1、第十章,水利水電工程的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和管理,第一節(jié)水利水電工程的基建程序,(1)江河流域規(guī)劃階段 (2)可行性研究階段 (3)初步設(shè)計(jì)階段 (4)技術(shù)設(shè)計(jì)及施工詳圖階段 (5)施工階段,江河流域規(guī)劃階段是水利水電工程建設(shè)的前提 可行性研究階段是在經(jīng)過審查批準(zhǔn)的江河流域規(guī)劃基礎(chǔ)上，對(duì)推薦的建設(shè)工程項(xiàng)目，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和建設(shè)條件等方面論證研究其可行性，以保證技術(shù)上安全可靠、經(jīng)濟(jì)上合理、能用較少投資獲得較大效益 初步設(shè)計(jì)階段是根據(jù)批準(zhǔn)的可行性研究報(bào)告的有關(guān)工程規(guī)劃，對(duì)工程總體布置，選定主要建筑物型式和控制性尺寸,技術(shù)設(shè)計(jì)及施工詳圖階段的主要任務(wù)是：進(jìn)行建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)；根據(jù)更深入的地質(zhì)

2、勘測(cè)資料和試驗(yàn)資料，進(jìn)一步研究地基處理方案；確定施工總體布置及施工方法，安排施工進(jìn)度和提出施工預(yù)算；給出所有建筑物的施工詳圖并附文字說明，以便按圖施工 施工階段是施工單位按設(shè)計(jì)單位提交的設(shè)計(jì)圖進(jìn)行施工；如發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)與實(shí)際情況有不相符的地方或其它問題，再由設(shè)計(jì)單位修改設(shè)計(jì)，并向施工單位下達(dá)修改設(shè)計(jì)通知書和修改后的圖紙，由施工單位按修改后的圖紙進(jìn)行施工,第二節(jié)水利水電工程勘測(cè),水利水電工程勘測(cè)工作的主要包括： 一、社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況調(diào)查 二、地形測(cè)量 三、水文調(diào)查 四、地質(zhì)勘測(cè),一、社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況調(diào)查,主要包括： (1)當(dāng)?shù)貒?guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)狀、近期及遠(yuǎn)景規(guī)劃 (2)當(dāng)?shù)厮禐?zāi)害情況、范圍、程度、

3、原因、發(fā)生的頻率和每次延續(xù)的時(shí)間 (3)灌區(qū)的分布及用水要求 (4)供電對(duì)象的分布及各主要用戶的用電要求，相鄰電網(wǎng)的有關(guān)情況,(5)航運(yùn)、過木、水產(chǎn)養(yǎng)殖等部門綜合利用水資源的要求 (6)水庫淹沒范圍內(nèi)村莊、人口、房屋、耕地、道路橋梁、工礦企業(yè)、文物古跡和森林資源等，并應(yīng)分別按高程作出統(tǒng)計(jì) (7)現(xiàn)有交通路線與工地聯(lián)系情況 (8)建筑材料、電力、用水等的來源和供應(yīng)能力；施工單位的可能人數(shù)、技術(shù)水平；施工場(chǎng)地、臨時(shí)交通、臨時(shí)建筑物和施工管理系統(tǒng)等資料,二、地形測(cè)量,測(cè)量成果為各種不同比例尺的地形圖和縱橫斷面圖,三、水文調(diào)查,徑流資料作為計(jì)算興利庫容和水庫調(diào)節(jié)計(jì)算的依據(jù) 泥沙資料作為計(jì)算水庫死庫容的

4、依據(jù) 洪水資料作為設(shè)計(jì)泄洪建筑物的資料,四、地質(zhì)勘測(cè),地質(zhì)勘測(cè)包括水文地質(zhì)勘測(cè)和工程地質(zhì)勘測(cè)兩方面 水文地質(zhì)勘測(cè)的任務(wù)是了解工程建設(shè)地區(qū)的水文地質(zhì)條件 工程地質(zhì)勘測(cè)的任務(wù)是了解工程建設(shè)地區(qū)的工程地質(zhì)條件和巖石或土壤的物理力學(xué)性質(zhì) 地質(zhì)勘測(cè)還要預(yù)測(cè)在建筑物施工和運(yùn)用期間可能引起的工程地質(zhì)問題，并提出相應(yīng)的防治措施,地質(zhì)勘測(cè)還要提供修建水工建筑物所用的建筑材料、產(chǎn)地、儲(chǔ)量和質(zhì)量等資料 水文和地質(zhì)資料是工程設(shè)計(jì)中的兩個(gè)關(guān)鍵，工程規(guī)模愈大、愈重要,第三節(jié)水利水電工程設(shè)計(jì),水利水電工程的設(shè)計(jì)包括壩址、壩型的選擇；電站型式及電站站址的選擇，整個(gè)水利水電樞紐的布置及各水工建筑物的設(shè)計(jì)等等 一、壩址和壩型選擇

5、 二、水利水電樞紐布置,一、壩址和壩型選擇,在流域規(guī)劃階段，根據(jù)綜合利用的要求，結(jié)合河道地形、地質(zhì)等的調(diào)查和判斷，初選幾個(gè)可能筑壩的壩段，經(jīng)過對(duì)各壩段和壩軸線的綜合比較，選擇一個(gè)最有利的壩段和一、兩條較好的壩軸線，并進(jìn)行樞紐布置；在初步設(shè)計(jì)階段，通過一系列的方案比較，選出最有利的壩軸線，確定壩型及其它建筑物型式并進(jìn)行樞紐布置；在技術(shù)設(shè)計(jì)階段，隨著地質(zhì)資料和試驗(yàn)資料的進(jìn)一步深入和完善，對(duì)確定的壩軸線、壩型及樞紐布置方案作出最后的補(bǔ)充、修改和定案,在選擇壩址和壩型時(shí)，需要考慮以下幾個(gè)方面： （一）地質(zhì)條件 地質(zhì)條件是很重要的，在某些情況下甚至能起決定性的作用 由于幾乎不存在理想的地質(zhì)條件（地基是堅(jiān)

6、硬完整的巖基，沒有大的斷層、破碎帶），因此，必須把壩址附近的地質(zhì)情況了解清楚，作出正確的評(píng)價(jià)，制定出妥善的處理措施，以滿足工程要求,壩型和壩高對(duì)壩基地址的要求,拱壩,連拱壩,土石壩,高,低,大頭壩、平板壩、重力壩,（二）地形條件 地形是多種多樣的，選擇壩型時(shí)，也應(yīng)具體情況具體分析，以便優(yōu)選出最佳方案 （三）建筑材料 壩址附近應(yīng)有足夠數(shù)量的且符合質(zhì)量要求的建筑材料,（四）施工條件 選擇壩址要考慮施工導(dǎo)流方便，在壩址附近特別是壩址下游應(yīng)有較開闊的地形以便布置施工場(chǎng)地，壩址距交通干線要近，對(duì)外交通方便 （五）綜合效益 對(duì)不同壩址，要綜合考慮防洪、灌溉、發(fā)電、航運(yùn)等部門的經(jīng)濟(jì)效益和淹沒損失等,二、水利

7、水電樞紐布置,樞紐布置就是研究確定樞紐中各種水工建筑物的相互位置 （一）樞紐布置的一般原則 (1)樞紐布置應(yīng)與施工導(dǎo)流、施工方法和施工期限結(jié)合考慮，要在較順利的施工條件下盡可能縮短工期 (2)樞紐中各個(gè)建筑物能在任何條件下正常地工作，彼此不致互相干擾,(3)在滿足建筑物的強(qiáng)度和穩(wěn)定的條件下，樞紐總造價(jià)和年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用最低 (4)同工種建筑物應(yīng)盡量布置在一起，以減少連接建筑物 (5)盡可能提前發(fā)揮效益 (6)樞紐中各建筑物應(yīng)與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，在可能的條件下，在建筑藝術(shù)上應(yīng)美觀大方,（二）樞紐中各類水工建筑物對(duì)布置的要求 擋水建筑物軸線盡可能布置成直線(拱壩除外)，這樣可使壩軸線最短，壩身工程量最小，

8、施工也較方便 泄水建筑物泄水建筑物的布置是否合理，直接關(guān)系到整個(gè)樞紐的安全運(yùn)行和使用效率,泄水建筑物應(yīng)具有足夠的泄流能力，其中線位置及走向應(yīng)盡量減少對(duì)原河道自然情況的破壞，還應(yīng)注意盡量避免干擾發(fā)電站、航運(yùn)、漂木及水產(chǎn)養(yǎng)殖等的正常運(yùn)用 水電站建筑物不同的電站型式有不同的廠房位置，有時(shí)即使是同一種電站型式也有不同的廠房位置方案，需要研究各種方案的施工條件、運(yùn)用條件、經(jīng)濟(jì)條件、綜合效益等，進(jìn)行論證和綜合比較，優(yōu)選出最佳的方案,灌溉和引水建筑物樞紐中灌溉和引水建筑物的取水口應(yīng)位于灌溉或用水地區(qū)的同一側(cè)，其高程通過水力計(jì)算確定并取決于灌區(qū)或用水地區(qū)高程。取水口在布置上要求不被泥沙淤塞和漂浮物堵塞 過壩建

9、筑物過壩建筑物包括通航建筑物、過木建筑物和過魚建筑物。在樞紐布置時(shí)應(yīng)對(duì)這些建筑物與其它水工建筑物的相對(duì)位置進(jìn)行充分的研究，避免相互干擾,第四節(jié)水利水電工程施工,水利水電施工：將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為實(shí)體 主要特點(diǎn)： 工程量大，工種繁多，為了及早發(fā)揮工程效益，常常要求縮短工期盡快竣工，因此需要大批勞動(dòng)力和配備大量施工機(jī)械，需要組織一支強(qiáng)大的技術(shù)熟練的專業(yè)隊(duì)伍，才能及時(shí)完成 工程地處河谷野外，受自然條件(水流、氣溫、雨雪等)的影響很大，施工方法和施工組織管理都要適應(yīng)自然條件的變化,在河床上修建水工建筑物，要采取施工導(dǎo)流、基坑排水和度汛等措施 水利水電工程施工質(zhì)量如何，將可能影響到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的其它部門的利益及上、

10、下游地區(qū)的人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全，因此，水利水電工程施工必須確保施工質(zhì)量,一、施工導(dǎo)流,（一）施工導(dǎo)流的概念 在河流上修建水利水電工程時(shí)，為了使水工建筑物能在干地上進(jìn)行施工，需要用圍堰圍護(hù)基坑，并將河水引向預(yù)定的泄水建筑物往下游宣泄 施工導(dǎo)流情況復(fù)雜，影響因素多，且直接關(guān)系到整個(gè)工程的施工進(jìn)度及完工日期、施工方法、施工場(chǎng)地布置和工程造價(jià)，有時(shí)甚至影響到水工建筑物的型式選擇和布置,（二）施工導(dǎo)流的基本方法 1.分段圍堰法導(dǎo)流（河床內(nèi)導(dǎo)流） 水流通過被束窄的河床、壩體底孔、缺口或涵管等往下游宣泄,所謂分段，就是從空間上用圍堰將建筑物分成若干段進(jìn)行施工。所謂分期，就是從時(shí)間上將導(dǎo)流分為若干時(shí)期 2.全

11、段圍堰法導(dǎo)流（河床外導(dǎo)流） 水流通過河床外的臨時(shí)或永久的隧洞、明渠等往下游宣泄,（三）圍堰 圍堰本身常在流水中建造 水利水電工程施工中經(jīng)常采用的圍堰有土石圍堰、竹籠圍堰、木籠圍堰、鋼板樁圍堰及混凝土圍堰等,(2)造價(jià)便宜，構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于修建、維護(hù)和拆除 (3)圍堰的布置應(yīng)力求使水流平順，不發(fā)生嚴(yán)重的局部沖刷 (4)圍堰接頭和岸邊連接要安全可靠,圍堰必須滿足下述基本要求： (1)具有足夠的穩(wěn)定性、防滲性、抗沖性和一定的強(qiáng)度,（四）導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量的確定 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn) 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)即選擇導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量的標(biāo)準(zhǔn) 當(dāng)前施工期洪水的計(jì)算是根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)，將洪水作為隨機(jī)事件，以幾率形式預(yù)估可能發(fā)生的情勢(shì)，然后根據(jù)主要的永久

12、性建筑物的級(jí)別，選定某一洪水重現(xiàn)期作為導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)流時(shí)段的劃分 導(dǎo)流時(shí)段就是按照導(dǎo)流程序劃分的各施工階段的延續(xù)時(shí)間 合理劃分導(dǎo)流時(shí)段，明確不同時(shí)段導(dǎo)流建筑物的工作條件，是既經(jīng)濟(jì)又安全地完成導(dǎo)流任務(wù)的基本要求 導(dǎo)流時(shí)段的劃分與河流的水文特征、水工建筑物的型式、導(dǎo)流方案、施工進(jìn)度等有關(guān),（五）導(dǎo)流方案的選擇 一個(gè)水利水電樞紐工程的施工，往往而是幾種導(dǎo)流方法組合起來配合使用，以取得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。這種不同導(dǎo)流方法和不同導(dǎo)流時(shí)段的組合，通常稱為導(dǎo)流方案 一個(gè)合理的導(dǎo)流方案，必須在周密地研究各種影響因素的基礎(chǔ)上，擬定幾個(gè)可能的方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從中選擇技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)越的方案,選擇導(dǎo)流方案時(shí)應(yīng)考

13、慮的主要因素有： (1)河流的水文條件 (2)壩區(qū)附近的地形條件 (3)河流兩岸及河床的地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件 (4)水工建筑物的型式及其布置 (5)施工期間河流的綜合利用 (6)施工進(jìn)度、施工方法及施工場(chǎng)地布置,二、截流,截流是水利水電工程施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它的成敗影響整個(gè)工程的順利進(jìn)行 截流的基本方法有立堵法和平堵法兩種,1.立堵法截流 立堵法截流是將截流材料從龍口兩端向中間或從龍口一端向另一端拋投進(jìn)占，逐漸束窄龍口，直至截?cái)嗪哟菜?2.平堵法截流 平堵法截流需先在龍口架設(shè)浮橋或棧橋，用自卸汽車在沿龍口的浮橋或棧橋上逐層拋填截流材料，使戧堤均勻上升，直至高出水面,截流材料的選擇，主要取決

14、于截流時(shí)可能發(fā)生的流速及工地開挖、起重、運(yùn)輸設(shè)備的能力，一般應(yīng)盡可能就地取材 龍口斷流后，應(yīng)立即沿堆石體上游面鋪設(shè)反濾層和防滲材料，截?cái)酀B流，即所謂“閉氣” 并且截流日期應(yīng)選在枯水季節(jié),三、基坑排水,基坑排水包括初期排水和經(jīng)常性排水 初期排水采用水泵抽排 經(jīng)常性排水是在基坑內(nèi)布置排水系統(tǒng)，包括排水溝、集水井和水泵站，水經(jīng)排水溝流人集水井，在井邊設(shè)置水泵站，將水從集水井中抽出排走；經(jīng)常性排水的另外一種措施是采用人工降低地下水位的方法,四、主要建筑物的施工,（一）土石壩施工,五、施工組織與計(jì)劃,（一）施工組織設(shè)計(jì) 施工組織設(shè)計(jì)是研究工程施工條件、選擇施工方案、指導(dǎo)和組織施工的技術(shù)經(jīng)濟(jì)文件 施工組織

15、設(shè)計(jì)的任務(wù)是從施工角度對(duì)壩址、壩型及樞紐布置進(jìn)行方案比較；選定施工方案并擬定施工方法、施工程序及施工進(jìn)度計(jì)劃；計(jì)算工程量及相應(yīng)的建筑材料、施工設(shè)備、勞動(dòng)力及工程投資；根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的地形地貌、樞紐布置和各種臨時(shí)設(shè)施布置的要求，進(jìn)行施工總體布置,作好施工組織設(shè)計(jì)，應(yīng)遵循以下基本原則： 遵循基建程序，使施工組織設(shè)計(jì)符合基建程序要求。爭(zhēng)取提前完工，盡早發(fā)揮工程效益 降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益 根據(jù)需要和可能，爭(zhēng)取機(jī)械化施工，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 組織平行流水作業(yè)，盡量均衡生產(chǎn)，爭(zhēng)取全年施工 總結(jié)推廣最新技術(shù)和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),制定技術(shù)措施和組織措施，確保施工質(zhì)量和施工安全 充分掌握自然條件，特別是水文條件，切實(shí)安排好

16、施工進(jìn)度，盡量利用枯水季節(jié)施工，并注意作好冬季、夏季、雨季的施工組織工作 （二）施工季度計(jì)劃 規(guī)定了工程施工的順序和速度 編制施工進(jìn)度計(jì)劃的目的，首先在于確保工程進(jìn)度，其次是達(dá)到綜合經(jīng)濟(jì)效益最好的目的,施工進(jìn)度計(jì)劃的類型主要有總進(jìn)度計(jì)劃和單項(xiàng)工程進(jìn)度計(jì)劃兩種 施工進(jìn)度計(jì)劃通常用進(jìn)度計(jì)劃表，說明書和附表等形式表示,（三）施工總體布置 施工總體布置，就是根據(jù)施工場(chǎng)區(qū)的地形地貌、樞紐布置和各項(xiàng)臨時(shí)施工設(shè)施布置的要求，研究解決施工場(chǎng)地的分期分區(qū)規(guī)劃，對(duì)施工期間所需的交通運(yùn)輸設(shè)施、輔助企業(yè)、倉庫、房屋、動(dòng)力、給水排水管線以及其它施工設(shè)施進(jìn)行平面、立面布置，從場(chǎng)地布置上為整個(gè)工程順利施工創(chuàng)造條件，以期用最

17、少的人力、物力和資金，在規(guī)定的期限內(nèi)勝利完成整個(gè)工程的建設(shè)任務(wù),施工總體布置圖上應(yīng)包括一切地上和地下已有的建筑物和房屋；一切地上和地下擬建的建筑物和房屋；一切為施工服務(wù)的臨時(shí)性建筑物、房屋和施工設(shè)施 在設(shè)計(jì)施工總體布置圖時(shí)應(yīng)遵循下列原則： 工地一切臨時(shí)設(shè)施都是為主體工程施工服務(wù)的，在布置時(shí)必須與工程施工順序和施工方法相適應(yīng)，不能發(fā)生干擾,盡量減少臨時(shí)建筑物的工程量，充分利用已有或擬建的永久性建筑物。對(duì)于必須修建的臨時(shí)建筑物，應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)夭牧?合理使用施工場(chǎng)地，盡量少占農(nóng)田 保證場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸量及運(yùn)費(fèi)最小 主要施工設(shè)施、輔助企業(yè)和交通干線的防洪標(biāo)準(zhǔn)一般不應(yīng)低于20年一遇。關(guān)系重大的，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證

18、，還可適當(dāng)提高標(biāo)準(zhǔn)，而次要臨時(shí)設(shè)施的防洪標(biāo)準(zhǔn)，則可適當(dāng)降低,六、工程概（預(yù)）算,根據(jù)原水利電力部頒發(fā)的水利電力基本建設(shè)工程概、預(yù)算編制暫行規(guī)定，概、預(yù)算應(yīng)包括以下內(nèi)容：,上述內(nèi)容按三部分列項(xiàng)： 永久部分、臨時(shí)部分和其他工程和費(fèi)用,第五節(jié)水利水電工程管理,水利水電工程管理的任務(wù)是隨時(shí)掌握水利水電工程中各種水工建筑物的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)并消除隱患，確保工程安全；有計(jì)劃地蓄水、泄水以及合理調(diào)度用水，充分發(fā)揮工程的綜合效益；通過養(yǎng)護(hù)和修理使工程經(jīng)常處于良好的工作狀態(tài)，延長(zhǎng)工程的使用年限；根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，對(duì)工程進(jìn)行改建或擴(kuò)建，使之發(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì)效益,一、工程管理內(nèi)容,控制運(yùn)用 檢查觀測(cè) 養(yǎng)護(hù)和修理

19、防汛搶險(xiǎn) 擴(kuò)建與改建,二、水工建筑物的觀測(cè),在工程施工和運(yùn)行期間必須進(jìn)行經(jīng)常的、系統(tǒng)的觀測(cè) 目的：了解水工建筑物內(nèi)部狀態(tài)變化規(guī)律和工作情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)與修理，以確保工程的安全運(yùn)行，充分發(fā)揮工程效益，掌握施工期間水工建筑物的狀態(tài)變化，據(jù)以指導(dǎo)施工，保證施工質(zhì)量；整理分析觀測(cè)資料，驗(yàn)證原設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)成果，為進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)和施工水平及為水利水電科學(xué)研究工作提供原型觀測(cè)資料,（一）變形觀測(cè) 1.變位觀測(cè),2.土壩的固結(jié)觀測(cè) 目的是在于了解土壩在施工期間和運(yùn)用期間的固結(jié)情況和孔隙水壓力的分布和消長(zhǎng)情況 固結(jié)觀測(cè)一般是在壩身內(nèi)埋設(shè)橫梁式固結(jié)管，測(cè)量各測(cè)點(diǎn)的高程變化來計(jì)算固結(jié)量 3.混

20、凝土建筑物的伸縮縫觀測(cè) 在最大壩高、地質(zhì)情況復(fù)雜或進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變觀測(cè)壩段的伸縮縫上布置測(cè)點(diǎn),伸縮縫觀測(cè)是在測(cè)點(diǎn)處埋設(shè)金屬標(biāo)點(diǎn)或差動(dòng)式電阻測(cè)縫計(jì)，以測(cè)量縫的變化 4.裂縫觀測(cè) (1)土壩裂縫觀測(cè) 在觀測(cè)時(shí)，應(yīng)將裂縫的位置、走向、長(zhǎng)度和密度作出記錄并進(jìn)行裂縫編號(hào)，繪成裂縫平面圖及裂縫形狀圖,(2)混凝土建筑物的裂縫觀測(cè) 在觀測(cè)混凝土裂縫時(shí)，應(yīng)對(duì)裂縫的分布、位置、長(zhǎng)度、寬度、深度以及是否貫穿等作出記錄并進(jìn)行裂縫編號(hào) 裂縫寬度的觀測(cè)，通?？捎梅糯箸R測(cè)定，重要裂縫可在縫兩側(cè)的混凝土表面埋設(shè)金屬標(biāo)點(diǎn)，用游標(biāo)卡尺測(cè)定。裂縫深度的測(cè)定，一般可用金屬絲探測(cè)，也可用超聲波探傷儀等儀器測(cè)定,（二）滲透觀測(cè) 1.土工建筑物的滲透觀測(cè) 浸潤(rùn)線觀測(cè) 滲流量觀測(cè) 繞流觀測(cè) 壩基滲壓觀測(cè) 滲水透明度觀測(cè),2.混凝土建筑物