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中國大壩50年.pdf
運行環境:Win9X/Win2000/WinXP/Win2003/
藝術語言:簡體中文
藝術類型:國產軟件 - 工藝美術 - 工藝美術pdf
授權方式:共享版
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更新時間:2015-10-22 08:45:26
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中國大壩50年.pdf介紹

本書總結了 50年來特別是近20年來中國壩工建設的巨大成就和中國 筑壩的成功經驗。全+分21聿,各聿具有神立性,以壩工的專項技術為主 題分別進行介紹,本書的縋寫原則是:以技術創新為主線,以介紹實用技 術為主體;編寫宗旨是:反映中國國精、創新特色和學術水平4
本書是第20屆國際大壩會議的直要交流資料.并是壩工建設者們的一 本極具參考價值、實用性詆驛的科技著作a
圖書在版編目(C1P)數據
中國大壩50年/潘家錚,何璟主編.一北京:中國水利水電出版社,
2000. 8
ISBN 7-5084-0360-6
I,中…U.①潘…,②何…I.水利建設^大壩-成就-中國 IV * TV64
中國版本圖書館CIP數據核字(2000)第60608號
B 名 作 者 出版、發行 經 m  中國大壩so年 潘家錚何璟主編 中國水利水電出版社(北京市三里河路6號]00044) 網址:www, waterpub, com. cn E-mail : [email protected] com. cn 電話:(010) 63202266 (總機)、6S331S35 (發行部) 全國各地新華書店
排 版 中國水利水電出版社微機排版中央
ED 刷 北京人衛印刷廠
規 格 787X1092毫米16開本 64. 75印張1513千字
版 次 2000年9月第一版2000年9月北京第一次印刷
定 價 285+ 00 元
凡購買我社圖書,如有缺頁、倒頁、脫萸的,本社發行部負責調換 版權所有*侵權必究
目 錄
前言
1 中國大壩建設歷史..............................1
1.1 51 t ............................. 1
1.2 古代堰壩發展概況...........................1
1.3 20世紀上半葉壩工技術的進展.....................5
1.4 20世紀下半葉壩工建設速度.....................6
1.5 壩高與壩型..............................9
】.6 最近采用和發展中的三種壩型.....................15
參考文獻、參考資料............................20
2水電開發規劃技術..............................21
2.1 中國水電開發的資源條件.......................21
2.2 水電開發的宏觀決策規劃.......................46
2.3 水電建設的微觀經濟分析......................138
參考文獻................................170
3大壩建設的水文水利計算..........................173
3.1 設計洪水.............................173
3.2 水文預報.............................184
3.3徑流調節與水能計算........................194
3.4 水庫調度.............................198
參考文獻、參考資料...........................205
4中國建壩環境技術.............................210
4. 1 概述..............................210
4.2環境彩響評價...........................214
4-3 環埂保護設計...........................223
4.4 大壩工程施工區與庫區環境保護規劃和管理..............229
4.5 已建工程的回顧if■價......................241
4.6環境監測站網的規劃與實施.....................246
4.7中國建壩成功的環境技術與進一步發展的問題.............250
參考文獻................................256
S大壩建設中的工程地質與勘測技術......................257
5.1大壩建設工程地質發展回顧.....................257
5.2大壩建設工程地質勘察的主要內容及其研究進展............259
5.3 幾個典型工程的地質研究簡介.....................263
5.4勘察技術的發展與進步.........................285
■獻.................................301
6中國大壩壩型和樞紐布置...........................302
6.1中國大壩樞紐建設特點概述......................302
6.2 高混凝土重力壩樞紐布置.......................317
6.3通航河流上大壩樞紐布置.......................356
6.4 高拱壩樞紐布置...........................370
6.5 高土石壩樞紐布置..........................413
參考文獻、參考資料............................442
7拱壩體形優化................................444
7. 1 拱壩優化的幾點經驗........................444
7.2 拱壩的最優中央角..........................445
7.:i 拱壩的幾何模型..........................44S
7.4 拱壩的滿應力設計.........................456
7.5拱壩的優化設計...........................458
7.6 拱壩優化中的靜態應力分祈......................4S2
7.7 拱壩優化中的動態應力分析......................465
7. 8 優化方法.............................468
7.9拱壩的智能優化輔助設計.......................469
7.10拱埦優化的應用實例........................472
7.11 結束語..............................474
參考文獻.................................475
8中國碾壓混凝土壩的發展與成就........................477
8.1發展概況..............................477
8.2發展規模..............................477
8.3碾壓混凝土重力壩設計........................483
8.4碾壓混凝土拱壩的設計........................496
8,5碾壓混凝土的配合比.........................505
碾壓混凝土壩的施工..........................509
8.7 碾壓混凝土壩的運行.........................520
8.8 效益................................521
8. 9 展望...............................522
參考文獻、參考資料............................522
9大壩特種浥凝土 ............................. 524
9. 1 概述...............................524
9.2 份煤灰混凝土 .......................... 525
9.3抗磨蝕混凝土 ........................... 536
9. 4 水下不分散混凝土 ....................... 548
9.5 聚合物水泥砂漿及混凝土 ..................... 557
9. 6 MgO 混凝土......................... 563
參考文獻、參考資料.............................566
10混凝土面板堆石壩.............................569
10.1 概述..............................569
10.2 壩址選擇及樞紐布置........................579
10.3 壩體分區和筑壩材料........................584
10.4 防滲體系.............................591
10. 5 施工..............................604
10.6 結語及展望............................614
11 水工地下結構..............................615
31- 1 引言..............................615
11.2 中國水工地下工程發展概況.....................615
11.3 中囯水工隧洞建設新進展......................622
11.4中國水電站地下廠房建設新進展....................640
參考文獻、參考資料.............................652
12巖質邊坡工程...............................654
12.1 引言..............................654
12. 2 邊坡工程地質..........................658
12.3 巖體的抗剪強度..........................660
12.4 邊坡穩定分析方法和計算機程序...................665
參考文獻..................................673
13 大壩抗震................................675
13. 1 大壩地震背景..........................675
13. 2 大壩抗震設計..........................682
13.3 大壩地震工程研究.........................693
13.4 大壩地震監測...........................725
參考文獻..................................731
14高壩泄洪消能及高速水流..........................734
14.1髙水頭大流量泄洪消能技術發展概況..................734
14.2 高水頭大流量泄洪消能技術和設施..................737
14.3 高埦新型消能技術.........................7S2
14.4 高速水流問題...........................770
參考文獻、參考資料.............................784
15 高壩通航建筑物.............................786
15.1 前言...............................786
15. 2 輸水系統............................790
15.3 閥門水力學.............................7卯
15.4 大型人字閘門運行咀力及啟閉機型式.................815
15. 5 升船機.............................822
參考文獻、參考資料............................836
16 離壩施工(I ) -^三峽工程.....................837
16. 1 工程概況............................837
16.2 大壩工程進度及分年度工程量.....................M3
16.3 施工導流及施工期通航.......................843
16.4 壩基開挖.............................853
16.5 大壩混凝土施工..........................854
16.6 金屬結構安裝...........................862
16.7 對外交通.............................865
17 高壩施工(丨)——二灘工程.......................866
17.1 工程概況.............................866
17.2二灘拱壩施工進度及施工布置....................872
17.3 二灘拱壩導流工程及高壓旋噴灌漿施工...............877
17. 4 壩基開挖............................882
17.5 拱壩混凝土施工.........................889
17.6環形預應力錨索在拱壩中孔結構上的應用...............898
17.7 二灘拱壩基礎灌漿.........................902
17.8 二灘水電站混凝土拱壩接縫灌漿...................908
17.9 工程施工對外交通運輸.......................910
參考文獻、參考資料............................911
18高壩施工(■)——小浪底工程.......................912
18.1 小浪底水利樞紐工程概況......................912
18.2 大壩施工布置及場內外交通.....................918
18.3 施工導流與大壩施工進度......................921
18.4 基礎開挖.............................924
18. 5 料場開采加工..........................924
18-6 壩體填筑............................928
18. 7 基礎防滲工程..........................935
18.8 施工期安全監測和外部變形觀測..................952
19 水力發電設備..............................955
19.1 水力發電設備發展概況.......................955
19.2 水輪機運行關鍵技術........................964
19.3 長江三峽工程水輪機........................978
2〇 科學研究................................982
20. 1 科學研究工作成果........................982
20.2 科學研究機構..........................995
20.3 重要科學試驗設備........................1000
20.4水利水電科學技術領域的中國科學院院士和中國工程院院士 ...... 1006
參考文獻、參考資料...........................1007
21 21世紀初中國水電建設將再創新輝煌..................1008
21.1 加快水能資源的開發是中國經濟可持續發展的要求.........1008
21.2 為21世紀初大力開發水電的工程技術儲備.............1010
21.3 預計在21世紀初建設的大壩工程.................1012
1 中國大瑣建設歷史
沈崇剛* **鄭連第M
1.1引 言
修建大壩、利用水庫調節天然水量,是人類防止水旱災害和合理開發水資源的需要,對 農業灌溉、城市供水、防洪、開發水電以及改善航運等,都起了積極的作用。特別在中國, 由于水資源總量少,而且時空、地區分布又十分不均勻,依賴自然來水28124億mV年,無 法滿意缺水地區或缺水季節的苗要;任憑洪水泛濫t也將無法保證社會生沽的正常運轉和 社會的進步,所以,中國自古就重視水利,重視對水資源的控制和調節,因而必須興修水 庫,建設足夠的大壩。
修建任何一個工程,總有相對性,不可能只有利益,沒有不足^大壩工程也是這樣,工 程技術人員主要任務除了使工程自身安全經濟外,還要做到盡量發揮效益,把反面的影響 縮減到最小,轉弊為利.
現在國際上有一種潮流,某些環境工作者認為建壩破壞了河流的自然流淌,影響生態 平衡,反對修建大壩和水庫。這顯然是一種偏見,片面夸大了建壩帶來的影響而低估了人 類通過自身的努力達到自然和諧發展的能力,
在綜合開發水資源的前題下,防洪、灌溉、供水、航運、養殖和發電都要兼顧,同時 為了改善人類的生存環境,天然的和人工的水體是多么重要。不可設想,任何風景名勝如 果沒有水面,會有多大的遺憾。因此國家經濟建設的發展,大壩建設是不可缺少的。
1.2古代堰壩發展概況
約在五千多年前,農耕已成為中國人民的主要生產方式。當時人們集體居住在河流或 湖泊岸邊的階地上,這里環境濕潤* 土地肥沃,取水方便,為生產和生活提供了便利4但 這里也是洪水容易泛溢的地方,人們為了保護自己,受“自然堤”的啟示,做土堤擋水,于 是出現了初期的防洪工程t現已為大量的考古發掘所證明》隨著生產的發展,工程的擋水 功能被用來蓄水灌溉田地,早期的堤和壩常常是難以分開的&
早期的蓄水工程,是興建堤壩提高低洼地帶蓄水能力以形成淹沒很大的平原水庫。這
*沈衆剛一中H大壩委員會副主席,中國水利水電科學研究院咨詢委員,中國水力發電工程學會#務理事.北京 水利學會副理事長> 教授級高級工程師.博士。
**鄭連第—一原中國水利學會秘書長.教授級高級工程師。
中國大壩50年
種堤壩,長度很大,形狀不規則,寬度、特別是高度尺寸都很小,但這確實是擋水建筑物, 即堰壩。現保留最完整最典型的是安徽省壽縣的安豐塘,也稱芍陂,建于公元前598〜前591 年間.至今已有2600年歷史,這類水庠在宋代以前的歷史上,黃河、淮河、海河以及長江 中下游廣泛存在,相應的堰壩很多,著名的如:漢代的鴻隙陂(今河南省信陽地區淮河與 支流汝河之間)、六門陂(今河南省南陽地區,唐白河流域)、鑒湖(今浙江省紹興市境 內)、練湖(今江蘇省丹陽市境內)等,在古代地理名著《水經注》中有大童的關于平原水 庫的記載》有的成群存在》
平原水庫淹沒土地面積大,工程量大,管理和維護很不方便,特別是庫區,低水位時, 灘涂易被圍墾和擠占,從宋代開始,隨人口增加,平原水庫的消失就是必然的了,利用山 丘間的溝谷洼地蓄水,堰壩的工程童將大為減少,維護與使用十分方便,也相對節省工程 量<■當然,早期山丘水庫堰壩的長度仍較寬度和高度大得多(漢代建造的馬仁陂(今河南 省泌陽縣境內>、陳公塘(今江蘇省儀征市境內)和唐代擴建的東錢湖(今浙江省鄞縣境 內)等,都是歷史上很有影響的工程。其中,東錢湖至今猶存,馬仁陂經改造仍在發揮 作用。
中國歷史建造最多的壩是引水工程中的壅水壩,它不形成水庫,在古文獻中稱堰、渴 或遏等,都是這一類。在現有文獻中可查到的最早的這類壩是智伯渠壩C今山西省太原市 境內),建于公元前453年11接著,引津十二渠(今河北省邯鄲地區)、靈渠(今廣西壯族 自治區興安縣境內)、戾陵堰(今北京市西郊)等工程相繼出現《 2000年來,這類工程越來 越多.隨處可見,廣泛利用在農田水利、城市供水和航運水源等方面。其中有許多長時間 利用,保留至今的也有一些,靈渠是最為著名的(圖1.1)。
中國古代堰壩數量眾多,規模不最大的工程是在南北朝時建造的浮山堰和明代開 始形成的高家堰,今稱洪澤湖大堤》有大量的古代文獻包括歷史著作、地理著作、工程專 著、個人文集、地方志,對古代堰壩的建設、使用和效益做了多方面的記述,是發掘和研 究古代堰壩發生、發展和效益的貴重資料依據。
—些蓄水工程中的堰壩舉例如下.
1-2. 1芍陂
今稱安豐塘,在安徽省壽縣境內,創始人為孫叔敖,至今已有2600年的歷史。它位于 淮水支流淠水和肥水之間的一大片洼地上,在北、西兩面筑堤,即擋水長壩以蓄水,以南 面諸水為源,并與淠、淝二水相通.史料表明,歷史上它的規模很大且有多次變化,周長 為60km、100km、162km不等;灌溉面積從數千頃到四萬頃不等,1959年5月,安撤省 文化局文物工作隊在芍陂曾發掘出一座漢代草土堰壩遺址,系在生土層上鋪一層砂礓石,上 面是層土層草.逐層疊筑,并打進一排整齊有序的栗木樁,深人生土層內。根據伴隨出土 的文物斷定,這是漢代建筑無疑,給我們認識漢代平原水庫的堰壩提供了一個難得的實物 例證。
安豐塘現在是一個附近筑堤的平原水庫,塘堤周長24. 3 km,是淠史杭灌區東干渠的主 要反調節水庫,水面34 km£,合53萬畝(3.53萬可蓄水近1億對近64萬畝 <4.27萬hmO農田進行自流灌溉,
J中國大壩建沒歷史
3
大天平
田l.i靈渠大小天平平面、K面圖 (商S單位:m,本書以下網;尺寸單位:m)
1-2. 2鴻隙陂
比芍陂規模還大的平原水庫是漢代所建的鴻隙陂,它位于今河南省淮河干流與汝河間 的正陽、息縣一帶》據《水經,推水注》載:該工程堰壩長200km,可見規模之大。受益 地區因為有了鴻隙陂的灌溉而富足。可惜,這項工程早已蕩然無存了》在南北朝以前,淮 河兩岸,還有很多這樣的平原水庫,類似現在“長藤結瓜”的灌溉系統,當時的堰壩工程 應十分浩大。
中國大壩so年
1.2.3浮山堰
南北朝期間(420〜5S9年),各種軍事勢力對峙,形成大混戰的局面。在戰役中,常采 用殘酷的水攻作戰方式。所謂“水攻”,就是用水工建筑物蓄水引水或破壞堤防達到用水攻 擊對方,使之處于不利、失敗或毀滅的境地。水利工程,本來興建的目的是造福人類,但 在戰役中卻人為加以破壞,使成千上萬的無辜百姓遭受不幸據可査文獻統計,此期間水 攻戰例不下20次.浮山堰是最大的一次5
浮山堰位于今江蘇省泗洪縣、安徽省五河縣、嘉山縣交界的淮河干流上。南朝梁天監 十五年(516年),梁武帝建此壩蓄水以淹駐在壽陽(安徽省壽縣)的北朝魏的軍隊,以奪 取該戰略要地。浮山堰壩址在淮河的浮山峽口,為剡廬斷裂上升地形所形成的缺口上。天 監十三年(514年)冬第一次興建,剛剛建成就潰決了 ^第二次興建,在壩體合龍時拋下了 幾千萬斤鐵器,又造大木籠等,才得以成功。據文獻記載.這座壩長九里(4.5km),底寬 140丈(約合336 m),頂寬45丈(約合108 m),高20丈(約合4S m),壩前水深19, 5丈 (約合46. Sm)。現在,泗洪縣潼河山下還殘留著浮山堰的一段土體,長約240 m,寬60 m, 頂高程20. 7 m,名鐵鎖嶺》在土體側面的斷面上,尚可見到明顯的夯土痕跡。據說50年代 培修淮河大堤時曾在此取土*挖出過鐵塊、磚頭,古代箭頭等。嘉山縣浮山南側也有一處 類似的土體,二者方向、高程隔河遙相對應,為今日研究浮山堰提供了實物證據。前面引 證的文獻記載數據與今日地形條件相比,顯然差距較大,建造那樣的高壩地形上似不可能, 且為淹壽陽也不需要。據對此作過研究工作的人估計,壩高當在30〜32 m左右^以此為據, 形成的水域面積估計約有6700多km2,積水覆蓋了今安徽省五河、泗縣、鳳陽、蚌埠、靈 壁、固鎮、鳳臺、壽縣以及潁上、霍邱等縣市大部或部分5總蓄水量'在100億m3以上5浮 山堰主副壩填筑土方總量達200多萬這些指標在當時世界上都是第一位。盡管建壩的 直接目的是為戰役服務,但壩的成功卻表現了當時我國勞動人民的建壩能力和相應的技術 水平,浮山堰工程中曾挖了兩條溢洪道..一條是北魏在北岸為泄洪水而挖,50年代初尚可 見到,寬70〜80 m,深10 m,在治淮工程中又加以擴展利用!另一條在南岸,為梁軍自己 所挖。這兩條溢洪道實際過水能力與淮河洪水不相適應,恰值建成壩當年的汛期,淮河發 生大洪水.造成漫頂決視,庫中蓄積的100余億的大水直傾而下,“其聲若雷,聞三百 里”,下游十余萬居民被洪水吞沒,十分悲慘,浮山堰存在于世僅4個月,事過1400多年, 它留在人間值得深思的問題還常喚起人們的追憶。
1.2.4高家堰
洪澤湖是我國現存五大淡水湖之一。它承受淮河上中游15.8萬km2流域面積的來水, 總容量達130億m3多,年人湖洪水總量可超過800億m3,規模之大,世所公認。但它不 是天然的湖泊,而確實是一座水庫。其依托是洪澤湖大堤,實際就是一道攔淮大壩(圖 1.2),古時稱高家堰t•現在,蘇北地區3000萬畝農田和1650萬人口以這條大壩作為主要 防洪屏障,它所蓄存的洪澤湖水又是廣大地區灌溉、供水和航運的寶貴水源,
北宋以前,洪澤湖區本是淮河岸邊上的一些洼地和小型湖塘。北宋末金初,黃河南徙, 奪泗淮人海.使淮河出路不暢,這片湖泊洼地成為溢水停蓄之處a洼地小湖,連接成片,一

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