注册土木工程师考试-总体设计.ppt

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1、水 工 结 构 篇,水利水电专业知识考试,陆宗磐中水北方勘测设计研究有限责任公司原水利部天津勘测设计研究院,2,Tel:022-28702848,第一节 工程等级划分及标准第二节 工程选址及总体布置,第五章 工程总体设计,考 试 大 纲,5.1工程等级划分及标准水利水电工程等别划分工程永久（临时）建筑物级别划分水利水电工程洪水标准水利水电工程抗震设防标准5.2工程选址及总体布置工程建设场址、坝（闸）址、厂（站）址选定原则工程主要建筑物基本型式的选择工程总布置应考虑的主要因素,第五章 工程总体设计,一、水利水电工程等别划分,水利水电工程的等别，应根据其工程规模、效益及在国民经济中的重要性，划分为

2、五等，按表5-1确定。,第一节 工程等级划分及标准,表5-1 水利水电工程分等指标,（1）对综合利用的水利水电工程，当按各综合利用项目的分等指标确定的等别不同时，其工程等别应按其中最高等别确定。注：水库总库容指水库最高水位以下的静库容。治涝面积和灌溉面积均指设计面积。（2）拦河水闸工程的等别，应根据其过闸流量，按表5-2确定。,工 程 等 别,第一节 工程等级划分及标准,表5-2 拦河水闸工程分等指标,3*15MW,15孔12m,50年16600m3/s,中型,（3）灌溉、排水泵站的等别，应根据其装机流量与装机功率，按表5-3确定。工业、城镇供水泵站的等别，应根据其供水对象的重要性，按表5-1

3、确定。注：1装机流量、装机功率系指包括备用机组在内的单站指标；2当泵站按分等指标分属两个不同等别时，其等别按其中高的等别确定 3.由多级或多座泵站联合组成的泵站系统工程的等别，可按其系统的指标确定。（4）引水枢纽工程等别应根据引水流量的大小，按表5-4确定。,工 程 等 别,第一节 工程等级划分及标准,表5-3 灌溉、排水泵站分等指标,表5-4 引水枢纽工程分等指标,二、工程永久(临时)建筑物级别划分,1永久性水工建筑物级别（1）水利水电工程的永久性水工建筑物的级别，应根据其所在工程的等别和建筑物的重要性，划分为五级，按表55确定。（2）失事后损失巨大或影响十分严重的水利水电工程的25级主要永

4、久性水工建筑物，经过论证并报主管部门批准，可提高一级；失事后造成损失不大的水利水电工程的14级主要永久性水工建筑物，经过论证并报主管部门批准，可降低一级。（3）水库大坝按表55规定为2级、3级的永久性水工建筑物，如坝高超过表56指标，其级别可提高一级，但洪水标准可不提高。（4）当永久性水工建筑物基础的工程地质条件复杂或采用新型结构时，对25级建筑物可提高一级设计，但洪水标准不予提高。,第一节 工程等级划分及标准,表5-5 永久性水工建筑物级别,表5-6 水库大坝提级指标,二、工程永久(临时)建筑物级别划分,（2）城市防洪建筑物级别城市防洪建筑物级别根据城市防洪设计规范CJJ5092确定。应按城

5、市等别及其在工程中的作用和重要性划分为四级，可按表57确定。（3）堤防工程的级别堤防工程的级别，应按堤防工程设计规范（GB5028698）确定。堤防工程的防洪标准主要由防护对象的防洪要求而定。堤防工程的级别根据堤防工程的防洪标准确定，见表58。,第一节 工程等级划分及标准,二、工程永久(临时)建筑物级别划分,（4）其他水工建筑物级别1）灌溉渠道或排水沟的级别应根据灌溉或排水流量的大小，按表59确定。对灌排结合的渠道工程，当按灌溉和排水流量分属两个不同工程级别时，应按其中较高的级别确定。2）水闸、渡槽、倒虹吸、涵洞、跌水与陡坡等灌排建筑物的级别，应根据过水流量的大小，按表510确定。3）在防洪堤

6、上修建的引水、提水工程及其它灌排建筑物，或在挡潮堤上修建的排水工程，其级别不得低于防洪堤或挡潮堤的级别。4）倒虹吸、涵洞等灌排建筑物与公路或铁路交叉布置时，其级别不得低于公路或铁路的级别。,第一节 工程等级划分及标准,表5-7 防洪建筑物级别,表5-8 堤防工程的级别,表5-9 灌排渠沟工程分级指标,表5-10 灌排建筑物分级指标,二、工程永久(临时)建筑物级别划分,（5）临时性水工建筑物级别1）水利水电工程施工期使用的临时性挡水和泄水建筑物的级别，应根据保护对象的重要性、失事后果、使用年限和临时性建筑物规模，按表5-11确定。2）当临时性水工建筑物根据表5-11指标分属不同级别时，其级别应按

7、其中最高级别确定。但对3级临时性水工建筑物，符合该级别规定的指标不得少于两项。3）利用临时性水工建筑物挡水发电、通航时，经过技术经济论证，3级以下临时性水工建筑物的级别可提高一级。,第一节 工程等级划分及标准,表5-11 临时性水工建筑物级别,一般规定,山区、丘陵区水利水电工程的永久性水工建筑物,平原区、滨海区水利水电工程永久性水工建筑物,其他水利工程的永久性水工建筑物,城、乡防洪标准,三、水利水电工程洪水标准,一般规定1）应按山区、丘陵区和平原、滨海区分别确定。2）当山区、丘陵区的水利水电工程永久性水工建筑物的挡水高底低于15m，且上下游最大水头差小于10m时，其洪水标准宜按平原、滨海区标准

8、确定；当平原区、滨海区的水利水电工程永久性水工建筑物的挡水高度高于15m，且上下游最水头差大于10m时，其洪水标准宜按山区、丘陵区标准确定。3）江河采取梯级开发方式，还应结合江河治理和开发利用规划，统筹研究，相互协调。,三、水利水电工程洪水标准,山区、丘陵区水利水电工程的永久性水工建筑物2）对土石坝，如失事下游将造成特别重大灾害时，1级建筑物的校核洪水标准，应取可能最大洪水（PMF）或重现期10000年标准；24级建筑物的校核洪水标准可提高一级。3）对混凝土坝、浆砌石坝，如洪水漫顶将造成极严重的损失时，1级建筑物的校核洪水标准经过专门论证并报主管部门批准，可取可能最大洪水（PMF）或重现100

9、00年标准。4）山区、丘陵区水利水电工程的永久性泄水建筑物消能防冲设计的洪水标准，可低于泄水建筑物的洪水标准，根据泄水建筑物的级别按表513确定，并应考虑在低于消能防冲设计洪水标准时可能出现的不利情况。对超过消能设计标准的洪水，容许消能防冲建筑物出现局部破坏，但必须不危及挡水建筑物及其他主要建筑物的安全，且易于修复，不致长期影响工程运行。,三、水利水电工程洪水标准,平原区、滨海区水利水电工程永久性水工建筑物,其他水利工程的永久性水工建筑物4）堤防工程的洪水标准，应根据江河防洪规划和保护对象的重要性，按照现行国家标准防洪标准确定。对没有整体防洪规划河流的堤防，或不影响整体防洪规划的相对独立的局部

10、堤防，其洪水标准，根据保护对象的重要性，按GB5028698确定。穿堤永久性水工建筑物的洪水标准，应不低于堤防工程洪水标准。堤防工程上的闸、涵、泵站等建筑物及其他构筑物的设计防洪标准，不应低于堤防工程的防洪标准，并应留有适当的安全裕度。,城、乡防洪标准,三、水利水电工程洪水标准,表5-12 山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准 重现期(年),表5-13 山区、丘陵区水利水电工程消能防冲建筑物洪水标准,表5-14 水电站厂房洪水标准重现期(年),表5-15 平原区水利水电工程永久性水工建筑物洪水标准 重现期（年）,表5-16 灌溉和治涝工程永久性水工建筑物洪水标准,表5-17 供水

11、工程永久性水工建筑物洪水标准重现期(年),表5-18 泵站建筑物洪水标准重现期(年),表5-19 城市的等级和防洪标准,表5-20 乡村防护区的等级和防洪标准,（1）一般采用基本烈度作为设计烈度。（2）甲类的1级壅水建筑物，可根据其遭受强震影响的危害性，在基本烈度基础上提高1度作为设计烈度。（3）对基本烈度为6度或6度以上、坝高超过200m或水库总库容大于100亿m3的大(1)型工程，及基本烈度为7度或7度以上，坝高超过150m的大（1）型工程，需要做专门的地震危害性分析。（4）其他特殊情况需要采用高于基本烈度的设计烈度时，应经主管部门批准。（5）抗震设计烈度高于9度的水工建筑物或高度大于25

12、0m的壅水建筑物，其抗震设计标准应进行专门研究论证，报主管部门审查批准。（6）当水电枢纽工程受到水库诱发地震影响的烈度大于6度时，应进行抗震验算和采取相应的抗震措施。,三、水利水电工程抗震标准,四、水利水电工程设防标准表5-21 工程抗震设防类别,坝址选择,1.地形条件,2.地质条件,3.施工条件,4.建筑材料,5.综合效益,6.其他,第二节 工程选址及总体布置,一、工程建设场址及坝(闸)址、厂(站)址选择原则,潘家口坝址选择,二、闸址选择,三、水电站厂房(泵站)厂址选择,二、闸址选择,三、水电站厂房(泵站)厂址选择,挡水建筑物,二、水利水电工程主要建筑物基本型式及选择,泄水建筑物,引水建筑物

13、,输(排)水渠系及交叉建筑物,发电厂房(泵房)及开关站(变电站),通航、过木及过鱼建筑物,堤防及河道整治建筑物,龙口坝型比选,1 当地材料坝（1）龙口坝址河道比较狭窄，两岸为陡崖，泄洪流量较大。黄河为多泥沙河流，汛期要求泄洪和排沙，岸边泄洪洞无法满足排沙要求；（2）施工导流及施工布置均较困难；工程量大，工期长。（3）当地材料坝，电站布置困难。,龙口坝型比选,2 拱坝 对于拱坝来说，因坝的高宽比已达1：8，经计算，拱分载仅3.5，绝大部分荷载由悬臂梁承担，拱的作用不明显。拱坝施工复杂，泄洪、排沙建筑物布置不便；厂房布置困难，将增大工程投资，也不宜采用。,龙口坝型比选,3 泄水闸坝（1）泄水闸在正

14、常蓄水时挡水水头35.0m，闸墩承受水压力大，闸墩支承结构的设计比较复杂。（2）泄水闸坝上部为轻型结构，由于龙口工程坝基存在泥化夹层的特殊性，需要上部重量来满足大坝稳定要求，因此轻型泄水闸坝需增加其他稳定措施。,龙口坝型比选,4 混凝土重力坝 混凝土重力坝布置紧凑，可将泄流、排沙及电站厂房建筑物均布置在河床中，施工方便，底孔泄流采用二级消能能满足要求。故选定实体混凝土重力坝为设计坝型。,推荐方案平面,龙口水利枢纽,推荐方案立视,三、水利水电工程总布置应考虑的主要因素,枢纽布置设计的一般原则应满足各个建筑物在布置上的要求，保证其在任何工作条件下都能正常工作。枢纽中各建筑物应尽可能紧凑布置，在满足

15、功能要求前提下，减少工程投资，方便运行管理。尽量使一个建筑物发挥多种用途或临时建筑物和永久建筑物相结合布置，充分发挥综合效益。在满足建筑物强度和稳定的条件下，枢纽布置应考虑降低枢纽总造价和年运行费用。枢纽布置要做到施工方便，工期短，造价低 尽可能使枢纽中的部分建筑物早期投产，提前发挥效益（如提前蓄水，早期发电或灌溉）。枢纽的外观应与周围环境相协调，在可能条件下注意美观。,三、水利水电工程总布置应考虑的主要因素,枢纽布置方案选择考虑的主要因素 影响枢纽布置方案选择的因素主要有地形地质条件、水资源综合利用、建筑物布置、水力学条件、工程量、施工条件、施工工期、工程投资和运行条件等方面，经过综合分析上述影响因素后，可选出技术经济综合指标较优的枢纽布置方案。地形地质条件 建筑物布置及泄洪消能条件 运行管理条件 工程量及工程投资,刘家峡水电站,乌江渡水电站,水 口 水 电 站,黄河万家寨水利枢纽,万家寨底孔排沙泄洪,二 滩 水 电 站,李 家 峡 水 电 站,李 家 峡 水 电 站,隔 河 岩 水 电 站,隔河岩水电站大坝泄洪,天生桥一级水电站,渔子溪一级水电站,