<1.0
5.水工建筑物级别的提髙
（I）永久性水工建筑物级别的提髙
对于1-5级的永久性水工建筑物，若失事后造成巨大损失，或者对水利水电工程造成十分严重影响的，经过论证并报主管部门批准，其级别可提髙一级。
水库大坝按表IT411021-6规左为2级、$级的永久性水工建筑物，如果坝高超过规定的指标，其级别可提高一级，但洪水标准不予提高。
当永久性水工建筑物基础的工程地质条件复杂时，英基础设汁参数不易准确确定，或者采用新型结构，对于2〜S级的建筑物，其级别可以提髙一级，但洪水标准不予提高。
（2〉临时性水工建筑物级别的提髙
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，，级以下临时性水工建筑
物的级别可以提高一级。
水工建筑级别的降低
对于失事后造成损失不大的水利水电工程，英I〜4级主要永久性水工建筑物的级别，经过论证并报主管部门批准，可降低一级。
1.1.5水库特征水位及水库特征库容
I■水库特征水位
（I）校核洪水位。
水库遇大坝的校核洪水时在坝前达到的最髙水位。
（2〉设计洪水位。
水庫遇大坝的设计洪水时在坝前达到的最髙水位。
（5）防洪高水位。
水库遇下游保护对象的设计洪水时在坝前达到的最髙水位。
（4）防洪限制水位（汛前限制水位）。
水库在汛期允许兴利的上限水位，也是水库汛期防洪运用时的起调水位。
（5）正常蓄水位（正常高水位、设计蓄水位、兴利水利）。
水库在正常运用的情况下，为满足设计的兴利要求在供水期开始时应蓄到的最高水位。
（6）死水位。
水库在正常运用的情况下，允许消落到的最低水位。
1水库特征库容
（I）静库容。
坝前某一特征水位水平面以下的水库容积。
（2〉总库容。
校核洪水位以下的水库静库容。
（5）防洪库容。
防洪高水位至防洪限制水位之间的水库容积。
（4）调洪库容。
设汁洪水位至防洪限制水位之间的水库。
（5）兴利库容（有效库容、调节库容）。
正常蓄水位至死水位之间的水库容积。
（6）共用库容（重复利用库容、结合库容）。
正常蓄水位至防洪限制水位之间汛期用于蓄洪、非汛期用于兴利的水库容积。
（7）死库容。
死水位以下的水库容积。
2.1水工建筑的分类及特点与失事原因
1.1.1水工建筑物的分类及特点
I.水工建筑物的分类
水工建筑物一般按它的作用、用途和使用时期等来进行分类。
（I）水工建筑物按作用分类
水工建筑物按英作用可分为挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取（进）水建筑物、整治建筑物以及专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。
I）挡水建筑物。
是用来拦截江河•形成水库或雍髙水位的建筑物，如各种坝和水闸以及抗御洪水，或沿江河海岸修建的堤防、海塘等。
2〉泄水建筑物。
是用于宣泄多余洪水量、排放泥沙和冰凌，以及为了人防、检修而放空水库、渠道等，以保证大坝和其他建筑物安全的建筑物。
如各种溢流坝、坝身泄水孔、岸边溢洪道和泄水隧洞等。
5）输水建筑物。
是为了发电、灌溉和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物，如引水隧洞、引水涵盖、渠道、渡槽、倒虹吸等。
4）取（进）水建筑物。
是输水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进水口段、灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站等。
5）整治建筑物。
是用以改善河流的水流条件，调整河流水流对河床及河岸的作用以及为防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡冲刷的建筑物，如丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等。
专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。
如专为发电用的引水管道、压力前池、调压室、电站厂房：
专为灌溉用的沉沙池、冲砂闸、渠系上的建筑物：
专为过坝用的升船机、船闸、鱼道、过木道等。
（2〉按用途分类
水工建筑物按英用途可分为一般性建筑物和专门性建筑物。
I）一般性水工建筑物具有通用性，如挡水坝、水闸等。
2〉专门性水工建筑物，仅用于某一个水利工程，只实现其特定的用途。
专门性水工建筑物又分为水电站建筑物、水运建筑物、农田水利建筑物、给水排水建筑物、过鱼建筑物等。
（5）按使用时期分类
水工建筑物按使用时期分为永久性建筑物和临时性建筑物。
I）永久性建筑物是指工程运行期间长期使用的水工建筑物。
根据其重要性又分为主要建筑物和次要建筑物。
主要水工建筑物是指失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物，如大坝、水闸、泄洪建筑物、输水建筑物及电站厂房等：
次要水工建筑物是指失事后将不致造成下游灾害，或者对工程效益影响不大并易于修复的建筑物，如挡土墙、导流墙、工作桥及护岸等。
2〉临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物，如围堰、导流明渠等。
2•水工建筑物的特点
（I）工作条件复杂
水工建筑物的地基有岩基，也有土基，情况往往比较复杂。
在岩基中经常会遇到节理、裂隙、断层、破碎带、软弱夹层等地质构造：
在上基中，可能会遇到压缩性大的上层，也可能会遇到流动性较大的细砂层。
这些地质条件必需认貞•进行地基处理。
水工建筑物的形式，受地形、地质、水文、施工等条件的影响，因此，每个水工建筑物都有其自身的特定条件，都具有一定的个别性。
由于上、下游存在水位差，水工建筑物一般要承受相当大的水压力作用，因此水工建筑物及英地基必须具有足够的强度、稳左性。
髙水头的泄水在做好消能防冲工作的同时，还应防止高速水流产生的气蚀、磨损等破坏：
另外，渗流不仅增加了建筑物荷载，也可能造成建筑物失事。
在多泥沙河流中，水工建筑物将长期受泥沙淤积产生的淤沙压力作用，同时在泄洪或发电时，还会受到泥沙的磨损作用，严重时将影响建筑物的正常工作甚至影响其寿命。
（2）施工难度大
在河道中修建的水工建筑物，需要首先解决好施工导流和截流工作，施工技术复杂，施工难度大。
截流、导流、渡汛需要抢时间，争进度，而且往往是在水中施工，施工程度、施工强度和施工组织出现丝亳疏漏，将延误工期，并造成损失。
水工建筑物的工程量一般都比较大，建筑物往往需要开挖一宦深度的基坑，还要做一些相当复杂的基础处理。
另外，水工建筑物中的大体积的混凝上结构，而临必须解决混凝丄的施工及大体积混凝土的温度控制措施问题。
水工建筑物往往是水下工程、地下工程多，施工条件差，施工干扰多，施工期限长，施工场地狭窄，交通运输困难，施工难度相当大。
（5）环境影响大
水工建筑物，尤苴是大型水利枢纽，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益，但也会对环境造成负而影响，如蓄水区的丄地淹没、移民、水生生态系统的破坏、建筑物上游泥沙淤积、下游河道冲刷、诱发地震等问题，需要进行严格的环境影响评价，并采取有效措施，保护环境。
（4）失事的后果严重
作为蓄水、挡水的水工建筑物，其破坏和失事，往往会给国家和社会造成巨大灾害和损失。
1.1.1水工建筑物失事的主要原因
水工建筑物失事的主要原因，一般包括设计质量、控制运用、工程维护管理，以及超标准洪水、地震等。
但不同的建筑物，由于工程的特点，失事的主要原因不尽相同。
I•土石坝事故原因
（I）防洪标准低。
由于规划、设汁时对洪水估计偏低，致使坝顶高程不足或溢洪道设讣能力太小，造成坝顶漫水直至溃坝的严重事故。
（1）岀现贯穿防渗体的裂缝。
由于散粒体结构上体颗粒间存在孔隙，在荷重的作用下，孔隙将被压缩，而结构本身将产生深陷。
往往引起坝体的裂缝，并进而造成严重的渗漏和滑坡事故。
裂缝按其生成的原因，可以分为四类：
干缩或冻融引起的裂缝：
坝体变形引起的裂缝:
水力劈裂作用引起的裂缝：
地震引起的裂缝。
（5）由于抗剪强度不足出现大滑坡。
由于岸坡逐渐推动稳左而产生滑动，岀现朋坍，对水工建筑物和水库下游造成严重危害。
（4）护坡岀现破坏。
干砌块石护坡砌筑质量差；块石粒径偏小，重量不够：
在城石下而没有垫层级配不好以及块石风化等原因，使得护坡破坏。
（5）产生坝身渗漏及绕坝渗漏。
坝身渗漏及绕坝渗漏严重时，将使岸坡软化，形成集中渗流通道；甚至引起岸坡塌陷和滑坡。
2•混凝土坝事故原因
（I）抗滑稳左性不够。
当坝基内存在软弱夹层时，坝和地基的抗滑稳泄性不够，常常成为一种常见的最危险的病害现象。
（2〉表而损坏。
由于设计、施工、管理或苴他方而的原因，引起不同程度的表层损坏,有蜂窝、麻而、柠料架空外露、表层裂缝、钢筋锈蚀以及表层混凝上松软、脱壳和剥落等。
（5）裂缝。
当混凝土坝由于温度变化、地基的不均匀沉陷有他原因引起的应力和变形超过了混凝丄的强度和抵抗变形的能力时，将产生裂缝。
几拱坝的事故原因
（1）温度变化。
在运行期周围环境温度的变化，会在坝内引起温度应力。
当考虑不周或者在设讣组合之外运行，将有可能因拉应力过大而引起开裂事故。
（2）洪水漫顶。
如果设汁洪水误差过大，泄洪能力过小，造成洪水漫项；如若坝基和坝座岩体的抗冲能力不足，将会造成严重破坏事故。
（"库内外岸坡岩体崩塌。
水库蓄水后，水位的变化和地表水的渗入会引起岩体抗滑能力下降，促使岩层由蠕动而滑崩。
亀堤防工程的事故原因
（1）漫溢。
由于堤防防洪标准较低，或者遇到超标准的特大洪水时，水位陡涨，堤防来不及培厚加高，洪水将漫越堤防顶部。
漫溢也可能是由于堤防局部地段塌陷等险情和风疑潮袭击所致使。
漫溢将会直接导致堤防溃决。
（2）冲决。
堤身临近河岸、汛期可能由于大溜顶冲随河岸的坍塌而失事，称为冲决。
冲
决多发生在弯道水流的凹岸一侧，因为此处受水流顶冲和横向弯道环流的作用较强，尤英是凹岸的顶点稍下位宜，是最危险的地段，有可能出现冲堤塌岸事故。
（5）溃决。
在汛期髙水位时，由于堤身隐患而造成堤防产生渗漏、管涌、沉陷、滑坡等险情。
当抢险不及时或抢护方法不当，将可能发生堤防塌陷而形成决口，称为溃决。
（4）凌汛险情。
在北方结冰的河流，当开河解冻，冰块下泄过程中，岀现冰块聚集堵塞河道的冰坝现象称为凌汛。
冰坝雍高上游水位，可造成洪灾；冰坝突然溃决，可能出现垮坝洪水。
5.水工隧洞事故原因
（I）脉动压力、空化、空蚀。
高速泄水隧洞中，由于水流内部脉动压力，促使水流发生空化，可能引起建筑物的振动。
髙速水流的泄水隧洞由于体形不良、施工缺陷、运行不当而发生空蚀破坏。
（1）水工隧洞的塌方。
由于地质和水文地质条件不好：
施工方法的不当；设计考虑不周造成隧洞发生塌方。
6溢洪道事故原因
（I）溢洪道泄流能力不足。
由于实际过水能力低于设计能力，使得溢洪道泄流能力不足或病害而导致水库的溃决。
（2〉闸门启闭设备问题。
当溢洪道的闸门动力不能得到保证、或管理不善造成启闭设备损坏，造成洪水漫顶或出现险情。
（"岸坡滑坡堵塞。
由于岸坡开挖过陡，破坏了自然稳泄状态，造成岸坡大面积滑坡，溢洪道因被边坡坍滑体的堵塞而不起作用，致使洪水漫坝，导致水库溃决。
2”施工导流基木知识
1.5.1施工导流的槪念
1.施工导流
施工导流是指在河床中修筑围堰例护基坑，并将河道中各时期的上游来水疑按预立的方式导向下游，以创造干地施工的条件。
施工导流贯穿于整个工程施工的全过程，是水利水电工程总体设讣的重要组成部分，是选定枢纽布置、永久建筑物形式、施工程序和施工总进度的重要因素。
2.施工导流方案
为了解决好施工导流问题，必须作好施工导流设汁。
施工导流设计的任务是分析研究当地的自然条件、工程特性和苴他行业对水资源的需求来选择导流方案，划分导流时段，选左导流标准和导流设汁流量，确泄导流建筑物的形式、布垃、构造和尺寸，拟定导流建筑物的修建、拆除、封堵的施工方法，拟左河道截流、拦洪渡汛和基坑排水的技术措施，通过技术经济比较,选择一个最经济合理的导流方案。
水利水电枢纽工程施工中所采用的导流方法，通常不是单一的，而是几种导流方法组合起来配合运用，这种不同导流时段不同导流方法的组合称为导流方案。
5.施工导流标准
施工导流的标准是根据导流建筑物的保护对象、失事后果、使用年限和工程规模等指标,划分导流建筑物的级别（III〜V级），再根据导流建筑物的级别和类型，并结合风险度分析，确左相应的洪水标准。
洪水标准的确定，还应考虑上游梯级水库的影响和调蓄作用。
施工导流标准还包括坝体施工期临时渡汛洪水标准和导流泄水建筑物封堵后坝体渡汛洪水标准。
4导流时段
导流时段就是按照导流的各个施工的阶段划分的延续时间。
导流时段的划分，实际上就是解决主体建筑物在整个施工过程中各个时段的水流的水流控制问题，也就是确定工程施工顺序、施工期间不同时段宣泄不同的导流流量的方式，以及与之相左适应的导流建筑物的髙度和尺寸。
因此，导流时段的确左，与河流的水文特征、主体建筑物的布宜与形式、导流方案、施工进度有关。
丄坝、堆石坝、支墩坝一般不允许过水，因此当施工期较长，而洪水来临前又不能完建时,导流时段就要以全年为标准，其导流设计流量，就应按导流标准选择相应洪水重现期的年最大流量。
如安排的施工进度能够保证在洪水来临前使坝身起拦洪作用，其导流时段应为洪水来临前的施工时段，导流设计流量则为该时段内按导流标准选择相应洪水重现期的最大流量。
$•施工导流程序
施工导流首先要修建导流泄水建筑物，然后进行河道截流修筑用堰，此后进行施工过程中的基坑排水。
当主体建筑物修建到一泄髙程后，再对导流泄水建筑物进行封堵。
1.5.1施工导流的基本方式
施工导流的基本方式可分为分段围堰法导流和全段用堰法导游两类。
I•分段国堰法导流
分段用堰法导流，也称分期导法，分期朿窄河床修建围堰，保护主体建筑物干地施工。
导流分期数和国堰分段数由河床特性，枢纽及导流建筑物布宜综合确定。
段数分得越多，施工越复杂：
期数分得越多，工期拖延越长。
工程实践中，两段两期导流采用得最多，如图2-1所示。
在流量较大的平原河道或河谷较宽的山区河流上修建混凝上坝枢纽时，宜采用分期导流。
这种
导流方式较易满足通航、过木、排冰等要求。
图分段用堰法导流
<«）平面图：
心丿卜游立视图：
（G导流底孔纵斯面图
I一期上浙橫向用堰：
2—期卜浙橫向用堰：
$—二期纵向用堰：
“一预国缺口：
$—导流底孔：
•一二期上下游围堰轴线:
7—护坦：
6—封堵闸门槽：
。
一工作闸门M：
I0-4T故闸门槽:
11一已浇琐的混緞上坝f$：
n-4i浇筑的混凝上坝休
根据不同时期泄水道的特点，分期导流方式中又包括束窄河床导流和通过已建或在建的建筑物导流。
（I）束窄河床导流
束窄河床导流，是通朿窄后的河床泄流，通常用于分期导流的前期阶段，特别是一期导流。
（1）通过建筑物导流
通过建筑物（永久建筑物或临时建筑物）导流的主要方式包括设置在混凝上坝体中的底孔导流，混凝土坝体上预留制品导流、梳齿孔导流，平原河道上的低水头河床式径流电站可采用厂房导游。
这种方式多用于分期导流的后期阶段。
2.全段用堰法导流
全段用堰法导流是指在河床内距主体工程轴线（如大坝、水闸等）上下游一立的距藹，修筑拦河堰体，一次性截断河道，使河道中的水流经河床外修建的临时泄水道或永久泄水建筑物下泄。
全段围攻堰法导流泄水建筑物的类型可分为明渠导流、隧洞导流、涵笛导流等。
在实际工程中也采用明渠隧洞等组合方式导流。
（I）明渠导流
明渠导流（如图"所示）是在河岸或河滩上开挖渠道，在基坑的上下游修建横向围堰，
河道的水流经渠道下泄。
这种施工导流方法一般适用于岸坡平缓或有一岸具有较宽的台地、规
II
口或古河道的地形。
（1）隧洞导流
隧洞导流（如图M所示）是在河岸边开挖隧洞，在基坑的上下游修筑囤堰，施工期间河道的水流由隧洞上泄。
这种导流方法适用于河谷狭窄的山区河流。
图2・2明渠导流道
图介，隧洞导流示慰图
1一水工建筑物轴线：
2—上游鬧堆
9）隧洞导流：
（to）隧洞导流并配合底孔宣泄汛期洪水
$—下游围堰：
婷一导流明渠
1一上游2—下游fflJIg：
1-导流隧洞：
V—底孔：
5—坝轴线：
段：
7—水电站厂旁
（$）涵管导游
•—溢流坝
涵管导游（如图24所示）是利用涵管进行导流。
适用于导流流量较小的河流或只用来担负枯水期的导流。
一般在修筑土坝、堆石坝等工程中采用。
1.5.5囤堰施工技术
I•围堰在类型
用堰是保护大坝或厂房等水工建筑物干地施工的必要挡水建筑物，一般属临时性工程，但也常与主体工程结合而成为永久工程的一部分。
伟I堰按材料分工石羽堰、混凝上困堰、草土带I堰、木笼围堰、竹笼愠堰、钢板桩格形国堰等。
按用堰与水流方向的相对位置分横向围堰、纵向围堰。
按导流期间基坑淹没条件分过水用堰、不过水用堰。
过水用堰除需要满足一般用堰的基本要求外，还要满足堰顶过水的要求。
（I）土石围堰图涵盖导流示意图
上石用堰由上石填筑而成。
它能充分利用当地材料，对基础适应（倍那•［紂&存舞凫虏石围堰可做成过水围堰，允许汛期鬧堰过水，但需做好溢流面、堰址下游基础和两岸接头的防冲保护。
丄石国堰的防渗结构形式有丄质心墙和斜墙、混凝丄心墙和斜墙、钢板桩心墙及其他防渗墙结构。
如图2疔所示。
（2〉混凝土围堰
混凝上国堰是用常态混凝上建筑而成。
混凝上国堰宜建在岩石地基上。
图佔上石碉垠
（3斜增式：
（讨斜墙带水平铺盖式:
（c）垂直防渗增式；（4）灌浆帷幕式
I一堆石体：
2—黏土斜墙、铺盖：
，一反滤层：
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