小型水电站的水工建筑物，包括挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物和发电建筑物等。

10.2.2.1　挡水建筑物

拦截河川水流的挡水建筑物，最常见的是坝和闸。坝的类型很多，可以从不同的角度来划分，下面介绍几种基本类型。

1.按坝的建筑材料分

有土坝、堆石坝、干砌石坝、浆砌石坝、混合坝、混凝土坝、钢筋混凝土坝等，现介绍两种。

（1）土坝。常见的土坝有均质坝、心墙坝、斜墙坝、多种土质坝等，如图10.6所示。图中的虚线为浸润线，即坝体内渗流的水面线。在坝下的坡角处设块石排水体，可降低浸润线，有利于坝坡稳定。排水体与土料接触处敷设反滤层，以免渗水带走土料，反滤层由砂、砾石、卵石构成，其粒径沿渗流方向由小渐大，只渗水而不带走土料。当坝址的土料为透水的砂土时，要采取防渗措施，如黏土心墙坝［图10.6（b）］和黏土斜墙坝［图10.6（c）］。将斜墙在水平方向往上游延伸一段距离，增长渗流途径，称为带铺盖的斜墙坝［图10.6（d）］。减压井将渗透水流引至排水沟中，降低了坝基渗透压力。

图10.6　各种土坝示意图

（a）均质土坝；（b）心墙坝；（c）斜墙坝；（d）带铺盖的斜墙坝；（e）多种土质坝（混合土坝）
1—防浪墙；2—坝顶；3—皮草护坡；4—马道；5—平面排水块石；6—上游石块护坡；7—不透水性基础；8—反滤层；9—浸润线；10—透水性土料；11—心墙；12—砂卵石；13—齿墙；14—斜墙；15—铺盖；16—堆石排水体；17—减压井；18—透水性基石

（2）堆石坝。在石多土少的山区，可建堆石坝，如图10.7所示。它要求基础有较好的抗压强度，大都建在岩石上。堆石坝需要设防渗层，图10.7（a）是用不透水料（黏土）筑成的塑性斜坡，两边用反滤层过渡；图10.7（b）是用钢筋混凝土面板防渗，并以干砌石过渡到堆石；图10.7（c）是用黏土心墙防渗，防渗体与岩石接触作混凝土齿墙，并在岩基上采取水泥浆灌注防渗（帷幕）。

图10.7　堆石坝示意图

1—斜墙；2—反滤层；3—帷幕；4—岩石；5—堆石；6—砌石；7—钢筋混凝土盖面；8—围堰；9—心墙

2.按坝的受力情况分

有重力坝、拱坝和支墩坝。

（1）重力坝。重力坝有混凝土重力坝和浆砌石重力坝。图10.8为混凝土重力坝。重力坝是靠坝体自重维持稳定，故多数建在岩石基础上。重力坝挡水以后，渗透水流将对坝底面产生向上的水压力，抵消坝体的一部分自重。为此，常采取基础灌浆防渗措施，即在坝基上游侧钻一排或两排深孔，将水泥浆加压灌入，使水泥浆挤满岩石裂缝固结，把岩石缝隙堵死，形成防渗帷幕。若在帷幕下游处再打一排浅的排水孔，通过排水廊道排走绕过帷幕后的渗水，可使向上的水压力进一步降低。

（2）拱坝。在河谷狭窄岩基良好的地点，为节省混凝土量可建拱坝。拱坝是一种压力结构，所受水压荷载主要转化为拱推力传至两岸岩石，能充分利用混凝土或浆砌石等材料的抗压性能，坝体各部位应力有自行调整以适应外荷载的潜力，因此超载能力大。图10.9为增城县大封门水电站石拱坝示意图（顶视）。

图10.8　混凝土重力坝

图10.9　增城县大封门水电站石拱坝示意图

（3）支墩坝。支墩坝是由一定间距的支墩及其所支撑的挡水盖板组成，水压力由挡水盖传给支墩，再由支墩传给地基。由于盖板形式不同，支墩坝有多种，图10.10示出三种。

图10.10　支墩坝的类型

（a）平板坝；（b）大头坝；（c）连拱坝

3.按坝顶是否过流分(www.daowen.com)

有非溢流坝和溢流坝。

（1）非溢流坝。这种坝只起挡水作用，坝顶不允许过流，过洪水需另设泄水建筑物。

（2）溢流坝。这种坝的坝顶允许过流，它起挡水和泄洪的作用。

10.2.2.2　水电站厂房

水电站厂房是将水能转换为电能的中心设施，是水工、机械、电气的综合体，是水电站的主要建筑物之一。

1.厂房位置的选择

厂房和前池、压力水管、升压电站、尾水渠等应按地形、地质等条件进行合理布置，尽可能减少工程量以降低造价。厂房布置要求地形平坦，尽可能选择坡度平缓处，开挖成平地。发电机层高程应设在高于洪水位0.5m以上，升压电站应布置在厂房附近，与厂房同一高程。厂房应与公路连通，门前设停车场。

2.厂房形式

厂房布置需考虑电站的水头、流量、进水方式、机组型号、台数和传动方式、地形、地质和水文条件等。按水轮机型号分为立式机组厂房和卧式机组厂房，常见的有卧轴冲击式、卧轴混流式、立轴混流式、轴流定桨式和贯流式水轮发电机厂房。

图10.11为卧轴冲击式水轮发电机组厂房，它适用于高水头、大流量的引水式或混合式水电站。水流经过压力水管进入水轮机。水轮机和发电机安装在同一层。两者转速相同时，则用同轴传动，如转速不同，则用皮带或齿轮传动。

图10.12为轴流定桨式水轮发电机组厂房，它适用于低水头引水式电站。水流经拦污栅、闸门、导水槽，再进入水轮机室。无压力水管、水轮机与发电机不在同一层。

3.厂房的水下部分

厂房水下部分即发电机层以下部分，其结构与水轮机的形式有关，这里主要包括导水槽、水轮机室和尾水管。水轮机室中的水流速度应小于1.0m/s，以减少水头损失，其边墙、顶盖、底部不许漏水。尾水管用以降低流速，提高水轮机的功率。尾水管有弯尾水管（图10.13）和直尾水管之分，在中小型水电站中，直尾水管应用得较多。

图10.11　卧输冲击式水轮发电机组厂房

图10.12　轴流定浆式水轮发电机组厂房

图10.13　尾水管的形式

（a）直尾水管；（b）弯尾水管

4.厂房内部布置

厂房内要求光线充足，通风良好，窗的面积应不少于厂房地面的25%～30%，厂房的大门应能满足机电设备最大部件通过的需要。厂内转动部件如飞轮、皮带、轴等要用围障隔离，以保证安全运行。电缆一般铺设在电缆沟内，用板盖好。配电盘处应光线充足，盘前、盘后留空，便于操作运行。