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1、水利科学与工程学院,水利工程管理,绪 论,主要教学内容： 课程介绍、水利工程管理的目的、内容与要求。 教学目的与要求： 了解本课程在专业培养方案中的地位与作用； 掌握水利工程管理的目的、内容、依据； 了解本课程的特点和学习要求。,第一节 概述,1 水利水电工程专业的培养目标 水利水电工程专业主要是培养能从事水利水电工程勘测、规划、设计、施工和管理的高级应用型人才。 2 本课程的地位与主要内容 水电水利工程专业的课程体系由通修课、学科基础课、专业课、专业选修课等组成。水利工程管理是该专业的专业选修课。 水利工程管理分水利工程经营管理和水利工程技术管理。两者侧重点不同，研究内容不同。本课程旨在研究
2、水利工程的技术管理，从工程技术的角度，研究运行中的水利工程的主要病害、存在问题分析各种病害产生的原因，研究相应的处理方法、技术、工艺和材料等。,3 水利的地位 水利是农业的命脉。 水利是国民经济的基础。 水利是要优先发展的基础产业。 4 我国水利工程建设的简况 兴建水库86000多座。 水力发电装机1.72亿千瓦。 农田灌溉面积8.77亿亩。 大江大河的治理。 5 水利工程存在的主要问题 工程配套不完善,影响工程效益的发挥。 工程设计标准偏低,存在安全隐患。 工程年久失修，老化，病害严重，危及工程安全。 此外存在重视不够,制度不健全,且执行不力,技术力量不足等问题。,第二节 水利工程管理的目的
3、、内容与依据,1、水利工程管理的目的 确保工程的安全，维护工程的完整性，延长工程的使用寿命，充分发挥工程的效益，使之更好地为国民经济建设服务。 2、水利工程理管的主要内容 控制运用、检查观测、维护保养、改建扩建、防汛抢险 3、水利工程管理的要求 早参与 健全管理规章制度 建设高素质的管理队伍 4、 水利工程管理的依据 宪法 水法 水利工程管理规定、条例等 如水利工程管理条例、水库工程管理条例、水闸工程管理工作规定等。,第三节 本课程的特点及学习要求,1.本课程的特点 涉及的知识面宽。包括材料力学、结构力学、土力学、水力学、钢筋混凝土结构学、水工建筑物等。 应用性强。本课程研究的对象是实际工程，
4、具有较强的实践性。 2.本课程的学习要求 融会贯通所学的基础知识、专业知识，对具体工程问题进行分析。 勤于分析。分析问题产生的原因，研究解决问题的办法。 记好课堂笔记。教材仅作为主要参考书，希望认真记好课堂笔记。 广泛阅读。阅读参考书、专业杂志等。,主要参考文献 1水利工程管理 陈良堤编 2水利工程管理 陈 浩编 3水工建筑物的病害及处理 4水利工程管理（期刊）,第一章 水利工程的检查、观测,第一节 检查 1、检查的类型及周期 （1）经常检查 不少于1次/月；新建工程、工程运行期要加强检查。 （2）定期检查 汛前、汛后、运行前、运行后的检查。 （3）特别检查 遭遇大洪水、风暴潮、强烈地震，发生
5、重大工程事故立即检查。 （4）专门检查 评级考核、安全鉴定等进行的专门检查。 2、检查的内容 （1）土石方工程 （2）混凝土及钢筋混凝土工程 （3）水下工程 （4）金属结构 （5）机械设备 （6）电气设备 （7）其他,第二节 观测,1、观测的方式 （1）一般性观测 （2）仪器观测 （3）固定观测设施观测 2、观测项目 （1）沉降 （2）位移 （3）扬压力 （4）应力 （5）水位、流量、流态等 （6）水质 （7）其他 3、注意点 观测要定时间、定人员、定仪器； 及时进行资料整理、分析。,第二章 土石坝工程管理,主要教学内容： 从土石坝的工作特点和土石坝工程实际出发，介绍土石坝的主要病害。分析土石
6、坝裂缝、渗漏、滑坡的原因，研究各种病害的处理方法、技术、工艺。包括裂缝的估算、渗透坡降计算、土石坝劈裂灌浆和土石坝高压喷灌浆技术。 教学目的与要求： 了解土石坝的工作特点、土石坝主要病害，掌握土石坝裂缝、渗漏和滑坡产生的原因，掌握各种病害的处理方法的技术和工艺。,第一节 土石坝的工作特点,土石坝有如下的工作特点： 受渗流的影响。 水量损失；当渗透坡降大到一定程度，会产生渗透变形。 受沉降的影响。 降低坝的挡水高度；当出现过大的不均匀沉降时，坝体会产生裂缝。 受风浪、雨水冲刷的影响。 破坏了坝坡的完整性。 受滑坡的影响。 在一定条件下，坝坡（或连同部分地基）滑动。 其它影响。 包括地震、爆破振动
7、、动物洞穴的影响等。,第二节 土石坝的主要病害,土石坝的破坏原因包括：,我国的统计 裂缝破坏 25% 渗透破坏 32% 滑坡破坏 10% 护坡和坝面冲刷 21% 其它 14%,Middle Brook 的统计 洪水漫顶 30% 渗透破坏 25% 滑坡 破坏 15% 坝下埋管破坏 13% 其它 17%,土石坝的主要病害： 坝体的各种裂缝；坝体、坝基的渗漏；坝坡的滑动。,第三节 土石坝的裂缝及其处理,土石坝裂缝的分类 根据裂缝所处部位的不同 分为表面裂缝、内部裂缝 根据裂缝的走向不同 分为横向 裂缝、纵向裂缝、水平裂缝、龟纹裂缝 根据裂缝形成的原因不同 分为沉降裂缝、滑坡裂缝、干缩裂缝、冻融裂缝、
8、振动裂缝 土石坝裂缝产生的原因分析 地质、河谷岸坡形状、坝体结构、施工、管理、其它。,土石坝裂缝的估算 估算方法有经验法和理论计算法 相对沉陷率法 =S/H 倾度法（又称为不均匀沉陷率法） =S/L 伦纳德方法 理论计算法 土石坝裂缝的探测检查 确定裂缝的要素：裂缝长度、宽度、深度及分布、走向。 检查的重点部位： 河谷岸坡复杂处； 坝基地质复杂处； 坝体坝基内有刚性建筑物处； 坝体结构复杂处； 施工分段处。 检查方法 寻查、利用资料分析检查、探测、电测,5. 土石坝裂缝的处理 开挖回填法 注意在开挖前向缝中灌石灰水。 灌浆法 工序包括：布孔、制浆、灌浆。 工艺：先稀后密的孔序布置；先稀后稠的浆
9、液浓度； 粘粉结合的浆材选择；有限控制的灌浆压力； 少灌多复的灌浆次数。,第四节 土石坝的渗漏及其处理,渗透变形的简单判别及计算 渗透变形有流土、管涌、接触流土和接触冲刷四种形式. 主要的是流土和管涌. （1）渗透变形的判别 用土的不均匀系数判别（伊斯托明娜法） 用土体孔隙的直径与填料颗粒直径之比判别 用细颗粒含量Pz判别 （2）允许渗透坡降J的计算 主要是流土的临界坡降和管涌临界坡降的确定，进而计算允许渗透坡降 J=JB/K,非粘性土、渗流自下而上流土临界坡降Jb的计算 a 太沙基公式 Jb=(1-n)(s-)/ b E.A扎马林公式 Jb=(1-n)(s-)/+0.5n c 王玮公式 Jb
10、=(1-n)(s/-1)(1+tg) d 沙金煊公式 Jb=(1-n)(s-)/,管涌临界坡降Jc的确定 Jc与土体的渗透系数成反比； Jc与细颗粒含量成正比。,2、坝体、坝基的渗漏形式及处理方法 （1）常见的渗漏形式 管涌和管涌塌坑、防渗体被击穿、浸润线出逸点过高， 坝面出现散浸等。 （2）处理方法 土坝渗漏处理的的原则是：上防下排。 上游放淤法； 上游贴坡或斜墙法； 灌浆法； 混凝土防渗墙法； 导渗沟法； 导渗培厚法； 导渗砂槽法。,第五节 土坝滑坡及处理,1、滑坡的类型 按其性质，滑坡分为剪切型、塑流型、液化型三种。 2、滑坡的原因 土体中粘粒含量过大，级配不合理； 填土中含水量过大，施
11、工上升速度快； 受震动影响，土体中孔隙水压力增大，且不能有效扩散； 水库水位下降过快。 3、滑坡的防治 以防为主，重在预防。 清除滑坡体，重新填筑。,第六节 土坝坝体劈裂加固技术和高压喷射灌浆地基防渗技术,劈裂灌浆的目的在于改善坝体的应力分布，挤压密实坝体，形成连续的防渗帷幕，解决坝体的渗漏、稳定等问题。高压喷射灌浆的目的主要是改改善坝体坝基的土体结构，起到防渗加固的作用。 劈裂灌浆： 有控制地劈开坝体 形成灌浆帷幕 浆与坝的相互作用 高压喷射灌浆 高压喷射灌浆的特点是： 切割掺搅作用； 升扬置换作用； 充填挤压作用； 渗透凝结作用。,第三章 混凝土坝和浆砌石坝的运用管理,第一节 概述 混凝土
12、坝和浆砌石坝是由混凝土和浆砌石修建而成的挡水建筑物，包括混凝土重力坝、混凝土拱坝、浆砌石重力坝、浆砌石拱坝。重力坝是靠自重来维持稳定的，拱坝是靠拱端反力维持稳定的。 混凝土坝和浆砌石坝的主要病害有：失稳、裂缝、渗漏（包括坝体和坝基渗漏）。,第二节 重力坝失稳的原因及提高抗滑稳定性的措施,重力坝失稳的原因 原因主要是： 坝体垂直向下的力不够大；扬压力过大；摩擦系数或凝聚力小。 坝体过于单薄，以致垂直向下的力偏小； 坝基防渗能力不足，以致扬压力过大； 坝基地质条件不良，施工时坝基清理不彻底，从而导致坝体与坝基接触面的摩擦系数小，凝聚力小； 运用管理不当，造成水库水位超过设计水位，以致坝体承受的水平
13、推力过大，或排水设备堵塞、防渗帷幕断裂，导致扬压力增大。 提高重力坝抗滑稳定性的措施 增大坝体尺寸、采用钢丝索锚等,增加垂直向下的力V 加强上游防渗和下游排水,减小扬压力u 对基础灌浆，提高地基的抗剪强度指标f、c、,第三节 坝体裂缝及其处理,坝体裂缝产生的原因 温度的影响、地基不均匀沉降、应力过大。 不同裂缝的有不同的特征。 坝体裂缝处理方法 表面涂抹法 表面粘贴法 凿槽嵌补法 喷浆法 灌浆法,第四节 坝体、坝基渗漏及处理,坝体渗漏及处理 坝体渗漏 上游增做防渗层； 对裂缝进行处理； 对坝体进行灌浆。根据裂缝的大小、渗漏情况和施工条件，灌浆材料可选用水泥浆，硅酸钠或其它化学浆。 坝基渗漏 有
14、条件放空水库时，在上游增做防渗铺盖； 灌浆形成灌浆帷幕。,第四章 溢洪道的运用管理,溢洪道的作用是宣泄多余洪水，保证水库安全。 泄水建筑物分为溢洪道和坝身泄水孔。 溢洪道又分为河床式溢洪道和河岸式溢洪道。 河岸式溢洪道又分为正槽式和侧槽式。 本章主要对正槽式溢洪道进行分析。 正槽式溢洪道通常由五部分组成，即进口段、控制段、泄槽段、消能段和尾水段。 泄水槽是顺山坡而建，所以，槽底比较陡，故又称为陡坡段。,第一节 溢洪道存在的主要问题及原因分析,我国许多水库枢纽的溢洪道存在的主要问题有 泄洪能力不足(原始资料不可靠、计算方法与实际不符、计算参数使用不当 ) 闸底板和闸墩开裂（温度的变化；基础的约束
15、） 陡坡段底板被掀起 消能设施的破坏（水流条件复杂、挑距不够长，冲刷坑离挑坎过近，消能设施结构尺寸存问题等 ）,第二节 溢洪道主要问题的处理,泄洪能力不足的处理 加大坝高 改建、扩建溢洪道（加宽或加深溢洪道） 增建非常溢洪道 闸底板及闸墩裂缝的处理 改建、控制闸墩的几何形状，使闸墩的宽高比小于2。 在闸墩底部与底板接触部位设置限裂和温度钢筋。 裂缝处理。 陡坡段底板破坏的防止与处理 在平面上泄水槽尽量呈直线、等宽、对称布置。 衬砌表面平整，凸起部分不超过35mm。 弯道处设分流隔墩。 修复冲毁的底板和边墙。,消能部分的处理 调整消能设施的结构尺寸。 必要时设二级消力池。 修复破坏的消能设施。,
16、第五章 水闸的运行管理,第一节 土基上水闸常见的问题及其特征 （一）地基不均匀沉降引起闸墩的开裂 闸室的倾斜，闸室构件（梁、板等）的支座变位，上下游护坦因闸室及翼墙沉降引起的开裂及边墙的倾斜及歪斜等，而引起地基不均匀沉降的原因是地基不均匀和荷载不均匀两个方面 。 （二）混凝土构件因温度变化和超载运行而开裂 （三）水闸闸门启闭失灵及水闸局部冲毁 （四）反滤层失效及渗透变形 反滤层堵塞，地下轮廓线布置和两岸边墙、翼墙布置不当，渗透坡降超过允许渗透坡降等，造成反滤层失效及渗透变形 （五）翼墙冲毁、倾倒。 （六） 泥沙淤积。,第二节 土基上水闸的维护及管理 在进行管理和养护维修方面应注意以下几点。 根据各地的
