一建水利水电 第6章 水闸、泵站与水电站工程

这是一篇关于第 6 章 水闸、泵站与水电站工程 【5分】的思维导图，主要内容包括：6.1 水闸施工技术，6.2 泵站与水电站的布置及机组选型。

第 6 章 水闸、泵站与水电站 工程 【5分】

• 
• 6.1 水闸施工技术【】
  • 考点：水闸的分类及组成【重要】 【考频分析】2023 年案例
    • 一、常用水闸的分类
      • 1.按水闸承担的任务分类，具体水闸类型及作用见表。【24 年变】
      • 2.按闸室结构形式可分为开敞式、胸墙式及涵洞式等。
    • 二、水闸的组成 （23 年案例）【视频 14】
      • 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
        • 上游连接段用以引导水流平顺地进入闸室，保护两岸及河床免遭冲刷，并与闸室等共同构成防渗 地下轮廓，确保在渗流作用下两岸和闸基的抗渗稳定性。
        • 由上游防冲槽、（上游） 护底、铺盖、上游翼墙、两岸的护坡组成。
      • 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。
        • 它包括闸门、闸墩(中墩、边墩(岸墩、岸墙))、底板、胸墙、工作桥、交通 桥、启闭机等。
        • 注：胸墙作用是帮助闸门挡水， 大大减小闸门的尺寸。
      • 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。
        • 下游连接段通常包括护坦（消力池）、海漫、下游防冲槽以及下游翼墙和两岸的护坡等。
        • 1-上游防冲槽；2-上游护底； 3-铺盖；4-闸室底板； 5-护坦（消力池）；6-海漫；7-下游防冲槽；8-闸墩；9-闸门；10-胸墙；11-交通桥；12-工作桥； 13-启闭机； 14-上游护坡； 15-上游翼墙； 16-边墩； 17-下游翼墙； 18-下游护坡
      • 【例题讲解】
        • 【例题 ·案例节选】【2023】
          • 某河道新建设节制闸，闸室、翼墙地基采用换填水泥土，消力池末端（水平段）设冒水孔，底部 设小石子、大石子、中粗砂三级反滤，纵向剖面图如图所示。
        • 【问题】
          • 根据背景资料判断， 消力池位于闸室上游还是下游？依次写出 123 的名称。
        • 【参考答案】
          • （1）消力池位于闸室下游。
          • （2）1：中粗砂；2：小石子；3：大石子
  • 考点：水闸主体结构的施工方法【必会】 【考频分析】2023、2018、2016、2014 等年案例/选择
    • 一、水闸混凝土施工 （16 年、13 年选择）（14 年案例）
      • 1.水闸混凝土施工原则
        • 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。
        • （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。其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、铺盖混凝土边缘部位开裂。
        • （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，在混凝土浇筑完 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。但如遇到流砂、渗水特别严重的地基时，为避免地基破坏，节省地基处理费用， 可以打破常 规，抓住主要矛盾， 先集中力量突击下部工程，以后再进行上部墩、墙和桥梁的施工。
      • 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，而反拱底板的施工一般是先浇墩墙，预留连接钢筋，待沉降稳 定后再浇反拱底板。
        • 水闸平底板的混凝土浇筑，一般采用逐层浇筑法。一般先浇上下游齿墙，然后再从一端向另一端 浇筑。
          • 
      • 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。
    • 二、止水设施的施工
      • 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。
      • （一）沉降缝填料的施工
        • 1.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。
        • 2.安装方法：先装法、后装法。
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      • （二）止水材料种类
        • 常用的止水材料有： 紫铜片、橡胶、聚氯乙烯（塑料）。
      • （三）止水缝部位的混凝土浇筑 （23、13 年案例）
        • 浇筑止水缝部位混凝土浇筑的注意事项包括：
        • 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。
          • 注：【DL/T5144-2015 水工混凝土施工规范】10.2.1
        • 6 水平止水片（带） 上、下 30cm 范围内，不得设置水平施工缝。
      • 【例题讲解】
        • 【例题 ·案例节选】某水闸工程建于土基上，共 10 孔，每孔净宽 10m；上游钢筋混凝土铺盖顺水 流方向长 15m，垂直水流方向共分成 10 块；铺盖部位的两侧翼墙亦为钢筋混凝土结构，挡土高度为 12m，其平面布置示意图如图所示。
        • 上游翼墙及铺盖施工时，为加快施工进度， 承包人安排两个班组， 按照上游翼墙 Ⅱ→ 10→9→8→7→6 和上游翼墙 Ⅰ → 1→2→3→4→5 的顺序同步施工。
        • 在闸墩混凝土施工中，为方便立模和浇筑混凝土，承包人拟将闸墩分层浇筑至设计高程，再对牛 腿与闸墩结合面按施工缝进行处理后浇筑闸墩牛腿混凝土。
        • 【问题】
          • 1.指出承包人在上游翼墙及铺盖施工方案中的不妥之处，并说明理由。
          • 2.指出承包人在闸墩与牛腿施工方案中的不妥之处，并说明理由。
          • 3.指出在闸底板与消力池结合处混凝土浇筑的注意事项？
        • 【参考答案】
          • 1.上游翼墙及铺盖的浇筑次序不满足规范要求。
          • 理由：铺盖应分块间隔浇筑；与翼墙毗邻部位的 1 号和 10 号铺盖应等翼墙沉降基本稳定后再浇 筑。
          • 2.承包人在闸墩与牛腿结合面设置施工缝的做法不妥，理由：该部位所受剪力较大，不宜设置施 工缝。
          • 3.闸底板与消力池结合处混凝土浇筑的注意事项：
            • （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。
    • 三、二期混凝土浇筑（门槽、预埋件） （18 年案例）
      • 浇筑二期混凝土时， 应采用补偿收缩细石混凝土。
      • 入仓：门槽较高时， 不要直接从高处下料， 可以分段安装和浇筑。
      • 振捣：细心捣固，不要振动已装好的金属构件。
  • 考点：闸门的安装方法【重要】 考频分析：2021、2018 年案例
    • 闸门应有标志，标志 内容包括：产品名称、制造日期、制造厂名、生产许可证标志及编号、闸门 中心位置和总重量。（21 年案例）
    • 平面闸门安装的顺序是：闸门放到门底坎、按照预埋件调整止水和支承导向部件、安装闸门拉杆、 在门槽内试验闸门的提升和关闭 、将闸门处于试验水头并投入试运行。
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    • 弧形闸门 吊装顺序：支臂吊装、穿铰轴、门叶吊装 、门叶与支臂相连和附件安装。（补充）
    • 【例题 ·案例节选】【2018 年】
      • 某大（2）型水库枢纽工程由混凝土面板堆石坝、电站、溢流坝和节制闸等建筑物组成节制闸共 2 孔，采用平板直升钢闸板，闸门尺寸为净宽 15m，净高 12m，闸门结构如图所示。
      • 某水利施工单位承担工程土建施工及金属结构、机电设备安装任务，闸门槽采用留槽后浇二期混 凝土的方法施工：闸门安装完毕后施工集位及时进行了检查、验收和质量评定工作。
      • 【问题】
        • 1.分别写出图 1 中代表主轨、橡胶止水和主轮的数字序号。
        • 2.结合背景材料说明门槽二期混凝土应采用具有什么性能特点的混凝土；指出门槽二期混凝土在 入仓、振捣时的注意事项。
        • 3.根据《水闸施工规范》（SL27-2014 ）规定,闸门安装完毕后水闸蓄水前需作什么启闭试验?
      • 【参考答案】
        • 1.8 代表主轨、 5 代表橡胶止水、1 代表主轮。
        • 2.浇筑二期混凝土时，应采用补偿收缩细石混凝土。
        • 注意事项：
        • 入仓：门槽较高时， 不要直接从高处下料， 可以分段安装和浇筑。
        • 振捣：细心捣固，不要振动已装好的金属构件。
        • 3.闸门安装完毕合格后，应在无水情况下作全行程启闭试验。有条件时，工作闸门应作动水启闭 试验，事故闸门应作动水关闭试验。
  • 考点：启闭机 考频分析：2022 年选择
    • 一、启闭机分类
      • 启闭机按启闭力 T 分档表（单位：KN）
    • 二、启闭机安装
      • 固定卷扬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）连接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。
    • 三、启闭机试验（22 年选择）
      • 启闭机试验分为：
      • 空运转试验，启闭机出厂前，在未安装钢丝绳和吊具的组装状态下进行的试验。
      • 空载试验，启闭机在无荷载状态下进行的运行试验和模拟操作。
      • 动载试验，启闭机在 1.1 倍额定荷载状态下进行的运行试验和操作。主要目的是检查起升机构、 运行机构和制动器的工作性能。
      • 静载试验，启闭机在 1.25 倍额定荷载状态下进行的静态试验和操作。主要目的是检验启闭机各 部件和金属结构的承载能力。
      • 【例题讲解】
        • 【例题 · 多选】启闭机试验包括（ ）试验。【2022】
        • A.空运转
        • B.空载
        • C.动载
        • D.静载
        • E.超载
        • 【答案】ABCD
        • 【解析】 启闭机试验分为：空运转试验，空载试验，动载试验，静载试验。
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• 6.2 泵站与水电站的布置及机组选型【】
  • 考点：泵站的布置【24 年变】 【考频分析】2022 年案例
    • 1．泵站工程的基本组成【视频 19】
      • 泵站(抽水站、扬水站、抽水机站)工程主要由主泵房(厂房)、辅机房、进出水建筑物等组成。
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      • 主泵房是安装水泵机组并为其安全运行及安装检修提供便利条件的房间，是泵站工程中主体工程。
      • 辅机房是安装为水泵机组正常工作服务的各种辅助设备的房间。
      • 泵站的进出水建筑物包括进水建筑物和出水建筑物。进水建筑物一般有取水头部、引水管(涵) 或引水渠、集水井， 前池、进水池等。出水建筑物一般为出水池、压力水箱或出水管路等。
      • 【例题 ·案例节选】【2022】
        • 某施工单位承担行蓄洪区治理工程中的排涝泵站、堤防加固、河道土方开挖（含疏浚）施工。排 涝泵站设计流量 180m³/s，安装 6 台立式轴流泵，泵站布置清污机桥、进水池、主泵房及出水池等。 主泵房基础采用 C35 预制钢筋混凝土方桩、高压旋喷桩防渗墙处理。泵站纵剖面示意图如图 5。工程 施工过程中发生了如下事件：
        • 事件一：工程施工过程中完成了如下工作：①老堤加高培厚、②进水流道层、③高压旋喷桩防渗 墙、④出水池底板、 ⑤清污机桥、⑥电机层、⑦水泵层、⑧清污机安装、⑨联轴层、⑩钢筋混凝土方 桩、⑪进水池、 ⑫厂房。
        • 【问题】
          • 根据事件一，指出属于主泵房相关工作的施工顺序（用工作编号和箭头表示如②→ )。
        • 【参考答案】
          • 主泵房相关工作的施工顺序⑩→③→②→⑦→⑨→⑥→⑫。
          • 根据泵站担负的任务不同，泵站分为灌溉泵站、排水泵站、排灌结合泵站。根据扬程不同分为高 扬程泵站， 总扬程大于 60m 的泵站；中扬程泵站，总扬程 10～60m 的泵站；低扬程泵站，总扬程低于 10m 的泵站。
          • 泵房分为：堤身式泵房、堤后式泵房、开敞式泵房(露天式泵房)、淹没式泵房 (潜水式泵房)、 干室型泵房、湿室型泵房、块基型泵房、分基型泵房等。
            • 子主题
    • 2．泵站枢纽的布置
      • 泵站工程的枢纽布置就是综合考虑各种条件和要求，确定建筑物种类并合理布置其相对位置和处 理相互关系。枢纽布置主要是根据泵站所承担的任务来考虑，不同的泵站，其主体工程， 即泵房、进 出水管道、进出水建筑物等的布置应有所不同。
  • 考点：水电站的布置
    • 一、水电站的布置形式
    • 二、水电站枢纽建筑物的组成
      • 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。
  • 考点：水轮机机组与水泵机组的选型【重要】 考频分析：2023、2022、2019、2016 年选择
    • 一、水轮机的类型
      • （一）水轮机的分类 （18 年二建）
        • • 子主题
          • 子主题
          • 子主题
      • （二）水轮机的型号 （23、22 年选择）
        • 水轮机的型号由三部分组成，每一部分用短横线“一 ”隔开。
        • 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。
        • 【例题讲解】
          • 【例题 · 多选】型号为 HL220-LJ-500 的水轮机其中“500”表示（ ）。【2023】
          • A．转轮型号为 500
          • B．比转数为 500r/min
          • C．应用水头 500m 以内
          • D．转轮直径为 500cm 【答案】D
          • 【解析】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。
    • 二、水轮发电机组的安装
      • 1.安装前
        • （1）文件齐全（说明书、技术文件、图纸、 材质性能证明、土建设计图纸）。
        • （2）准备好安装施工场地（温度一般不低于5℃, 空气相对湿度不高于 85%；基础混凝土强度应达到设计值的 70%以上）。
        • （3）设备组合面应光洁无毛刺， 合缝间隙用 0.05mm 塞尺检查，塞尺不能通过合缝间隙。
        • （4）试验相关规定
          • ①现场制造的承压设备及连接件进行强度耐水压试验时，试验压力为 1.5 倍额定工作压力， 但最 低压力不得小于 0.4MPa,保持 10min, 无渗漏及裂纹等异常现象。
          • 单个冷却器应按设计要求的试验压力进行耐水压试验，设计无规定时，试验压力一般为工作压力 的 2 倍，但不低于 0.4MPa, 保持 30min，无渗漏现象。
          • ②设备及其连接件进行严密性耐压试验时，试验压力为 1.25 倍实际工作压力， 保持 30min,无渗 漏现象。进行严密性试验时，试验 压力为实际工作压力，保持 8h,无渗漏现象。
          • ③设备容器进行煤油渗漏试验时， 至少保持 4h,应无渗漏现象。
      • 2.水轮发电机组安装包括： 水轮机安装，调速系统安装与调试，发电机安装、管道及附件安装、 蝴蝶阀及球阀安装。
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    • 三、水泵机组的选型
      • 水泵机组包括水泵、动力机和传动设备。水泵选型主要是确定水泵的类型、型号和台数等。
        • • 
      • 1.分类 （16 年选择）
      • 2.规格参数
        • （1）水泵比转数（又称比转速、比速） 是反映叶片泵共性的综合性的特征数， 是水泵规格化的 基础，也是现通用的相似准数。
        • 离心泵的比转数 ns 的范围约为 30〜300r/min；轴流泵的比转数 ns 在 500r/mim 以上；20Sh-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 19×10=190r/min。
        • （2）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（我国混流泵 的扬程范围一般为 5〜20m）、功率、效率及汽蚀余量（或允许吸出真空高度）等。
    • 四、水泵机组的安装
      • 1.安装前
        • （1）文件齐全（图纸、技术要求、说明书、资料、点线）。
        • （2）主水泵和主电动机组合面的合缝检查应符合要求。
          • 组合缝处的安装面高差不应超过 0.10mm。
        • （3）渗漏试验：煤油，4h。
        • （4）准备好安装施工场地（基础混凝土强度应达到设计值的 70%以上）。
      • 2．安装
        • 水泵机组安装包括主机组、辅助设备、电气设备和进出水管道安装。
        • 主机组安装中，立式机组主要工作分为轴承、水泵、机组电动机安装l；卧式与斜式机组主要工作 分为轴瓦研刮和轴承装配、水泵、机组电动机l、传动装置安装；灯泡贯流式机组主要工作分为固定部 件、轴承装配、水泵、机组电动机安装。
          • • 
  • 【本章小贴士】