本發(fā)明涉及模擬教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體領(lǐng)域?yàn)橐环N水電站施工教學(xué)模型及施工方法。

背景技術(shù)：

水利工程施工技術(shù)是高職高專院校水利類專業(yè)(水利水電建筑工程、水利工程、水利工程施工技術(shù)、水利工程監(jiān)理、城市水利等)的一門專業(yè)核心課程，現(xiàn)場教學(xué)一直是制約專業(yè)人才核心能力培養(yǎng)質(zhì)量的瓶頸之一，雖然，按照人才培養(yǎng)方案可以安排學(xué)生到水利工程施工工地進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)習(xí)，但由于工程大多分布在偏僻的山區(qū)，交通、食宿條件等多有不便，另外每個水利工程都有其特殊性，施工工期又比較長，學(xué)生到現(xiàn)場只能看到局部的施工過程和部分施工技術(shù)，很難看到全面的和整體的施工過程，加之施工企業(yè)對安全與進(jìn)度的要求，更不可能讓學(xué)生深入到各個崗位進(jìn)行實(shí)習(xí)，從而影響到施工實(shí)習(xí)的效果。而且現(xiàn)有的水電站模型，為獨(dú)立電站廠房部分，或半架結(jié)構(gòu)，學(xué)生只能得到整體輪廓的概念，而從水電站如何引水，水流如何進(jìn)入廠房以及電站廠房的內(nèi)部細(xì)部構(gòu)造是沒有表現(xiàn)。因此，如何破解水利工程施工技術(shù)現(xiàn)場教學(xué)難題，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)核心能力，是擺在水利類職業(yè)院校面前的頭等大事。為此，我們提出一種水電站施工教學(xué)模型及施工方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種水電站施工教學(xué)模型及施工方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種水電站施工教學(xué)模型及施工方法，包括：擋水建筑物、引水建筑物和發(fā)電廠房，

擋水建筑物布置：所述擋水建筑物采用碾壓混凝土雙曲拱壩。沿壩軸線方向，壩頂上游邊緣總長度8.66m，壩身布置進(jìn)水口，所述進(jìn)水口所使用的引水管道采用壓力鋼管，壩身的左壩肩設(shè)有推力墩，所述推力墩采用c20混凝土澆筑，墩頂高程為8.00m，沿壩體中軸線方向，將壩體分為兩部分：一部分為結(jié)構(gòu)展示區(qū)，即包含壩肩推力墩與部分壩體；另一部分為工藝展示區(qū)，即混凝土施工展示區(qū)與基礎(chǔ)防滲展示區(qū)。

引水建筑物布置：所述引水建筑物采用壩身式進(jìn)水口，進(jìn)水口采用四面收縮的喇叭口，且進(jìn)水口沿進(jìn)水方向依次設(shè)置攔污柵、檢修閘門與事故閘門，所述攔污柵的孔口尺寸為1.3m×1.3m(寬×高)，所述檢修閘門和事故閘門均設(shè)置在壩內(nèi)，閘室與壓力管道之間采用漸變段銜接，所述壓力管道為壩后背管，管道內(nèi)徑為800mm，厚度為8mm，所述攔污柵的柵墩與閘室均采用c25鋼筋混凝土現(xiàn)澆，閘室壁厚0.3cm，通氣孔采用pvc管，鎮(zhèn)墩采用現(xiàn)澆c20混凝土。

發(fā)電廠房布置：所述發(fā)電廠房包括主廠房和副廠房，所述主廠房的南側(cè)設(shè)有副廠房，所述發(fā)電廠房安裝有1臺立式機(jī)組和金屬蝸殼，所述主廠房南北7.3m，東西長6.5m，為現(xiàn)澆混凝土整體結(jié)構(gòu)，所述發(fā)電廠房使用的混凝土均采用c25；所述立式機(jī)組的安裝位置為水輪機(jī)層，所述水輪機(jī)層高程2.32m，層高2.19m，設(shè)有樓梯通往實(shí)訓(xùn)大廳，且設(shè)有鋼爬梯通往發(fā)電機(jī)層；所述發(fā)電機(jī)層高程4.51m，設(shè)有鋼爬梯通往水輪機(jī)層。上游側(cè)設(shè)有主閥吊物孔；所述主廠房的東端設(shè)有檢修間，且檢修間的高程為4.51m，與主廠房同寬；所述副廠房南北長2.50m，東西長4.20m，且副廠房僅為一層結(jié)構(gòu)，與主廠房同高，所述副廠房設(shè)有鋼爬梯與實(shí)訓(xùn)中心相連。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明從引水壩體到水流進(jìn)入廠房以及廠房各細(xì)部構(gòu)造以靜態(tài)剖面展示動態(tài)施工過程，直觀性非常強(qiáng)，而且學(xué)生可進(jìn)行部分動手操作，解決了高職水利類專業(yè)教學(xué)與實(shí)習(xí)的難題，將現(xiàn)場教學(xué)與動手實(shí)踐相結(jié)合，以彌補(bǔ)校外工地現(xiàn)場實(shí)習(xí)的不足，更重要的是提高了教學(xué)效率，節(jié)約了路途時間和部分費(fèi)用，體現(xiàn)職業(yè)教育的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的縱向結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參閱圖1和圖2，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種水電站施工教學(xué)模型及施工方法，包括：擋水建筑物、引水建筑物和發(fā)電廠房，

擋水建筑物布置：所述擋水建筑物采用碾壓混凝土雙曲拱壩。沿壩軸線方向，壩頂上游邊緣總長度8.66m，壩身布置進(jìn)水口，所述進(jìn)水口所使用的引水管道采用壓力鋼管。壩身的左壩肩設(shè)有推力墩，所述推力墩采用c20混凝土澆筑，墩頂高程為8.00m，沿壩體中軸線方向，將壩體分為兩部分：一部分為結(jié)構(gòu)展示區(qū)，即包含壩肩推力墩與部分壩體；另一部分為工藝展示區(qū)，即混凝土施工展示區(qū)與基礎(chǔ)防滲展示區(qū)，結(jié)構(gòu)展示區(qū)主要展示內(nèi)容包含：1)拱壩壩肩，推力墩為拱壩壩肩主體結(jié)構(gòu)，拱壩一般布置于“v”型河谷內(nèi)，故將推力墩布置成楔形體，同時模擬河谷壩肩狀況；2)引水流道，為該區(qū)重點(diǎn)展示內(nèi)容整個布置按工程常規(guī)布置。除結(jié)構(gòu)上的反映，整個閘室段在施工工藝上主要反映攔污柵與閘門各門槽處一期與二期混凝土澆筑方式、引水流道采用漸變至圓形的漸變段施工樣式和管道轉(zhuǎn)彎處鎮(zhèn)墩的施工樣式，整個結(jié)構(gòu)均按照剖面展示，一期與二期混凝土涂刷丙烯酸涂料加以區(qū)分；工藝展示區(qū)內(nèi)容包含：沿壩軸線將壩段分成的三個平臺，1)4.50m平臺主要為大壩碾壓混凝土通倉澆筑情況，也可為觀察進(jìn)水口及閘室布置提供場地；2)3.00m平臺主要為展示碾壓混凝土壩上游面防滲是個，壩面防滲采用變態(tài)混凝土；3)1.00m平臺主要展示壩基防滲處理施工，該平臺厚0.40m，以剖面形式反映地基處理措施，用混凝土模擬基巖，帷幕灌漿孔垂直，排水孔傾斜布置，其中蓋重與基巖涂刷丙烯酸涂料加以區(qū)分；

引水建筑物布置：所述引水建筑物采用壩身式進(jìn)水口，進(jìn)水口采用四面收縮的喇叭口，且進(jìn)水口沿進(jìn)水方向依次設(shè)置攔污柵、檢修閘門與事故閘門，所述攔污柵的孔口尺寸為1.3m×1.3m(寬×高)，所述檢修閘門和事故閘門均設(shè)置在壩內(nèi)，閘室與壓力管道之間采用漸變段銜接，所述壓力管道為壩后背管，管道內(nèi)徑為800mm，厚度為8mm，所述攔污柵的柵墩與閘室均采用c25鋼筋混凝土現(xiàn)澆，閘室壁厚0.3cm，通氣孔采用pvc管，鎮(zhèn)墩采用現(xiàn)澆c20混凝土。

發(fā)電廠房布置：所述發(fā)電廠房包括主廠房和副廠房，所述主廠房的南側(cè)設(shè)有副廠房，所述發(fā)電廠房安裝有1臺立式機(jī)組和金屬蝸殼，所述主廠房南北7.3m，東西長6.5m，為現(xiàn)澆混凝土整體結(jié)構(gòu)，所述發(fā)電廠房使用的混凝土均采用c25；所述立式機(jī)組的安裝位置為水輪機(jī)層，所述水輪機(jī)層高程2.32m，層高2.19m，設(shè)有樓梯通往實(shí)訓(xùn)大廳，且設(shè)有鋼爬梯通往發(fā)電機(jī)層；所述發(fā)電機(jī)層高程4.51m，設(shè)有鋼爬梯通往水輪機(jī)層。上游側(cè)設(shè)有主閥吊物孔；所述主廠房的東端設(shè)有檢修間，且檢修間的高程為4.51m，與主廠房同寬；所述副廠房南北長2.50m，東西長4.20m，且副廠房僅為一層結(jié)構(gòu)，與主廠房同高，所述副廠房設(shè)有鋼爬梯與實(shí)訓(xùn)中心相連；發(fā)電廠房沿水輪機(jī)尾水軸線設(shè)置剖面，一部分為結(jié)構(gòu)展示區(qū)，一部分為重要部位施工工藝展示區(qū)，結(jié)構(gòu)展示區(qū)包括：1)反映主廠房的尾水、蝸殼層和水輪機(jī)層；2)廠房檢修間面積確定，其面積按水輪發(fā)電機(jī)組檢修時確定，模型設(shè)計采用丙烯酸涂料在發(fā)電機(jī)層樓板會出水輪發(fā)電機(jī)組四大件布置；3)吊物孔模擬，采用丙烯酸涂料在發(fā)電機(jī)層和水輪機(jī)層繪出吊物孔，不開孔；工藝展示區(qū)包括：1)尾水閘墩的施工，為反映動態(tài)施工過程，閘墩澆筑0.50m，以上部分模板安裝和鋼筋扎綁可有學(xué)生自行完成；2)剖面反映水輪機(jī)肘管、尾水?dāng)U散結(jié)構(gòu)，蝸殼結(jié)構(gòu)及外包混凝土，配合照片、錄像等手段反映座環(huán)及蝸殼安裝的施工工序；3)廠房剖面上采用不同的顏色區(qū)分水電站廠房一期和二期混凝土；本水電站施工教學(xué)模型，不運(yùn)行發(fā)電，模型只反應(yīng)水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)、組成和重要部位的安裝過程。主閥在壓力管道上用標(biāo)牌示意，廠房的起重設(shè)備、吊車梁用工字鋼模擬，并應(yīng)用標(biāo)牌示意，蝸殼上預(yù)留50cm×50cm的孔口以便觀察水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，大壩工藝展示區(qū)和發(fā)電廠房均設(shè)兩個鋼爬梯，爬梯的寬度均為0.7m，坡度1：0.6。壩頂及臨空面，發(fā)電廠房臨空面均設(shè)金屬欄桿，欄桿高1.10m。

工作原理：大壩及進(jìn)水口：沿壩體中軸線方向，將壩體分為兩部分，一部分為結(jié)構(gòu)展示區(qū)，另外一部分為施工工藝展示區(qū)，結(jié)構(gòu)展示區(qū)主要展示內(nèi)容包含：1)拱壩壩肩，推力墩為拱壩壩肩主體結(jié)構(gòu)，拱壩一般布置于“v”型河谷內(nèi)，故將推力墩布置成楔形體，同時模擬河谷壩肩狀況；2)引水流道，為該區(qū)重點(diǎn)展示內(nèi)容整個布置按工程常規(guī)布置。除結(jié)構(gòu)上的反映，整個閘室段在施工工藝上主要反映攔污柵與閘門各門槽處一期與二期混凝土澆筑方式、引水流道舉行漸變至圓形的漸變段施工樣式和管道轉(zhuǎn)彎處鎮(zhèn)墩的施工樣式，整個結(jié)構(gòu)均按照剖面展示，一期與二期混凝土涂刷丙烯酸涂料加以區(qū)分；工藝展示區(qū)內(nèi)容包含：沿壩軸線將壩段分成三個平臺，4.50m平臺主要為大壩碾壓混凝土通倉澆筑情況，也可為觀察進(jìn)水口及閘室布置提供場地；3.00m平臺主要為展示碾壓混凝土壩上游面防滲是個，壩面防滲采用變態(tài)混凝土；1.00m平臺主要展示壩基防滲處理施工，該平臺厚0.40m，以剖面形式反映地基處理措施，用混凝土模擬基巖，帷幕灌漿孔垂直，排水孔傾斜布置，其中蓋重與基巖涂刷丙烯酸涂料加以區(qū)分。

發(fā)電廠房：廠房沿水輪機(jī)尾水軸線設(shè)置剖面，一部分為結(jié)構(gòu)展示區(qū)，一部分為重要部位施工工藝展示區(qū)，結(jié)構(gòu)展示區(qū)包括：1)反映主廠房尾水、蝸殼層、水輪機(jī)層；2)廠房檢修間面積確定，其面積按水輪發(fā)電機(jī)組檢修時確定，模型設(shè)計采用丙烯酸涂料在發(fā)電機(jī)層樓板會出水輪發(fā)電機(jī)組四大件布置；3)吊物孔模擬，采用丙烯酸涂料在發(fā)電機(jī)層和水輪機(jī)層繪出吊物孔，不開孔；工藝展示區(qū)包括：1)尾水閘墩的施工，為反映動態(tài)施工過程，閘墩澆筑0.50m，以上部分模板安裝和鋼筋扎綁可由學(xué)生自行完成；2)剖面反映水輪機(jī)肘管、尾水?dāng)U散結(jié)構(gòu)，蝸殼結(jié)構(gòu)及外包混凝土，配合照片、錄像等手段反映座環(huán)及蝸殼安裝的施工工序；3)廠房剖面上采用不同的顏色區(qū)分水電站廠房一期和二期混凝土。

水輪發(fā)電機(jī)組：本水電站施工教學(xué)模型，不運(yùn)行發(fā)電，模型只反應(yīng)水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)和組成，重要部位的安裝過程。主閥在壓力管道上用標(biāo)牌示意，廠房的起重設(shè)備、吊車梁用工字鋼模擬，并應(yīng)用標(biāo)牌示意。蝸殼上預(yù)留50cm×50cm孔口以便觀察水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，大壩工藝展示區(qū)設(shè)兩個鋼爬梯，水電站廠房設(shè)兩個鋼爬梯，爬梯寬度均為0.7m，坡度1：0.6。壩頂及臨空面，水電站廠房臨空面均設(shè)金屬欄桿，欄桿高1.10m。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。