水利工程施工课后解答(第五版)
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答:周密地分析研究水文、地形、地质、水文地质、枢纽布置及施工条件等基本资料,在满足上述要求的前提下,选定导流标准,划分导流时段,确定导流设计流量;选择导流方案及导流建筑物的型式;确定导流建筑物的布置、构造及尺寸;拟定导流建筑物修建、拆除、堵塞的施工方法以及截断河床水流、拦洪度汛和基坑排水等措施。
答:A、分段围堰法导流:亦称分期围堰法,即用围堰将水工建筑物分段、分期维护起来进行施工的方法。
一般适用于:河床宽、流量大、工期较长的工程,尤其适用于通航河段和冰棱严重的河流。(河床狭窄,基坑工作面不大,水深,流急,和由于覆盖层较深难于候筑纵向围堰实现分期导流的地方)
B、全段围堰法导流:即在河床主体工程的上下游各建一道断流围堰,使水流经河床以外的临时或永久泄水道下泄。适用于导流流量小的情况。(流量很大的平原河道或沙谷较宽的山区河流上修建混凝土坝枢纽)
答:即选择导流设计流量进行施工导流设计的标准,包括初期导流标准,坝体拦洪度汛标准,孔洞封堵标准等。
施工初期导流标准:按水利水电工程施工组织设计规范的规定,首先根据导流建筑物的下列指标(保护对象、失事后果、使用年限、工程规模),将导流建筑物划分为Ⅲ~Ⅴ级;再根据导流建筑物的类别和类型,在水利水电工程施工组织设计规范规定的幅度内选定相应的洪水重现期作为初期导流标准。
答:即按导流程序所划分的各施工阶段的延续时间,具有实际意义的导流时段,主要是围堰挡水而保证基坑干地施工的时间(即挡水时段)。
⑴过水围堰:①围堰挡全年洪水,导流设计流量为选定导流标准的年最大流量,导流挡水与泄水建筑物的设计流量相同;
②围堰只挡某一枯水时段,按该挡水时段内同频率洪水作为围堰和该时段泄水建筑物的设计流量,确定泄水建筑物总规模的设计流量应按坝体施工期临时度汛洪水标准决定。
④根据历年实测水文资料,统计超过上述假定流量的总次数,除以统计年数得年平均超过次数,亦即年平均淹没次数;
⑤绘制流量与导流建筑物费用、基坑淹没损失费用的关系曲线,并将它们叠加得流量与导流总费用的关系曲线;
⑥计算施工有效时间,试拟控制性进度计划,以验证初选的导流设计流量是否现实可行,以便最终确定一个既经济又可行的挡水期和导流设计流量。
过水期的挡水标准:应与不过水围堰挡全年洪水时的标准相同,相应的导流设计流量主要用于围堰过水工况下,加固保护措施的结构设计和稳定分析,也用于校核导流泄水道的过水能力。各级流量下的流态、水力要素和最不利溢流工况,应通过水力计算及水工模型试验论证。
2.挡水期的导流标准:应结合水文特点、施工工期及挡水时段,经技术经济比较后选定,当水文系列较长,大于或等于30年时,也可根据实测流量资料分析选用。相应的导流设计流量主要用于确定堰顶高程、导流泄水建筑物的规模及堰体的稳定分析等。
因素:水文条件、地形条件、地质及水文地质条件、水工建筑物的型式及其布置、施工期间河流的综合利用、施工进度,施工方法及施工场地布置。
答:水利水电工程的施工进度与导流方案密切相关,通常是根据导流方案安排控制性进度计划。对施工进度起控制作用的关键性时段主要有导流建筑物的完工期限、截断河床水流的时间、坝体拦洪的期限、封堵临时泄水建筑物的时间以及水库蓄水发电的时间等。各项工程的施工方法和施工进度直接影响到各时段中导流任务的合理性和可能性。因此,施工方法、施工进度与导流方案是密切相关的。
导流方案的选择与施工场地的布置亦相互影响。例如,在混凝土坝施工中,当混凝土生产系统布置在一岸时,宜采用全段围堰法导流。若采用分段围堰法导流,则应以混凝土生产系统所在的一岸作为第一期工程,因为这样两岸施工交通运输问题比较容易解决。
答:河道截流有立堵法、平堵法、立平堵法、平立堵法、下闸截流以及定向爆破截流等多种方法,但基本方法为立堵法和平堵法两种。
1.立堵法:将截流材料从龙口的一端向另一端或从两端向中间抛投进占,逐渐束窄龙口,直至全部拦断。截流材料通常用自卸汽车在进占戗堤的端部直接卸料入水,或先在堤头卸料,
2.平堵法:事先在龙口架设浮桥或栈桥,用自卸汽车沿龙口全线从浮桥或栈桥上均匀、逐层抛填截流材料,直至戗堤高出水面为止。
答:(既要把握截流时机,选择在流量较小、风险较低的时段内进行;又要为后续的基坑工作和主体建筑物施工留有余地,不致影响整个工程的施工进度。考虑因素:
答:立堵截流需要计算截流过程中龙口各参数如单宽流量q、落差z及流速v等的变化规律,由此确定截流材料尺寸及相应的数量。
答:一个积极可靠的蓄水计划,既能保证发电、灌溉及航运等方面的要求,又要力争在比较有利的条件下封堵导流临时泄水建筑物,使封堵工作顺利进行;按人与自然和谐相处的要求、环境保护因素对水库蓄水期向下游的供水有一个最小流量要求,该流量可结合工程实际,经比较后合理制定措施:
在进行施工期蓄水历时计算时,要综合考虑下游通航、灌溉、发电和下游用水要求,计算分析确定。施工期蓄水历时的计算方法常用频率法和典型年法,同时,水库蓄水要解决的问题:1.确定蓄水历时计划,并据此确定水库开始蓄水的日期,即导流临时泄水建筑物封堵日期。水库蓄水可按保证率75%~85%的月平均流量过程线来制订。可以从发电、灌溉及航运等方面所提出的运用期限和水位要求,反推出水库开始蓄水的日期。
2.校核库水位上升过程中大坝施工的安全性,并据此拟定大坝浇筑的控制性进度计划和坝体纵缝灌浆的进程。大坝施工安全校核的洪水标准,通常可选用20年一遇月平均流量。校核时,以导流临时泄水建筑物封堵日期为起点,按选定洪水标准的月平均流量过程线,用顺推法绘制水库蓄水过程线.在基坑排水中,如何用试抽法确定排水设备的容量?
答:试抽时,如果水位下降很快,显然是排水设备容量过大,这时,可关闭一部分排水设备,以控制水位下降速度;若水位基本不变,则可能是排水设备容量过小或者有较大的渗漏通道存在,这时,应增加排水设备容量或找出渗漏通道予以堵塞,然后再进行抽水,还有一种情况是水位降至一定深度后就不再下降,这说明此时排水流量与渗透流量相等,只有增大排水
答:为防止下雨时因地面径流进入基坑而增加抽水量甚至淹没基坑,往往在基坑外缘挖排水沟或截水沟,以拦截地面水。
答:1、导流明渠,与永久工程相结合,利用岸边船闸、升船机或溢洪道布置导流明渠,如岩滩、水口、大峡等工程。
2、导流隧洞系临时建筑物,其布置应与电站枢纽总布置相协调,尽量与永久泄洪或引水建筑物相结合,对地形地质条件较好的一岸或部位,一般优先由永久建筑物布置,如厂房引水系统,泄洪洞等。
3、导流底孔是坝体内设置的临时泄水孔口,其布置尽量将导流底孔与永久建筑物的底孔结合,当永久建筑物设计中有放空、供水、排沙底孔可供利用时,应尽量让导流底孔与之结合。
答:1.爆炸:在极短时间内,释放出大量能量,产生高温,并放出大量气体,在周围介质中造成高压的化学反应或状态变化。
爆破:利用的爆炸能量对周围的岩石、混凝土或土等介质进行破碎、抛掷或压缩,达到预定的开挖、填筑或处理等工程目的的技术。
2.正氧平衡:的含氧量大于可燃物完全氧化所需要的含氧量,生成有毒的NO2,并释放较少的热量。
负氧平衡:的含氧量小于可燃物完全氧化所需要的含氧量,生成有毒的CO,释放热量仅为正氧平衡的1/3左右。
3.导火索:用来激发火,索芯为黑火药,外壳用棉线、纸条和防水材料等缠绕和涂抹而成。按使用场合不同,有普通型、防水型和安全型3种。
导爆索:可分为安全导爆索和露天导爆索。构造类似于导火索,但其药芯为黑索金,外表涂成红色,以示区别。
5.爆力:又称静力威力,用定量炸开规定尺寸铅柱体内空腔的容积(mL)来衡量,表征膨胀介质的能力。
猛度:又称动力威力,用定量炸塌规定尺寸铅柱体的高度(mm)来表示,表征粉碎介质的能力。
可见漏斗:破碎后的岩块部分抛掷于漏斗半径以外,抛起的部分渣料落回到漏斗坑内,形成的可见漏斗。
8.光面爆破:先爆除主体开挖部分的岩体,然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包,将光爆层炸除,形成一个平整的开挖面。
预裂爆破:首先起爆布置在设计轮廓线上的预裂爆破孔药包,形成一条沿设计轮廓线贯穿的裂缝,再在该人工裂缝的屏蔽下进行主体开挖部位的爆破,保证保留岩体免遭破坏。
答::1.三硝基甲苯(TNT);2.硝化(胶质)3.铵梯;4.铵油;
答:1.W:最小抵抗线:药包中心至临空面的最短距离;2.r:爆破漏斗底半径;3.R:爆破破坏半径;4.P:可见漏斗深度;5.L:抛掷距离;
钻孔爆破又分为浅孔爆破和深孔爆破;浅孔爆破大量应用于地下工程开挖、露天工程的中小型料场开采、水工建筑物基础分层开挖以及城市建筑物的控制爆破。深孔爆破则恰好弥补了前者的缺点,适用于料场和基坑的大规模、高强度开挖。
在水利水电工程施工中,当地质、地形条件满足要求时,洞室爆破可用于定向爆破筑坝、面板堆石坝次料场开挖以及定向爆破截流。
措施:1.合理利用或创造人工自由面。实践证明,充分利用多面临空的地形,或人工创造多面临空的自由面,有利于降低爆破单位耗药量。适当增加梯段高度或采用斜孔爆破,均有利于提高爆破效率。斜孔爆破后边坡稳定,块度均匀,还有利于提高装渣效率。
2.改善装药结构。深孔爆破多采用单一的连续装药,且药包往往处于底部、空口不装药段较长,导致大块的产生。采用分段装药虽增加了一定施工难度,但可有效降低大块率;采用混合装药方式,即在孔底装高威力、上部装普通,有利于减少超钻深度;在国内外矿山部门采用的空气间隔装药爆破技术也证明是一种改善爆破破碎效果、提高爆炸能量利用率的有效方法。
3.优化起爆网路。化起爆网路对提高爆破效果,减轻爆破振动危害起着十分重要的作用。选择合理的起爆顺序和微差间隔时间对于增加药包爆破自由面、促进爆破岩块相互撞击以减小块度、防止爆破公害具有十分重要的作用。
4.采用微差挤压爆破。微差挤压爆破是指爆破工作面前留有渣堆的微差爆破。由于留有渣堆,从而促使爆岩在运动过程中相互碰撞、前后挤压,获得进一步破碎,改善了爆破效果。微差挤压爆破可以用于料场开挖及工作面小、开挖区狭长的场合。它可以使钻孔和出渣作业互不干扰,平行连续作业,从而提高工作效率。
5.保证堵塞长度和堵塞质量。实践证明,当其他条件相同时,堵塞良好的爆破效果及能量利用率较堵塞不良的场合可以大幅提高。
答:预裂爆破:1.孔径:明挖70~165mm;隧洞开挖为40~90mm;大型地下厂房为50~110mm。
2.孔距:与岩石特性、性质、装药情况、开挖壁面平整度要求和孔径大小有关。孔距一般为孔径的7~12倍。质量要求高、岩质软弱、裂隙发育者取小值。
4.线装药密度:指单位长度炮孔的平均装药量。影响预裂爆破参数的因素很复杂,很难从理论上推导出严格的计算公式,主要以经验公式为主。
答:原因:由于爆破荷载的作用,在完成岩体破碎、开挖的同时,爆破不可避免地对保留岩体产生损伤,形成所谓的爆破损伤影响区。因此在建基面以上一定范围须预留保护层,采用严格的爆破控制措施,以防止水工建筑物岩石基础的整体性遭到破。
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