与建筑之间不能是完全一样的, 应当有主有次, 显示出良好的相互配合性, 将个性与共性的关系把握妥当。如:泵房一般平面为简单的矩型, 高度较高, 体量较大, 这是它的体量本身所表现出来的性格就是大度豪迈。对于这类建筑, 由于其本身不可能像公共建筑一样有什么大的形体上的组合、对比关系, 设计中要注意"粗中有细", 尽量利用其本身大的体量, 通过开窗方式、墙面与柱子关系的进退等手法丰富其细部, 以使其看起来不那么单调。如泵房配电房毗邻设计, 还可利用与其靠在一起的配电房, 使泵房体量作为形体组合的一部分, 泵房、配电房一并考虑, 以取得形体对比较丰富的组合效果。

对于像启闭机房加两侧桥头堡类的建筑, 由于机房本身一般长度较长, 有时可达到几百米, 设计中应充分运用"韵律"的造型手段, 使每跨作为一个造型因素, 形成一系列有节奏、韵律的线性体量。桥头堡作为端部的收尾, 则形成类似交响曲尾部的高潮, 较高的体量同时成为整个工程的标志性建筑, 达到令人过目不忘的效果。至于建筑具体的风格是采用现代风格还是仿古甚至所谓欧陆式, 一方面多多少少要受到一些流行因素和建设单位喜好的影响, 更主要的则是建筑设计师要根据当地的地理、人文环境设计出因时、因地, 与环境相宜的建筑。

1.4 建筑材料建筑的观赏性

体现在色彩的运用和材质的感官效果, 当然也和外部形状有关系, 但并不能仅仅考虑到好看。因为水利建筑所处的环境比较偏僻和空旷, 面临的风沙和清洁问题较为明显, 耐风程度是要考虑的重点因素, 风会侵蚀表面, 带来表面的坑洼和干化, 脱落, 而清洁问题表现在需要光滑性好, 沙子难以残留的状态下, 这样在下雨天就能自行冲洗干净, 而且要耐水。色彩的选择上推荐使用冷的色调来配合天然色彩, 当然这有一定的主观性, 实际情况还要看当地人的色彩偏好和设计者的优先选择。

2 对未来发展的思考

水利工程无论从生存状况还是生存位置上都仅仅依附于自然环境, 它并不是一年三百六十五天都要应用, 而是根据需要使用几天到几个月的时间。因此建筑的外观被考虑进来, 其本身处于天空和大地的包围之中, 与水相亲, 已经有了天然的朴素的背景优势, 如果进行本体的稍加描绘, 则能成为优秀的美观产品, 吸引人的眼球, 利用空闲时间来促使水利工程的实用功能和美化环境的功能共同进步, 争取能够实现旅游行业的一部分, 成为景区游园。

关于水工建筑物的施工探讨 篇3

混泥土裂缝产生的是多方面的，这与它本身材料组成的特质有关。混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质的多项复合脆性材料。由于混凝土施工和本身变形和约束等一系列问题，使混凝土硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝。微裂缝通常是一种无害裂缝，对混凝土的承重、防渗及其他功能不产生大的危害。但是在受到外部因素如荷载、温差等作用之后，这些微裂缝就会不断的扩展和连通，最终形成我们肉眼可见的“宏观”裂缝。

2 混凝土裂缝产生的因素

按裂缝产生的原因划分有：由外荷载（包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载）引起的裂缝；由变形（包括温度、湿度变形、不均匀沉降等）引起的裂缝；由施工操作（如制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装等）引起的裂缝。

按裂缝的方向、形状划分有：水平裂缝，垂直裂缝，横向裂缝，纵向裂缝，斜向裂缝以及放射状裂缝等。

按裂缝深度划分有：贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。

水工建筑物产生裂缝因素有以下几种：

（1）大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发，导致混凝土内外温差较大，使混凝土的形变超过极限引起裂缝。

（2）混凝土在硬化的过程中，由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。

（3）在厚度较大的构件中，由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。

（4）当有约束时，混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩，因为受约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。

（5）混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应，析出的胶状碱——硅胶从周围介质中吸水膨涨，体积增大三倍，从而使混凝土涨裂产生裂缝。

（6）在炎热的大风天气，混凝土表面蒸发较过快，造成混凝土内部水化热过高，在混凝土浇筑数小时仍处于塑性状态，易产生塑性收缩裂缝。

（7）构件超载产生的裂缝，例如：构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝，构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸。

（8）当结构的基础出现不均匀沉陷，就有可能会产生裂缝，随着沉陷的进一步发展，裂缝会进一步扩大。

（9）当钢筋混凝土处于不利环境中，例如：侵蚀性水，由于混凝土保护层厚度有限，特别是当混凝土密实性不良，环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈，生成氧化铁，氧化铁的体积比原来金属的体积大的多，铁锈体积膨胀，对周围混凝土挤压，使混凝土胀裂。

3 混凝土裂缝的防止措施

（1）设计单位应该提出混凝土施工温度控制的具体要求和混凝土养护的基本要求，控制外加剂的品种和掺量，确保混凝土收缩与膨胀相抵消；按相关文件要求设置必要的变形缝。

（2）混凝土配合比设计时，在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能的降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值”的抗裂混凝土。施工时要严格控制混凝土配合比，计量要准确，坍落度抽检工作要加强，不能流于形式。

（3）混凝土振捣要密实，拆模后要挂草帘或铺草浇水养护保湿。新浇筑的混凝土就象刚刚出生的婴儿，需要体贴关心和爱护。混凝土的养护不仅对防止早期表面裂缝显得重要，它对混凝土后期强度的发展、混凝土的进一步成熟和耐久性等也同样重要，在过去许多工程的施工和管理中对养护的重要性没有充分的认识。

（4）施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况，不能漏振，过振，且在第一次振捣后要进行第二次振捣。

（5）配置大体积混凝土宜使用低水化热水泥，如硅酸盐水泥或普通硅酸水泥、矿渣水泥，此外可掺加膨涨剂、适量的粉煤灰等，掺粉煤灰是一项既能减少由温度应力而使大坝开裂的危险，又能提高混凝土某些性能的经济有效的措施；同时要采用塑料薄膜和草袋覆盖，以确保混凝土内外温差小于25°。根据构造要求情况配置必要的钢筋起到限裂的作用。

（6）相关文件中要求采用新技术、新工艺、新材料和新设备。很多方面要通过原材料的选用和控制来达到设计要求。在设计时要选用碱活性小的砂石骨料，同时注意选用低碱或无碱外加剂以及选用合适的掺和料抑制碱性骨料反应。

（7）对泵送混凝土，则要在满足其可泵性、和易性的前提下，尽量减小出机时的坍落度、降低砂率、并严格控制骨料的含泥量。

4 混凝土工程的常見缺陷修补

（1）开槽法修补裂缝

采用环氧树脂：10，聚硫橡胶：3，水泥：12.5，砂：28。

首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后，将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中，再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度（约0.4斤丙酮就可以了）。及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的砼凿槽内进行嵌入。从砂浆开始拌和到嵌入砼缝内，一组砂浆的整个施工过程需要30分钟左右完成。嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处理好后两小时以内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖，待完全初凝后，开始用水养护。

（2）低压注浆法修补裂缝

低压注浆法适用于宽度为0.2mm-0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下：裂缝清理—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。

当裂缝数量较多时，先要在裂缝位置上贴医用白胶布，再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝，使裂缝封闭，大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝，粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行，若气温高的话，半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液，插入注浆嘴，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆嘴压入裂缝，当相邻的嘴中流出浆液时，就可拔出补缝器，堵上铝铆钉。一般由上往下注浆，水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满，在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。

（3）表面覆盖法修补裂缝

这是一种在微细裂缝（一般宽度小于0.2mm）的表面上涂膜，以达到修补混凝土微细裂缝的目的。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法，这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部，对延伸裂缝难以追踪其变化。

表面覆盖法所用材料视修补目的及建筑物所处环境不同而异，通常采用弹性涂膜防水材料，聚合物水泥膏、聚合物薄膜（粘贴）等。施工时，首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛，清除表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面的气孔，再用修补材料涂覆表面。

除以上三种常用混凝土裂缝修补法外，还有结构加固法、混凝土置换法、仿生自愈合法等修补方法，要根据工程具体情况选用合适的混凝土裂缝修补方法。

5 结束语

水工建筑物实习报告 篇4

一、实习时间：2013年5月20日

二、实习地点：车谷水库

三、实习目的及意义通过实地参观，获得水利水电方面的感性认识，让我们在大脑中建立起水利水电工程模型，对水工建筑物的外观、规模、作用及特点有了初步的了解，了解水利建设的程序：规划、设计、施工、建设及管理和运用。能够将农水专业的课程体系初步建立，同时对水工建筑物和水电站的工作模式有一个直观的感性认识，为以后的专业学习打下基础。

四、实习内容

1、车谷水库简介

车谷水库，又称朝阳湖，位于武安市西北部馆陶乡车谷村北的南洺河上游，是海河流域漳卫河系漳河上的一个控制工程，自1969年11月始建,1974年8月竣工，2003～2004年进行了一次除险加固。水库设计总库容3799万m3，枢纽工程等级为Ⅲ等，主要建筑物为3级，次要建筑物为4级。大坝设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为1000年一遇，20年一遇洪水标准河道控泄110ｍ3/s。控制流域面积124平方公里，在拦蓄洪水、储备水源、保证下游防洪安全和农田灌溉和人畜饮水方面发挥有较为重要作用。车谷水库的坝型主要包括重力坝和堆石坝。右侧堆石坝厚度大于左侧重力坝，且高度略大于重力坝，外层由石砌而成，且修有马道，内部由岩石混凝土灌注而成。重力坝为干砌石重力坝，内部为无浆的块石的砌体，外部采用灌浆结构，有效地起到了防渗漏的作用。两坝之间是溢洪道，基础以第三纪沙层为主，局部为粘土或砾岩，为开敞式陡槽型溢洪道，进口闸共2孔，闸门为两扇平板钢闸门，启闭机为卷扬式启闭机。溢洪道下面有两个泄洪洞，为坝下埋管式，位于第四纪胶结不良砾岩上。坝下建有消力池，通过水跃,将泄水建筑物泄出的急流转变为缓流,水跃消能主要靠水跃产生的表面旋滚及旋滚与底流间的强烈紊动、剪切和掺混作用来消除动能。它具有流态稳定，消能效果较好,对地质条件和尾水变幅适应性强,尾水波动小，维修费用省等优点。泄洪洞消力池左侧建有一电站，该电站由两台卧式水轮发电机组成。

2、实习过程

首先工作人员给我们介绍了水库和大坝的概况，然后老师把我们带到溢洪道闸门上面，给我们介绍了闸门类型、尺寸、个数及闸门桥的横纵梁结构，受力特点为点荷载。随后我们去参观闸门启闭室，先看到的是电站进水口闸门的启闭机，为卷扬式启闭机，二楼是溢洪道两扇闸门的启闭机，一个闸门有两个吊点，也是卷扬式启闭机。从启闭室出来后，我们沿大坝的石阶梯，下到坝底，进入坝下泄洪洞启闭机的工作间，里面有两台启闭机，为螺杆式启闭机，当水位未达到坝顶的闸门时，启闭机用于吊起泄洪洞的闸门，可进行泄水、供水，启闭机上有卡尺，可通过卡尺读书来控制泄水量。这些都参观完后，老师就让我们自由活动了。

四、实习心得

实习是大学里必不可少的一项内容，一直以来，我们作为学生，只是一味地获取知识，真正实践的机会是很少的，我们工科学生的实习主要是对生产环境的熟悉，对先进技术的了解，以及我们所学知识涉及生产实践领域。通过实习，我深切感触到了我们所学知识过于浅薄，还不能解决工程中遇到的技术难题，在工程应用中实践经验太少。

水工建筑物复习资料(09) 篇5

1、水利工程：指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利目的而修建的工程。水利工程的根本任务是：除水害兴水利。

2、水工建筑物：为了达到防洪、灌溉、发电、供水等目的，需要修建各种不同类型的水工建筑物，用来控制和支配水流。这些建筑物统称为水工建筑物。

3、水利枢纽：集中建造的几种水工建筑物配合使用，形成一个有机的综合体，称为水利枢纽。水利枢纽分为蓄水枢纽（水库）和取水枢纽。其中水库枢纽包括挡水、泄水、输水（或引水）三类建筑物，称为水库三大件。

4、水工建筑物的分类：

挡水建筑物：用以拦截江河，形成水库或壅高水位。如拦河坝、拦河闸。

泄水建筑物：用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌，或为人防、检修而放空水库等，以保证坝和其他

建筑物的安全。如溢流坝、溢洪道、隧洞。

输水建筑物：为灌溉、发电和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物。如：引水隧洞、渠道、渡

槽、倒虹吸等。

取（进）水建筑物：是输水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进口段、进水闸等。

整治建筑物

专门建筑物

5、水工建筑物的特点：（1）工作条件的复杂性；（2）设计选型的独特性；

（3）施工建造的艰巨性；（4）工程效益的显著性；（5）环境影响的多面性；（6）失事后果的严重性；

6、分等分级的目的：为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性恰当地统一起来，水利枢纽及其组成的建筑物要进行分等分级。水利枢纽按其规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。水工建筑物按其所属枢纽工程的等别及其在工程中的作用和重要性分为五级。

第二章重力坝

1、重力坝的工作原理：在水压力及其他荷载的作用下，主要依靠产生的来满足稳定的要求。其基本剖面为上游面近于垂直的三角形剖面。

2、重力坝的特点：

（1）泄洪和施工导流比较容易解决；（2）安全可靠，结构简单，施工技术比较容易解决；

（3）对地形、地质条件适应性强；（4）受扬压力影响较大；（5）温度控制要求严格。

3、重力坝的类型：其结构形式为：实体重力坝、空腹重力坝、宽缝重力坝。

宽缝重力坝是将相邻坝段间的横缝部分地拓宽的重力坝。

在实体重力坝坝底沿坝轴线方向设置大尺寸的空腔，即为空腹重力坝。

碾压砼重力坝是用水泥含量比较低的超干硬性砼经碾压而成的砼坝。

4、扬压力是由上、下游水位差产生的渗透水压力和下游水深产生的波浪要素：波浪高度、波浪长度、波浪中心线超出静水面的高度。

5、基本烈度：是指该地区今后50年期限内，可能遭遇超越概率

6、重力坝抗滑稳定分析：

目的是核算坝体沿坝基面或沿地基深层软弱结构面抗滑稳定的安全性能。

应按抗剪强度公式和抗剪断强度公式计算坝基面的抗滑稳定安全系数。

7、提高坝体抗滑稳定性的工程措施

（1）利用水重。（2）将坝基面开挖成倾向上游的斜面，借以增加抗滑力，提高稳定性。

（3）设置齿增。（4）抽水措施。（5）加固地基。（6）横缝溉浆。（7）预应力锚固措施。

8、应力分析的目的：检验大坝在施工期间和运用期是否满足强度要求；根据应力分布情况进行坝体砼标号分区；为研究坝体某些部位应力集中和配筋等提供依据。分析方法：材料力学法

9、重力坝消能形式及适用条件： 挑流消能适用于基岩比较坚固的高坝或中坝。底流消能适用于中、低坝或基岩较软弱的河道。面流消能适用于水头较小的中、低坝，要求下游水位稳定，尾水较深，河道顺直，河床和河岸在一定

范围内有较高抗冲能力，可排漂和排冰。

10、坝体混凝土分区的目的：为了满足坝体各部位的不同要求，节省水泥用量及工程费用，把安全与经济

统一起来，通常将坝体混凝土按不同工作条件进行分区，选用不同的强度等级和性能指标。一般可分为6个区。

11、坝体分缝的目的：由于地基不均匀沉降和温度变化、施工时期的温度应力以及施工浇筑能力等原因，一般要对坝体进行分缝。按其作用可把缝分为沉降缝、伸缩缝、工作缝；按其位置分为横缝、纵缝及水平缝。

12、重力坝地基处理主要包含：防渗、提高基岩强度。

固结灌浆：在重力坝中采用浅孔低压灌注水泥浆的方法对地基进行加固处理，称为固结灌浆。

固结灌浆的目的是提高基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。

帷幕灌浆：目的是降低坝底渗透压力，防止坝基内产生机械或化学管涌，减少坝基和绕坝渗透流量。

第三章拱坝

1、拱坝的工作原理：拱坝是平面上凸向上游三向固定的空间壳体挡水建筑物，是由一根根悬臂梁和一层层水平拱构成的，它能把上游坝面水压力等荷载的大部分通过拱的作用传给两岸岩体，而将小部分水压力通过悬臂梁的作用传至坝底基岩。它不像重力坝那样利用自重维持稳定，而是利用筑坝材料的抗压强度和两岸拱端岩体来支承拱端推力。

2、拱坝的类型：单曲拱坝、双曲拱坝（在水平和铅直方向均成拱形）。

3、拱坝中心角对应力、稳定的影响利。但对拱坝坝肩稳定不利。

4、拱坝的布置原则：根据坝趾处地形、地质等自然条件以及枢纽综合利用要求统筹布置。在满足稳定和建筑物运用要求条件下，通过调整拱坝的外形尺寸，使坝体材料的强度得到充分发挥，将拉应力控制在允许范围内，使坝体的总工程量最省。

5、温度荷载：对于拱坝，温度荷载上升为主要荷载。一般情况下定不利。

6、拱坝应力分析方法验法等。

圆筒法是将拱坝当作铅直圆筒的一部分。

纯拱法假定拱坝由一系列各自独立互不影响的水平拱圈叠全而成，每层拱圈简化为两端固结的平面拱，用结构力学方法求解拱的应力。

拱冠梁法基本原理：它按照拱冠部位的中央悬臂梁和若干水平拱在交点处径向变位一致的原则进行拱梁荷载分配。

7、拱坝坝身泄水方式：自由跌落式、鼻坎挑流式、滑雪道式：坝身泄水孔式。

（1）：适用于基岩良好，泄量不大，坝体较薄的双曲拱坝或小型拱坝。

（2）鼻坎挑流式：适用于基岩良好，泄量大，坝体较薄的双曲拱坝或大中型拱坝。

（3）滑雪道式：适用于泄量大，坝体较薄拱坝。

第四章土石坝

1、土石坝的类型：按其施工方法填土坝。其中碾压式土石坝分为均质坝、分区坝（心墙坝、斜墙坝和斜心墙坝）、人工防渗材料坝。

2、土石坝的基本剖面为梯形。坝高越大，坝坡越缓；上游坡常比下游坡缓；对在同一水位侧坝坡，水下部分也常比水上部分缓。

3、防渗体的作用是防渗，降低坝体浸润线、降低渗透坡降和控制渗流量。

4、排水体的作用是（1）降低坝体浸润线及孔隙压力、改变渗流方向，增加坝体稳定（2）防止渗流逸出处的渗透变形、保护坝坡和坝基；（3）防止下游波浪对坝坡的冲刷及冻胀破坏，起到保护下游坝坡的作用。

排水体类型：棱体排水、贴坡排水（不能降低浸润线）、褥垫排水（深入坝体内部，能有效降低浸润线）和组合式排水。

5、设置护坡的目的：为保护土石坝坝坡免受波浪、降雨冲刷以及冰层和漂浮物的损害，防止坝体土料发生冻结、膨胀和收缩以及人蓄破坏等，须设置护坡结构。

6、渗流计算的目的1）确定坝体浸润线及下游出逸点的位置。为坝体稳定计算提供依据。

2）计算坝体和坝基渗流量，以便估算水库的渗漏损失。

3）求出坝体和坝基局部地区的渗透坡降，验算该处是否会发生渗透破坏。

分析方法有流体力学法、水力学法、流网法、试验法和数值解法。

7、渗透变形的类型：

防止渗透变形的工程措施：

（1）采取水平或垂直防渗措施，以便尽可能地延长渗径，以达到降低渗透坡降的目的。

（2）采取排水减压措施，以降低坝体浸润线和下游渗流出口处的渗透压力。对可能发生管涌的部位，设

置反滤层；可能发生流土，可设置盖重以增加土体抵抗渗透变形的能力。

反滤层的作用：排水滤土。

反滤层面的设置大体与渗流方向正交，且顺渗流方向粒径应由小到大。

8、土坝稳定分析

稳定计算目的：保证坝体在自重、各种情况下的孔隙压力和外荷载作用下，具有足够的稳定性，不致发生通过坝体或坝体连同地基的剪切破坏。

失稳形式：坝体或坝体连同部分坝基一起局部滑动失稳；

滑动破坏形式：圆弧滑动面、折线滑动面和复合滑动面。

9、砂卵石地基的处理主要是“上堵”、“下排”相结合的原则，达到控制地基渗流的目的。基本方式有垂直防渗、水平防渗和排水减压等。前者有粘土截水墙、砼截水墙、砼防渗墙、水泥粘土灌浆帷幕。水平有防渗铺盖。

第五章水闸

1、水闸是一种低水头建筑物，既、又，用以

水闸按其承担的任务分为进水闸、节制闸、排水闸、分洪闸、挡潮闸、冲沙闸。

按其结构型式分为：开敞式和封闭式水闸。

2、水闸的三部分组成。

闸室的主要作用是控制水流、连接两岸。其包括闸门、闸墩、底板、胸墙、工作桥、交通桥等几部分。闸墩的作用：分隔闸孔，支承上部结构。

上游连接段：引导水流平稳地进入闸室，保护上游河床及两岸免于冲刷，并有防渗作用。

下游连接段：主要作用是消能、防冲和安全排出经闸基及两岸的渗流。

3、闸孔设计的影响因素有

4、地下轮廓线闸基的防渗长度。L>CH5、闸基渗流计算目的在于求解渗透压力、渗透坡降，并验证初拟定地下轮廓线和排水布置是否满足要求。计算方法有流网法、直线法、改进阴力系数法、有限元法和电拟试验法。

直线法假定渗流沿地基轮廓的坡降相同，即水头损失按直线变化。

6、防渗设施包括排水设施则是指铺设在护坦、浆砌石海漫底部或闸底板下游起导渗作用的砂砾石层。

7、水闸的消能方式一般为底流消能。消能设施一般采用护坦、海漫和防冲槽。

海漫的作用是进一步消减水流剩余能量，保护护坦安全，并调整流速分布，保护河床，防止冲刷。海漫要求具有一定的粗糙性、透水性、柔性。

8、底板按其与闸墩连接方式，底板可分两种；

9、闸室稳定性不大于地基的容许承载力。

10、提高闸室抗滑稳定的工程措施：

（1）增加铺盖长度，或在不影响抗渗稳定的前提下，将排水设施向水闸底板靠近，以减少作用在底板上的渗透压力。

（2）利用上游钢筋砼铺盖作为阻滑板，但闸室本身的抗滑稳定安全系数仍应大于1。

（3）将闸门位置向下游一侧移动，或将水闸底板向上海一侧加长，以便多利用水重。

（4）增加闸室底板的齿墙深度。

11、闸室底板结构计算方法（1）倒置梁法：假定分布。（2）弹性地基梁法：假定地基反力呈直线分布。在垂直水流方向截取单宽板条及墩条，按弹性地基梁计算地基反力和底板内力。

第六章岸边溢洪道

1、溢洪道的作用是用来宣泄规划所规定库容所不能容纳的多余水量，防止洪水漫溢坝顶，保证大坝安全。

正槽溢洪道：当溢洪道的泄槽轴线与溢流堰轴线垂直，即过堰水流与泄槽轴线方向一致。

正槽溢洪道的组成：由进水渠、控制段、泄槽、消能防冲设施和出水渠五部分组成。

3、侧槽溢洪道：溢洪道的泄槽轴线与溢流堰轴线接近平行，即过堰水流与泄槽轴线方向接近正交。由溢洪堰、侧槽、泄槽、消能设施和出水渠等部分组成。

第七章水工隧洞

1、隧洞的类型：发电引水遂洞、尾水遂洞、灌溉和供水遂洞、施工导流遂洞、泄洪遂洞、排砂遂洞和放空遂洞。根据隧洞的工作条件，又可将其分为有压隧洞和无压隧洞。

作用：（1）配合溢洪道宣泄洪水；（2）引水发电或为了灌溉、供水、航运等目的输水；（3）排放水库泥沙，延长水库使用年限，有利于水电站正常运行；（4）放空水库，用于战备或检修建筑物；（5）在水利枢纽施工期间用来施工导流。

2、隧洞的断面形状及尺寸：

有压隧洞洞身从受力条件好、水力特性佳考虑，断面形式应为圆形。有压隧洞的断面尺寸根据水力计算确定——核算泄流能力及沿程压坡线。常用的无压隧洞断面形式有：圆拱直墙式、马蹄形。其断面尺寸根据运用、泄流能力和洞内水面线的要求确定。

3、水工隧洞中的闸门按其工作性质分为工作闸门主要用于调节流量和控制孔口，应在动水启闭；检修闸门是地检修主闸门或洞身时挡水时采用的，一般在静水中启闭。

4、隧洞组成由进口段、洞身段、出口段三部分。

进水口的形式有竖井式、塔式、岸塔式和斜坡式四种

隧洞进口建筑物一般包括：进水喇叭口、闸门室、通气孔、平压管和渐变段等几部分组成。

在泄水隧洞闸门之后应设通气孔，其作用是补气和排气。

5、洞身衬砌的作用（1）承受荷载；（2）加固围岩；（3）减小洞身表面糙率；（4）保护围岩

（5）防止渗漏。

6、隧洞灌浆按其目的不同分为。

回填灌浆的作用是为了将衬砌与岩石之间的空隙充填密实，使衬砌与岩石紧密结合，改善衬砌的传力条件，以便衬砌与围岩共同承受荷载。

固结灌浆的作用是提高围岩的强度和整体性，并得到可靠的弹性抗力，以改善衬砌结构的受力条件，并减少渗漏。

隧洞设置排水的目的是为了降低作用在衬砌上的外水压力。

7、隧洞的消能设施：泄水隧洞大多采用挑流消能和底流消能。另外还有洞内消能。

8、山岩压力：是由于隧洞开挖后引起原始应力场的应力重分布，使围岩产生变形、松动和破坏而作用地衬砌上压力。山岩压力的大小与岩体的质量有关。

限制围岩变形而形成的山岩压力叫做形变山岩压力；衬砌承受的可能崩塌岩体的压力叫松动山岩压力。弹性抗力：围岩抵抗衬砌变形的作用力，称为围岩的弹性抗力。

围岩压力与弹性抗力的不同：围岩压力是作用在衬砌上的主动力，而弹性抗力则是被动力，并且是有条件的。

第八章过坝建筑物及渠系建筑物

1、通航建筑物船闸的作用是利用水力条件将船浮送过坝，其运输量大，运费低，安全可靠，但耗水量大。

升船机的作用利用机械力量将船只送过坝，其耗水量极小，运送速度快，适用范围大，但机械设备复杂，技术要求高，运输能力低。

2、船闸组成：船闸基本尺寸：包括闸室有效长度、有效宽度及闸槛上的有效水深。

船闸的布置，一般布置在靠近河道深泓线一侧。

3、渠系建筑物

渡槽：是输送渠道水流跨越河流、渠道、道路、山谷等碍的架空输水建筑物。

组成：由输水的槽身、支承结构、基础及进出口建筑物等部分组成。

4、倒虹吸管：是在渠道同道路、河渠或谷地相交时，修建的压力输水建筑物。它与渡槽相比，具有造价低且施工方便优点，不过它的水头损失较大，而且运行管理不如渡槽方便。它应用于修建渡槽困难，或需要高填方建渠道的场合；在渠道水位与所跨的河流或路面高程接近时，也常用倒虹吸管。倒虹管由进口、管身、出口三部分组成。分为斜管式和竖井式。

进口段包括进水口、闸门、拦污栅、启闭台、渐变段及沉沙池。

5、落差建筑物：力池内的为跌水；跌水由进口、跌水墙、侧墙、消力池和出口部分组成。

当渠道过地形过陡地段时，利用倾斜渠槽连接该段上下游渠道，这种倾斜渠槽的坡度一般比临界坡度大，称为陡坡。由进口段、陡坡段、消能设施和出口段组成。

第九章水利枢纽

12、坝址坝型选择应考虑的因素有：地形条件、地质条件、建筑材料、施工条件、综合效益。

弯道环流原理都应用在有坝引水枢纽中。（×）

无坝取水口一般设置在河道的凸岸。（×）

无坝引水与有坝引水的位置选择原则相同（√）

水工建筑平时作业 篇6

一、简答题（每题20分，共100分）

1、什么是水利枢纽？

指为满足各项水利工程兴利除害的目标，在河流或渠道的适宜地段修建的不同类型水工建筑物的综合体。水利枢纽常以其形成的水库或主体工程——坝、水电站的名称来命名，如密云水库、罗贡坝、新安江水电站等；也有直接称水利枢纽的，如葛洲坝水利枢纽。水利枢纽按其承担的任务可分为防洪枢纽、水电站枢纽、灌溉枢纽、取水枢纽等。一个枢纽同时承担多项任务的，称为综合利用水利枢纽。水利枢纽还可按其所在地的地貌形态分为平原地区水利枢纽和山区（包括丘陵区）水利枢纽。枢纽中一般包括：挡水、泄水、取水以及某些专门性水工建筑物。

2、作用在重力坝上的荷载有哪些？

答：有坝体自重、上下游坝面上的水压力、浪压力或冰压力、泥沙压力及坝体内部的扬压力以及地震荷载等。

3、帷幕灌浆和固结灌浆的作用是什么？

帷幕灌浆作用是水工建筑物地基防渗处理的主要手段，保证水工建筑物的安全运行。固结灌浆主要用来打基础加强坝基整体性，即是：①提高岩石的整体性与均质性;②提高岩石的抗压强度与弹性模量;③减少岩石的变形与不均沉陷。

4、重力坝应力分析的目的是什么？目前应力分析的方法有哪几种？材料力学的基本假定是什么？

目的：1.检查坝体和坝基在设计情况下能否满足强度的要求 ；

2.根据应力 分布情况进行坝体混凝土标号的分区 ；

3.研究坝体某些部位的局部应力集中和某些特殊结构(如坝内孔道、溢流坝闸墩和挑流鼻坎等)的应力状态，以便采取加强措施。

方法有理论计算和模型试验。前者又包括了材料力学法和弹性理论的解析法、有限元法。材料力学的基本假定是连续性假设、均匀性假设、各向同性假设

5、断层破碎带处理方式有哪些？

海河流域水工建筑物沉降分析 篇7

1 沉降分析

1.1 分析资料来源

本次沉降分析资料，来源于3个阶段海河流域大规模高程测量成果，以国家一等点为起算。

第1阶段是1985—1989年期间，在国家一、二等水准网的基础上，建立了海河流域1985国家高程基准的高精度高程控制网系统。

第2阶段是2000—2002年布测的海河流域京津沉降区及漳卫南运河系高程控制网。

第3阶段是2009—2010年布测的海河流域二等水准高程控制网复测。它包含了部分1985—1989年及2000—2002年布测的水准路线。

经过3个阶段的高程测量，完善了海河流域各河系和水工建筑物的高程资料，丰富了沉降分析的比对资料。

1.2 分析资料范围

对海河流域主要水工建筑物的基准点、监测点和引据点进行沉降分析，包括流域内水情敏感区、沉降加速区的国家一等水准点，及该特殊区域的水利设施建筑物的基准点、监测点进行分析。

1.3 水工建筑物的沉降分析

1.3.1 国家一等水准点的沉降分析

对3个阶段水准测量资料分析比较，发现海河流域地面沉降非常严重，许多原有国家一等点也随着地面一同沉降，由于各地区地面沉降不均匀，导致重要水工建筑物引据点的高程不准确。

分布在区域内的国家一等点的沉降变化量不一致。在1989—2010年期间最大年沉降量45mm，平均年沉降量15 mm。2002—2010年最大年沉降量47 mm，平均年沉降量29 mm。个别地区有明显的下沉加速趋势。

1.3.2 海河流域地面沉降分析

海河流域河系沉降统计见表1。

从表1按河流分析，发现海河流域地面沉降非常严重，通过9条河系中的95个相同点比对，按河道沉降变化量比例统计年均沉降量超过20mm的河道占78.6%，按水准路线沉降变化量所占比例统计年均沉降量超过20 mm占66.6%，特别是河北的沧州(南运河段)、廊坊地区(永定河段)，山东的德州地区(南运河段上游)，天津(永定新河)等区域存在明显漏斗状沉降区。

无论是区域性的地面下沉还是水工建筑物的局部沉降，都是通过基准点、监测点、引据点的观测得以证明。通过水准测量成果分析，这些基准点、监测点、引据点也同样随着某一地域的地面沉降变化而变化。从而无法真实地反应水工建筑物的沉降变化量。

1.3.3 水工建筑物自体的沉降

从测量成果数据表明，多年来水工建筑物自身的沉降速率与周边地面的下沉速率不一致。以本流域几个大型闸、站、库的高程比较为例，见表2。

从1989、2002、2010年三期闸、站、库沉降量比对分析统计表中看到，罗寨蓄水闸、鲁水文(水文站)两点的沉降量很小，21年间只沉降了135mm和75 mm，甚至在2002—2010年间还出现正值，这里面包括基准点、引据点自身沉降的因素，从而不能真实反应水工建筑物的沉降情况。在5个沉降大的闸站中，通过3个阶段数据比较统计(2002—1989年和2010—2002年)，年平均沉降率为55.6 mm和59.3 mm。与前面两节中提到的国家一等点平均年沉降量29 mm和地面年沉降大于20mm的情况相比较，各大水库、闸站有明显加速下沉趋势。从海河流域整体沉降图层面分析，西河闸枢纽、独流减河进洪闸正好地处天津沉降漏斗区域中心，捷地分洪闸地处河北沧州沉降漏斗区，安陵枢纽地处山东德州沉降漏斗区域。

2 水工建筑物沉降的危害

地面不均匀沉降，导致水工建筑物的变形、断裂、下沉、渗漏、河道淤积、行洪不畅等，大大降低水利设施的防洪泄洪能力及运行安全。

如2004年天津独流减河进洪闸，由于闸室沉降910 mm，在设计水位行洪条件下，即使弧门(弧门高度为4.5 m)全部提起，仍有0.74 m高度的闸门泡在水中，妨碍行洪，严重阻水。

2001年西河闸现状高程比原设计降低1.06 m，闸体挡水高度不足，不能满足防洪安全要求。

以上只是2个例举，其实沉降对水工建筑物的危害是一个普遍现象。

3 总结与建议

3.1 总结

地面沉降是一个连续发展的过程，是平原地区主要地质灾害之一。通过对水工建筑物沉降分析，我们得出结论：

(1)海河流域靠近沿海的平原地区，地面正以年平均20～30 mm的速率下沉。同一地区的一些大中型水工建筑物也正以每年50 mm左右的速率下沉并且有加速下沉趋势。

(2)建立在沉降区域地表的水工建筑物的观测基准点、引据点(国家一等点)本身有沉降，无法正确反映建筑物的沉降规律。

(3)流域内的高程更新间隔时间过长，不能满足地面沉降、水工建筑物沉降监测的要求。

3.2 建议

(1)建立稳定可靠的高程基准网。要准确掌握水工建筑物的沉降情况，首先必须建立一个稳定可靠的基准网点，测定其它沉降点，这些基准网点应固定于深层基岩中。形成一个较稳定的基准网，以在一定的时间范围内精确测定水工建筑物的沉降情况。

(2)对水工建筑物进行统一沉降监测。根据以上分析，海河流域地面正以每年20～30 mm的速率下沉，在漏斗地区正以年平均50 mm左右速度下沉。建议定期对这些闸、站、库进行统一沉降监测，并对一些沉降加速区增加监测频率和增加检测工作基点。

(3)观测精度和观测频率。重点区域水准基点应连测二等水准路线，对水工建筑物的水准基点沉降观测频率应为1年，而一般的水准点观测频率可为5年。

摘要：根据海河流域3个阶段高等级水准测量成果及流域内的主要闸、站、库高程成果数据的比对, 分析了水工建筑物沉降情况并提出监测建议。

论水工建筑物混凝土裂缝控制 篇8

关键词：水工建筑物；混凝土；裂缝；控制方法

水工混凝土多为防水性混凝土，由于它自身的密实性而形成防水抗渗能力，还具有围护、承重、抗侵蚀、抗冻融的功能，防水混凝土施工原料来源很广，成本低廉，抗水性长久被水工工程广泛采用。下面先讲一讲水工建筑物混凝土出现裂缝的原因。

一　水工建筑物混凝土出现裂缝的原因

（1）温度上的原因

水工建筑物混凝土会受到温差以及收缩的双重作用影响，这很容易引起混凝土出现裂缝。例如，混凝土面临温度变化时，会在配筋薄弱的地方发生开裂，形成45度斜角的混凝土表面裂缝。此外，在水工建筑项目的空置期间，如果混凝土和外界温度相似时，水工混凝土内外的温度差值很小甚至没有，就不会产生明显混凝土裂缝问题；夏季外界的温度高于混凝土内部的温度时，混凝土会抵偿干缩作用，不缩也不胀；冬季外界的温度低于混凝土内部的温度时，混凝土会面临干缩以及收缩的双重作用，导致混凝土出现裂缝问题。

（2）施工上的原因

在水工建筑物混凝土施工的一些细节部分出现纰漏，也会导致混凝土的裂缝问题。比如在混凝土上不合理的负载；过早的负载；增加了太多的水泥剂量；混凝土的上层钢筋未得到有效的保护；折摸过早会使水工建筑物混凝土发生挤压变形，形成裂缝。

（3）设计上的原因

目前水工建筑项目进行混凝土结构设计时，大都将下面正弯矩的钢筋与板面上角负弯矩的钢筋伸入到外角框架柱内或者构造柱内。这种增强节点构造的施工设计方法，使混凝土板面以及板角会受到很强的嵌固作用，所以混凝土表面裂缝会被局限在一定的范围内，在角柱牵制下没有自由伸缩的空间。在板角配筋加强区到一般配筋区间有斜向的过渡带，这里混凝土会不可避免地受到干缩加冷缩双重收缩的作用，这样一来，混凝土板面抗裂性就会大打折扣；混泥土没有在上部配置四角钢筋来抗板面带来的双重收缩作用，也会引起混凝土表面的裂缝。

二　防治水工建筑物混凝土裂缝的控制措施

（1）制定科学的施工方案

水工建筑物混凝土施工要通过系统的观点来纵观全局，统筹各环节；规划混凝土施工设计时由专业工程师进行实地鉴定、评估，坚持标本兼治、综合治理的基本方针，牢牢把握水工建筑物混凝土施工的基本框架、基本结构以及基本设计理念；坚持谨小慎微、统筹兼顾的原则，这是也是防治水工建筑物混凝土裂缝的根本原则，贯彻这项原则才能在水工建筑物设计和建造中不留任何可能出现混凝土裂缝的隐患。

（2）在混凝土材料上控制

从源头控制好水工建筑物混凝土施工，在混凝土原材料角度上看，混凝土材料要保持各种作用产生的拉应力小于混凝土的实际抗拉强度。对此，可以选择比热容大、能微膨胀、热膨胀系数小、导电性能好、干缩率小的水泥，避免干缩以及收缩作用加剧使混凝土出现裂缝。还需要注意混凝土施工材料的含泥量以及结构密集度。通过掺入合适减水剂，可以减少混凝土的单位用水量。可以采用低流态的混凝土改善骨料分配。

（3）在现场施工上控制

进行水工建筑物混凝土现场施工时，需要注意以下方面：降低拌合水以及骨料的温度，安排在低温时间或者早晚时间进行混凝土浇筑，尽量避免高温环境进行混凝土施工，减少混凝土的浇筑时间，避免干缩率以及收缩率过大的影响；在高温环境进行混凝土运输作业时，为了防止混凝土温度过高而产生裂缝，需要缩短混凝土运输时间，对混凝土进行覆盖、遮阳隔风，最大化降低混凝土温度；合理安排混凝土施工工序，避免施工荷载过大导致混凝土发生裂缝的可能性；加强混凝土模板以及支撑的刚度，模板需要用水均匀湿润；进行混凝土的浇筑工作后，要及时覆盖、洒水，也可以在初凝前进行二次抹压工序。在水工建筑物混凝土施工中还要特别注意处理好混凝土振动后期的模板移位现象。还要明确各自的职责，检查部门以及监督部门要加大混凝土施工质量检查力度，使水工建筑物混凝土施工做到违规必究、有规可依。按照水工建筑项目计划进度协调好混凝土施工人员、施工材料以及施工设备，水工建筑项目分段控制可细分为天计划，保证混凝土质量的前提下，争取提前完成施工计划。

（4）在混凝土保养上控制

水工建筑物混凝土在保养上，要考虑到水泥干缩性的特性，在硬化初期水份不足时混凝土就会产生裂缝。对此，可以加强混凝土养护，定时浇水；从温差方面考虑，混凝土内外温差变化大，会加剧干缩以及收缩作用，解决的办法是在混凝土适当部位预留若干伸缩缝；由应力太过集中引起的混凝土裂缝，可以在混凝土板面增设若干的钢筋网或者缩小钢筋间距；水工建筑物混凝土强度未达到设计的要求，并且提前加荷，使混凝土构件发生过载情况而在混凝土板底产生裂缝，解决的方法策略是掌握好混凝土的拆模时间，避免提前加载，没有拆模时也不要在混凝土的板面上放载过多的物件。

三　总结

水工建筑物混凝土施工出现裂缝的原因有很多，对此，需要找到混凝土产生裂缝的原因，然后制定科学的施工方案、在混凝土原材料选择上进行控制、在现场施工过程进行控制以及在浇筑混凝土后保养工作过程进行控制，使水工建筑物混凝土避免出现裂缝，使水工建筑物混凝土发挥出应有的作用。

参考文献

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[3] 吴松涛.水工扩建工程软基加固效果检验方法探讨[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2009(06)