一级建造师《水利水电工程实务》考试讲义1F411000水利水电工程勘测与设计.docx
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一级建造师《水利水电工程实务》考试讲义1F411000水利水电工程勘测与设计
2018年一级建造师《水利水电工程实务》考试讲义
1F411000 水利水电工程勘测与设计
1F410000 水利水电工程施工技术
1F411000 水利水电工程勘测与设计
1F411011 测量仪器的使用
一、常用测量仪器及其作用
水利水电工程施工常用的测量仪器有水准仪、经纬仪、电磁波测距仪、全站仪、全球定位系统（GPS）。
（一）水准仪分类及作用
水准仪按精度不同划分为4个等级，分为普通水准仪（DS3、DS1O）和精密水准仪（DS05、DS1）。
DS3：
D、S分别为“大地测量”和“水准仪”的汉语拼音第一个字母；数字3表示该仪器精度，表示每公里往返测量高差中数的偶然中误差为±3mm。
水准仪按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水准仪（又称电子水准仪）。
水准仪用于水准测量，水准测量是利用水准仪提供的一条水平视线，测量出两地面点之间的高差。
（二）经纬仪分类及作用
精度从高到低分为DJ05、DJ1、DJ2、DJ6和DJ10。
DJ05：
D、J分别为"大地测量"和"经纬仪"的汉语拼音的第一个字母，数字表示该仪器精度，如"05"表示一测回方向观测中误差不超过土0.5"。
根据度盘刻度和读数方式的不同，分为游标经纬仪、光学经纬仪和电子经纬仪。
经纬仪是进行角度测量的主要仪器，包括水平角测量和竖直角测量，也可用于低精度测量中视距测量。
（三）电磁波测距仪分类及作用
电磁波测距仪是用电磁波（光波或微波）作为载波传输测距信号，以测量两点间距离的，一般用于小地区控制测量、地形测量、地籍测量和工程测量等。
用激光、红外光作为载波的测距仪统称为光电测距仪，精度分为四级，由高到低为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。
（四）全站仪及其作用
全站仪是一种集自动测距、测角、计算和数据自动记录及传输功能于一体的自动化、数字化及智能化的三维坐标测量与定位系统。
功能：
测量水平角、天顶距（竖直角）和斜距。
（五）卫星定位系统
全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点；
目前投入使用的有中国北斗卫星导航系统（BDS）、美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）、欧盟伽利略定位系统（GALILEO）。
（六）水准尺
尺长为3m，是以厘米为分划单位的区格式双面水准尺。
一面分划黑白相间称为黑面尺（也叫主尺），另一面分划红白相间称为红面尺（也叫辅助尺）。
二、常用测量仪器的使用
（一）水准仪的使用
1.使用步骤：
安置仪器和粗略整平（简称粗平）、调焦和照准、精确整平（简称精平）和读数。
（1）安置水准仪和粗平。
调整三个脚螺旋，使圆水准气泡居中称为粗平。
（2）调焦和照准
视差产生原因：
目标影像与十字丝分划板不重合；
消除视差办法：
先调目镜调焦螺旋看清十字丝，
再继续仔细地转动物镜调焦螺旋，直至尺像与十字丝平面重合。
（3）精平。
转动微倾螺旋，同时察看水准管气泡观察窗，当符合水准管气泡成像吻合时，表明己精确整平。
（4）读数。
当符合水准管气泡居中时，立即根据十字丝中丝在水准尺上读数。
不论使用的水准仪是正像或是倒像，读数总是由注记小的一端向大的一端读出。
通常读数保留四位数。
（二）经纬仪的使用
1.经纬仪使用步骤：
对中（垂球、光学对中器）、整平（水准管）、照准和读数。
2.照准
（1）目镜调焦
（2）粗瞄目标
（3）物镜调焦
（4）准确瞄准目标
【例题】
经纬仪根据度盘刻度和读数方式的不同，可以分为（ ）。
A.游标经纬仪
B.光学经纬仪
C.电子经纬仪
D.激光经纬仪
E.微倾经纬仪
『正确答案』ABC
『答案解析』本题考查的是常用测量仪器及其作用。
经纬仪根据度盘刻度和读书方式的不同，分为游标经纬仪、光学经纬仪和电子经纬仪。
参见教材P4。
经纬仪照准操作的正确步骤是（ ）。
A.目镜调焦→粗瞄目标→物镜调焦→准确瞄准
B.粗瞄目标→目镜调焦→物镜调焦→准确瞄准
C.物镜调焦→粗瞄目标→目镜调焦→准确瞄准
D.粗瞄目标→物镜调焦→目镜调焦→准确瞄准
『正确答案』A
『答案解析』本题考查的是常用测量仪器的使用。
照准：
目镜调焦，粗瞄目标，物镜调焦，准确瞄准目标。
参见教材P6。
1F411012 水利水电工程施工测量的要求
一、基础知识
1.数字比例尺
以分子为一的分数形式表示的比例尺：
d/D=1/M
大比例尺：
1:
500、1:
1000、1:
2000、1:
5000、1:
10000；
中比例尺：
1:
25000、1:
50000、1:
100000；
小比例尺：
1:
250000、1:
500000、1:
1000000。
二、施工放样的基本工作
（一）放样数据准备
1.放样前应根据设计图纸和有关数据及使用的控制点成果，计算放样数据，绘制放样草图，所有数据、草图均应经两人独立计算与校核。
（二）平面位置放样方法的选择
平面位置放样的基本方法有：
直角交会法、极坐标法、角度交会法、距离交会法等几种。
（三）高程放样方法的选择
1.根据放样点高程精度要求和现场的作业条件。
可分别采用水准测量法、光电测距三角高程法、解析三角高程法和视距法等。
2.对于高程放样中误差要求不大于±10mm的部位，应采用水准测量法。
3.采用经纬仪代替水准仪进行工程放样时，应注意以下两点：
（1）放样点离高程控制点不得大于50m；
（2）必须用正倒镜置平法读数，并取正倒镜读数的平均值进行计算。
（四）仪器、工具的检验
（2）水准标尺应测定红黑面常数差和标尺零点差。
三、开挖工程测量
（一）开挖工程测量的内容
开挖区原始地形图和原始断面图测量；开挖轮廓点放样；开挖竣工地形、断面测量和工程量测算。
（二）开挖工程细部放样
1.开挖工程细部放样，需在实地放出控制开挖轮廓的坡顶点、转角点或坡脚点，并用醒目的标志加以标定。
2.开挖工程细部放样基本的方法主要是极坐标法和前方交会法。
3.距离丈量根据条件和精度要求从下列方法选择：
（2）视距法测定，其视距长度不应大于50m；预裂爆破放样，不宜采用视距法。
（3）视差法测定，端点法线长度不应大于70m。
（三）断面测量和工程量计算
1.开挖工程动工前，必须实测开挖区的原始断面图或地形图；开挖过程中，应定期测量收方断面图或地形图；开挖工程结束后，必须实测竣工断面图或竣工地形图，作为工程量结算的依据。
3.断面图和地形图比例尺，可根据用途、工程部位范围大小在1:
200～1:
1000之间选择，主要建筑物的开挖竣工地形图或断面图，应选用1:
200。
5.开挖施工过程中，应定期测算开挖完成量和工程剩余量。
开挖工程量结算：
以测量收方的成果为依据。
面积计算方法：
采用解析法或图解法（求积仪）。
6.两次独立测量同一区域开挖工程量差值小于5%（岩石）和7%（土方）时，可取中数作为最后值。
四、立模与填筑放样
（一）立模和填筑放样的内容
立模和填筑放样应包括下列内容：
测设各种建筑物的立模或填筑轮廓点；对已架立的模板、预制（埋）件进行形体和位置的检查；测算填筑工程量等。
3.混凝土建筑物的高程放样，应区别情况采用不同的方法。
（1）对于连续垂直上升的建筑物，除了有结构物的部位（如牛腿、廊道、门洞等）外，高程放样的精度要求较低，主要应防止粗差的发生。
（2）对于溢流面、斜坡面以及形体特殊的部位，其高程放样精度，一般应与平面位置放样精度相一致。
（3）对于混凝土抹面层，有金属结构及机电设备埋件的部位，其高程放样的精度，通常高于平面位置的放样精度，应采用水准测量方法并注意检核。
（三）建筑物立模放样点的检查
4.建筑物基础块（第一层）轮廓点的放样，必须全部采用相互独立的方法进行检核。
放样和检核点位之差不应大于2（1/2）m（m为轮廓点的测量放样中误差）。
（四）填筑工程量测算
2.混凝土浇筑块体收方，基础部位应根据基础开挖竣工图计算；基础以上部位，可直接根据水工设计图纸的几何尺寸及实测部位的平均高程进行计算。
4.两次独立测量同一工程，其测算体积之较差，在小于该体积的3%时，可取中数作为最后值。
五、施工期间外部变形观测
（一）施工期间外部变形监测的内容
施工区的滑坡观测；高边坡开挖稳定性监测；围堰的水平位移和沉陷观测；临时性的基础沉陷（回弹）和裂缝监测等。
变形观测的基点，其精度应不低于四等网的标准。
（二）选点与埋设
1.工作基点的选择与埋设，应注意点：
（1）基点必须建立在变形区以外稳固的基岩上，尽量靠近变形区。
土质和地质不稳定地区设置基点时应进行加固处理。
2.测点的选择与埋设，应符合下列要求：
（1）测点应与变形体牢固结合，并选在变形幅度、变形速率大的部位。
（2）滑坡测点宜设在滑动量大、滑动速度快的轴线方向和滑坡前沿区等部位。
（3）高边坡稳定监测点，宜呈断面形式布置在不同的高程面上。
（4）采用视准线监测的围堰变形点，其偏离视准线的距离不应大于20mm。
垂直位移测点宜与水平位移测点合用。
围堰变形观测点的密度，应根据变形特征确定。
（5）山体或建筑物裂缝观测点，应埋设在裂缝两侧。
（三）观测方法的选择
滑坡、高边坡稳定监测：
交会法；
水平位移监测：
视准线法（活动觇牌和小角度法）；
垂直位移观测：
水准观测法，也可采用满足精度要求的光电测距三角高程法；
地基回弹：
宜用水准仪与悬挂钢尺相配合。
六、竣工测量
（一）竣工测量的内容和方法
1.竣工测量包括下列主要项目
（1）主要水工建筑物基础开挖建基面1:
200～1:
500地形图（高程平面图）或纵、横断面图。
（2）建筑物过流部位或隐蔽部位形体测量。
（3）外部变形监测设备埋设安装竣工图。
（4）建筑物的各种重要孔、洞的形体测量。
（5）视需要测绘施工区竣工平面图。
2.竣工测量作业方法
（1）随着施工的进程，按竣工测量的要求，逐渐积累竣工资料。
（2）待单项工程完工后，进行一次性的测量。
对于隐蔽工程、水下工程以及垂直临空面的竣工测量，宜采用第一种作业方法。
（三）填筑竣工测量
土、石坝在心墙、斜墙、坝壳填筑过程中，每上料两层，须进行一次边线测量并绘成图表为竣工时备用。
（五）测量误差
1.误差产生原因：
人、仪器、外界环境。
2.误差的分类与处理原则：
系统误差：
规律变化；
偶然误差：
没有任何规律性；
粗差：
观测者粗心或者受到干扰造成；可以避免。
【例题】
下列地形图数字比例尺中，属于中比例尺的是（ ）。
A.1:
500
B.1:
5000
C.1:
50000
D.1:
500000
『正确答案』C
『答案解析』本题考查的是基础知识。
大比例尺：
1:
500、1:
1000、1:
2000、1:
5000、1:
10000；
中比例尺：
1:
25000、1:
50000、1:
100000；小比例尺：
1:
250000、1:
500000、1:
1000000。
参见教材P7。
下列施工放样的资料中，属于放样数据计算依据的是（ ）。
A.放样数据手册
B.控制点成果
C.放样手簿
D.测量数据
『正确答案』B
『答案解析』本题考查的是施工放样的基本工作。
放样前应根据设计图纸和有关数据及使用的控制点成果，计算放样数据，绘制放样草图，所有数据、草图均应经两人独立计算与校核。
参见教材P7。
滑坡、高边坡稳定性监测采用（ ）。
A.交会法
B.水准观测法
C.活动觇牌法
D.视准线法
『正确答案』A
『答案解析』本题考查的是施工期间的外部变形监测。
一般情况，滑坡、高边坡稳定监测采用交会法。
参见教材P11。
1F411013 工程地质与水文地质条件及分析
一、工程地质和水文地质条件
（二）地层及岩性
在岩基上，往往可以修建高坝、混凝土坝，枢纽多采用集中布置方案；在土基上，则往往只能修建低坝（或闸）、土石坝，枢纽多采用较分散的布置方案。
（三）地质构造及地震
地质构造按构造形态可分为倾斜构造、褶皱构造和断裂构造三种类型。
褶皱构造基本类型包括背斜和向斜两种。
断裂构造指岩层在构造应力作用下，岩层沿着一定方向产生机械破裂，失去连续性和完整性，可分为节理、劈理、断层三类。
（七）天然建筑材料
建筑材料指工程建设所需要的天然砂砾料、石料、土料。
天然建筑材料的勘察级别划分为普查、初查、详查三个阶段。
二、水利水电工程地质问题分析
（一）坝基工程地质条件分析
坝基稳定问题：
渗透稳定、沉降稳定和抗滑稳定；
坝区渗漏问题：
坝基渗漏和绕坝渗漏。
（二）边坡的工程地质条件分析
常见边坡变形破坏：
松弛张裂、蠕变、崩塌、滑坡（分布最广、危害最大）、塌滑、错落、倾倒、泥石流等。
松弛张裂：
是指由于临谷部位的岩体被冲刷侵蚀或人工开挖，使边坡岩体失去约束，应力重新调整分布，从而使岸坡岩体发生向临空面方向的回弹变形及产生近平行于边坡的拉张裂隙。
蠕变：
是指边坡岩（土）体主要在重力作用下向临空方向发生长期缓慢的塑性变形现象。
崩塌：
是指较陡边坡上的岩（土）体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动堆积于坡脚的地质现象。
滑坡：
是指边坡岩（土）体主要在重力作用下沿贯通的剪切破坏面发生滑动破坏的现象。
（三）地下洞室围岩稳定性分析
2.围岩变形破坏的几种类型；脆性破裂；块体滑动和塌方；层状弯折和拱曲；塑性变形和膨胀。
（四）水库工程地质问题分析
产生了诸如水库渗漏、水库浸没、水库塌岸、水库淤积、水库诱发地震等地质问题。
（五）土质基坑工程地质问题分析
1.土质基坑工程地质问题主要包括两个方面：
边坡稳定和基坑降排水。
2.防止边坡失稳措施有：
设置合理坡度、设置边坡护面、基坑支护、降低地下水位等。
3.基坑降排水目的：
增加边坡的稳定性；
对于细砂和粉砂土层边坡，防止流砂和管涌发生；
对下卧承压含水层的黏性土基坑，防止底部隆起；
保持基坑土体干燥，方便施工。
4.基坑降排水：
明排法和人工降水。
人工降水经常采用轻型井点或管井井点降水方式。
（1）明排法的适用条件
不易产生流砂、流土、潜蚀、管涌、淘空、塌陷等现象的黏性土、砂土、碎石土的地层；
基坑地下水位超出基础底板或洞底标高不大于2.0m。
（2）轻型井点降水：
渗透系数小。
黏土、粉质黏土、粉土地层；
基坑边坡不稳，易产生流土、流砂、管涌现象。
地下水位埋藏小于6.0m，宜用单级真空点井；当大于6.0m时，场地条件有限宜用喷射点井、接力点井；场地条件允许宜用多级点井。
（3）管井降水：
渗透系数大；颗粒较粗的砂砾及岩石裂隙。
第四系含水层厚度大于5.0m（基岩裂隙可小于5m）；
含水层渗透系数K宜大于1.0m/d。
【例题】
地质构造中，断裂构造可分为（ ）。
A.背斜
B.褶皱
C.节理
D.劈理
E.断层
『正确答案』CDE
『答案解析』本题考查的是工程地质和水文地质条件。
断裂构造指岩层在构造应力作用下，岩层沿着一定方向产生机械破裂，失去连续性和完整性，可分为节理、劈理、断层三类。
参见教材P13。
土石坝工程在土方开挖中可能产生的边坡变形破坏是（ ）。
A.管涌
B.蠕动变形
C.流土
D.接触冲刷
『正确答案』B
『答案解析』本题考查的是水利水电工程地质问题分析。
蠕变：
是指边坡岩（土）体主要在重力作用下向临空方向发生长期缓慢的塑性变形的现象。
选项ABD是在压力水作用下产生的破坏。
参见教材P15。
某基坑地下含水层为颗粒较粗的砂砾地层，施工期降低其地下水位宜采用（ ）排水法。
A.管井
B.真空井点
C.喷射井点
D.电渗井点
『正确答案』A
『答案解析』本题考查的是水利水电工程地质问题分析。
管井降水适用于渗透系数大的地质。
参见教材P16。
1F411021 水利水电工程设计阶段划分及其任务
一、水利工程项目设计阶段划分
项目建议书、可行性研究、初步设计、招标设计及施工图设计阶段。
重大和技术复杂项目，可增加技术设计阶段。
二、水力发电工程项目设计阶段的划分
预可行性研究阶段、项目建议书、可行性研究、招标设计、施工图设计阶段。
招标文件分三类：
主体工程、永久设备和业主委托的其他工程的招标文件。
【例题】
大中型水电工程项目设计阶段包括（ ）。
A.预可行性研究
B.可行性研究
C.初步设计
D.招标设计
E.施工图设计
『正确答案』ABDE
『答案解析』本题考查的是水利水电工程设计阶段的划分和任务。
大中型水电工程项目设计阶段包括预可行性研究阶段、可行性研究阶段、招标设计阶段、施工图设计阶段。
参见教材P16～17。
1F411022 水利水电工程等级划分及特征水位
【例题】
某水闸校核流量1020m3/s，设计流量950m3/s，其则次要建筑物级别应为（ ）级，临时性水工建筑物级别为（ ）级。
A.2、3
B.3、3
C.3、4
D.2、4
『正确答案』C
『答案解析』本题考查的是水工建筑物级别划分。
校核流量1020m3/s工程等别为Ⅱ等，次要建筑物级别应为3级，保护对象为2级永久性水工建筑物级别为4级。
参见教材P18～19。
一、水利水电工程等级划分
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000规定，水利水电工程等别根据其工程规模、效益及在国民经济中的重要性，划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五等。
工程等级
工程规模
水库总库容（108m3）
防洪
治涝
灌溉
供水
发电
保护城镇及工矿企业的重要性
保护农田（104亩）
治涝面积（104亩）
灌溉面积（104亩）
供水对象重要性
装机容量（104KW）
Ⅰ
大
（1）型
≥10
特别重要
≥500
≥200
≥150
特别重要
≥120
Ⅱ
大
（2）型
10～1.0
重要
500～100
200～60
150～50
重要
120～30
Ⅲ
中型
1.0～0.1
中等
100～30
60～15
50～5
中等
30～5
Ⅳ
小
（1）型
0.1～0.01
一般
30～5
15～3
5～0.5
一般
5～1
Ⅴ
小
（2）型
0.01～0.001
＜5
＜3
＜0.5
＜1
注：
1.水库总库容指水库最高洪水位以下的静库容；
2.治涝面积和灌溉面积均指设计面积。
1.水利水电工程按各分等指标确定的等别不同时，其工程等别应按其中的最高等别确定。
2.拦河水闸工程的等别，应根据其最大过闸流量的大小进分等，按下表确定。
工程等级
工程规模
过闸流量（m3/s）
Ⅰ
大
（1）型
≥5000
Ⅱ
大
（2）型
5000～1000
Ⅲ
中型
1000～100
Ⅳ
小
（1）型
100～20
Ⅴ
小
（2）型
＜20
3.灌溉、排水泵站等别，根据装机流量与装机功率；工业、城镇供水泵站，根据其供水对象重要性。
工程等级
工程规模
分等指标
装机流量（m3/s）
装机功率（104kw）
Ⅰ
大
（1）型
≥200
≥3
Ⅱ
大
（2）型
200～50
3～1
Ⅲ
中型
50～10
1～0.1
Ⅳ
小
（1）型
10～2
0.1～0.01
Ⅴ
小
（2）型
＜2
＜0.01
4.引水枢纽工程等别应根据引水流量的大小。
工程等级
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
工程规模
大
（1）型
大
（2）型
中型
小
（1）型
小
（2）型
引水流量（m3/s）
≥200
200～50
50～10
10～2
＜2
二、水工建筑物级别划分
（一）永久性水工建筑物的级别
水利水电工程永久性水工建筑物的级别，根据建筑物所在工程的等别和建筑物的重要性划分为五级。
工程等级
主要建筑物
次要建筑物
工程等级
主要建筑物
次要建筑物
Ⅰ
1
3
Ⅳ
4
5
Ⅱ
2
3
Ⅴ
5
5
Ⅲ
3
4
【例题】
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）的规定，某水利水电工程等别为Ⅳ级，其次要建筑物级别应为（ ）级。
A.2 B.3
C.4 D.5
『正确答案』D
『答案解析』本题考查的是水利建筑物级别划分。
水利水电工程等别为Ⅳ级，其次要建筑物级别应为4级。
参见教材P18。
（二）堤防工程级别
根据《堤防工程设计规范》）GB50286-2013规定，堤防工程级别应根据确定的保护对象的防洪标准。
防洪标准[重现（年）]
≥100
＜100，且≥50
＜50，且≥30
＜30，且≥20
＜20，且≥10
堤防工程级别
1
2
3
4
5
（三）临时性水工建筑物级别
施工期使用的临时性挡水和泄水建筑物的级别，应根据保护对象的重要性、失事造成的后果、使用年限和临时建筑物的规模。
级别
保护对象
失事后果
使用年限
（年）
临时性水工建筑物规模
高度（m）
库容（108m3）
3
有特殊要求的1级永久性水工建筑物
淹没重要城镇、工矿企业、交通干线或推迟总工期及第一台（批）机组发电，造成重大灾害和损失
＞3
＞50
＞1.0
4
1、2级永久性水工建筑物
淹没一般城镇、工矿企业、交通干线或影响总工期及第一台（批）机组发电，造成较大经济损失
3～1.5
50～15
1.0～0.1
5
3、4级永久性水工建筑物
淹没基坑、但对总工期及第一台（批）机组发电影响不大，经济损失较小
＜1.5
＜15
＜0.1
当临时性水工建筑物根据上表指标同时分属于不同级别时，其级别应按照其中最高级别确定。
但对于3级临时性水工建筑物，符合该级别规定的指标不得少于两项。
三、水利水电工程洪水标准
1.在水利水电工程设计
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