二建水利沖刺班講義-技術(shù)

二建水利沖刺班講義-技術(shù)2F310000水利水電工程技術(shù)

本章圍繞水利水電工程建筑物的主要類型，闡述水利水電工程專業(yè)技術(shù)知識，包括水利水電工程建筑物與建筑材料、施工導(dǎo)流、主體工程施工等三節(jié)。其中“水利水電工程建筑物與建筑材料”概述了水利水電工程施工的相關(guān)基礎(chǔ)知識，包括水利水電工程建筑物的類型與組成、水利水電工程勘察與測量、水利水電工程建筑材料等；第二頁，共555頁?！八姽こ淌┕?dǎo)流”分導(dǎo)流和截流兩部分進行闡述；“水利水電工程主體工程施工”對土石方開挖工程、地基與基礎(chǔ)工程、土石壩和堤防工程、混凝土工程與機電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)安裝工程等分別闡述其基本知識、施工內(nèi)容和技術(shù)要求，同時介紹了施工安全技術(shù)方面的有關(guān)知識。第三頁，共555頁。

本章的重點是水利水電工程等級劃分與特征水位（2014年有所變化），施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)與導(dǎo)流方法，圍堰、截流的基本方法，土石方開挖技術(shù)，土石壩和堤防施工技術(shù)，混凝土的生產(chǎn)與運輸、澆筑與養(yǎng)護以與施工安全技術(shù)等。第四頁，共555頁。

通過對本章的學(xué)習(xí)，要求應(yīng)試者全面掌握水利水電工程的類型、功能與其組成以與水工建筑材料的類型與其應(yīng)用、施工測量的儀器與其使用；水利水電工程施工的內(nèi)容、方法、技術(shù)、設(shè)備，以與工程質(zhì)量控制和安全控制要點。第五頁，共555頁。知識點分值2011年2012年2013年水利水電工程建筑物與建筑材料建筑物的類型與組成題型單選多選案例單選多選案例單選多選案例題量1

21

3

1分值1

4

34勘查與測量題型單選多選案例單選多選案例單選多選案例題量11

1

11

分值3

1

3

建筑材料題型單選多選案例單選多選案例單選多選案例題量21

21

21

分值4

4

4

水利水電工程施工導(dǎo)流導(dǎo)流題型單選多選案例單選多選案例單選多選案例題量

11

1

分值

3

1

截流題型單選多選案例單選多選案例單選多選案例題量

1

1

分值

5

1

第六頁，共555頁。水利水電工程主體工程施工土石方開挖工程題型單選多選案例單選多選案例單選多選案例題量1

1

1

1分值14

14地基與基礎(chǔ)工程題型單選多選案例單選多選案例單選多選案例題量11

1

分值3

1

土石壩和堤防工程題型單選多選案例單選多選案例單選多選案例題量1

1

12

分值1

1

5

混凝土工程題型單選多選案例單選多選案例單選多選案例題量

1

111分值

1

34機電設(shè)備與金屬結(jié)構(gòu)安裝工程題型單選多選案例單選多選案例單選多選案例題量

分值

施工安全技術(shù)題型單選多選案例單選多選案例單選多選案例題量21

1

1分值4

1

4

合計261637第七頁，共555頁。2F311000水利水電工程建筑物與建筑材料2F311010水利水電工程建筑物的類型與組成2F311011水利水電工程等級劃分與特征水位第八頁，共555頁。一、水工建筑物等級劃分（每年必考）（一）水利水電工程等級劃分（大中?。?/p>

根據(jù)《水利水電工程等級劃分與洪水標(biāo)準(zhǔn)》

（SL252-2000）的規(guī)定，水利水電工程根據(jù)其工程規(guī)模、效益以與在國民經(jīng)濟中的重要性，劃分為I、II、III、IV、V五等，適用于不同地區(qū)、不同條件下建設(shè)的防洪、灌溉、發(fā)電、供水和治澇等水利水電工程，見表2F311011-l。第九頁，共555頁。水利水電工程分等指標(biāo)

表2F311011-l第十頁，共555頁。

對于綜合利用的水利水電工程，當(dāng)按各分項利用項目的分等指標(biāo)確定的等別不同時，其工程等別應(yīng)按其中的最高等別確定。

攔河水閘工程的等別，應(yīng)根據(jù)其最大過閘流量，按表2F311011-2確定。第十一頁，共555頁。欄河水閘工程分等指標(biāo)

表2F311011-2工程等別工程規(guī)模最大過閘流量(m3／s)I大(1)型≥5000Ⅱ大(2)型5000～1000Ⅲ中型1000～100Ⅳ小(1)型100～20V小(2)型<20第十二頁，共555頁。

灌溉、排水泵站的等別，應(yīng)根據(jù)其裝機流量與裝機功率，按表2F311011-3確定。工業(yè)、城鎮(zhèn)供水泵站的等別，應(yīng)根據(jù)其供水對象的重要性，按表2F311011-1確定。第十三頁，共555頁。灌溉、排水泵站分等指標(biāo)

表2F311011-3工程等別工程規(guī)模分等指標(biāo)裝機流量(m3/s)裝機功率(104kW)I大(1)型≥200≥3Ⅱ大(2)型200～503～1Ⅲ中型50～101～0.1Ⅳ小(1)型10～20.1～0.01V小(2)型<2<0.01第十四頁，共555頁。注：1．裝機流量、裝機功率系指包括備用機組在內(nèi)的單站指標(biāo)；2．當(dāng)泵站按分等指標(biāo)分屬兩個不同等別時，其等別按其中高的等別確定；3．由多級或多座泵站聯(lián)合組成的泵站系統(tǒng)工程的等別，可按其系統(tǒng)的指標(biāo)確定。第十五頁，共555頁。（二）水工建筑物的級別劃分（12345）

水利水電工程中水工建筑物的級別，反映了工程對水工建筑物的技術(shù)要求和安全要求。應(yīng)根據(jù)所屬工程的等別與其在工程中的作用和重要性分析確定。第十六頁，共555頁。1．永久性水工建筑物級別（12345）

水利水電工程的永久性水工建筑物的級別應(yīng)根據(jù)建筑物所在工程的等別，以與建筑物的重要性確定為五級，分別為1、2、3、4、5級，見表2F311011-4。第十七頁，共555頁。永久性水工建筑物級別表2F311011-4工程等別主要建筑物次要建筑物工程等別主要建筑物次要建筑物I13IV45II23V55III34第十八頁，共555頁。

堤防工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)主要由防洪對象的防洪要求而定。堤防工程的級別根據(jù)堤防工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)確定，見表2F311011—6。堤防工程的級別

表2F311011—6防洪標(biāo)準(zhǔn)（重現(xiàn)期，年）≥100<100，且≥50<50，且≥30<30，且≥20<20，且≥10堤防工程的級別12345第十九頁，共555頁。

穿堤水工建筑物的級別，按所在堤防工程的級別和與建筑物規(guī)模相應(yīng)的級別中的最高級別確定。2．臨時性水工建筑物級別（345）

對于臨時性水工建筑物的級別，按表2F311011—7確定。對于同時分屬于不同級別的臨時性水工建筑物，其級別應(yīng)按照其中最高級別確定。但對于3級臨時性水工建筑物，符合該級別規(guī)定的指標(biāo)不得少于兩項。第二十頁，共555頁。臨時性水工建筑物級別

表2F311011一4第二十一頁，共555頁。二、水工建筑物的分類與作用

水利上為滿足防洪、發(fā)電、灌溉、航運等興利除害的要求，通常要建造控制水位、調(diào)節(jié)流量等作用的水工建筑物。水工建筑物一般按其作用、用途和使用時間等進行分類。第二十二頁，共555頁。（一）按作用分類（多選、排除性單選）

水工建筑物按其作用可分為擋水建筑物、泄水建筑物、輸水建筑物、取（進）水建筑物、整治建筑物以與專門為灌溉、發(fā)電、過壩需要而興建的建筑物。1．擋水建筑物，是用來攔截水流、抬高水位與調(diào)蓄水量的建筑物，如各種壩和水閘以與沿江河海岸修建的堤防、海塘等。第二十三頁，共555頁。2．泄水建筑物，是用于宣泄水庫、渠道與壓力前池的多余洪水、排放泥沙和冰凌，以與為了人防、檢修而放空水庫、渠道等，以保證大壩和其他建筑物安全的建筑物。如各種溢流壩、壩身泄水孔、岸邊溢洪道等。3．輸水建筑物，是為了發(fā)電、灌溉和供水的需要，從上游向下游輸水用的建筑物，如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸等。第二十四頁，共555頁。4．取（進）水建筑物，是輸水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的進水口段、灌溉渠首和供水用的揚水站等。5．整治建筑物，是用以改善河流的水流條件、調(diào)整河勢、穩(wěn)定河槽、維護航道以與為防護河流、水庫、湖泊中的波浪和水流對岸坡沖刷的建筑物，如順壩、丁壩、導(dǎo)流堤、護底和護岸等。第二十五頁，共555頁。6．專門建筑物，是為灌溉、發(fā)電、過壩等需要興建的建筑物。如專為發(fā)電用的引水管道、壓力前池、調(diào)壓室、電站廠房；專為灌溉用的沉砂池、沖砂閘；專為過壩用的升船機、船閘、魚道、過木道等。第二十六頁，共555頁。（二）按用途分類

水工建筑物按其用途可分為一般性建筑物和專門性建筑物。1．一般性水工建筑物具有通用性，如擋水壩、溢洪道、水閘等。2．專門性水工建筑物，只實現(xiàn)其特定的用途。專門性水工建筑物又分為水電站建筑物、水運建筑物、農(nóng)田水利建筑物、給水排水建筑物、過魚建筑物等。第二十七頁，共555頁。（三）按使用時間的長短分類

水工建筑物按其使用時間的長短分為永久性建筑物和臨時性建筑物。1．永久性建筑物是指工程運行期間長期使用的水工建筑物。根據(jù)其重要性又分為主要建筑物和次要建筑物。2．臨時性建筑物是指工程施工期間暫時使用的建筑物，如施工導(dǎo)流明渠、圍堰等。主要作用是為永久性建筑物的施工創(chuàng)造必要的條件。第二十八頁，共555頁。三、水庫與堤防的特征水位（一）水庫的特征水位（依次降低）1．校核洪水位。水庫遇大壩的校核洪水時在壩前達到的最高水位。2．設(shè)計洪水位。水庫遇大壩的設(shè)計洪水時在壩前達到的最高水位。3．防洪高水位。水庫遇下游保護對象的設(shè)計洪水時在壩前達到的最高水位。第二十九頁，共555頁。4．正常蓄水位（正常高水位、設(shè)計蓄水位、興利水位）。水庫在正常運用的情況下，為滿足設(shè)計的興利要求在供水期開始時應(yīng)蓄到的最高水位。5．防洪限制水位（汛前限制水位）。水庫在汛期允許興利的上限水位，也是水庫汛期防洪運用時的起調(diào)水位。6．死水位。水庫在正常運用的情況下，允許消落到的最低水位。它在取水口之上并保證取水口有一定的淹沒深度。第三十頁，共555頁。第三十一頁，共555頁。（二）堤防工程特征水位（逐漸升高）1．設(shè)防（防汛）水位。開始組織人員防汛的水位。2．警戒水位。當(dāng)水位達到設(shè)防水位后繼續(xù)上升到某一水位時，防洪堤隨時可能出險，防汛人員必須迅速開赴防汛前線，準(zhǔn)備搶險，這一水位稱警戒水位。3．保證水位。即堤防的設(shè)計洪水位，河流遇堤防的設(shè)計洪水時在堤前達到的最高水位。第三十二頁，共555頁。2F311012土石壩與堤防的構(gòu)造與作用一、土石壩的類型土石壩常按壩高、施工方法或筑壩材料分類。（一）按壩高分類土石壩按壩高可分為低壩、中壩和高壩。我國《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（SL274-2001）規(guī)定：高度在30m以下的為低壩；高度在30一70m（含70m）之向的為中壩；高度超過70m的為高壩。第三十三頁，共555頁。（二）按施工方法分類按土石壩施工方法可分為碾壓式土石壩、水力沖填壩、定向爆破堆石壩等。其中碾壓式土石壩最常見，它是用適當(dāng)?shù)耐亮戏謱佣阎⒅饘蛹右詨簩崳雺海┒傻膲?。它又可分為三種：1．均質(zhì)壩。

壩體斷面不分防滲體和壩殼，壩體基本上是由均一的黏性土料（壤土、砂壤土）筑成，如圖2F311012一1(a）。第三十四頁，共555頁。2．土質(zhì)防滲體分區(qū)壩。

包括黏土心墻壩和黏土斜墻壩，即用透水性較大的土料作壩的主體，用透水性極小的黏土作防滲體的壩。防滲體設(shè)在壩體中央的或稍向上游且略為傾斜的稱為黏土心墻，防滲體設(shè)在壩體上游部位且傾斜的稱為黏土斜墻壩，是高、中壩中最常用的壩型，如圖2F311012一1(b）、（c）、（d）。第三十五頁，共555頁。3．非土料防滲體壩。

防滲體由瀝青混凝土、鋼筋混凝土或其他人工材料（如土工膜）建成的壩。按其位置也可分為心墻壩和面板壩兩種，如圖2F311012一1(e）、（f）。第三十六頁，共555頁。第三十七頁，共555頁。二、土石壩的構(gòu)造與作用

土石壩的基本剖面是梯形，主要由壩頂構(gòu)造、防滲體、上下游壩坡、壩體排水、地基處理等細部構(gòu)造組成。（一）壩頂構(gòu)造（圖2F311012一2)第三十八頁，共555頁。第三十九頁，共555頁。1．壩頂寬度。壩頂寬度應(yīng)根據(jù)構(gòu)造、施工、運行和抗震等因素確定。如無特殊要求，高壩可選用10一15m,中、低壩可選用5一10m。同時，壩頂寬度必須充分考慮心墻或斜墻頂部與反濾層、保護層的構(gòu)造需要。如有公路交通要求，還應(yīng)滿足公路路面的有關(guān)規(guī)定。作用是保護壩頂不受破壞。為了排除雨水，壩頂應(yīng)做成向一側(cè)或兩側(cè)傾斜的橫向坡度，坡度宜采用2％一3％。對于有防浪墻的壩頂，則宜采用單向向下游傾斜的橫坡。第四十頁，共555頁。2．護面。護面的材料可采用碎石、砌石、瀝青或混凝土，IV級以下的壩下游也可以采用草皮護面。3．防浪墻、壩頂上游側(cè)常設(shè)混凝土或漿砌石修建的不透水的防浪墻，墻基要與壩體防滲體可靠地連接起來，以防高水位時漏水，防浪墻的高度一般為1.0一1.2m。第四十一頁，共555頁。（二）防滲體

土壩防滲體主要有心墻、斜墻、鋪蓋、截水墻等，設(shè)置防滲設(shè)施的作用是：減少通過壩體和壩基的滲流量；降低浸潤線，增加下游壩坡的穩(wěn)定性；降低滲透坡降，防止?jié)B透變形。（多選題）1．均質(zhì)壩。

整個壩體就是一個大的防滲體，它由透水性較小的黏性土筑成。第四十二頁，共555頁。2．黏性土心墻和斜墻。

心墻一般布置在壩體中部，有時稍偏上游并略為傾斜；斜墻布置在壩體的上游，以便于和上游鋪蓋與壩頂?shù)姆览藟ο噙B接。黏性心墻和斜墻頂部水平厚度一般不小于3m

，以便于機械化施工。防滲體頂與壩頂之間應(yīng)設(shè)有保護層，厚度不小于該地區(qū)的冰凍或干燥深度，同時按結(jié)構(gòu)要求不宜小于1m。第四十三頁，共555頁。3．非土料防滲體。

非土料防滲體有鋼筋混凝土、瀝青混凝土、木板、鋼板、漿砌塊石和塑料薄膜等，較常用的是瀝青混凝土和鋼筋混凝土。第四十四頁，共555頁。（三）土石壩的護坡與壩坡排水1．護坡。

土石壩的護坡形式有：草皮、拋石、干砌石、漿砌石、混凝土或鋼筋混凝土、瀝青混凝土或水泥土等。作用是防止波浪淘刷、順壩水流沖刷、冰凍和其他形式的破壞。（多選）第四十五頁，共555頁。2．壩坡排水。

除干砌石或堆石護面外，均必須設(shè)壩面排水。為了防止雨水沖刷下游壩坡，常設(shè)縱橫向連通的排水溝。與岸坡的結(jié)合處，也應(yīng)設(shè)置排水溝以攔截山坡上的雨水。壩面上的縱向排水溝沿馬道內(nèi)側(cè)布置，用漿砌石或混凝土板鋪設(shè)成矩形或梯形。壩較長時，則應(yīng)沿壩軸線方向每隔50一100m左右設(shè)一橫向排水溝，以便排除雨水。第四十六頁，共555頁。（四）壩體排水1．排水設(shè)施。

形式有貼坡排水、棱體排水、褥墊排水、管式排水和綜合式排水。壩體排水的作用是降低壩體浸潤線與孔隙水壓力，防止壩坡土凍脹破壞。在排水設(shè)施與壩體、土基接合處，都應(yīng)設(shè)置反濾層。其中貼坡排水和棱體排水最常用。（多選）第四十七頁，共555頁。(1）貼坡排水。

緊貼下游壩坡的表面設(shè)置，它由1—2層堆石或砌石筑成，如圖2F311012一3所示。貼坡排水頂部應(yīng)高于壩體浸潤線的逸出點，保證壩體浸潤線位于冰凍深度以下。貼坡排水構(gòu)造簡單、節(jié)省材料、便于維修，但不能降低浸潤線，且易因冰凍而失效，常用于中小型工程下游無水的均質(zhì)壩或浸潤線較低的中等高度壩。第四十八頁，共555頁。第四十九頁，共555頁。(2）棱體排水。

在下游壩腳處用塊石堆成棱體，頂部高程應(yīng)超出下游最高水位，超出高度應(yīng)大于波浪沿坡面的爬高，并使壩體浸潤線距壩坡的距離大于冰凍深度。應(yīng)避免棱體排水上游坡腳出現(xiàn)銳角，頂寬應(yīng)根據(jù)施工條件與檢查觀測需要確定，但不得小于1.0m,如圖2F311012一4所示。第五十頁，共555頁。第五十一頁，共555頁。

棱體排水可降低浸潤線，防止壩坡凍脹和滲透變形，保護下游壩腳不受尾水淘刷，多用于河床部分（有水）的下游壩腳處。第五十二頁，共555頁。2．反濾層。

為避免因滲透系數(shù)和材料級配的突變而引起滲透變形，在防滲體與壩殼、壩殼與排水體之間都要設(shè)置2一3層粒徑不同的砂石料作為反濾層。材料粒徑沿滲流方向由小到大排列。第五十三頁，共555頁。三、堤防的構(gòu)造與作用

土質(zhì)堤防的構(gòu)造與作用和土石壩類似，包括壩頂、防滲體、護坡、壩坡排水與壩體排水、地基處理等構(gòu)造。

堤高超過6m的背水坡應(yīng)設(shè)戧臺，寬度不宜小于1.5m；風(fēng)浪大的海堤、湖堤臨水側(cè)宜設(shè)置消浪平臺，其寬度可為波高的1—2倍，但不宜小于3m。

城市、工礦區(qū)等修建土堤受限制的地段，宜采用漿砌石、混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防洪墻，它們與重力壩的構(gòu)造相似。第五十四頁，共555頁。2F311013混凝土壩的構(gòu)造與作用

混凝土壩的主要類型有重力壩、拱壩和支墩壩三種，它們的結(jié)構(gòu)特點和類型如下。第五十五頁，共555頁。一、重力壩的結(jié)構(gòu)特點和類型1．重力壩的結(jié)構(gòu)特點

重力壩主要依靠自身重量產(chǎn)生的抗滑力維持其穩(wěn)定性。重力壩用混凝土或漿砌石筑成，壩軸線一般為直線，并有垂直于壩軸線方向的橫縫將壩體分成若干段，橫剖面基本上呈三角形，如圖2F311014一1所示。第五十六頁，共555頁。第五十七頁，共555頁。2．重力壩的類型(1）按壩體高度分為高壩、中壩和低壩。壩高大于70m的為高壩，小于30m的為低壩，介于兩者之間的為中壩。（三七開）（與土石壩一樣）(2）按筑壩材料分為混凝土重力壩和漿砌石重力壩。重要的重力壩與高壩大都用混凝土澆筑，中低壩可用漿砌塊石砌筑。第五十八頁，共555頁。(3）按泄水條件分為溢流重力壩和非溢流重力壩段。(4）按壩體的結(jié)構(gòu)分為實體重力壩、空腹重力壩和寬縫重力壩。(5）按施工方法分為澆筑混凝土重力壩和碾壓混凝土重力壩。第五十九頁，共555頁。二、重力壩的構(gòu)造與作用（一）壩頂構(gòu)造1．非溢流壩段。

壩頂上游常設(shè)置防浪墻，以降低壩體的高度，墻身采用與壩體連成整體的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，并應(yīng)有足夠的厚度以抵擋波浪與漂浮物的沖擊。墻身高度一般為1.2m，澆筑混凝土壩頂最小寬度為3m，碾壓混凝土為5m。第六十頁，共555頁。2．溢流壩段。

溢流壩段上部結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)運用要求布置。一般應(yīng)有閘墩、工作橋、閘門、啟閉設(shè)施、胸墻與交通橋等。第六十一頁，共555頁。（二）重力壩的防滲與排水設(shè)施

在混凝土重力壩壩體上游面和下游面水位以下部分，多采用一層具有防滲、抗凍和抗侵蝕的混凝土，作為壩體的防滲設(shè)施。防滲層厚度一般為1/20一1/10水頭，但不小于2m。為了減小壩體的滲透壓力，靠近上游壩面設(shè)置排水管幕，排水管幕與上游壩面的距離一般為作用水頭的1/15一1/25，且不小于2.0m。排水管間距2一3m。第六十二頁，共555頁。（三）重力壩的分縫與止水

為了滿足施工要求，防止由于溫度變化和地基不均勻沉降導(dǎo)致壩體裂縫，在壩內(nèi)需要進行分縫。分縫：橫縫、縱縫、水平施工縫。第六十三頁，共555頁。1．橫縫。

橫縫與壩軸線垂直，有永久性的和臨時性的兩種。將壩體分成若干個壩段，橫縫間距一般為15一20m。永久性橫縫可兼作沉降縫和溫度縫，縫面常為平面。當(dāng)不均勻沉降較大時，需留縫寬1—2cm，縫間用瀝青油氈隔開，縫內(nèi)須設(shè)置專門的止水；臨時性橫縫縫面設(shè)置鍵槽，埋設(shè)灌漿系統(tǒng)。第六十四頁，共555頁。2．縱縫。

縱縫是平行于壩軸線方向的縫，其作用是為了適應(yīng)混凝土的澆筑能力、散熱和減小施工期的溫度應(yīng)力。按布置形式可分為鉛直縫、斜縫和錯縫。鉛直縫的間距為15一30m，縫面應(yīng)設(shè)置三角形鍵槽。第六十五頁，共555頁。

為了保證壩段的整體性，沿縫面應(yīng)布設(shè)灌漿系統(tǒng)，縱縫與壩面應(yīng)垂直相交。待壩體溫度冷卻到穩(wěn)定溫度，縫寬達到0.5mm以上時再進行灌漿。一般進漿管的灌漿壓力可控制在0.35一0.45MPa，回漿管的壓力可控制在0.2一0.25MPa。第六十六頁，共555頁。3．水平施工縫。

水平施工縫是新老混凝土的水平結(jié)合面。每層澆筑塊的厚度約為1.5一4.0m，基巖表面約0.75一1.0m，以利散熱。同一壩段相鄰澆筑塊水平施工縫的高程應(yīng)錯開，上、下澆筑塊之間常間歇3一7d?；炷翝仓?，必須清除老混凝土面浮碴，并鑿毛，用壓力水沖洗，再鋪一層2一3cm的水泥砂漿，然后澆筑。第六十七頁，共555頁。（四）壩內(nèi)廊道

為了滿足帷幕灌漿、排水、觀測和檢修壩體的需要，須在壩內(nèi)設(shè)置各種廊道和豎井，構(gòu)成廊道系統(tǒng)。廊道內(nèi)應(yīng)設(shè)置通風(fēng)和照明設(shè)備。分為：基礎(chǔ)灌漿廊道、壩體檢修和排水廊道第六十八頁，共555頁。1．基礎(chǔ)灌漿廊道。基礎(chǔ)灌漿廊道設(shè)置在上游壩踵處。廊道上游側(cè)距上游壩面的距離約為0.05一0.1倍水頭，且不小于4一5m，廊道底面距基巖面不小于1.5倍廊道寬度，廊道斷面一般采用城門洞形，其寬度一般為2.5一3.0m，高度一般為3.0一3.5m。當(dāng)廊道低于下游水位時，應(yīng)設(shè)集水井與抽排設(shè)施。第六十九頁，共555頁。2．壩體檢修和排水廊道。為了便于檢查壩體和排除壩體滲水，在靠近壩體上游面沿高度每隔15一30m設(shè)一檢查兼作排水用的廊道。廊道斷面形式多為城門洞形，廊道最小寬度為1.2m，高度2.2m。各層廊道在左、右兩岸至少應(yīng)各有一個通向下游的出口，各層廊道之間用豎井連通。如設(shè)有電梯井時，則各層廊道均應(yīng)與電梯井相通。第七十頁，共555頁。三、重力壩的荷載與作用重力壩承受的荷載與作用主要有（多選）①自重（包括固定設(shè)備重量）；②靜水壓力；③揚壓力；

④

動水壓力；⑤

波浪壓力；

⑥

泥沙壓力；

⑦

冰壓力；⑧

土壓力；

⑨

溫度作用；

⑩

風(fēng)作用；⑩

地震作用等。第七十一頁，共555頁。1．自重

重力壩的自重包括重力壩壩體重量與固定設(shè)備重量等，建筑物的重量可以較準(zhǔn)確地算出，材料容重應(yīng)實地量測或參考荷載規(guī)范定出。2．靜水壓力

靜水壓力隨上、下游水位而定。靜水壓力計算簡圖如圖2F311013-2所示。第七十二頁，共555頁。第七十三頁，共555頁。3．揚壓力

揚壓力包括上浮力與滲流壓力。上浮力是由壩體下游水深產(chǎn)生的浮托力；滲流壓力是在上、下游水位差作用下，水流通過基巖節(jié)理、裂隙而產(chǎn)生的向上的靜水壓力。揚壓力計算簡圖如圖2F311013-3所示。第七十四頁，共555頁。第七十五頁，共555頁。4．動水壓力

當(dāng)水流流經(jīng)曲面（如溢流壩面或泄水孔洞或泄水孔洞的反弧段），由于流向改變，在該處產(chǎn)生動水壓力。動水壓力的合理作用點可近似地取在反弧中點。

第七十六頁，共555頁。5．波浪壓力

波浪作用使重力壩承受波浪壓力，而波浪壓力與波浪要素和壩前水深等有關(guān)。波態(tài)情況不同，浪壓力分布也不同，浪壓力計算分為淺水波與深水波，波浪壓力分布圖如圖2F311013-4所示。第七十七頁，共555頁。第七十八頁，共555頁。6．土壓力與泥沙壓力

當(dāng)建筑物背后有填土或淤沙時，隨建筑物相對于土體的位移狀況，將受到不同的土壓力作用。建筑物向前側(cè)移動時，承受主動土壓力；向后側(cè)移動時，承受被動土壓力；不移動時，承受靜止土壓力。第七十九頁，共555頁。7．冰壓力

冰壓力分為靜冰壓力和動冰壓力兩種。當(dāng)氣溫升高時，冰層膨脹，對建筑物產(chǎn)生的壓力稱為靜冰壓力；冰塊垂直或接近垂直撞擊在壩面時產(chǎn)生的壓力稱為動冰壓力。

第八十頁，共555頁。8．溫度作用

壩體混凝土溫度變化會產(chǎn)生膨脹或收縮，當(dāng)變形收到約束時，將會產(chǎn)生溫度應(yīng)力。結(jié)構(gòu)由于溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力、變形、位移等，稱為溫度作用效應(yīng)。

第八十一頁，共555頁。9．地震作用

地震引發(fā)地層表面做隨機運動，能使水工建筑物產(chǎn)生嚴重破壞。破壞情況取決于地震過程特點和建筑物的動態(tài)反應(yīng)特性。地震作用主要包括地震慣性力、地震動水壓力、地震動土壓力等。第八十二頁，共555頁。四、拱壩的結(jié)構(gòu)特點和類型1．拱壩的結(jié)構(gòu)特點拱壩的軸線為弧形，能將上游的水平水壓力變成軸向壓應(yīng)力傳向兩岸，主要依靠兩岸壩肩維持其穩(wěn)定性；拱壩是超靜定結(jié)構(gòu)，有較強的超載能力，受溫度的變化和壩肩位移的影響較大。第八十三頁，共555頁。2．拱壩的類型(1）定圓心等半徑拱壩：圓心的平面位置和外半徑都不變的一種拱壩。(2）等中心角變半徑拱壩：拱壩壩面自上而下中心角不變而半徑逐漸減小。(3）變圓心變半徑雙曲拱壩：圓心的平面位置、外半徑和中心角均隨高程而變的壩體形式。第八十四頁，共555頁。五、支墩壩的結(jié)構(gòu)特點和類型

支墩壩是由一系列順?biāo)鞣较虻闹Ф蘸椭С性诙兆由嫌蔚膿跛姘逅M成，如圖2F311014一2。按擋水面板的形式，支墩壩可分為平板壩、連拱壩和大頭壩，其結(jié)構(gòu)特點如下：第八十五頁，共555頁。第八十六頁，共555頁。1．平板壩是支墩壩中最簡單的形式，其上游擋水面板為鋼筋混凝土平板，并常以簡支的形式與支墩連接，適用于40m以下的中低壩。支墩多采用單支墩，為了提高支墩的剛度，也有做空腹式雙支墩。第八十七頁，共555頁。2．連拱壩是由支承在支墩上連續(xù)的拱形擋水面板（拱筒）承擔(dān)水壓力的一種輕型壩體。支墩有單支墩和雙支墩兩種，拱筒和支墩之間剛性連接，形成超靜定結(jié)構(gòu)，溫度變化和地基的變形對壩體的應(yīng)力影響較大。因此，其適用于氣候溫和的地區(qū)和良好的基巖上。第八十八頁，共555頁。3．大頭壩是通過擴大支墩的頭部而起擋水作用的。其體積較平板壩和連拱壩大，也稱大體積支墩壩。它能充分利用混凝土材料的強度，壩體用筋量少；大頭和支墩共同組成單獨的受力單元，對地基的適應(yīng)性好，受氣候條件影響小。因此大頭壩的適應(yīng)性廣。第八十九頁，共555頁。2F311014水閘的組成與作用

水閘是一種既能擋水又能泄水的低水頭水工建筑物，通過閘門啟閉來控制水位和流量，以滿足防洪、灌溉、排澇等的需要。第九十頁，共555頁。一、水閘的類型1．按水閘所承擔(dān)的任務(wù)可分為進水閘、節(jié)制閘、泄水閘、排水閘、擋潮閘等。2．按閘室結(jié)構(gòu)形式可分為開敞式水閘和涵洞式水閘。(1）開敞式水閘

閘室上面是露天的，上面沒有填土，如圖2F311013一1所示。當(dāng)引（泄）水流量較大、渠堤不高時，常采用開敞式水閘。第九十一頁，共555頁。第九十二頁，共555頁。(2）涵洞式水閘：

主要建在渠堤較高、引水流量較小的渠堤之下，閘室后有洞身段，洞身上面填土。根據(jù)水力條件的不同，涵洞式可分為有壓和無壓兩種。第九十三頁，共555頁。二、水閘的組成部分與其作用

水閘由閘室和上、下游連接段三部分組成，如圖2F311013一1所示。第九十四頁，共555頁。第九十五頁，共555頁。（一）閘室

閘室是水閘的主體，起擋水和調(diào)節(jié)水流的作用。它包括底板、閘墩、閘門、胸墻、工作橋和交通橋等。1．底板。

底板按結(jié)構(gòu)形式，可分為平底板、低堰底板和反拱底板；工程中用得最多的是平底板。根據(jù)底板與閘墩的連接方式不同，平底板可分為整體式和分離式兩種。第九十六頁，共555頁。(1）整體式底板。

底板與閘墩連成整體。作用是將上部結(jié)構(gòu)重量與荷載傳給地基，并有防沖與防滲作用。底板厚度必須滿足強度和剛度要求，可取為1/5一1/7倍閘孔凈寬，但不宜小于0.5一0.7m。整體式平底板抗震性能較好。中等密實以下的地基或地震區(qū)適宜采用整體式底板。第九十七頁，共555頁。對多孔水閘，為適應(yīng)地基不均勻沉降和減小底板內(nèi)的溫度應(yīng)力，需要沿水流方向設(shè)變形縫（溫度沉降縫）將閘室分成若干段，每個閘段一般不超過20m。(2）分離式底板。

閘孔中間的底板與閘墩下的底板之間用沉降縫分開，稱為分離式底板。分離式閘墩底板基底壓力較大，一般宜建在中等密實以上的地基上。第九十八頁，共555頁。2．閘墩。

閘墩的作用主要是分隔閘孔，支承閘門、胸墻、工作橋與交通橋等上部結(jié)構(gòu)。

閘墩多用C15一C30的混凝土澆筑，小型水閘可用漿砌塊石砌筑，但門槽部位需用混凝土澆筑。第九十九頁，共555頁。3．工作橋。

工作橋的作用是安裝啟閉機和供管理人員操作啟閉機之用，為鋼筋混凝土簡支梁或整體板梁結(jié)構(gòu)。橋的高度必須滿足閘門能提出門槽檢修的要求。第一百頁，共555頁。4．胸墻。

作用是擋水，以減小閘門的高度。跨度在5m以下的胸墻可用板式結(jié)構(gòu)，超過5m跨度的胸墻用板梁式結(jié)構(gòu)；胸墻與閘墩的連接方式有簡支和固結(jié)兩種。第一百零一頁，共555頁。（二）上游連接段上游連接段由鋪蓋、護底、護坡與上游翼墻組成。1．鋪蓋。

作用主要是延長滲徑長度以達到防滲目的，應(yīng)該具有不透水性，同時兼有防沖功能。常用材料有黏土、混凝土、鋼筋混凝土等，以混凝土鋪蓋最為常見?；炷龄伾w常用C20混凝土澆筑，厚度0.4一0.6m，鋪蓋與底板接觸的一端應(yīng)適當(dāng)加厚，并用沉降縫分開，縫內(nèi)設(shè)止水，如圖2F311013一2所示。第一百零二頁，共555頁。2．護底與護坡。

它的作用是防止高速水流對渠（河）底與邊坡的沖刷，長度一般為3一5倍堰頂水頭。材料有干砌石、漿砌石或混凝土等。第一百零三頁，共555頁。3．上游翼墻。

它的作用是改善水流條件、擋土、防沖、防滲等。其平面布置形式有圓弧形翼墻、扭曲面翼墻、八字形翼墻和隔墻式翼墻等；結(jié)構(gòu)形式有重力式、懸臂式、扶壁式和空箱式等。第一百零四頁，共555頁。(1）重力式翼墻。如圖2F311013一3所示，依靠自身的重量維持穩(wěn)定性，材料有漿砌石或混凝土，適用于地基承載力較高、高度在5一6m以下的情況，在中小型水閘中應(yīng)用很廣。(2）懸臂式翼墻。擋土墻是固結(jié)在底板上的懸臂結(jié)構(gòu)，由鋼筋混凝土筑成。適用于高度在6一9m左右、地質(zhì)條件較好的情況。第一百零五頁，共555頁。(3）扶壁式翼墻。扶壁式翼墻是由直墻、底板和扶壁組成的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。適用于高度在8一9m以上、地質(zhì)條件較好的情況。(4）空箱式翼墻。空箱式翼墻是扶壁式翼墻的特殊形式。由頂板、底板、前墻、后墻、隔墻與扶壁組成。適用于高度較高、地質(zhì)條件較差的情況。第一百零六頁，共555頁。（三）下游連接段

下游連接段通常包括護坦（消力池）、海漫、下游防沖槽（齒墻）以與下游翼墻與護坡等。第一百零七頁，共555頁。1．護坦（消力池）。

承受高速水流的沖刷、水流脈動壓力和底部揚壓力的作用，因此要求護坦應(yīng)具有足夠的重量、強度和抗沖耐磨能力，通常用混凝土筑成，也可采用漿砌塊石。為了防止不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫，護坦與兩側(cè)翼墻底板與閘室底板之間，均應(yīng)設(shè)置沉陷縫?？p的位置如在閘基防滲范圍內(nèi)，縫中應(yīng)設(shè)止水。第一百零八頁，共555頁。2．海漫與防沖槽。

在消力池后面應(yīng)設(shè)置海漫與防沖槽，如圖2F311013一4所示。其作用是繼續(xù)消除水流余能，調(diào)整流速分布，確保下游河床免受有害沖刷。第一百零九頁，共555頁。

海漫構(gòu)造要求：表面粗糙，能夠沿程消除余能；透水性好，以利滲流順利排出；具有一定的柔性，能夠適應(yīng)河床變形。海漫材料一般采用漿砌或干砌塊石。

在海漫末端與土質(zhì)河床交接處可能會遭受沖刷，因此在海漫末端設(shè)置防沖槽與下游河床相連，以保護海漫末端不受沖刷破壞。第一百一十頁，共555頁。3．下游翼墻與護坡。

與上游翼墻與護坡基本相同，護坡要做到防沖槽尾部。下游八字形翼墻的總擴散角在140一240之間。

第一百一十一頁，共555頁。2F311015泵站的布置與水泵的分類一、泵站總體布置

泵站工程按建站目的不同，分為灌溉泵站、排澇泵站、排灌結(jié)合泵站、供水泵站、加壓泵站、多功能泵站等。不同類型的泵站，其布置型式也不同，其中灌溉泵站、排澇泵站、排灌結(jié)合泵站是水利工程最常用的泵站。（多選）(1)灌溉泵站。(2)排澇泵站。(3)排灌結(jié)合泵站。第一百一十二頁，共555頁。二、泵站進出水建筑物

泵站進出水建筑物一般包括引水渠、沉砂與沖砂建筑物、前池、進水池、出水管道和出水池。1．引水渠。

當(dāng)泵站的泵房遠離水源時，應(yīng)利用引水渠（岸邊式泵站可設(shè)涵洞）將水源引至前池和進水池。泵站的引水渠分為自動調(diào)節(jié)引渠和非自動調(diào)節(jié)引渠。第一百一十三頁，共555頁。2．沉砂與沖砂建筑物。

當(dāng)水源（河流）含砂量較大時，除在進水口前設(shè)置攔砂設(shè)施外，還應(yīng)增設(shè)沉砂池，以與沖砂口門，以減少高速含砂水流對水泵和管道的磨損和破壞。第一百一十四頁，共555頁。3．前池。

是銜接引渠和進水池的水工建筑物。根據(jù)水流方向可將前池分為兩大類，即正向進水前池和側(cè)向進水前池。

4．進水池。

是水泵（立式軸流泵）或水泵進水管（臥式離心泵、混流泵）直接吸水的水工建筑物，一般布置在前池和泵房之間或泵房的下面（濕室型泵房）。第一百一十五頁，共555頁。5．出水管道。

水泵房至出水池之間有一段壓力管道稱為出水管道。出水管道的鋪設(shè)方式有明式鋪設(shè)和暗式鋪設(shè)兩種。6．出水池。

是銜接水泵出水管與灌溉（或排水）干渠（或承泄區(qū)）的水工建筑物，根據(jù)水流出流方向，出水池分為正向出水池和側(cè)向出水池。第一百一十六頁，共555頁。7．壓力水箱。

是一種封閉形式的出水建筑物，箱內(nèi)水流一般無自由水面，大多用于排水泵站且承泄區(qū)水位變幅較大的情況。按水流方向來分，壓力水箱有正向出水和側(cè)向出水兩種。第一百一十七頁，共555頁。二、水泵的分類與性能

水泵按作用原理可分為葉片泵、容積泵和其他類型泵三大類。（一）葉片泵的分類

葉片泵按工作原理的不同，可分為離心泵、軸流泵和混流泵三種。（多選）第一百一十八頁，共555頁。（二）葉片泵抽水裝置

由葉片泵、動力機、傳動設(shè)備、管路與其附件構(gòu)成的能抽水的系統(tǒng)稱為葉片泵抽水裝置。第一百一十九頁，共555頁。（三）葉片泵的性能參數(shù)

葉片泵性能參數(shù)包括流量、揚程、功率、效率、允許吸上真空高度或必需汽蝕余量、轉(zhuǎn)速等。其中：1．揚程。是指單位重量的水從泵進口到泵出口所增加的能量，用H表示，單位是mH2O，簡略為m。水泵銘牌上所標(biāo)出的揚程是這臺泵的設(shè)計揚程，即相應(yīng)于通過設(shè)計流量時的揚程，又稱額定揚程。泵的工作揚程總是大于實際揚程（凈揚程）。第一百二十頁，共555頁。2．效率。

水泵銘牌上的效率是對應(yīng)于通過設(shè)計流量時的效率，該效率為泵的最高效率。水泵內(nèi)的能量損失可分三部分，即水力損失、容積損失和機械損失。3．允許吸上真空高度或必需汽蝕余量。

是表征葉片泵汽蝕性能的參數(shù)，用來確定泵的安裝高程，單位為m。第一百二十一頁，共555頁。三、泵房的結(jié)構(gòu)形式

泵房結(jié)構(gòu)形式有移動式和固定式兩大類。移動式分為囤船型和纜車型；固定式泵房分為分基型、干室型、濕室型、塊基型四種。第一百二十二頁，共555頁。2F311016水電站的組成與作用

水電站由進水口、引水建筑物、平水建筑物和廠區(qū)樞紐組成。一、進水口

水電站的進水口分有壓和無壓兩種，它是水電站引水系統(tǒng)的首部。第一百二十三頁，共555頁。（一）有壓進水口其特征是進水口高程在水庫死水位以下，有豎井式進水口、墻式進水口、塔式進水口和壩式進水口等幾種。主要設(shè)備有攔污柵、閘門與啟閉機、通氣孔與充水閥等，如圖2F311016所示。（二）無壓進水口官一船設(shè)在河流的凹岸，由進水閘、沖砂閘、擋水壩和沉砂池組成。第一百二十四頁，共555頁。二、引水建筑物引水建筑物有動力渠道、引水隧洞和壓力管道等。（一）動力渠道有非自動調(diào)節(jié)渠道和自動調(diào)節(jié)渠道兩種。非自動調(diào)節(jié)渠道渠頂與渠底基本平行，不能調(diào)節(jié)流量；而自動調(diào)節(jié)渠道渠頂是水平的，能調(diào)節(jié)流量，但工程量較大，一般用于引水渠較短的情況。第一百二十五頁，共555頁。（二）引水隧洞分為有壓引水隧洞和無壓引水隧洞兩種。引水隧洞轉(zhuǎn)彎時彎曲半徑一般大于5倍洞徑，轉(zhuǎn)角不宜大于60°，以使水流平順，減小水頭損失。第一百二十六頁，共555頁。（三）壓力管道它有鋼管、鋼筋混凝土管和鋼襯鋼筋混凝土管三種。明管設(shè)有鎮(zhèn)墩和支墩，一般在進口設(shè)置閘門而在末端設(shè)置閥門，附件有伸縮節(jié)、通氣孔與充水閥、進人孔與排水設(shè)備。地下埋管埋藏在地下巖層之中，施工時對破碎的巖層進行固結(jié)灌漿；平洞、斜井的拱頂要進行回填灌漿；在鋼襯與混凝土、混凝土與圍巖之間進行接縫灌漿。第一百二十七頁，共555頁。三、平水建筑物平水建筑物包括壓力前池和調(diào)壓室。（多選）（一）壓力前池

它設(shè)在無壓引水的末端，是水電站的無壓引水系統(tǒng)與壓力管道的連接建筑物。壓力前池由前室、進水室與其設(shè)備、泄水建筑物、放水與沖砂設(shè)備、攔冰與排冰設(shè)備組成。第一百二十八頁，共555頁。（二）調(diào)壓室

調(diào)壓室設(shè)在長有壓管道靠近廠房的位置，用來反射水擊波以縮短壓力管道的長度、改善機組在負荷變化時的運行條件。第一百二十九頁，共555頁。1．調(diào)壓室的基本要求：

盡量靠近廠房以縮短壓力管道的長度；有自由水面和足夠的底面積以充分反射水擊波；有足夠的斷面積使調(diào)壓室水體的波動迅速衰減以保證工作穩(wěn)定；正常運行時水流經(jīng)過調(diào)壓室底部造成的水頭損失要小。2．調(diào)壓室的基本類型包括：

簡單圓筒式、阻抗式、雙室式、差動式等。另外還有溢流式調(diào)壓室和氣墊式調(diào)壓室等。第一百三十頁，共555頁。四、廠區(qū)樞紐

廠區(qū)樞紐包括主廠房、副廠房、主變壓器場、高壓開關(guān)站等，是發(fā)電、變電和配電的場所。第一百三十一頁，共555頁。1．主廠房，由機組段和安裝間組成。安裝間是安裝和檢修水輪發(fā)電機組的地方，要能容納發(fā)電機轉(zhuǎn)子、上機架、水輪機機蓋和轉(zhuǎn)輪四大部件；機組段是水輪發(fā)電機組把水能變成電能的場所，由下而上分蝸殼尾水管層、水輪機層和發(fā)電機層。在施工中，蝸殼外圍混凝土、機墩和發(fā)電機風(fēng)罩等為二期混凝土，其他為一期混凝土。第一百三十二頁，共555頁。2．副廠房，由機修間、蓄電池室、中央控制室等組成。3．主變壓器場，要盡量靠近主廠房，并有檢修通道。4．高壓開關(guān)站，是配送電能的場所，要有足夠的面積。第一百三十三頁，共555頁。2F311017渠系建筑物的構(gòu)造與作用

在渠道上修建的水工建筑物稱為渠系建筑物，它使渠水跨過河流、山谷、堤防、公路等。類型主要有渡槽、涵洞、倒虹吸管、跌水與陡坡等。第一百三十四頁，共555頁。一、渡槽的構(gòu)造與作用

按支承結(jié)構(gòu)渡槽可分為梁式、拱式、析架式等，渡槽由輸水的槽身與支承結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和進出口建筑物等部分組成。小型渡槽一般采用簡支梁式結(jié)構(gòu)，截面采用矩形。第一百三十五頁，共555頁。（一）梁式渡槽1．槽身結(jié)構(gòu)。

梁式渡槽槽身結(jié)構(gòu)一般由槽身和槽墩（排架）組成，主要支承水荷載與結(jié)構(gòu)自重。槽身按斷面形狀有矩形和U形；梁式渡槽又分成簡支梁式、雙懸臂梁式、單懸臂梁式和連續(xù)梁式。簡支矩形槽身適應(yīng)跨度為8一15m,U形槽身適應(yīng)跨度為15一20m。第一百三十六頁，共555頁。2．渡槽的進出口建筑物。

它和水閘基本相同，由翼墻、護底、鋪蓋和消能設(shè)施組成，把矩形或U形槽身和梯形渠道連接起來，起改善水流條件、防沖與擋土作用。第一百三十七頁，共555頁。（二）拱式渡槽

拱式渡槽的水荷載與結(jié)構(gòu)自重由拱承擔(dān)，其他和梁式渡槽相同。槽身不再是承重結(jié)構(gòu)。第一百三十八頁，共555頁。二、涵洞的構(gòu)造與作用根據(jù)水流形態(tài)的不同，涵洞分有壓、無壓和半有壓式。（一）涵洞的洞身斷面形式1．圓形管涵。

它的水力條件和受力條件較好，多由混凝土或鋼筋混凝土建造，適用于有壓涵洞或小型無壓涵洞。第一百三十九頁，共555頁。2．箱形涵洞。

它是四邊封閉的鋼筋混凝土整體結(jié)構(gòu)，適用于現(xiàn)場澆筑的大中型有壓或無壓涵洞。3．蓋板涵洞。

斷面為矩形，由底板、邊墻和蓋板組成，適用于小型無壓涵洞。第一百四十頁，共555頁。4．拱涵。

由底板、邊墻和拱圈組成。因受力條件較好，多用于填土較高、跨度較大的無壓涵洞。第一百四十一頁，共555頁。(二)洞身構(gòu)造

洞身構(gòu)造有基礎(chǔ)、沉降縫、截水環(huán)或涵衣，如圖2F311017所示。第一百四十二頁，共555頁。1．基礎(chǔ)。

管涵基礎(chǔ)采用漿砌石或混凝土管座，其包角為900一1350。拱涵和箱涵基礎(chǔ)采用C15素混凝土墊層。它可分散荷載并增加涵洞的縱向剛度。第一百四十三頁，共555頁。2．沉降縫。

設(shè)縫間距不大于10m，且不小于2一3倍洞高，主要是適應(yīng)地基的不均勻沉降。對于有壓涵洞，縫中要設(shè)止水，以防止?jié)B水使涵洞四周的填土產(chǎn)生滲透變形。3．截水環(huán)或涵衣。

對于有壓涵洞要在洞身四周設(shè)若干截水環(huán)或用黏土包裹形成涵衣，用以防止洞身外圍產(chǎn)生集中滲流。第一百四十四頁，共555頁。三、倒虹吸管的構(gòu)造和作用

倒虹吸管有豎井式、斜管式、曲線式和橋式等，主要由管身和進、出口段三部分組成。1．進口段的形式。

進口段包括進水口、攔污柵、閘門、漸變段與沉砂池等，用來控制水流、攔截雜物和沉積泥砂。第一百四十五頁，共555頁。2．出口段的形式。

出口段包括出水口、漸變段和消力池等，用于擴散水流和消能防沖。第一百四十六頁，共555頁。3．管身的構(gòu)造。

水頭較低的管身采用混凝土（水頭在4一6m以內(nèi)）或鋼筋混凝土（水頭在30m左右），水頭較高的管身采用鑄鐵或鋼管（水頭在30m以上）。為了防止管道因地基不均勻沉降和溫度變化而破壞，管身應(yīng)設(shè)置沉降縫，內(nèi)設(shè)止水?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土管在土基上縫距15一20m，在巖基上縫距10一15m。為了便于檢修，在管段上應(yīng)設(shè)置沖砂放水孔兼作進人孔。為了改善路下平洞的受力條件，管頂應(yīng)埋設(shè)在路面以下1.0m左右。第一百四十七頁，共555頁。4．鎮(zhèn)墩與支墩。

在管身的變坡與轉(zhuǎn)彎處或較長管身的中間應(yīng)設(shè)置鎮(zhèn)墩，以連接和固定管道。鎮(zhèn)墩附近的伸縮縫一般設(shè)在下游側(cè)。在鎮(zhèn)墩中間要設(shè)置支墩，以承受水荷載與管道自重的法向分量。第一百四十八頁，共555頁。四、跌水與陡坡的構(gòu)造和作用

當(dāng)渠道通過地面坡度較陡的地段時，為了保持渠道的設(shè)計比降，避免高填方或深挖方，往往將水流落差集中，修建建筑物連接上下游渠道，這種建筑物稱為跌水或陡坡。第一百四十九頁，共555頁。2F311020水利水電工程勘察與測量2F311021工程地質(zhì)和水文地質(zhì)的條件與分析一、水工建筑物的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件

水工建筑物都是建在地基上，構(gòu)成天然地基的物質(zhì)是地殼中的巖石和土。地基巖土的工程地質(zhì)條件將直接影響建筑物的安全。工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，可理解為與工程建筑物有關(guān)的各種地質(zhì)因素的綜合。第一百五十頁，共555頁。（一）地質(zhì)構(gòu)造

地質(zhì)構(gòu)造是指在漫長的地質(zhì)發(fā)展過程中，地殼在內(nèi)外力地質(zhì)作用下，不斷運動演變，所遺留下來的種種構(gòu)造形態(tài)，如地殼中巖體的位置、產(chǎn)狀與其相互關(guān)系等。地質(zhì)構(gòu)造的規(guī)模有大小，但即使是大型的復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造，也是由一些基本構(gòu)造形態(tài)組合而成的，常見的如褶皺和斷層。第一百五十一頁，共555頁。1．產(chǎn)狀。

地質(zhì)構(gòu)造（或巖層）在空間的位置叫做地質(zhì)造面或巖層層面的產(chǎn)狀。產(chǎn)狀有三個要素，即走向、傾向和傾角，如圖2F3ll023一1所示。第一百五十二頁，共555頁。第一百五十三頁，共555頁。(l）走向。

是指地質(zhì)構(gòu)造面或傾斜面或傾斜巖層層面水平面的交線的兩端的延伸方向，它表示地質(zhì)構(gòu)造或?qū)釉诳臻g的水平延伸方向。(2）傾向。

是指垂直于走向線的地質(zhì)構(gòu)造面或巖層傾斜方向線在水平面上的投影，即地質(zhì)構(gòu)造面或巖層層面的傾斜方向，傾向與走向正交。第一百五十四頁，共555頁。(3）傾角：

地質(zhì)構(gòu)造面或傾斜巖層層面與水平面之間所夾的銳角。產(chǎn)狀要素可以用地質(zhì)羅盤測得，測量結(jié)果以傾向的方位角（從正北開始順時針方向量傾斜線）和傾角表示出來，如150∠60表示：傾向為1500（即南偏東300)，傾角為600。第一百五十五頁，共555頁。2．褶皺構(gòu)造。

是指組成地殼的巖層受水平構(gòu)造應(yīng)力作用，使原始為水平產(chǎn)狀的巖層生塑性變形，形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性的構(gòu)造，如圖2F311023-2所示。第一百五十六頁，共555頁。3．?dāng)嗔褬?gòu)造。

是指巖體在地殼運動的作用下，受力發(fā)生變形達一定程度后，在其內(nèi)部產(chǎn)生了許多斷裂面，使巖石喪失了原有的連續(xù)完整性而形成的地質(zhì)構(gòu)造。斷裂構(gòu)造可分為兩種類型：節(jié)理和斷層。第一百五十七頁，共555頁。(1）節(jié)理。也稱裂隙，是斷裂面兩側(cè)的巖層未發(fā)生位移或僅有微小錯動的斷裂構(gòu)造。(2）斷層。是指巖體受力斷裂后，在斷裂層兩側(cè)的巖塊發(fā)生了顯著位移。處于斷層面兩側(cè)相互錯動的兩個斷塊中位于斷層面之上的稱為上盤，位于斷層面之下的稱為下盤。如按斷塊之間的相對錯動的方向來劃分，上盤下降，下盤上升的斷層，稱正斷層；反之，上盤上升，下盤下降的斷層稱逆斷層；如兩斷塊水平互錯，則稱為平移斷層。如圖2F3ll023一3所示。第一百五十八頁，共555頁。第一百五十九頁，共555頁。

斷層面往往是有一定寬度的斷層帶。斷層破碎帶和層間錯動破碎帶均易風(fēng)化、軟化，其力學(xué)性質(zhì)較差，屬于構(gòu)造軟弱帶。工程設(shè)計原則上應(yīng)避免將建筑物跨放在斷層帶上，尤其要注意避開近期活動的斷層帶。第一百六十頁，共555頁。

不同的構(gòu)造形態(tài)，對水工建筑物的影響是不同的。如巖層的斷裂，破壞了巖體的完整性，降低了巖體的穩(wěn)定性，增大了巖體的透水性，故對水工建筑物產(chǎn)生了不良影響。而褶皺構(gòu)造，使巖層層面的傾斜方向和傾角發(fā)生變化，從而改變了巖體的穩(wěn)定條件和滲漏條件。第一百六十一頁，共555頁。（二）地形地貌條件1．地形。

一般指地表形態(tài)、高程、地勢高低、山脈水系、自然景物、森林植被，以與人工建筑物分布等，常以地形圖予以綜合反映。2．地貌。

主要指地表形態(tài)的成因、類型，以與發(fā)育程度等，常以地貌圖予以反映。第一百六十二頁，共555頁。（三）水文地質(zhì)條件水文地質(zhì)條件一般包括以下內(nèi)容：1．地下水類型。如上層滯水、潛水、承壓水等。2．含水層與隔水層的埋藏深度、厚度、組合關(guān)系、空間分布規(guī)律與特征。3．巖（土）層的水理性質(zhì)。包括容水性、給水性、透水性等。4．地下水的運動特征。包括流向、流速、流量等。第一百六十三頁，共555頁。5．地下水的動態(tài)特征。包括水位、水溫、水質(zhì)隨時間的變化規(guī)律。6．地下水的水質(zhì)。包括水的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、水質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)等。

水文地質(zhì)條件的好壞直接關(guān)系到水庫是否漏水，壩基是否穩(wěn)定，地下水資源評價是否可靠等一系列工程建設(shè)問題。第一百六十四頁，共555頁。二、水利水電工程地質(zhì)問題分析（一）壩基巖體的工程地質(zhì)問題

分析不同的壩型，其工作特點不同，所以對地質(zhì)條件的要求也就不同。因此，除了對各類壩型的工作特點應(yīng)有所了解外，特別要了解不同壩型對地質(zhì)條件的適應(yīng)性和對工程地質(zhì)條件的要求。由于壩區(qū)巖體中存在的某些地質(zhì)缺陷，可能導(dǎo)致產(chǎn)生的工程地質(zhì)問題主要有壩基穩(wěn)定問題（包括滲透穩(wěn)定、沉降穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定）和壩區(qū)滲漏問題（包括壩基滲漏和繞壩滲漏）。第一百六十五頁，共555頁。（二）邊坡的工程地質(zhì)問題分析1．邊坡變形破壞的類型和特征。

在野外常見到的邊坡變形破壞主要有松弛張裂、蠕動變形、崩塌、滑坡（分布最廣、危害最大）四種類型。此外尚有塌滑、錯落、傾倒等過渡類型，另外泥石流也是一種邊坡破壞的類型。（4+1）第一百六十六頁，共555頁。2．影響邊坡穩(wěn)定的因素。

地形地貌條件的影響；巖土類型和性質(zhì)的影響；地質(zhì)構(gòu)造和巖體結(jié)構(gòu)的影響；水的影響；其他因素，包括風(fēng)化因素、人工挖掘、振動、地震等。第一百六十七頁，共555頁。（三）軟土基坑工程地質(zhì)問題分析1．軟土基坑工程地質(zhì)問題主要包括兩個方面：土質(zhì)邊坡穩(wěn)定和基坑降排水。2．在軟土基坑施工中，為防止邊坡失穩(wěn)，保證施工安全，通常采取措施有：采取合理坡度、設(shè)置邊坡護面、基坑支護、降低地下水位等。第一百六十八頁，共555頁。3．軟土基坑降排水的目的主要有：增加邊坡的穩(wěn)定性；對于細砂和粉砂土層的邊坡防止流砂和管涌的發(fā)生；對下臥承壓含水層的黏性土基坑，防止基坑底部隆起；保持基坑土體干燥，方便施工。4．軟土基坑開挖的降排水一般有兩種途徑：明排法和人工降水。其中人工降水經(jīng)常采用輕型井點或管井井點降水兩種方式。第一百六十九頁，共555頁。（四）滲透變形

滲透變形又稱為滲透破壞，是指在滲透水流的作用下，土體遭受變形或破壞的現(xiàn)象。一般可分為管涌、流土、接觸沖刷、接觸管涌或接觸流土等類型。第一百七十頁，共555頁。2F311022水利水電工程施工放樣一、基礎(chǔ)知識（一）高程

地面點到高度起算面的垂直距離稱為高程。高度起算面又稱高程基準(zhǔn)面。某點沿鉛垂線方向到大地水準(zhǔn)面的距離，稱為該點的絕對高程或海拔，簡稱高程，用H表示。通常采用平均海水面代替大地水準(zhǔn)面作為高程基準(zhǔn)面。假定一個水準(zhǔn)面作為高程基準(zhǔn)面，地面點至假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離，稱為相對高程或假定高程，兩點高程之差稱為高差。第一百七十一頁，共555頁。

我國自1959年開始，全國統(tǒng)一采用1956年黃海高程系。后來利用1952一1979年期間青島驗潮站的驗潮結(jié)果計算確定了新的黃海平均海面，稱為“1985國家高程基準(zhǔn)”。我國自1988年1月1日起開始采用

1985國家高程基準(zhǔn)作為高程起算的統(tǒng)一基準(zhǔn)第一百七十二頁，共555頁。（二）地圖的比例尺與比例尺精度

地圖上任一線段的長度與地面上相應(yīng)線段水平距離之比，稱為地圖的比例尺。常見比例尺表示形式有兩種：數(shù)字比例尺和圖示比例尺。第一百七十三頁，共555頁。1．?dāng)?shù)字比例尺

以分子為1的分數(shù)形式表示的比例尺稱為數(shù)字比例尺。設(shè)圖上一條線段長為d，相應(yīng)的實地水平距離為D，則該地圖的比例尺為：

第一百七十四頁，共555頁。

式中，M稱為比例尺分母。比例尺的大小視分數(shù)值的大小而定。M越大，比例尺越?。籑越小，比例尺越大。數(shù)字比例尺也可以寫成1：500、l：1000、1：2000等形式。第一百七十五頁，共555頁。

地形圖比例尺分為三類：1：500、1：1000、1：2000、1：5000、1：10000（萬）為大比例尺地形圖；1：25000、1：50000、1：100000（十萬）為中比例尺地形圖；l:250000、1:500000、1:1000000（百萬）為小比例尺地形圖。第一百七十六頁，共555頁。2．圖示比例尺

最常見的圖示比例尺是直線比例尺。用一定長度的線段表示圖上的實際長度，并按圖上比例尺計算出相應(yīng)的地面上的水平距離注記在線段上，這種比例尺稱為直線比例尺。如圖2F3ll021一l自上至下，分別表示1,500,1,1000,1,2000三種直線比例尺。第一百七十七頁，共555頁。第一百七十八頁，共555頁。二、土壩的施工放樣

土壩的施工放樣內(nèi)容包括：壩軸線測設(shè)，壩身控制測量，清基開挖線、坡腳線放樣，壩體邊坡線放樣與修坡樁測設(shè)等。第一百七十九頁，共555頁。第一百八十頁，共555頁。三、水閘的施工放樣

水閘的施工放樣，如圖2F311021一2所示，包括測設(shè)水閘的主軸線AB和CD，閘墩中線、閘孔中線、閘底板的范圍以與各細部的平面位置和高程等。第一百八十一頁，共555頁。第一百八十二頁，共555頁。第一百八十三頁，共555頁。（三）閘墩的放樣

閘墩的放樣，是先放出閘墩中線，再以中線為依據(jù)放樣閘墩的輪廓線。放樣時，首先根據(jù)計算出的有關(guān)放樣數(shù)據(jù)，以水閘主要軸線AB和CD為依據(jù)，在現(xiàn)場定出閘孔中線、閘墩中線、閘墩基礎(chǔ)開挖線以與閘底板的邊線等。待水閘基礎(chǔ)打好混凝土墊層后，在墊層上再精確地放出主要軸線和閘墩中線等，根據(jù)閘墩中線放出閘墩平面位置的輪廓線。第一百八十四頁，共555頁。2F311023測量儀器的使用一、常用測量儀器與其作用水利工程施工常用的測量儀器有水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、電磁波測距儀、全站儀、全球定位系統(tǒng)（GPS）。第一百八十五頁，共555頁。（一）水準(zhǔn)儀分類與作用

水準(zhǔn)儀用于水準(zhǔn)測量，水準(zhǔn)測量是利用水準(zhǔn)儀提供的一條水平視線，借助于帶有分劃的尺子，測量出兩地面點之間的高差，然后根據(jù)測得的高差和已知點的高程，推算出另一個點的高程。第一百八十六頁，共555頁。

水準(zhǔn)儀按精度不同可分為普通水準(zhǔn)儀和精密水準(zhǔn)儀，國產(chǎn)水準(zhǔn)儀按精度分有DS05、DS1、DS3、DS10等。工程測量中一般使用DS3型微傾式普通水準(zhǔn)儀，D、S分別為“大地測量”和“水準(zhǔn)儀”的漢語拼音第一個字母（大水），數(shù)字3表示該儀器精度，即每公里往返測量高差中數(shù)的偶然中誤差為士3mm。

（因此數(shù)字越小，精度越高！05是0.5的意思）隨著科學(xué)技術(shù)不斷進步，各種新型水準(zhǔn)儀不斷問世，如自動安平水準(zhǔn)儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀等。第一百八十七頁，共555頁。（二）經(jīng)緯儀分類與作用

經(jīng)緯儀按精度不同可分為DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ10等，D、J分別為“大地測量”和“經(jīng)緯儀”的漢語拼音第一個字母（大經(jīng)），數(shù)字07、1、2、6、10表示該儀器精度。按讀數(shù)裝置不同可分為兩類：測微尺讀數(shù)裝置；單平板玻璃測微器讀數(shù)裝置。第一百八十八頁，共555頁。

經(jīng)緯儀是進行角度測量的主要儀器。它包括水平角測量和豎直角測量，水平角用于確定地面點的平面位置，豎直角用于確定地面點的高程。另外，經(jīng)緯儀也可用于低精度測量中的視距測量。第一百八十九頁，共555頁。（三）電磁波測距儀分類與作用

電磁波測距儀按其所采用的載波可分為：用微波段的無線電波作為載波的微波測距儀；用激光作為載波的激光測距儀；用紅外光作為載波的紅外測距儀，后兩者又統(tǒng)稱為光電測距儀。

電磁波測距儀是用電磁波（光波或微波）作為載波傳輸測距信號，以測量兩點間距離的。一般用于小地區(qū)控制測量、地形測量、地籍測量和工程測量等。第一百九十頁，共555頁。（四）全站儀與其作用

全站儀是一種集自動測距、測角、計算和數(shù)據(jù)自動記錄與傳輸功能于一體的自動化、數(shù)字化與智能化的三維坐標(biāo)測量與定位系統(tǒng)。第一百九十一頁，共555頁。

全站儀的功能是測量水平角、天頂距（豎直角）和斜距，借助于機內(nèi)固化的軟件，可以組成多種測量功能，如可以計算并顯示平距、高差以與鏡站點的三維坐標(biāo)，進行偏心測量、懸高測量、對邊測量、面積計算等。第一百九十二頁，共555頁。（五）全球定位系統(tǒng)（GPS）

全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem，GPS）是擁有在海、陸、空全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS具有全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點。在大地測量、城市和礦山控制測量、建筑物變形測量、水下地形測量等方面得到廣泛的應(yīng)用。（多選）第一百九十三頁，共555頁。（六）水準(zhǔn)尺

精密水準(zhǔn)測量一般指國家一、二等水準(zhǔn)測量，國家三、四等水準(zhǔn)測量為普通水準(zhǔn)側(cè)量。

三、四等水準(zhǔn)測量或普通水準(zhǔn)測量所使用的水準(zhǔn)尺是用干燥木料或者玻璃纖維合成材料制成，一般長約3一4m，按其構(gòu)造不同可分為折尺、塔尺、直尺等數(shù)種。為使尺子不彎曲，其橫剖面做成丁字形、槽形、工字形等。尺面每隔1cm涂有黑白或紅白相間的分格，每分米有數(shù)字注記。為倒像望遠鏡觀測方便，注字常倒寫。第一百九十四頁，共555頁。二、常用測量儀器的使用（一）水準(zhǔn)儀的使用1．微傾水準(zhǔn)儀的使用步驟包括安置儀器和粗略整平（簡稱粗平）、調(diào)焦和照準(zhǔn)、精確整平（簡稱精平）和讀數(shù)。（步驟性單選）第一百九十五頁，共555頁。2．精密水準(zhǔn)儀的操作程序。與一般DS3水準(zhǔn)儀基本相同，不同之處是精密水準(zhǔn)儀是采用光學(xué)測微器測出不足一個分格的數(shù)值。作業(yè)時，先轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使望遠鏡視場左側(cè)的符合水準(zhǔn)管氣泡兩端的影像符合，保證視線水平。再轉(zhuǎn)動測微輪，使十字絲上楔形絲精確地夾住整分劃，讀取該分劃線讀數(shù)。第一百九十六頁，共555頁。3．自動安平水準(zhǔn)儀操作程序：粗平一照準(zhǔn)一讀數(shù)。4．?dāng)?shù)字水準(zhǔn)儀操作程序，與自動安平水準(zhǔn)儀基本一樣，但數(shù)字式水準(zhǔn)儀能自動觀測和記錄，并將測量結(jié)果以數(shù)字的形式顯示出來。第一百九十七頁，共555頁。（二）經(jīng)緯儀的使用

經(jīng)緯儀的使用包括對中、整平、照準(zhǔn)和讀數(shù)四個操作步驟。第一百九十八頁，共555頁。三、測量誤差1．誤差產(chǎn)生的原因在實際工作中真值不易測定，一般把某一量的準(zhǔn)確值與其近似值之差稱為誤差。產(chǎn)生測量誤差的原因，概括起來有以下三個方面：(1）人的原因；(2）儀器的原因；(3）外界環(huán)境的影響。第一百九十九頁，共555頁。2．誤差的分類與處理原則誤差按其產(chǎn)生的原因和對觀測結(jié)果影響性質(zhì)的不同，可以分為系統(tǒng)誤差、偶然誤差和粗差三類。

粗差是大于限差的誤差，是由于觀測者的粗心大意或受到干擾所遙成的錯誤。錯誤應(yīng)該可以避免，包含有錯誤的觀測值應(yīng)該舍棄，并重新進行觀測。第二百頁，共555頁。2F311030水利水電工程建筑材料2F311031建筑材料的類型和特性一、建筑材料的分類

建筑材料的分類方法很多，常按材料的化學(xué)成分、來源、功能用途進行分類。第二百零一頁，共555頁。（一）建筑材料按材料的化學(xué)成分分類（無機、有機、復(fù)合）1.無機材料(1）金屬材料。

包括黑色金屬，如合金鋼、碳鋼、鐵等；有色金屬，如鋁、鋅等與其合金。(2）非金屬材料。