答案 - 水电站建筑物分思考题--2011(1)

水电站思考题

（说明这些答案不是老师给的，是我们自己做的，只是供大家参考下，如果有什么问题的话，请大家跟我说下，以免误导大家，谢啦）

一、管道部分

1．水电站有哪些类型（以取得水头方式划分）？各适用于什么条件？

按取得水头分为坝式，河床式，引水式三种典型布置（还有混合式，抽水蓄能，潮汐式等等）。1、坝式水电站适用于建在河流中上游得高山峡谷中，集中的落差为中，高水头。2、河床式水电站常一般见于河流中下游，水头较低，流量大，适用于水头低，流量大的河流。3、引水式水电站适用于流量小，坡降大的河流中下游或跨流域开发方案。 2．电站一般由哪些建筑物组成？各种建筑物的作用如何？ 答案见课本111面，有详细的解答。 3．进水口有哪几种类型？各适用于什么条件？

按水流条件可分为有压式进水口，开敞式进水口，抽水蓄能进水口。开敞式也称无压进水口，适用于天然河道或水位变化不大的水库中取水，有压式进水口适用于从水位变化幅度较大的水库中取水，抽水蓄能进水口适用于抽水蓄能电站。 4．有压进水口有哪几种类型？各适用于什么条件？

按照结构特点，有压进水口可分为以下四种：

① 洞式进水口：适用于隧洞进水口的地质条件较好，便于对外交通，地形坡度适中，

易于开挖平洞和竖井的情况。

② 墙式进水口：适用于地质条件差，山坡较陡，不易挖井的情况。 ③ 塔式进水口：适用于当地材料坝，进口处山岩较差，岸坡又比较平缓。 ④ 坝式进水口：适用于混凝土重力坝的坝后式厂房，坝内式厂房和河床式厂房。

5．根据对进水口要求，如何选择确定进水口位置与高程？

水电站有压式进水口的位置：应尽量使入流平顺、对称，不发生回流和漩涡，不出现淤积，不汇聚污物，泄洪时仍然正常进水。进水口后接引水隧洞，还应与洞线布置协调一致，选择地形，地质及水流条件都适宜的位置。

有压式进水口的高程，顶部高程应低于最低水位，并具有一定的埋深S=CVd1/2其中d为闸门口高度。底部高程应高于设计淤积高程，当有冲沙设备时，应根据排沙情况而定。 6．在靠近进水口工作闸门的下游必须设置通气孔，它的作用是什么？

作用：引水道充水时用以排气，事故闸门紧急关闭放空引水道时，用以补齐以防出现

有害真空。

7．水电站进水口工作闸门和检修闸门的作用是什么？它们在运行上有什么要求？ 工作闸门（事故闸门）作用：紧急情况下切断水流，以防事故扩大，不起调节流量的作用。运行要求：动水中快速关闭，静水中开启。

检修闸门作用：设在工作闸门上游侧，检修事故闸门和其门槽时用以堵水。运行要求：在静水中开启和关闭。

特殊情况下进口仅设检修门，而在调压室设事故闸门。 8．有压进水口包括哪些设备？其作用是什么？ 有压进水口包括以下几种设备：

1、拦污栅：防止漂目、树枝、树叶、杂草、垃圾、浮冰等漂浮物随水流带入进水口， 同时不让这些漂浮物堵塞进水口，影响进水能力。 2、闸门及启闭设备：作用见第7题。

3、通气孔及冲水阀：通气孔作用见前面。冲水阀作用是开启闸门前向引水道冲水，平衡闸门前后水压，以便闸门在静水中开启。

9．压力前池的作用？组成？在进行压力前池布置时，需特别引起注意的是什么问题？

压力前池的作用：①分配水量：正常运行时把流量平顺的分配给各压力管道。②平稳水压：荷载突然变化时或事故时，能起反射水击波的作用，（与调压室同）。③防污、防沙、防冰：保护管道、水轮机。④电站停机时，渲泄多余水量，保证下游用水。 组成：①池身及扩散段：渠道末端加宽、加深的过渡段以满足进水口布置需要。

②压力管道进水口：其构成与有压进水口同，常采用挡水墙式。 ③泄水建筑物：溢流堰等，在严寒地区可用来排冰。 ④排污、排沙、排冰设备： 压力前池布置时需要注意的问题：

1、前池整体布置时，影视水流平顺，水头损失最小，以提高水电站的出力和电能。 2、前池应尽可能靠近厂房，以缩短压力管道的长度

3、前池应建在地基的挖方中，选择压力前池的位置应特别注意地基稳定与渗漏条件。（简单的说就是水头损失要小，渗漏问题，挖方中稳定问题）

布置要求：①安全：地质条件好、地基稳定、一定要置于挖方中。（由于紧靠陡坡，渗径短，易于失稳、沉陷、滑坡）②经济：尽量靠近厂房（缩短压力管道），开挖工程量

少。③水流平顺：以减小水头损失。 ④便于施工、运行、检修。

10．压力水管的类型及其适用条件是什么？

类型：按布置方式分：露天式（明管），地下式（地下埋管），坝身管，回填管。按材料分：钢管、钢筋混凝土管、钢衬钢筋混凝土管。 适用条件：

1、露天式明钢管由钢材卷制而成,其强度很高,可以承受较大的内水压力,适用于中高水头电站。多为引水式地面厂房采用。 一般在其上设置镇墩、支墩、加劲环、伸缩节、阀门、进人孔、通气阀等。

2、地下埋管布置在岩体中,钢管与围岩之间用混凝土回填。多为引水式地面厂房或地下厂房采用。地下埋管可以是钢筋混凝土管或钢衬混凝土管。

3、坝身管布置在坝体内部或坝上、下游面,多为坝后式或坝内式厂房采用。 4、钢筋混凝土管具有造价低、可节约钢材、能承受较大外压和经久耐用等优点，通常用于内压不高的中小型水电站。

5、在内水压力作用下钢衬与外包钢筋混凝土联合受力，从而可以减小钢衬的厚度，该管适用于大HD值的情况。

11．水电站压力水管的供水方式主要有哪几种方式？它们优缺点和适用条件如何？

供水方式常有这样三种类型 ：1、单元供水2、集中供水3、分组供水 单元供水 优点：结构简单，运行灵活，可靠性好。 缺点：钢材用量大，经济性较差。

适用条件：管道较短，单机流量大，比如坝身管。

集中供水 优点：钢材用量最省，经济性较好。

缺点：运行灵活性和可靠性较差，需设结构复杂的分岔管。 适用条件：管道较长，流量较小的情况，比如引水式电站。

分组供水 优缺点：介与单元供水和集中供水之间。

适用条件：管道较长，机组台数多和流量较大的情况，比如引水式电站。 12．地面明钢管的支墩型式有哪几种类型？

1、作用：支撑钢管，承受管重和水重的法向分力，相当于梁的滚动支座

2、支墩按其支座与管身相对位移的特征分：1、滑动式支座（无支承环、有支承环）； 2、滚动式支座；3、摇摆式支座。

13．地面明钢管上镇墩的作用是什么？镇墩的型式有哪几类？

1、作用：将钢管固定在山坡上，主要承受因管道转弯而产生的轴向不平衡力，不允许管道在镇墩处发生任何位移。镇墩是依靠自重来维持稳定。

2、类型：镇墩依靠本身重量固定钢管，一般用混凝土浇制，按钢管在镇墩上的固定方式，分为封闭式和开敞式两种形式

14．为什么压力水管上要设伸缩节？设在什么位置？为什么？

为了清除因温度作用和地基变形而引起钢管结构内产生的附加应力，在压力钢管的直线段上常设置伸缩节。由于伸缩节的存在，钢管可轴向伸缩，消除大部分温度应力，且可适应少量不均匀沉陷。

15．地面明钢管承受的最主要荷载是什么？它主要引起什么应力？

地面明钢管承受的最主要的荷载是内水压力，它主要引起：在管壁中产生环向拉应力，在水管内表面产生径向应力。

16．地面明钢管设计时应选择哪几个控制断面？用图表示各控制断面的位置？受力特点？

应选择3个控制断面：1、跨中1-1断面 2、支承环2-2断面 3、支承环3-3断面。 其位置如下：

一、跨中1-1断面，其特点为

Q?0M?Mmax

M??Mmax二、支承环附近，但又不受支承环影响的2-2断面，其特点为：Q ?Qmax

三、支承环3-3断面特点：

M??MmaxQ?Qmax1.由水重和管重产生的弯矩和剪力

2.由支承环（加劲环）约束所产生的局部弯矩和局部剪力M’和Q’ 3.由支承反力R在管壁中所产生的弯矩、剪力和轴力。

（说明这个是比较详细的解答，其中的图是为了帮助大家理解的，通过图形我们可以看出这些断面受力特点。老师讲解的简单的回答如下:1、跨中1-1断面特点最大正弯矩，剪力为零。2、2-2断面特点最大负弯矩，剪力最大，膜应力为主。3、3-3断面特点特点最大负弯矩，剪力最大，支承环引起的弯曲应力）

17．某地面压力钢管：内径D=3m镇墩间距80m，滚动式支墩间距10m，管轴与地面倾角

300，上镇墩以下2m处设伸缩节，长b1=0.3m；μ=0.25。钢材允许应力[σ]膜

=1200kg/cm ;[σ]局 =1600kg/cm，未跨中心处H0=62m，水击压力?H?0.3H0,试对未跨支承环断面进行强度校核。

（说明因为没有计算题，所以这题我就没有做，希望大家对书上的基本公式能够理解，

不需要记公式）

18．导致地下埋管抗外压失稳的主要原因是什么？改善地下埋管抗外压稳定的措施有哪些？

1、地下埋管承受的外压荷载有：1地下水压力；回填混凝土时流态混凝土的压力（施

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