低水頭水工建筑物設(shè)計

前言

　　水是生命之源，世間萬物均離不開水。水決定了植物、動物、人類的生存與分布?！　〗?jīng)過新中國近60年的水利工程建設(shè)，我國已建各類水庫8.6萬余座。這些水庫在興水利、除水害、調(diào)節(jié)水資源平衡、促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面發(fā)揮了巨大的作用。　　本書是作者在總結(jié)20多年的水工建筑物教學(xué)、科研、工程設(shè)計、事故處理、科技咨詢、技術(shù)交流的基礎(chǔ)上，以新版的水工建筑物設(shè)計規(guī)范為主干線，結(jié)合近期相關(guān)的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料等編寫而成。在編寫過程中，本著求新、求準(zhǔn)、實用的原則，以丘陵、平原區(qū)的低水頭水工建筑物設(shè)計為主體，著重介紹水工建筑物的設(shè)計規(guī)劃要求、設(shè)計方法、設(shè)計原則以及設(shè)計中應(yīng)注意的問題等。同時介紹了水工建筑中應(yīng)用的新設(shè)備、新技術(shù)、新材料，以及先進(jìn)的優(yōu)化設(shè)計手段等。　　本書內(nèi)容自成體系，可作為水利工程設(shè)計技術(shù)人員的參考書，也可作為高等學(xué)校水利水電類等相關(guān)專業(yè)的教材?！　♂槍Ξ?dāng)前一般水工建筑物教材中存在的問題，如教材使用周期長、只講成熟的理論等和目前水利水電工程建設(shè)的特點：施工設(shè)備、技術(shù)等先進(jìn)于設(shè)計，而設(shè)計又先進(jìn)于教材，導(dǎo)致學(xué)生不能掌握施工中的前沿科學(xué)，因此在編寫中注意體現(xiàn)了以下幾個原則：　　1.結(jié)合某些建筑物的設(shè)計，進(jìn)行基本概念、基本理論和基本知識的闡述，不追求全面的設(shè)計要求；對于方法性的內(nèi)容，著重介紹基本思路，不過分追求系統(tǒng)和全面；對于規(guī)范性、資料性內(nèi)容，著重進(jìn)行原則性說明，不過多列出數(shù)據(jù)和圖表?！　?.努力體現(xiàn)專業(yè)特點，著重介紹常用水工建筑物的設(shè)計方法、設(shè)計中應(yīng)注意的問題、設(shè)計規(guī)范的使用等。

內(nèi)容概要

本書在匯總、綜合分析當(dāng)前國內(nèi)外水利水電工程設(shè)計的基本理論和工程設(shè)計實例的基礎(chǔ)上，針對平原、丘陵區(qū)常見的低水頭水工建筑物經(jīng)過幾十年運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，分析其設(shè)計中的不足，結(jié)合現(xiàn)代新的計算理論和計算方法編寫而成。    全書共分十二章，包括緒論、水閘、橡膠壩、引水防沙樞紐、河岸溢洪道與迷宮堰、重力壩、土石壩、平原水庫優(yōu)化設(shè)計方法、其他水工建筑物、基礎(chǔ)防滲處理、土工合成材料的應(yīng)用、水利樞紐布置等。    本書可供水利水電工程設(shè)計、施工技術(shù)人員閱讀，或作為高等院校水利水電類專業(yè)的教材。

書籍目錄

前言第一章　緒論　第一節(jié)　水利工程概況　第二節(jié)　水利樞紐與水工建筑物的等級劃分　第三節(jié)　水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)　第四節(jié)　水工建筑物的超高第二章　水閘　第一節(jié)　概述　第二節(jié)　水閘的總體布置　第三節(jié)　水閘的水力設(shè)計　第四節(jié)　水閘的防滲排水設(shè)計　第五節(jié)　閘室穩(wěn)定計算　第六節(jié)　閘室結(jié)構(gòu)分析　第七節(jié)　水閘設(shè)計常見問題　第八節(jié)　水閘的施工與運(yùn)用管理第三章　橡膠壩　第一節(jié)　概述　第二節(jié)　規(guī)劃布置　第三節(jié)　工程設(shè)計　第四節(jié)　壩袋優(yōu)化設(shè)計　第五節(jié)　螺栓壓板錨固技術(shù)的改進(jìn)　第六節(jié)　充排水系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)化　第七節(jié)　控制運(yùn)用與管理技術(shù)　第八節(jié)　工程設(shè)計實例第四章　引水防沙樞紐　第一節(jié)　概述　第二節(jié)　工程布置　第三節(jié)　無壩引水渠首　第四節(jié)　有壩引水樞紐第五章　河岸溢洪道與迷宮堰　第一節(jié)　概述　第二節(jié)　開敞式正槽溢洪道　第三節(jié)　非常溢洪道　第四節(jié)　迷宮堰第六章　重力壩　第一節(jié)　概述　第二節(jié)　重力壩的荷載及荷載組合　第三節(jié)　重力壩的穩(wěn)定分析　第四節(jié)　重力壩的應(yīng)力分析　第五節(jié)　非溢流重力壩的剖面設(shè)計　第六節(jié)　溢流重力壩　第七節(jié)　重力壩的材料及構(gòu)造　第八節(jié)　漿砌石重力壩第七章　土石壩　第一節(jié)　概述　第二節(jié)　土石壩的剖面和構(gòu)造　第三節(jié)　土石壩的筑壩材料　第四節(jié)　土石壩的滲流分析　第五節(jié)　土石壩的穩(wěn)定分析　第六節(jié)　土壩的固結(jié)與沉陷　第七節(jié)　鋼筋混凝土面板堆石壩　第八節(jié)　土石壩的裂縫及其控制　第九節(jié)　土壩護(hù)坡設(shè)計第八章　平原水庫優(yōu)化設(shè)計方法　第一節(jié)　概述　第二節(jié)　平原水庫優(yōu)化設(shè)計影響因素分析　第三節(jié)　工程實例第九章　其他水工建筑物　第一節(jié)　倒虹吸管　第二節(jié)　跌水　第三節(jié)　陡坡第十章　基礎(chǔ)防滲處理　第一節(jié)　概述　第二節(jié)　黏土截水墻　……第十一章　土工合成材料的應(yīng)用第十二章　水利樞紐布置參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　建筑物上、下游的水頭差，會導(dǎo)致建筑物及其地基內(nèi)的滲流。滲流會引起對建筑物穩(wěn)定不利的滲透壓力；滲流也可能引起建筑物及地基的滲透變形破壞；過大的滲流量會造成水庫的嚴(yán)重漏水。為此建造水工建筑物要妥善解決防滲和滲流控制問題?！　「咚偎魍ㄟ^泄水建筑物時可能出現(xiàn)自摻氣、負(fù)壓、空化、空蝕和沖擊波等現(xiàn)象；強(qiáng)烈的紊流脈動會引起輕型結(jié)構(gòu)的振動；挾沙水流對建筑物邊壁還有磨蝕作用；挑射水流在空中會導(dǎo)致對周圍建筑物有嚴(yán)重影響的霧化；通過建筑物的水流多余動能對下游河床有沖刷作用，乃至影響建筑物本身的安全。為此，興建泄水建筑物，特別是高水頭泄水建筑物時，要注意解決高速水流可能帶來的一系列問題，并做好消能防沖設(shè)計?！　〕鲜鲋饕饔猛?，還要注意水的其他可能作用。比如，當(dāng)水具有侵蝕性時，會使混凝土結(jié)構(gòu)中的石灰質(zhì)溶解，破壞材料強(qiáng)度和耐久性；與水接觸的水工鋼結(jié)構(gòu)易發(fā)生嚴(yán)重銹蝕；在寒冷地區(qū)的建筑物及地基將有一系列冰凍問題要解決?！　?.設(shè)計選型的獨特性　　水工建筑物的型式、構(gòu)造和尺寸，與建筑物所在地的地形、地質(zhì)、水文等條件密切相關(guān)。比如，規(guī)模和效益大致相仿的兩座壩，由于地質(zhì)條件優(yōu)劣的不同，兩者的型式、尺寸和造價都會迥然不同。由于自然條件千差萬別，因而水工建筑物設(shè)計選型總是只能按各自特征進(jìn)行，除非規(guī)模特別小，一般不能采用定型設(shè)計。當(dāng)然這不排除水工建筑物中某些結(jié)構(gòu)部件的標(biāo)準(zhǔn)化?！　?.施工建造的艱巨性　　在河川上建造水工建筑物，比之陸地上的土木工程，施工條件困難復(fù)雜得多。主要困難是解決施工導(dǎo)流問題，即必須迫使河川水流按特定通道下泄，以截斷河流，便于施工時不受水流的干擾，創(chuàng)造最好的施工空間；要進(jìn)行很深的地基開挖和復(fù)雜的地基處理，有時還須水下施工；施工進(jìn)度往往要和洪水“賽跑”，在特定的時間內(nèi)完成巨大的工程量，將建筑物修筑到攔洪高程。　　4.失事后果的嚴(yán)重性　　水工建筑物固可為人民造福，但如失事也會產(chǎn)生嚴(yán)重后果。特別是攔河壩如失事潰決，會給下游帶來災(zāi)難性乃至毀滅性的后果，這在國內(nèi)外都不乏慘重實例。據(jù)統(tǒng)計，大壩失事最主要的原因：一是洪水漫頂；二是壩基或結(jié)構(gòu)出問題，兩者各占失事總數(shù)的1／3左右。1963年意大利瓦衣昂拱壩潰壩，1975年8月河南省的板橋、石漫灘兩座大型水庫潰壩，均造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。應(yīng)當(dāng)指出，有些水工建筑物的失事與某些自然因素或當(dāng)時人的認(rèn)識能力與技術(shù)水平限制有關(guān)，但也有些是不重視勘測、試驗研究或施工質(zhì)量欠佳所致，后者尤應(yīng)杜絕。

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