水利水電工程建筑
摘要：興水之利，謂之水利；利水之力，建二次能源，稱水電；壩、渠道、隧洞、水電站等為體現(xiàn)人類改造，開發(fā)水利水電的水工建筑物。關(guān)鍵詞：水利水電水工建筑物
前言
人類到今天，資源變得如此的稀缺性。從發(fā)現(xiàn)資源到開發(fā)資源到資源的枯竭。我們不得不反思“為什么是這樣子？”，答案很明確資源是有限的，而人類的需求是無限的。我們要尋找循環(huán)的、清潔的、環(huán)保的資源是社會(huì)發(fā)展的永恒的指南針。
水，作為萬(wàn)物之源是如此的珍貴。從原始社會(huì)到社會(huì)，事實(shí)證明，人類的力量是弱小的，但人類的智慧是強(qiáng)大的。作為一個(gè)古老而文明的國(guó)家，從古到今在水利水電世界上都作出了突出的貢獻(xiàn)。例如：京杭大運(yùn)河、都江堰水利工程、引灤入津及正在建設(shè)的南水北調(diào)等；水電有葛洲壩、劉家峽、小浪底、二灘、三峽等。
中國(guó)，作為一個(gè)地形地質(zhì)復(fù)雜（幾乎包括世界所有種類的地形地質(zhì)）。同樣中國(guó)也是一個(gè)災(zāi)難重重的國(guó)度——自然災(zāi)害頻頻發(fā)生，如旱、、泥石流、地震等。人類發(fā)展的也是人類改造自然的歷史。
實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)配置是我們共同的愿望。此時(shí)同時(shí)，神州大地將崛起體現(xiàn)人類意志的標(biāo)志性上午建筑。隨著人類對(duì)資源的無限需求，作為屬水電工程建設(shè)的每一個(gè)人都是一種挑戰(zhàn)（自然、地形、地質(zhì)、氣候更加的復(fù)雜，不便，將付出更大的代價(jià)）。然而，我們有信心有進(jìn)步才有發(fā)展，有發(fā)展才可以讓我們騰飛在蔚藍(lán)色的天空之上。
作為普通人接觸的水電工程是看得見摸的著的東西，實(shí)際上它是表面的、膚淺的。而本質(zhì)的靈魂的東西才是它本身最偉大的世界。
萌芽篇
我是一點(diǎn)，小小的一點(diǎn)。何為“海”，海納百川，分開則為水與每。也就是我要每天與水接觸；“長(zhǎng)”則表示為時(shí)間的概念。我出生于一個(gè)交通不發(fā)達(dá)，電力緊張的地方。人們對(duì)水的需求變得怨天尤人。大自然是無情的是隨機(jī)的不會(huì)依照人類的意志來執(zhí)行每一次命令。
我只相信一點(diǎn)，聚點(diǎn)成線，聚線成面，聚面成體。
篇
我是于2000年進(jìn)入四川電力學(xué)院的，當(dāng)時(shí)我的選擇是水工。從小我對(duì)水利水電方面就產(chǎn)生很大的興趣，我有時(shí)感覺我應(yīng)該屬于這個(gè)世界的一樣。我愿用一生來在這個(gè)世界行走→飛翔。
在這里，我真正的尋找到了自己的天堂，這里條件很好。有很多實(shí)驗(yàn)室，里面有許多的儀器、模型，了解到水工歷史的具體體驗(yàn)。
那時(shí)，老師給了我很多關(guān)心和機(jī)會(huì)，我非常的感謝我的父親及所有關(guān)心我的人，他們?cè)谖易钚枰臅r(shí)候幫了我，給我勇氣面對(duì)任何困難，并戰(zhàn)勝它。
本人以施工放來對(duì)水電工程的一點(diǎn)理解。
第一章土石壩施工
土石壩包括各種碾壓式土壩、堆石壩和土石混合壩。土石壩具有就地取材，對(duì)壩基地質(zhì)條件要求不高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單節(jié)約三材和易于施工等優(yōu)點(diǎn)。隨著大型高效機(jī)具的采用，壩體防滲結(jié)構(gòu)和材料的改進(jìn)，施工人數(shù)的大量減少，施工工期的進(jìn)一步縮短以及施工費(fèi)用的顯著降低等，為土石壩的發(fā)展開辟了廣闊前景。當(dāng)今國(guó)內(nèi)外不僅中低壩廣泛采用土石壩，而且興建的高土石壩也也來也多。砼面板堆石壩的性和快速施工，已成為壩工建設(shè)中具有很強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的一種新壩性，更是使土石壩“錦上添花”。
第一節(jié)料場(chǎng)規(guī)劃
土石壩施工中，料場(chǎng)的合理規(guī)劃和使用，是土石壩施工中的關(guān)鍵技術(shù)之一，它不僅關(guān)系到壩體的施工質(zhì)量、工期和工程造價(jià)，甚至還會(huì)到周圍的農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)。
施工前，應(yīng)配合施工組織設(shè)計(jì)，對(duì)各類料場(chǎng)作進(jìn)一步的勘探和總體規(guī)劃、分期開采計(jì)劃。使各種壩料有計(jì)劃、有次序地開采出來，以滿足壩體施工的要求。
選用料場(chǎng)材料的物理力學(xué)性質(zhì)，應(yīng)滿足壩體設(shè)計(jì)施工質(zhì)量要求，勘探中的可供開采量不少于設(shè)計(jì)需要量的2倍。在儲(chǔ)量集中繁榮主要料區(qū)，布置大型開采設(shè)備，避免經(jīng)常性的轉(zhuǎn)移；保留一定的備用料場(chǎng)（為主要料場(chǎng)總儲(chǔ)量的20%～30%）和近料場(chǎng)，作為壩體合龍以及搶筑攔洪高程用。
在料場(chǎng)的使用時(shí)間及程序上，應(yīng)考慮施工期河水位的變化及施工導(dǎo)流使上游水位抬高的影響。供料規(guī)劃上要近料、上游易淹料先用；遠(yuǎn)料，下游不淹料后用。含水量高料場(chǎng)夏季用；含水量低料場(chǎng)雨季用。施工強(qiáng)度高時(shí)利用近料，強(qiáng)度低時(shí)利用遠(yuǎn)料，平衡運(yùn)輸強(qiáng)度，避免窩工。對(duì)料場(chǎng)高程與相應(yīng)的填筑部位，應(yīng)選擇恰當(dāng)，布置合理，有利于重車下坡。作到就近取料，低料低用，高料高用；避免上下游料過壩的交叉運(yùn)輸，減少干擾。
充分合理地利用開挖棄渣料，對(duì)降低工程造價(jià)和保證施工質(zhì)量具有重要的意義。作到棄渣無隱患，不影響環(huán)保。在料場(chǎng)規(guī)劃中應(yīng)考慮到挖、填各種壩料的綜合平衡，作好土石方的調(diào)度規(guī)劃，合理用料。料場(chǎng)的覆蓋剝離層薄，有效料層厚，便于開采，獲得率高。減少料物堆存、倒運(yùn)，作好料場(chǎng)的防洪、排水、防止料物污染和分離。不占或少占農(nóng)業(yè)耕地，作到占地還地、占田還田。
總之，在；料場(chǎng)的規(guī)劃和開采，考慮的因素很多而且又很靈活。對(duì)擬定的規(guī)劃、供料方案，在施工中不合適的即使進(jìn)行調(diào)整，以取得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
第二節(jié)土石料開挖運(yùn)輸
土石壩施工中，從料場(chǎng)的開挖、運(yùn)輸，到壩面的平料和壓實(shí)等各項(xiàng)工序，都可由互相配套的工程機(jī)械來完成，構(gòu)成“一條龍”式的施工工藝流程，即綜合機(jī)械化施工。在大中型土石壩，尤其在高土石壩中，實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化施工，對(duì)提高施工技術(shù)水平，加快土石壩工程建設(shè)速度，既有十分重要的意義。
一、開挖運(yùn)輸方案
壩料的開挖與運(yùn)輸，是保證上壩強(qiáng)度的重要環(huán)節(jié)之一。開挖運(yùn)輸方案，主要具壩體結(jié)構(gòu)布置特點(diǎn)、壩料性質(zhì)、填筑強(qiáng)度、料場(chǎng)特性、運(yùn)距遠(yuǎn)近、可供選擇的機(jī)械型號(hào)等多種因素，綜合比較確定。土石壩施工中開挖運(yùn)輸方案主要有以下幾種。
1.正向鏟開挖，自卸汽車運(yùn)輸上壩
正向鏟開挖、裝載，自卸汽車運(yùn)輸直接上壩，通常運(yùn)距小于10km。自卸汽車可運(yùn)各種壩料，運(yùn)輸能力高，設(shè)備通用，能直接鋪料，機(jī)動(dòng)靈活，轉(zhuǎn)彎半徑小，爬坡能力較強(qiáng)，管理方便，設(shè)備易于獲得，在國(guó)內(nèi)外的高土石壩施工中，獲得了廣泛的，且挖運(yùn)機(jī)械朝著大斗容量、大噸位方向發(fā)展。在施工布置上，正向鏟一般都采用立面開挖，汽車運(yùn)輸?shù)缆房刹贾贸裳h(huán)路，裝料時(shí)停在挖掘機(jī)一側(cè)的同一平面上，既汽車魚貫式地裝料與行駛。這種布置形式，可避免或減少汽車的倒車時(shí)間，正向鏟采用60°～90°的轉(zhuǎn)角側(cè)向卸料，回轉(zhuǎn)角度小，生產(chǎn)率高，能充分發(fā)揮正向鏟與汽車的效率。
2.正向鏟開挖、膠帶機(jī)運(yùn)輸
國(guó)內(nèi)外很多水利水電工程施工中，廣泛采用了膠帶機(jī)運(yùn)輸土、砂石料。國(guó)內(nèi)的大伙房、岳城、石頭河等土石壩施工，膠帶機(jī)成為主要的運(yùn)輸工具。膠帶機(jī)的爬坡能力大，架設(shè)簡(jiǎn)易，運(yùn)輸費(fèi)用較低，比自卸汽車可降低運(yùn)輸費(fèi)用1/3～1/2，運(yùn)輸能力也較高，膠帶機(jī)合理運(yùn)距小于10km，膠帶機(jī)可直接從料場(chǎng)運(yùn)輸上壩；也可與自卸汽車配合，作長(zhǎng)距離運(yùn)輸，在壩前經(jīng)漏斗由汽車轉(zhuǎn)運(yùn)上壩；與有軌機(jī)車配合，用膠帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)上壩做短距離運(yùn)輸。，國(guó)外已發(fā)展到可用膠帶機(jī)運(yùn)輸塊徑為400～500mm的石料，甚至向運(yùn)輸塊徑達(dá)700～1000mm的更大堆石料發(fā)展。
3.斗輪式挖掘機(jī)開挖，膠帶機(jī)運(yùn)輸，轉(zhuǎn)自卸汽車上壩
當(dāng)填筑方量大，上壩強(qiáng)度高的土石壩，料場(chǎng)儲(chǔ)量大而集中，可采用斗輪式挖掘機(jī)開挖，它的生產(chǎn)率高，具有連續(xù)挖掘、裝載的特點(diǎn)，斗輪式挖掘?qū)⒘限D(zhuǎn)入移動(dòng)式膠帶機(jī)，其后接長(zhǎng)距離的固定式膠帶機(jī)至壩面或壩面附近經(jīng)自卸汽車運(yùn)至填筑面。這種布置方案，可使挖、裝、運(yùn)連續(xù)進(jìn)行，簡(jiǎn)化了施工工藝，提高了機(jī)械化水平和生產(chǎn)率。石頭河土石壩采用DW-200型斗輪式挖掘機(jī)開采土料，用寬1000mm、長(zhǎng)1200余m、帶速150m/min膠帶上壩，經(jīng)雙翼卸料機(jī)于壩面用12t自卸汽車轉(zhuǎn)運(yùn)卸料，日強(qiáng)度平均達(dá)4000～5000m＾3，最高達(dá)10000m＾3（壓實(shí)方）。美國(guó)圣路易土石壩施工中，采用特大型斗輪式挖掘機(jī)，開采的土料經(jīng)兩個(gè)卸料口輪流直接裝入100t的底卸汽車運(yùn)輸，21個(gè)工作小時(shí)裝車1000車，取土高度12m，前沿開挖寬度18.3m。
4.采砂船開挖，有軌機(jī)車運(yùn)輸，轉(zhuǎn)膠帶機(jī)（或自卸汽車）上壩
國(guó)內(nèi)一些大中型水電工程施工中，廣泛采用采砂船開采水下的砂礫料，配合有軌機(jī)車運(yùn)輸。在我國(guó)大型載重汽車尚不能充分滿足需要的情況下，有軌機(jī)車仍是一種效率較高的運(yùn)輸工具，它具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單修配容易的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)料場(chǎng)集中，運(yùn)輸量大，運(yùn)距較遠(yuǎn)（大于10km），可用有軌機(jī)車進(jìn)行水平運(yùn)輸。有軌機(jī)車運(yùn)輸?shù)呐R建工程量大，設(shè)備投資較高，對(duì)線路坡度和轉(zhuǎn)彎半徑的要求也較高。有軌機(jī)車不能直接上壩，在壩腳經(jīng)卸料裝置至膠帶機(jī)或自卸汽車轉(zhuǎn)運(yùn)上壩。
壩料的開挖運(yùn)輸方案很多，但無論采用何種方案，都應(yīng)結(jié)合工程施工的具體條件。組織好挖、裝、運(yùn)、卸的機(jī)械化聯(lián)合作業(yè)，提高機(jī)械利用率；減少壩料的轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)；各種壩料鋪填及設(shè)備應(yīng)盡量一致，減少輔助設(shè)施；充分利用地形條件，統(tǒng)籌規(guī)劃和布置；運(yùn)輸?shù)缆返馁|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)提高工效，降低車輛設(shè)備損耗，具有重要作用。
二.開挖運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備容量確定
分期施工的土石壩，應(yīng)根據(jù)壩體分期施工的填筑強(qiáng)度和開挖強(qiáng)度來確定相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備容量，可按qd=K*K1*Vd/T*N
式中qd——壩體分期填筑強(qiáng)度，m^3/h;Vd——壩體分期填筑方量，m^3；K——施工不均勻系數(shù)，可取1.2~1.3；K1——考慮沉降，削坡、損失等系數(shù)，可取1.15～1.2；T——分期時(shí)段的有效工作日數(shù)，d;按分期時(shí)段的總?cè)諗?shù)，扣除節(jié)假日、降雨及氣溫影響可能的停工日數(shù)，即為有效工作日數(shù)；N——每日的工作小時(shí)數(shù)，以20h計(jì)。壩體分期施工的開挖強(qiáng)度qc(m^3/h)為qc=K2*qd*rd/rn式中K2——開挖及運(yùn)輸中的損失系數(shù)，可取1.05～1.10；rd——土料的設(shè)計(jì)干表觀密度，t/m^3;rn——土料的天然干表觀密度，t/m^3。
滿足上壩填筑強(qiáng)度要求的挖掘機(jī)數(shù)量Nc為Nc=qc/Pc式中Pc——一臺(tái)挖掘機(jī)的生產(chǎn)率，m^3/h。
滿足上壩填筑強(qiáng)度要求的汽車總數(shù)量Na為Na=qc/Pa式中Pa——一輛汽車的生產(chǎn)率，m^3/h。配合一臺(tái)挖掘機(jī)所需的汽車數(shù)量n，其總的生產(chǎn)率應(yīng)略大于一臺(tái)挖掘機(jī)的生產(chǎn)率，因此應(yīng)滿足nPa
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