水工建筑物历史

水工建筑物历史水工建筑物历史悠久

早在公元前2900年,埃及就在尼罗河上建造了一座高15m、长240m的挡水坝

在中国,从春秋时期开始,就在黄河下游沿岸修建堤防,经历代整修加固,形成长约1500km的黄河大堤

公元前256~前251年兴建并延用至今的都江堰工程,利用鱼嘴分水,飞沙堰泄洪、排沙,宝瓶口引水,是引水灌溉工程的典范

从春秋时期开始兴建至公元1293年全线通航的京杭运河是世界上最长的运河

中世纪及其以前的水利工程建设,大都凭借经验,缺乏理论分析

19世纪中期特别是进入20世纪以后,由于生产发展和科学技术进步,水工设计理论不断完善,施工技术水平逐步提高,水工建设取得了较快的进展

如重力坝剖面的底宽与坝高之比在逐渐减小;在适宜的条件下,改变结构形式(如腹拱坝)或采用减压排水系统,以减小坝体工程量;而碾压混凝土筑坝等技术的出现,又为简化坝体施工、加快工程进度和降低造价提供了有利条件

20世纪80年代最高的重力坝是瑞士的大迪克桑斯坝,高285m

20世纪60年代以来,拱坝建设发展较快,对坝址地形和地质条件的要求逐渐放宽,在宽高比大于5和地质条件复杂的地基上也能修建拱坝;为改善坝肩稳定条件,拱圈已从过去的单圆弧拱发展为多圆心拱、椭圆拱、抛物线拱和对数螺线拱等多种形式;对不太对称的河谷,常采用周边缝(见双曲拱坝)将坝体与地基分开,以改善坝体应力和减少工程量

世界最高的拱坝是苏联的英古里坝,高度已达272m

2010年8月,中国云南小湾水电站建成投产以后,已经成为世界上最高的拱坝,最大坝高达292米

前苏联英古里坝最大坝高272m,水库总库容11亿m3,下游设有引水式电站,装机130万kW

坝址为石灰岩和白云岩,被裂隙和断层切割,地质条件复杂,地震烈度8度

坝型为双曲拱坝,坝面由多心圆拱组成

随着土力学理论的发展,施工技术水平的提高和大功率、高效施工机械的采用,以及对上坝土料要求放宽,加之有些国家地质条件较好的坝址已经不多等原因,致使高土石坝的修建越来越多

苏联的罗贡坝,高达335m,是20世纪80年代世界上最高的土石坝

钢筋混凝土面板堆石坝也在迅速发展

岩石力学的发展,促使采用隧洞等地下结构的工程日益增多,规模也在不断扩大,施工技术和机械化水平不断提高,预应力衬砌隧洞、锚喷支护、在软基上用高压喷射灌浆开挖洞室等都在发展

利用混凝土防渗墙或帷幕灌浆解决坝基渗漏,在深厚覆盖层地基上修建土石坝,在岩溶地区和复杂地基修建高坝均获得了成功

埃及阿斯旺高坝的帷幕深170m;加拿大马尼克三级土坝,防渗墙深达131m

中国在岩溶地区成功地建成了高165m的乌江渡拱形重力坝,灌浆帷幕深达260m

由于高坝建设增多,大流量泄洪消能设施发展迅速,单宽流量不断加大,有些工程高达300m3/(s·m)以上

为解决由于高速水流引起的空蚀问题,除作好体型设计外,还采用了掺气减蚀等措施

在高山峡谷地区,为适应泄水建筑物与水电站厂房的布置,厂房顶溢流式、挑越式厂坝联合泄洪以及厂房位于坝内的腹拱式等形式也逐渐付诸实施

大容量电子计算机和有限元方法的采用,又为解决过去用人工难以完成的许多计算课题和数据处理创造了良好条件

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