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1、2020年一级建造师水利水电实务考点重点整理完整版1F水利水电工程技术1F水利水电工程勘测与设计一、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）。1.水准仪分类及作用（高程）国产水准仪按精度分有DS05、DS1、DS3、DS10等。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，DS3即表示每公里往返测量高差中数的偶然中误差为3mm。(数字越小，精度越高，DS05,05表示为0.5mm。)2.经纬仪分类及作用（角度平面位置）经纬仪按精度不同可分为DJ07、DJ1、DJ2、D
2、J6、DJ10等，D、J分别为“大地测量”和“经纬仪”汉语拼音第一个字母，数字07、1、2、6、10表示该仪器精度。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。另外，经纬仪也可用于低精度测量中的视距测量。3.水准尺（配合水准仪读数用）精密水准测量一般指国家一、二等水准测量，国家三、四等水准测量为普通水准测量。4.电磁波测距仪是用于测量两点间距离的仪器。5.全站仪可用于测量水平角、天顶距、斜距。可以测量高差6.全球定位系统可用于水下地形测量。（二）常用测量仪器的使用1.水准仪的使用（安粗调照精读）（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。
3、必须消除视差，办法是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。（参考单反相机）（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，表明已精确整平。（4）读数。立即根据十字丝中丝在水准尺上读数。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。2.经纬仪的使用（对整照读）（2009真题）（1）对中和整平。整平是将经纬仪水准管气泡居中。（2014真题）（2）照准。目镜调焦；粗瞄目标；物镜调焦；准确瞄准目标（参考单反相机）（3）读数。二、水利水电工程施工测量的要求（一）基础知识1.确定了新的黄海平均海面，称为“1985国家
4、高程基准”。我国自1988年1月1日起开始采用1985国家高程基准作为高程起算的统一基准。2. 地形图比例尺分为三类： 1：500 、 1：1000 、 1：2000 、 1：5000 、 1：10000 为大比例尺地形图； 1：25000 、 1：50000 、 1： 为中比例尺地形图； l : 、 1 : 、 1 : 为小比例尺地形图。 （2.5W和10W是中比例尺）（二）施工放样的基本工作1.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、角度交会法、距离交会法、极坐标法等几种。2.高程放样方法的选择（1）高程放样方法的选择，主要根据放样点高程精度要求和现场的作业条件。可分别
5、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。（2011真题）用视距法测定，视距长度不应大于50m。（2009真题）水平位移监测采用视准线法，垂直位移观测，采用水准观测法。（2014真题）（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。（三）开挖工程测量（开挖工程量计算）1.断面测量和工程量计算（案例结算）（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。（2）开挖工程量的计算中面积计算方法可采用解析法或图解法（求积仪）。（3）两次独立测量
6、同一区域的开挖工程量其差值小于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（填筑工程量计算）1.填筑工程量测算 （1）混凝土浇筑和土石料填筑工程量，必须从实测的断面（或平面）图上计算求得。 （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。（五）施工期间的外部变形监测（2013多选）1.控制点精度应不低于四等网的标准。2.基点必须建立在变形区以外稳固的基岩上。3.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。4.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
7、位。5.山体或建筑物裂缝观测点，应埋设在裂缝的两侧。（六）竣工测量1.产生测量误差的原因有以下三个方面：人的原因；仪器的原因；外界环境的影响。 2.误差按其产生的原因和对观测结果影响性质的不同，可以分为系统误差、偶然误差和粗差三类。 （1）系统误差：一定的规律变化，这种误差称为“系统误差”。 （2）偶然误差：表面上看没有任何规律性，这种误差称为“偶然误差”。 （3）粗差：由于观测者粗心或者受到干扰造成的错误 （2010真题）3.误差处理原则：粗差是大于限差的误差，是由于观测者的粗心大意或受到干扰所造成的错误。错误应该可以避免，包含有错误的观测值应该舍弃，并重新进行观测。三、工程地质与水文地质条
8、件及分析（一）工程地质和水文地质条件 1.地形地貌 地形是地貌和地物的总称，可分为五种基本地形：山地、盆地、高原、平原、丘陵。（练习题）2.地层及岩性岩石种类很多，按其成因可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。3.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。断裂构造可分为节理、劈理、断层三类。4.水文地质5.物理地质现象6.岩（土）体物理力学性质7.天然建筑材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1.坝基工程地质条件分析岩基中由于坝区岩体存在的某些地质缺陷，可能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
9、定、抗滑稳定）和坝区渗漏问题（包括坝基渗漏、绕坝渗漏）。2.边坡的工程地质条件分析常见的边坡变形破坏主要有松弛张裂、蠕变、崩塌、滑坡四种类型。滑坡是分布最广、危害最大的一种。3.地下洞室围岩稳定性分析4.水库工程地质问题分析水库蓄水后，水文条件、库周的水文地质条件都会发生比较剧烈的变化，以致影响库区及邻近地段的地质环境。因此产生了各种工程地质问题，诸如水库渗漏、水库浸没、水库塌岸、水库淤积、水库诱发地震等问题。（2012真题）5.土质基坑工程地质问题分析（1）在基坑施工中，为防止边坡失稳，保证施工安全，通常采取措施有：设置合理坡度、设置边坡护面、基坑支护、降低地下水位等。（2014案例真题，围
10、堰失稳的措施）（2）基坑降排水的目的主要有：增加边坡的稳定性；对于细砂和粉砂土层的边坡，防止流砂和管涌的发生；对下卧承压含水层的黏性土基坑，防止基坑底部隆起；保持基坑土体干燥，方便施工。（3）基坑开挖的降排水一般有两种途径：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两种方式。（见导流基坑排水） 管井井点适用条件，含水层渗透系数K宜大于1.0m/d。四、水利水电工程设计阶段划分和任务水利部水利水电工程电 力水力发电工程水利工程水电工程水利和水电的主要区别体现在下面的方面：（后面章节详解）（1）设计阶段（2）设计变更分类不同（3）费用文件构成（定额、费用构成）（4）质量事故调查处理权
11、限（5）验收（6）监理相关规定（7）强制性条文（一）水利工程项目和水电工程项目设计阶段划分（项可初，遇项可）（2015真题）水利工程设计阶段水电工程设计阶段项目建议书预可行性研究可行性研究项目建议书初步设计可行性研究招标设计招标设计施工图设计施工图设计五、水利水电工程等级划分及工程特征水位（一）水利水电工程等别划分水利水电工程的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。 1.水利水电工程等别，根据水库总库容、防洪、治涝、供水、发电等指标，划分如下：（0.11为工程规模为中型、等别为III）2.平原区拦河水闸工程的等别，根据其最大过闸流量，划分如下
12、：（1001000立方米水/秒为工程规模为中型、等别为III）。（2010真题）（2013真题）3.灌溉、排水泵站的等别，根据其装机流量与装机功率，划分如下：（1050立方米水/秒为工程规模为中型、等别为III）（2007真题；大（2）型）4.引水枢纽工程等别，根据引水流量的大小，划分如下：（和泵站一样）（二）水工建筑物级别划分 1.永久性水工建筑物级别：（永久主对应为12345级，永久次对应为33455级。）2.堤防工程级别，应根据确定的保护对象的防洪标准，按下表确定：（2014真题）穿堤水工建筑物的级别，按所在堤防工程的级别和与建筑物规模相应的级别中的最高级别确定。3.临时性水工建筑物级别
13、：应根据保护对象的重要性、失事造成的成果、使用年限和临时建筑物的规模，按下表确定。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。（特1两项3，124，345）（2012真题）（三）水利水电工程洪水标准1.临时性水工建筑物洪水标准，应根据建筑物的结构类型和级别，在下表的幅度内，结合风险度综合分析，合理选用。（上下、左右为大约2倍的关系）（四）水利水电工程抗震设防标准1.一般采用基本烈度作为设计烈度。甲类水工建筑物，基本烈度上提高1度作为设计烈度某水闸工程建筑物级别为1级，场地基本烈度为6度，其抗震设防类别应为甲。（2014真题）（五）水库特征水位1.校核洪水位。指水库遇大坝的校核
14、洪水时，在坝前达到的最高水位。它是水库在非常运用校核情况下允许临时达到的最高洪水位，是确定大坝顶高程及进行大坝安全校核的主要依据。（所有最高）2.设计洪水位。指水库遇大坝的设计洪水时，在坝前达到的最高水位。它是水库在正常运用设计情况下允许达到的最高洪水位，也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。3.防洪高水位。指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.防洪限制水位（汛前限制水位）。指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。5.正常蓄水位（设计蓄水位、正常高水位、兴利水位）指水库在正常运用的情况下，为满足设计的兴利要求在供水期开始时应蓄到的最高水位。是水库最重
15、要的一项特征参数，也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。6.死水位。指水库在正常运用的情况下，允许消落到的最低水位。（稳定计算依据的水位有两个：设计洪水位和正常蓄水位）（六）水库特征库容1.防洪库容：防洪限制水位防洪高水位2.调洪库容：防洪限制水位校核洪水位 （调洪库容包含了防洪库容）3.兴利库容（有效库容，调节库容）：死水位正常蓄水位（2012真题）4.重叠库容（共用库容、结合库容）：汛期蓄洪、非汛期兴利六、水工建筑物的分类（一）按功能分类1.通用性水工建筑物 （1）挡水建筑物：如各种坝和水闸以及沿江河海岸修建的堤防、海塘等。 （2）泄水建筑物：如各种溢流坝、坝身泄水孔、岸边溢洪道和泄水隧洞等。
16、 （溢、泄） （3）输水建筑物：如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸等。 （4）取（进）水建筑物：如引水隧洞的进水口段、灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站等。 （5）河道整治建筑物：如顺坝、丁坝、导流堤、护底和护岸等。 2.专门性水工建筑物 （1）水电站建筑物：如水电站用的压力管道、压力前池、调压室、电站厂房等。 （2）渠系建筑物：如渠道上的节制闸、分水闸、渡槽、沉沙池、冲沙闸等。 （3）港口水工建筑物：如防波堤、码头、船坞、船台和滑道等。 （4）过坝建筑物：如船闸、升船机、放木道、筏道及鱼道等。（二）按使用期限分类1.永久性建筑物 （1）主要建筑物：是指失事后造成下游灾害或严重影响工程效益
17、的水工建筑物。如：坝、泄水建筑物、输水建筑物及电站厂房等。 （2）次要建筑物：是指失事后不致造成下游灾害，或工程效益影响水大，易于恢复的水工建筑物。如：失事后不影响主要建筑物和设备运行的挡土墙、导流墙、工作桥及护岸等。2.临时性建筑物如：围堰、导流隧洞、导流明渠等。七、水工建筑物主要设计方法（一）主要荷载水工建筑物的荷载按作用随时间的变异性，可分为永久作用荷载、可变作用荷载和偶然作用荷载。（记永久和偶然）1.永久作用荷载：包括结构自重和永久设备自重、土压力、地应力、淤沙压力、围岩压力、预应力。（结构设备自重土地沙岩压力预应力）（2009真题，预应力）2.可变作用荷载：包括静水压力、扬压力、动水
18、压力、水锤压力、浪压力、外水压力、风荷载、雪荷载、冰压力、冻胀力、温度荷载、土壤孔隙水压力、灌浆压力等。3.偶然作用荷载：包括地震作用、校核洪水位时的静水压力、扬压力、浪压力及水重等。（2010真题）（二）应力分析 强度和稳定性是表示建筑物安全的两个重要方面。（三）渗流分析渗流分析主要内容有：确定渗透压力；确定渗透坡降（或流速）；确定渗流量。对土石坝，还应确定浸润线的位置。（2013真题）八、水利水电工程建筑材料的应用（一）建筑材料按其物理化学性质分类建筑材料按其物理化学性质可分为无机材料、有机材料、复合材料三大类。1.无机材料：包括无机非金属材料、金属材料。 （1）无机非金属材料：又常称为矿
19、物质材料，包括无机胶凝材料、天然石料、烧土与熔融制品。 1）无机胶凝材料 气硬性胶凝材料：石灰、石膏、水玻璃。水硬性胶凝材料：水泥。2.有机材料：包括沥青材料、植物材料和合成高分子材料等三类。 （1）合成高分子材料 1）土工合成材料：包括土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特殊材料四大类。3.复合材料（二）建筑材料的应用条件1.筑坝用土石料。（1）土坝（体）壳用土石料。常用于均质土坝的土料是壤土和砂质黏土，要求其应具有一定的抗渗性和强度，其渗透系数不宜大于110-4cm/s。（2）防渗体用土石料。一般采用黏土、黏质土、壤土、砂壤土等材料。（3）排水设施和砌石护坡用石料。可采用块石、碎石、卵石，
20、不宜使用风化岩石。2.建筑石材。 （1）火成岩（岩浆岩）：花岗岩、闪长岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩 （2）水成岩（沉积岩）：石灰岩、砂岩。 （3）变质岩：片麻岩、大理岩、石英岩。3.水泥。 （1）水泥的品种及主要性能。 1）水泥按其矿物成分组成可分为：硅酸盐系列、铝酸盐系列、硫铝酸盐系列、铁铝酸盐系列、氟铝酸盐系列等。 2）按其用途和特性可分为：通用水泥、专用水泥、特性水泥。专用水泥如中、低热水泥，大坝水泥，道路水泥等。特性水泥如快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥、膨胀水泥等。通用硅酸盐水泥密度一般为31003200kg/m3，初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于600min（10个小时）。
21、（2）水泥的适用范围 1）水位变化区域的外部混凝土、溢流面受水流冲刷部位的混凝土，应优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥，避免采用火山灰质硅酸盐水泥。（2012真题） 2）有抗冻要求的混凝土，应优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥，并掺用引气剂或塑化剂，以提高混凝土的抗冻性。当环境水兼硫酸盐侵蚀时，应优先选用抗硫酸盐硅酸盐水泥。 3）大体积建筑物内部的混凝土，应优先选用矿渣硅酸盐大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等，以适应低热性的要求。（2013真题） 4）位于水中和地下部位的混凝土，宜采用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐
22、水泥等。（水中和地下没有大坝：矿渣硅酸盐大坝） （3）水泥检验的要求。水泥应有生产厂家的出厂质量证明书（包括厂名、品种、出厂日期、强度等级、抗压强度、安定性）以及28d强度证明书。有下列情况之一者，应复试并按复试结果使用：用于承重结构工程的水泥，无出厂证明者；存储超过3个月（快硬水泥超过1个月）；对水泥的厂名、品种、强度等级、出厂日期、抗压强度、安定性不明或对质量有怀疑者；进口水泥。（安定性是水泥的）4.水泥砂浆。新拌砂浆的和易性是指其是否便于施工并保证质量的综合性质。具体技术指标包括流动性和保水性两个方面。（砂浆，流动沉入，保水分层） 1）流动性。常用沉入度表示。 2）保水性。工程上采用较多
23、的是分层度这一指标。分层度大于2cm的砂浆易泌水，不宜使用，分层度接近于0的砂浆，虽保水性好，但因胶凝材料用量太多，容易发生干缩裂缝。故砂浆的分层度以12cm为宜。5.水泥混凝土。反映水泥混凝土质量的主要技术指标有和易性、耐久性、强度。（2014真题）（1）和易性（拌合物）：包括流动性、保水性、黏聚性。坍落度的大小反映了混凝土拌合物的和易性。 （2）强度（硬化）：混凝土的强度有抗压、抗拉、抗弯及抗剪强度等。 1）混凝土抗压强度：是把混凝土拌合物做成边长为15cm的标准立方体试件，在标准养护条件（温度 20 2 、相对湿度 95 以上）下，养护28d龄期，按照标准的测定方法测定的混凝土立方体试件
24、抗压强度。影响混凝土强度的因素有：施工方法及施工质量、水泥强度及水灰比、骨料种类及级配、养护条件及龄期等。 2）混凝土的抗拉强度：一般约为相应抗压强度的10%左右。（2007真题，7%14%） （3）耐久性（硬化）：混凝土的耐久性包括抗渗性、抗冻性、抗冲磨性、抗侵蚀性、抗碳化性等。 1）抗渗性：抗渗性是指混凝土抵抗压力水渗透作用的能力。抗渗等级分为 W2 、 w4 、 w6 、 w8 、 w10 、 w12 等 6 个等级，即表示混凝土能抵抗0.2MPa、0.4MPa、 0.6MPa 、 0.8MPa 、 1. 0MPa 、 1.2MPa的水压力而不渗水。 2）抗冻性：抗冻等级分为：F50、F
25、100、F150、F200、F250、F300等，相应表示混凝土抗冻性试验能经受 50 、 100 、 150 、 200 、 250、300次的冻融循环。（4）混凝土的配合比。混凝土配合比是指混凝土混凝土中水泥、水、砂及石子材料用量之间的比例关系。常采用的方法有 1）单位用量表示法：以每立方米混凝土中各项材料的重量来表示。 2）相对用量表示法：以各项材料间的重量比来表示。混凝土配合比的设计，实质上就是确定四种材料用量之间的三个对比关系：水灰比、砂率、浆骨比（2010真题）。水灰比表示水泥与水用量之间的对比关系；砂率表示砂与石子用量之间的对比关系；浆骨比是用单位体积混凝土用水量表示，是表示水泥
26、浆与骨料用量之间的对比关系。（水灰比= 水/水泥，砂率=砂砂+石）（5）骨料。 1）混凝土的细骨料：粒径在0.165mm之间的骨料。按形成条件分为天然砂、人工砂；按细度模数FM分为特细砂（0.71.5）、细砂（1.62.2）、中砂（2.33.0）、粗砂（3.13.7）。（从3.0逆推）（2009真题） 2）混凝土的粗骨料：粒径大于5mm的骨料。普通混凝土常用卵石和碎石作粗骨料。水工混凝土所用的粗骨料一般分为小石（520mm）、 中石（2040mm）、大石（4080mm）、特大石（80120mm或80150mm）四级。 （6）混凝土的外加剂。 1）改善混凝土和易性：减水剂、引气剂、泵送剂。 2）
27、调节混凝土初凝时间、硬化性能：速凝、缓凝、早强剂。 3）改善混凝土耐久性：引气、防水、阻锈、养护剂。 4）改善混凝土其他性能：膨胀、防冻、防水、泵送剂。6.建筑钢材。工程所用的钢筋有热轧钢筋、热处理钢筋、冷轧带肋钢筋、冷拉钢筋四种。（1）有物理屈服点的钢筋的屈服强度是钢筋强度的设计依据。反映钢筋塑性性能的基本指标是伸长率和冷弯性能。（2）屈服强度、极限强度、伸长率、冷弯性能是有物理屈服点钢筋进行质量检验的四项主要指标，而对无物理屈服点的钢筋则只测定后三项。（钢铰线，二级真题）（3）钢材的力学性能主要有抗拉性能（抗拉屈服强度、抗拉极限强度、伸长率）、硬度和冲击韧性等。工艺性能有焊接性能及冷弯性能
28、。九、水力荷载水工建筑物的荷载按作用随时间的变异性，可分为永久作用荷载、可变作用荷载、偶然作用荷载。可变作用荷载包括：包括静水压力、扬压力、动水压力、水锤压力、浪压力、外水压力、风荷载、雪荷载、冰压力、冻胀力、温度荷载、土壤孔隙水压力、灌浆压力等。偶然作用荷载包括：地震作用、校核洪水位时的静水压力。其中，静水压力、动水压力、扬压力、浪压力、冰压力是水工建筑物上所承受的主要水力荷载。（一）静水压力1.静水压力计算:（2009真题，给出数据计算）2.枢纽建筑物的静水压力持久设计状况，上游采用水库的正常蓄水位，下游采用可能出现的不利水位；偶然设计状况，上游采用水库的校核洪水位，下游采用水库在该水位泄
29、洪时的水位；短暂设计状况，采用设计预定该建筑物在检修期的上、下游水位。（二）扬压力扬压力=浮托力 + 渗透压力。浮托力是由坝体下游水深产生的；渗透压力是在上、下游水位差作用下产生的。（渗透压力的大小与上、下游水位差成正比）（2010真题）十、渗流分析（一）土石坝的渗流分析。渗流分析的内容包括：确定浸润线的位置；确定渗流的主要参数渗流流速与坡降；确定渗流量。（二）渗透系数。渗透系数的大小主要取决于土的颗粒形状、大小、不均匀系数和水温，一般采用经验法、室内测定法、野外测定法确定。渗透系数k的计算公式如下：（各项的含义，单位是m/s，有时用cm/s）（上流量高度，下水头面积；上流高，下水头）（200
30、9真题，考的是L）（三）渗透变形。渗透变形又称为渗透破坏，是指在渗透水流的作用下，土体遭受变形或破坏的现象。一般可分为管涌、流土、接触冲刷、接触流失四种基本形式。1.管涌。在渗流作用下，非黏性土土体内的细小颗粒沿着粗大颗粒间的孔隙通道移动或被渗流带出，致使土层中形成孔道而产生集中涌水的现象称为管涌。管涌首先从渗透逸出处开始，然后向上游逐步发展。管涌一般发生在无黏性砂土、砂砾土的下游坡面和地基渗流的逸出处。对于黏土土料，由于颗粒之间存在黏聚力，渗流不容易把土壤颗粒带走，因此较少发生管涌。2.流土。在渗流作用下，非黏性土土体内的颗粒群同时发生移动的现象；或者黏性土土体发生隆起、断裂、浮动等现象，都
31、称为流土。因为在渗流出口处往往渗透坡降最大，所以流土现象主要发生在黏性土及较均匀的非黏性土体的渗流出口处。（2013真题）（2014真题）3.接触冲刷。4.接触流失。5.防止渗透变形的工程措施。防止岩（土）产生渗透变形的工程措施可概括为两大类：一类是改善岩土体的结构特性，提高其抵抗渗透变形的能力（通常只用在岩体中）。另一类是采取措施截断岩（土）体中的渗透水流或减小岩（土）体中渗透水流渗透比降，使其小于允许比降。第二类处理措施中，最可靠的方法是在渗透土层中兴建防渗墙，截断土层中的渗透水流，降低渗透坡降。具体工程措施为： 1）设置水平与垂直防渗体，增加渗径的长度，降低渗透坡降或截阻渗流。 2）设置
32、排水沟或减压井，以降低下游渗流口处的渗透压力，并且有计划地排除渗水。 3）对有可能发生管涌的地段，应铺设反滤层，拦截可能被渗流带走的细小颗粒。 4）对有可能产生流土的地段，则应增加渗流出口处的盖重。盖重与保护层之间也应铺设反滤层。（2009真题）6.反滤层和过渡层。反滤层的作用是滤土排水，防止在水工建筑物渗流出口处发生渗透变形。过渡层的作用是避免在刚度相差较大的两种土料之间产生急剧变化的变形和应力。反滤层可以起过渡层的作用，而过渡层却不一定能满足反滤要求。坝的反滤层必须符合下列要求：使被保护的土不发生渗透变形；渗透性大于被保护土，能通畅地排出渗透水流；不致被细粒土淤塞失效。十一、水流形态及消能
33、方式 （一）水流形态。从描述水流的不同角度出发，水流形态主要包括：恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流、层流与紊流、急流与缓流。1.恒定流与非恒定流 1）恒定流。流场中任何空间上所有的运动要素（如时均流速、时均压力、密度等）都不随时间而改变的水流称为恒定流。 2）非恒定流。流场中任何空间上有任何一个运动要素随时间而改变的水流称为非恒定流。2.均匀流与非均匀流。 1）均匀流。当水流的流线为相互平行的直线时的水流称为均匀流。（压能、动能不变，位能逐渐减小。） 2）非均匀流。当水流的流线不是相互平行的直线时的水流称为非均匀流。3.层流与紊流。 1）层流。当流速较小，各流层的液体质点有条不紊地运动，互不
34、混搀，该流动形态为层流。 2）紊流。当流速较大，各流层的液体质点形成涡体，在流动过程中互相混搀，该流动形态为紊流。实际工程中紊流是最为常见的流态。3.急流与缓流。 1）急流。当水流遇到障碍物时，只引起局部的水面变化，而这种变化不向上游传播。 2）缓流。当水流遇到障碍物时，障碍物对水流的干扰可向上游传播，表现为上游的水位壅高。（二）能量转换根据能量守恒原理，恒定水流的能量方程为：上式代表1、2两个断面之间水流的能量守恒，其中hw表示两个断面之间的能量损失，其余三项代表单位质量水体的机械能，分别为位能、压能和动能。水渠（压能、动能不变，位能逐渐减小。）（三）消能方式为了减小对下游河道的冲刷，采取的
35、消能方式有：底流消能、挑流消能、面流消能、消力戽消能。1.底流消能。它主要是靠水跃产生的表面旋滚与底部主流间的强烈紊动、剪切和掺混作用。护坦较长，土石方开挖量和混凝土方量较大，工程造价较高。该法对地质条件的要求较低，既适用于坚硬岩基，也适用于较软弱或节理裂隙较为发育的岩基。2.挑流消能。利用溢流坝下游设置挑流坎，把高速水流挑射到下游空中，然后扩散的掺气水流跌落到坝下游河道内。适用于坚硬岩基上的高、中坝。3.面流消能。当下游水深较大且比较稳定时，利用鼻坎将下泄的高速水流的主流挑至下游水面，在主流与河床之间形成巨大的底部旋滚，旋滚流速较低，避免高速水流对河床的冲刷。适用于中、低水头工程尾水较深，流
36、量变化范围较小，水位变幅较小，或有排冰、漂木要求的情况。一般不需要作护坦。（2007真题，给的图片）4.消力戽消能。是利用泄水建筑物的出流部分造成具有一定反弧半径和较大挑角所形成的戽斗，在下游尾水淹没挑坎的条件下，形不成自由水舌，高速水流在戽斗内产生激烈的表面旋滚，后经鼻坎将高速的主流挑至水面。适用于尾水较深，流量变化范围较小，水位变幅较小，或有排冰、漂木要求的情况，一般不需要作护坦。1F水利水电工程施工导流（全过程创造干地条件）一、施工导流标准（刘老师未讲）确定导流建筑物洪水标准的方法有三种：实测资料分析法、常规频率法、经济流量分析法。（2012真题）二、施工导流方式（就是泄水的方式）（一）
37、分期（段）围堰导流（本质是把建筑物分期（段）施工）分段围堰法导流适用于河床宽、流量大、工期长的工程，尤其适用通航和冰凌严重的河道，这种导流方法费用低。根据不同时期泄水道的特点，分期围堰导流中又包括束窄河床导流和通过已建或在建的建筑物导流。1.束窄河床导流。通常用于分期导流的前期阶段，特别是一期导流。其泄水道是被围堰束窄后的河床。2.通过建筑物导流。通过建筑物导流的主要方式，包括设置在混凝土坝体中的底孔导流、混凝土坝体上预留缺口导流、梳齿孔导流，平原河道上低水头河床式径流电站可采用厂房导流等。这种导流方式多用于分期导流的后期阶段。（2010真题）（二）一次拦断河床围堰导流一次拦断河床围堰导流适用
38、于枯水期流量不大，河道狭窄的河流，按导流泄水建筑物的类型可分为明渠导流、隧洞导流、涵管导流等。1.明渠导流。一般适用于岸坡平缓或有一岸具有较宽的台地、垭口或古河道的地形。2.隧洞导流。适用于河谷狭窄、两岸地形陡峻、山岩坚实的山区河流。（2013真题）3.涵管导流。适用于导流流量较小的河流或只用来担负枯水期的导流。一般在修筑土坝、堆石坝等工程中采用。三、截流方法（戗堤只是围堰的半成品） 截流方式可归纳为戗堤法截流和无戗堤法截流两种。（一）戗堤法截流过程。进占龙口范围加固合龙闭气。（二）戗堤法截流。主要有平堵、立堵及混合截流。 1.平堵。是先在龙口建造浮桥或栈桥，特别适用于易冲刷的河床上截流。平堵
39、比立堵法的单宽流量小。 2.立堵。以端进法抛投进占戗堤，直至截断河床。立堵在截流过程中所发生的最大流速，单宽流量都较大，不适用于地质不好的河道上截流，在许多岩质河床的工程上广泛应用。（三）无戗堤法截流。主要有建闸截流、水力冲填法、定向爆破截流、浮运结构截流等。（2007真题，2012真题）（四）减小截流难度的技术措施。包括加大分流量，改善分流条件，改善龙口水力条件，增大抛投料的稳定性，减少块料流失，加大截流施工强度等。 2.改善龙口水力条件。改善龙口水力条件的措施有双戗截流、三戗截流、宽戗截流、平抛垫底等。双戗截流、三戗截流是分担落差，宽戗截流当戗堤可以作为坝体的一部分时宜采用。（2010真题
40、）四、围堰的设计（堰顶高程）（一）围堰的堰顶高程。H（上游围堰）上游水位+波浪爬高+安全超高H（下游围堰）上游水位上下游水位差+波浪爬高+安全超高下游水位+波浪爬高+安全超高五、围堰的类型（一）围堰分类。1.按材料分土石围堰、混凝土围堰、草土围堰、木笼围堰、竹笼围堰、钢板桩格型围堰。2.按围堰与水流的方向相对位置分为横向围堰，纵向围堰3.按围堰与保护的工程相对位置，可分为上游围堰和下游围堰。4.按导流期间基坑过水与否，可分为过水围堰和不过水围堰。5.按围堰挡水时段，可分为全年挡水围堰和枯水期挡水围堰。（二）围堰的基本形式及构造。 1.土石围堰。土石围堰的防渗结构形式有斜墙式、斜墙带水平铺盖式、
41、垂直防渗墙式、灌浆帷幕式等。2.混凝土围堰。混凝土围堰宜用于在岩石地基土修建，这种围堰的特点是挡水水头高，底宽小，抗冲能力大，堰顶可溢流，尤其是在分段围堰法导流施工中，用混凝土浇筑的纵向围堰可以两面挡水，而且可与永久建筑物相结合作为坝体或闸室体的一部分。3.草土围堰。草土围堰是一种草地混合结构，特点：能就地取材，结构简单，施工方便，造价低，防渗性能好，适应能力强，便于拆除，施工速度快。但草土围堰不能承受较大的水头，一般适用于水深不大于68M，流速小于35m/s的中、小型水利土程。4.木笼围堰。5.竹笼围堰。6.钢板桩格围堰。其平面形式有圆筒形格体、扇形格体、花瓣形格体，应用最多的是圆筒形格体，
42、一般适用于挡水高度小于1518m，可以建在岩基或非岩基上，也可作过水围堰用。六、围堰施工技术（一）土石围堰 1.土石围堰的施工。围堰的施工有水上、水下两部分。水上部分的施工与一般土石坝相同，采用分层填筑，碾压施工，并适合安排防渗墙施工；水下部分的施工，土料、石渣、堆石体的填筑可采用进占法，也可采用各种驳船抛填水下材料。 2.土石围堰的接头处理。 1）土石围堰与岸坡的接头，主要通过扩大接触面和嵌入岸坡的方法，以延长塑性防渗体的接触范围、防止集中绕渗破坏。 2）土石围堰与混凝土纵向围堰的接头，通常采用刺墙形式插入土石围堰的塑性防渗体中，并将接头的防渗体断面扩大，以保证在任一高程处均能满足绕流渗径长
43、度要求。 3.土石围堰的拆除。围堰拆除一般是在使用期的最后一个汛期过后，随上游水位的下降，逐层拆除围堰背水坡和水上部分。土石围堰的拆除可用挖掘机开挖、爆破、挖泥船开挖或人工开挖等。（一般情况下围堰拆除后再封口）（二）混凝土围堰混凝土围堰的拆除，一般只能用爆破法炸除，但应注意，必须使主体建筑物或其他设施不受爆破危害。（三）草土围堰（四）钢板桩格围堰 1.修建工序：定位、打设模架支柱、模架就位、安插打设钢板桩、安装围檀和拉杆、拆除支柱和模架、填充砂砾料至要求高度。 2.钢板桩围堰的拆除。工程完工后，围护的基坑充水使围堰的两侧水位平衡，围堰内的砂砾料分层挖除，拆除钢拉杆和围檀，用振动锤拔除钢板桩。七
44、、基坑排水技术（一）排水设备的选择。1.泵型的选择。水利工程一般常用离心式水泵。通常，在初期排水时需选择大容量低水头水泵，在降低地下水位时，宜选用小容量中高水头水泵，而在需将基坑的积水集中排出围堰外的泵站中，则需大容量中高水头的水泵。（2014真题）2.水泵台数的确定。通用公式为n=Q（初期排水流量；生产强度）设备的生产能力（二）初期排水。围堰合龙闭气之后，为使主体工程能在干地施工，必须首先排除基坑积水、堰体和堰基的渗水、降雨汇水等，称为初期排水。 1.排水量的组成。初期排水总量应按围堰闭气后的基坑积水量、抽水过程中围堰及地基渗水量、堰身及基坑覆盖层中的含水量，以及可能的降水量等组成计算。（2
45、014案例真题） 2.初期排水流量的计算。（排水强度） T的确定：排水时间的确定，应考虑基坑工期的紧迫程度、基坑水位允许下降的速度、各期抽水设备及相应用电负荷的均匀性等因素，进行比较后选定。对于土质围堰或覆盖层边坡，其基坑水位下降速度必须控制在允许范围内。开始排水降速以0.50.8m/d为宜，接近排干时可允许达1.01.5m/d（测量基坑水位，计算确定）。其他形式围堰，基坑水位降速一般不是控制因素。一般情况下，大型基坑可采用57d，中型基坑可采用35d。（经验法）（三）经常性排水。 1.排水量的组成。经常性排水应分别计算围堰和地基在设计水头的渗流量、覆盖层中的含水量、排水时降水量及施工弃水量。
46、其中降水量按抽水时段最大日降水量在当天抽干计算，施工弃水量与降水量不应叠加。 2.排水方式。 1）明沟排水。此方式适宜于地基为岩基或粒径较粗、渗透系数较大的砂卵石覆盖面，在国内已建和在建的水利水电工程中应用最多。这种排水方式是通过一系列的排水沟渠，拦截堰体及堰基渗水，并将渗透水流汇集于泵站的集水井，再用水泵排出基坑以外。 2）人工降低地下水位。人工降低地下水位的方法很多，近其排水原理分为管井排水法（一管一井一泵）、真空井点排水法、喷射井点法、电渗井点排水法（统称为：井点降水，支管水集中到总管集中排出）等。 管井排水法适用于渗透系数较大、地下水埋藏较浅（基坑低于地下水水位）、颗粒较粗的砂砾及岩石裂隙发育的地层。（2011真题）（2013真题） 真空井点排水法、喷射井点和电渗井点排水法则适用于开挖深度较大、渗透系数较小且土质又不好的地层。案例：给出一系列高程，问简要说出基坑开挖需要降水的理由，指出哪个降水方案适用本工程，并说明理由。 （人工隆水的条件）答：1.该地基承压水位高于建基面，建基面以下黏性土（不透水层）隔水层厚度（1.88m）较薄，不满足压重要求。 2.管井降水方案适用本工程：理由是中砂地层承压水位较高，涌
