2水利水电工程建筑物及建筑材料文档格式.docx
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装机容量
（104kW）
Ⅰ
大
（1）型
≥10
特别重要
≥500
≥200
≥150
≥120
Ⅱ
大
（2）型
10～1.0
重 要
500～100
200～60
150～50
重 要
120～30
Ⅲ
中 型
1.O～O.10
中 等
100～30
60～15
50～5
中 等
30～5
Ⅳ
小
（1）型
0.1～O.01
一 般
15～3
5～O.5
一 般
5～1
Ⅴ
小
（2）型
0.O1～O.001
＜5
＜3
＜0.5
＜1
对于综合利用的水利水电工程，当按各分项利用项目的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。
例：
某水利水电工程其工程规模为大
（1）型，水库总库容0.8亿m3，发电装机容量为20万kw，则该水利水电工程的等别为（ ）。
A.Ⅰ等
B.Ⅱ等
C.Ⅲ等
D.Ⅳ等
【答疑编号：
针对该题提问】
答案：
A
（二）水工建筑物级别划分
水利水电工程中水工建筑物的级别，反映了工程对水工建筑物的技术要求和安全要求。
应根据所属工程的等别及其在工程中的作用和重要性分析确定。
1.永久性水工建筑物级别
永久性水工建筑物级别 表2F—2
主要建筑物
次要建筑物
I
1
3
II
2
III
4
IV
5
V
堤防工程的级别根据堤防工程的防洪标准确定。
（新增内容）
堤防工程的级别 表2F—3
防洪标准（重现期，年）
≥100
＜100，且≥50
＜50，且≥30
＜30，且≥20
＜20，且≥10
堤防工程的级别
防洪对象的防洪要求－防洪标准－堤防工程级别
2.临时性水工建筑物级别
按保护对象、失事后果、使用年限和临时性水工建筑物规模等指标来确定临时性水工建筑物级别，划分为3、4、5级共三级。
注意：
对于同时分属于不同级别的临时性水工建筑物，其级别应按照其中最高级别确定。
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、水库与堤防的特征水位
（一）水库的特征水位
1.校核洪水位。
水库遇大坝的校核洪水时在坝前达到的最高水位。
2.设计洪水位。
水库遇大坝的设计洪水时在坝前达到的最高水位。
3.防洪高水位。
水库遇下游保护对象的设计洪水时在坝前达到的最高水位。
4.正常蓄水位（正常高水位、设计蓄水位、兴利水位）
5.防洪限制水位（汛前限制水位）。
水库在汛期允许兴利的上限水位，也是水库汛期防洪运用时的起调水位。
水库特征水位和相应库容示意图
（二）堤防工程特征水位（新增内容）
1.设防（防汛）水位：
开始组织人员防汛的水位。
2.警戒水位：
防汛人员必须迅速开赴防汛前线，准备抢险的水位。
警戒水位>
设防（防汛）水位
3.保证水位：
即堤防的设计洪水位，河流遇堤防的设计洪水时在堤前达到的最高水位。
2F掌握土石坝与堤防的构造及作用
一、土石坝类型
常见分类方法：
1.按坝高：
30m以下为低坝；
30～70m之间为中坝；
70m以上为高坝。
2.施工方法：
碾压式土石坝，水力冲填坝，定向爆破堆石坝。
其中碾压式土石坝分为：
均质坝，土质防渗体分区坝，非土料防渗体坝。
均质坝的坝体基本上是由均一的黏性土料（壤土、砂壤土）筑成。
考点：
土质防渗体分区坝。
黏土心墙坝，防渗体设在坝体中央或稍向上游略为倾斜。
二、土石坝的构造及作用
土石坝基本剖面是梯形，主要由坝顶构造、防渗体、上下游坝坡、坝体排水、地基处理等细部构造组成。
1.坝顶构造：
1）护面的材料可采用碎石、砌石、沥青或混凝土，Ⅳ级以下的坝下游可采用草皮护面。
2）坝顶上游侧常设混凝土或浆砌石修建的不透水的防浪墙。
2.防渗体：
心墙、斜墙、铺盖、截水墙
1）作用：
减少通过坝体和坝基的渗流量；
降低浸润线，增加下游坝坡稳定性；
降低渗透坡降，防止渗透变形。
2）均质坝的整个坝体就是一个大的防渗体，它由透水性较小的黏性土筑成。
黏性土心墙和斜墙。
心墙一般布置在坝体中部，有时稍偏上游并略为倾斜；
斜墙布置在坝体的上游，以便于和上游铺盖及坝顶的防浪墙相连接。
3.土石坝的护坡与坝坡排水
坝坡排水：
除干砌石或堆石护面外，其余均必须设坝面排水。
（干砌石或堆石本身能够排水）
4.土石坝排水设施
排水设施形式：
贴坡排水、棱体排水、褥垫排水、管式排水、综合式排水。
知识点：
1）贴坡排水顶部应高于坝体浸润线的逸出点；
贴坡排水不能降低浸润线。
（渗流仍从原坡面逸出）。
常用于中小型工程下游无水的均质坝或浸润线较低的中等高度坝。
2）棱体排水，顶部高程应超出下游最高水位，超出高度应大于波浪沿坡面的爬高，并使坝体浸润线距坝坡的距离大于冰冻深度。
应避免棱体排水上游坡脚出现锐角，可降低浸润线，防止坝坡冻胀和渗透变形，保护下游坝脚不受尾水淘刷，多用于河床部分（有水）的下游坝脚处。
3）反虑层材料粒径沿渗流方向由小到大排列。
（反滤是允许渗流，但防止细小土粒被渗流带走）
三、堤防的构造及作用（新增）
堤高超过6m的背水坡应设戗台，宽度不宜小于1.5m；
风浪大的海堤、湖堤临水侧宜设置消浪平台，其宽度可为波高的1～2倍，但不宜小于3m。
2F掌握水闸的组成及作用
一、水闸类型
按闸室结构形式分为：
开敞式和涵洞式
开敞式：
有胸墙、无胸墙
1-上游防冲槽；
2-上游护底；
3-铺盖；
4-底板；
5-护坦（消力池）；
6-海漫；
7-下游防冲槽；
8-闸墩；
9-闸门；
10-胸墙；
11-交通桥；
12-工作桥；
13-启闭机；
14-上游护坡；
15-上游翼墙；
16-边墩；
17-下游翼墙；
18-下游护坡
二、水闸的组成部分及作用
水闸由闸室和上、下游连接段三部分组成。
1.闸室
闸室是水闸的主体，起挡水和调节水流的作用。
它包括底板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥和交通桥等。
根据底板与闸墩的连接方式不同，平底板可分为整体式和分离式两种。
整体式平底板抗震性能较好。
中等密实以下的地基或地震区适宜采用整体式底板。
对多孔水闸，为适应地基不均匀沉降和减小底板内的温度应力，需要沿水流方向设变形缝（温度沉降缝）将闸室分成若干段，每个闸段一般不超过20m。
分离式闸墩底板基底压力较大，一般宜建在中等密实以上的地基上。
2.上游连接段
上游连接段由铺盖、护底、护坡及上游翼墙组成。
铺盖：
主要作用是延长渗径长度以防渗，兼有防冲功能。
3.下游连接段
下游连接段通常包括护坦、海漫、下游防冲槽（齿墙）以及下游翼墙与护坡等。
1）护坦与两侧翼墙底板及闸室底板之间，均应设置沉陷缝。
缝的位置如在闸基防渗范围内，缝中应设止水。
2）海漫：
其作用是继续消能。
海漫材料一般采用浆砌或干砌块石。
在海漫末端设置防冲槽与下游河床相连，以保护海漫末端不受冲刷破坏。
2F熟悉混凝土坝的构造及作用
混凝土坝的主要类型有重力坝、拱坝和支墩坝三种。
一、重力坝类型
重力坝主要依靠自身重量产生的抗滑力维持其稳定性。
重力坝用混凝土或浆砌石筑成，坝轴线一般为直线，并有垂直于坝轴线方向的横缝将坝体分成若干段，横剖面基本上呈三角形。
1.按坝体高度分为：
高坝－坝高大于70m；
低坝－坝高小于30m；
中坝－介于二者之间。
土石坝也可依次分类。
2.按施工方法：
浇筑混凝土重力坝、碾压混凝土重力坝。
二、重力坝构造及作用
为了减小坝体的渗透压力，靠近上游坝面设置排水管幕，排水管幕与上游坝面的距离一般为作用水头的1/15～1/25，且不小于2.0m。
排水管间距2～3m。
1.横缝：
有永久性的和临时性的两种，永久性横缝可兼作沉降缝和温度缝。
2.水平施工缝：
是施工过程中新老混凝土结合面。
三、拱坝的结构特点和类型
主要依靠两岸坝肩维持其稳定性；
拱坝是超静定结构，有较强的超载能力，受温度的变化和坝肩位移的影响较大。
四、支墩坝的结构特点和类型
支墩坝可分为平板坝、连拱坝和大头坝。
2F熟悉泵站的布置及水泵的分类
一、叶片泵的分类
按工作原理不同分为：
离心泵、轴流泵、混流泵。
离心泵按其基本结构、形式特征又分为单级单吸式离心泵、单级双吸式离心泵、多级式离心泵以及自吸式离心泵。
轴流泵按主轴方向又可分为立式泵、卧式泵和斜式泵；
按叶片可调节的角度不同可分为固定式、半调节式和全调节式。
混流泵按结构形式分为蜗壳式和导叶式。
二、叶片泵的性能参数
扬程——单位重量的水从泵进口到泵出口所增加的能量。
设计扬程——水泵铭牌上所标出的扬程，即相应于通过设计流量时的扬程，又称额定扬程。
泵的工作扬程总是大于实际扬程。
2F熟悉水电站的组成及作用
1.水电站由进水口、引水建筑物、平水建筑物和厂区枢纽组成。
2.水电站的进水口分有压和无压两种，它是水电站引水系统的首部。
3.引水建筑物有动力渠道、引水隧洞和压力管道等。
4.平水建筑物包括压力前池和调压室。
5.厂区枢纽包括主厂房、副厂房、主变压器场、高压开关站等，是发电、变电和配电的场所。
2F熟悉渠系建筑物的构造及作用
类型主要有渡槽、涵洞、倒虹吸管、跌水与陡坡等。
一、渡槽的构造及作用
按支承结构渡槽可分为梁式、拱式、桁架式等，渡槽由输水的槽身及支承结构、基础和进出口建筑物等部分组成。
小型渡槽一般采用简支梁式结构，截面采用矩形。
二、涵洞的构造及作用
根据水流形态的不同，涵洞分有压、无压和半有压式。
（一）涵洞的洞身断面形式
（二）洞身构造
洞身构造有基础、沉降缝、截水环或涵衣。
截水环或涵衣。
对于有压涵洞要在洞身四周设若干截水环或用黏土包裹形成涵衣，用以防止洞身外围产生集中渗流。
三、倒虹吸管的构造和作用
镇墩与支墩。
在管身的变坡及转弯处或较长管身的中间应设置镇墩，以连接和固定管道。
镇墩附近的伸缩缝一般设在下游侧。
在镇墩中间要设置支墩，以承受水荷载及管道自重的法向分量。
2F 水利水电勘测与测量
2F掌握水利水电工程施工放样
注意此节可能出现案例。
主要掌握土坝和水闸放样内容、放样实施。
一、土坝的施工放样
内容：
坝轴线测设、坝身控制测量、清基开挖线、坡脚线放样、坝体边坡线放样及修坡桩测设等。
要点：
1.直线坝型土坝坝顶中心线即为坝轴线；
采用交会法或极坐标法。
2.坝身控制测量包括平面控制测量和高程控制测量。
3.清基开挖线－坝体与原地面的交线。
采用套绘断面法或经纬仪扫描法。
4.坡脚放样线－坝体与地面的交线。
5.坝体各个断面上料桩的标定通常采用轴距杆法或坡度尺法。
二、水闸施工放样（易出案例题目）
测设水闸的主轴线，闸墩中线，闸孔中线，闸底板的范围及各细部的平面位置和高程。
图2F-2水闸平面位置示意图
1－坝体；
2－侧墙；
3－闸墩；
4－检修闸门；
5－工作闸门；
6－水闸中线；
7－闸孔中线；
8－闸墩中线；
9－水闸中心轴线；
10－闸室
1.主轴线放样
在施工现场标定轴线端点A、B位置，测AB长度，标定中点O点的位置；
在O点安置经纬仪，测设AB的垂线CD（另一主轴线）。
主轴线测定后，应向两端延长至施工影响范围之外，每端各埋设两个固定标志以表示方向。
2.闸底板放样（看图2F－3）
目的：
首先放出底板立摸线的位置。
由O点在CD上放出G、H，由G、H放出E、F、I、K。
2F－3水闸放样的只要点线
根据底板的设计尺寸，由主轴线的交点O起，在CD轴线上，分别向上、下游各测设底板长度的一半，得G、H两点，然后分别在G、H点上安置经纬仪，测设与CD轴线相垂直的两条方向线。
两方向线分别与边墩中线的交点E、F、I、K，即为闸底板的4个角点。
底板的高程放样根据底板的设计高程及临时水准点的高程，采用水准测量的方法。
3.闸墩的放样
先放出闸墩中线，再以中线为依据放样闸墩的轮廓线。
放样时，首先根据计算出的有关放样数据，以水闸主要轴线AB和CD为依据，在现场定出闸孔中线、闸墩中线、闸墩基础开挖线以及闸底板的边线等。
待水闸基础打好混凝土垫层后，在垫层上再精确地放出主要轴线和闸墩中线等，根据闸墩中线放出闸墩平面位置的轮廓线。
2F掌握测量仪器的使用
一、水准仪、经纬仪
水利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
水准仪按精度不同可分为普通水准仪和精密水准仪，国产水准仪按精度分有DS05、DS1、DS3、DS10等。
工程测量中一般使用DS3型微倾式普通水准仪，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，即每公里往返测量高差中数的偶然中误差为±
3mm。
（二）经纬仪分类及作用
经纬仪按精度不同可分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ10等，D、J分别为“大地测量”和“经纬仪”的汉语拼音第一个字母，数字07、1、2、6、10表示该仪器精度。
按读数装置不同可分为两类：
测微尺读数装置、单平板玻璃测微器读数装置。
经纬仪是进行角度测量的主要仪器。
它包括水平角测量和竖直角测量，水平角用于确定地面点的平面位置，竖直角用于确定地面点的高程。
另外，经纬仪也可用于低精度测量中的视距测量。
（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。
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。
（四）全站仪及其作用
全站仪的功能是测量水平角、天顶距（竖直角）和斜距，借助于机内固化的软件，可以组成多种测量功能，如可以计算并显示平距、高差以及镜站点的三维坐标，进行偏心测量、悬高测量、对边测量、面积计算等。
（五）全球定位系统（GPS）
全球定位系统是具有在海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，在大地测量、城市和矿山控制测量、建筑物变形测量、水下地形测量等方面得到广泛的应用。
二、常用仪器使用
（一）水准仪的使用
1.使用步骤：
安置仪器、粗略整平、调焦和照准、精确整平、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
产生视差的原因：
目标形象与十字丝分划板不重合。
消除视差的办法：
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，当符合水准泡成像吻合时，表明已精确整平。
（4）读数。
当符合水准气泡居中时，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。
通常读数保持四位数。
2.自动安平水准仪操作程序为粗平—照准—读数。
（二）经纬仪的使用
经纬仪的使用包括对中、整平、照准和读数四个操作步骤。
1.对中和整平。
有用垂球对中及经纬仪整平的方法和用光学对中器对中及经纬仪整平的方法。
整平的方法：
先转动仪器照准部，使水准管平行于任意两个脚螺旋连线，转动这两个脚螺旋使气泡居中；
然后将仪器照准部旋转90°
，旋转第三个脚螺旋，使气泡居中。
2.照准
3.读数
打开反光镜，调整其位置，使读数窗内进光明亮均匀，然后进行读数显微镜调焦，使读数窗内分划清晰，进行读数。
电子经纬仪可在屏幕上直接读数。
（三）电磁波测距仪的使用
（四）全站仪的使用
2F了解工程地质和水文地质的条件与分析
一、水工建筑物的工程地质和水文地质条件
1.产状有三个要素，即走向、倾向和倾角。
150∠60表示：
倾向为150°
（即南偏东30°
），倾角为60°
。
2.褶皱构造：
形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性。
3.断裂构造：
岩石丧失了原有的连续完整性而形成的地质构造。
断裂构造分为节理和断层。
图2F-2地壳水平运动过程
1、4－砂岩；
2－页岩；
3、5－石灰岩
节理：
沿断裂面两侧的岩层未发生位移或仅有微小错动。
断层：
在断裂层两侧的岩块发生了显著位移。
二、水利水电工程地质问题分析
（一）坝基岩体的工程地质问题分析
导致产生的工程地质问题主要有坝基稳定问题（包括渗透稳定、沉降稳定和抗滑稳定）和坝区渗漏问题（包括坝基渗漏和绕坝渗漏）。
（二）边坡的工程地质问题分析
1.边坡变形破坏的类型和特征。
松弛张裂、蠕动变形、崩塌、滑坡四种类型。
此外尚有塌滑、错落、倾倒等过渡类型，另外泥石流也是一种边坡破坏的类型。
在边坡的破坏形式中，滑坡是分布最广、危害最大的一种。
（三）软土基坑工程地质问题分析
1.软土基坑工程地质问题包括：
土质边坡稳定和基坑降排水
2.解决边坡失稳的措施有：
采取合理坡度、设置边坡护面、基坑支护、降低地下水位。
3.降低地下水位的途径：
明排法和人工降水。
4.人工降水经常采用轻型井点或管井井点降水。
（1）明排法的适用条件：
1）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；
2）基坑地下水位超出基础底板或洞底标高不大于2.0m。
（2）轻型井点降水的适用条件：
1）黏土、粉质黏土、粉土的地层；
2）基坑边坡不稳，易产生流土、流砂、管涌等现象；
3）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）管井降水适用条件：
1）第四系含水层厚度大于5.0m；
2）基岩裂隙和岩溶含水层，厚度可小于5.0m；
3）含水层渗透系数K宜大于1.0m/d。
（四）渗透变形
渗透变形（渗透破坏）一般分为：
管涌、流土、接触冲刷、接触管涌、接触流土。
2F 水利水电工程建筑材料
2F掌握建筑材料的类型和特性
一、建筑材料的分类
1.按化学成分（重点）
a.无机非金属材料—天然石料、烧土制品
b.金属材料—包括钢铁材料及各种有色金属材料。
c.有机材料—植物材料、沥青材料（石油沥青、煤沥青和沥青制品）、合成高分子材料（塑料、涂料、胶粘剂）。
d.复合材料—钢筋混凝土、钢丝混凝土、塑铝混凝土、聚合物混凝土、玻璃纤维增强塑料等。
2.按材料来源分类—天然材料、人工材料
a.天然建筑材料—如土料、砂石料、石棉、木材等。
b.人工材料—石灰、水泥、金属材料、土工合成材料、高分子聚合物等。
3.按功能分类—结构材料、防水材料、胶凝材料、装饰材料、防护材料、隔热保温材料。
a.结构材料—混凝土、型钢、木材等
b.防水材料—防水砂浆、防水混凝土、紫铜止水片、膨胀水泥防水混凝土等。
c.胶凝材料—石膏、石灰、水玻璃、水泥、沥青等。
d.装饰材料—天然石材、建筑陶瓷制品、装饰玻璃制品、装饰砂浆、装饰水泥、塑料制品等。
e.防护材料—钢材覆面、码头护木等。
f.隔热保温材料—石棉板、矿渣棉、泡沫混凝土、泡沫玻璃、纤维板等。
二、建筑材料的基本性质
1.密实度=绝对密实状态下的体积/自然状态下的体积×
100%
2.区分空隙率与孔隙率
孔隙率－材料中孔隙体积占的百分比
空隙率－粉状或粒状材料在某堆积体积内，颗粒之间的空隙体积所占的比例。
3.抗渗性
1）用渗透系数K表示。
K值越大，抗渗性能越差。
2）对于混凝土和砂浆材料，用抗渗等级W表示，如W4：
表示试件抵抗静水水压力的能力为0.4MPa。
3.抗冻性－用抗冻等级F表示。
如F50：
材料抵抗50次冻融循环，强度损失未超过规定值。
2F掌握混凝土骨料的分类和质量要求
粒径在0.15～4.75mm之间的为砂，即细骨料；
粒径大于4.75mm的为石子，即粗骨料。
一、细骨料
1.分类
按技
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