14章-水工程图.doc

第14章 水利工程图 14.1 概 述 表达水利水电工程建筑物的图样称为水利工程图，简称水工图。由于水工建筑物的种类繁多，而且水利工程涉及的专业面较广，因此初学者需要对水工建筑物及其结构特点有所了解。本节对此作简要介绍。 14.1.1水工建筑物 为利用或调节水资源为目的修建的工程设施称为水工建筑物。从综合利用水资源出发，集中修建的互相协调使用的若干个水工建筑物的综合体，称为水利枢纽。图14.1所示为长江干流上著名的葛洲坝水利工程全貌。该水利枢纽横跨长江，兼有水力发电、航运及调节上游水位的综合功能。主要由拦河坝、水电站、船闸、泄水闸、冲沙闸等建筑物组成。图中所示建筑物的编号分别是：①拦河坝——挡水建筑物，用以拦截河流，抬高上游水位，形成水库和水位落差。②水电站——利用上、下游水位差和水流流量进行发电的建筑物。③船闸——用以克服水位差产生的船舶通航障碍的建筑物。④泄水闸——用以排放上游水流，进行水位和流量调节的建筑物。⑤冲砂闸——用以排放水库泥沙的建筑物。 14.1.2水工建筑物中常见结构及其作用 水闸是最常见、结构较典型性的水工建筑物，各种过水建筑物（如涵洞、船闸、溢洪道等）的结构组成与水闸有许多相似之处，图14.2是一种较常见的水闸结构沿纵轴线剖开后的轴测图，它反映了一般过水建筑物的结构特点。 从水工建筑物的工作、使用以及建造要求出发，在水工建筑物中常常设置以下一些结构： 1．上、下游翼墙 过水建筑物的进出口处两侧的导水墙，在工程中称为翼墙。其上游翼墙的作用是引导水流平顺地进入闸室，下游翼墙的作用是将出闸的水流均匀地扩散，使水流平稳地进入下游河渠，减少冲刷。常见的翼墙形式有：圆弧式翼墙（如图14.2中的上游翼墙）、扭曲面翼墙（如图14.2中的下游翼墙）和斜墙式翼墙（又称八字墙，如图8.32所示）。 铺盖 如图14.2所示，铺盖是铺设在上游河床上面的（一般用浆砌块石铺设的）一层防冲、防渗层，它紧靠闸室或坝体，其作用是减少水流渗透，保护上游河床和闸室、坝基础，提高闸、坝的稳定性。 3．闸室 如图14.2所示，闸室是过水建筑物中用于控制水流和连接两岸的结构物，主体结构由闸墙（墩）、底板构成，闸门和胸墙用以挡水，同时还设置有工作桥用以安装和操作闸门启闭设备和交通桥用以连接两岸交通。 护坦及消力池 经闸、坝下泄的水流具有很大的冲击力，为防止水流对下游河床的冲刷，在紧接闸、坝的下游侧，常设置有钢筋混凝土（或浆砌块石）消力池。如图14.2所示，下泄水流在消力坎的作用下，产生水跃，消耗水流能量。消力池的底板称为护坦，上设排水孔，用以排出闸、坝基础的渗透水，降低底板所承受的渗透压力。 海漫及防冲槽（或防冲齿坎） 经消力池消能的水流仍保持有一定的能量，因此常在消力池下游的河床上再铺设一段块石护底，以保护河床并消除水流余能，这段护底称为海漫，如图14.2所示。海漫末端常设有干砌块石防冲槽或防冲齿坎，以防止海漫与河床交接处的冲刷破坏。 廊道 廊道是在混凝土坝或船闸闸首中，为了灌浆、排水、输水、观测、检查及交通等需要而设置的结构，如图14.3所示。 分缝 对于较长的或大体积的混凝土建筑物，为防止因温度变化或地基不均匀沉陷而引起的裂缝和断裂现象，一般需要人为地设置结构分缝（伸缩缝或沉陷缝），图14.4所示为混凝土大坝的分缝。 8．分缝中的止水 为防止水流的渗漏，在水工建筑物的分缝处一般都设置有止水结构，其材料有金属止水片、油毛毡、沥青、麻丝和沥青芦席等。图14.5所示为常见的几种止水结构的做法。 14.1.3 水工图的分类 水利工程的设计一般需要经过预可行性研究、可行性研究、招标设计和施工设计几个阶段。各研究和设计阶段的要求和重点不同，因此各阶段的图样表达的详尽程度和重点不尽相同。根据图样表达的侧重点和内容的区别，水工图一般可分为：工程位置图（包括灌溉区规划图）、枢纽布置图（或总体布置图）、建筑物结构图和施工图等。在工程完建后，按实际建造情况画出的图样称为竣工图（竣工图主要如实反映工程建造过程中的更改情况）。 1．工程位置图 工程位置图主要表示：水利枢纽所在的地理位置、朝向；与枢纽有关的河流、公路、铁路的走向；重要建筑物和居民点的分布情况等。其特点是：（1）图示的范围大，绘图比例小，一般比例为1:5000 ~ 1:10000，甚至更小；（2）建筑物采用图例表示。 图14.6所示是江苏省引江工程枢纽位置示意图。从图中可以看出，该枢纽的主干河流南北走向，与东西向的支流构成河网。枢纽布置以江都抽水站为中心，通过分布在各河流上的节制闸调节各干流的流量，船舶的通航经南北向的芒稻船闸或东西向的仙女庙船闸进入各干流。 2．枢纽布置图 枢纽布置图主要表示整个水利枢纽在平面和立面的布置情况，如图14.30、图14.35所示为枢纽布置图。枢纽布置图一般包括以下