水利水电工程与实务课件

1、n n 水利水电工程管理与实务水利水电工程管理与实务n 主讲：梁建林主讲：梁建林n n emai:n 前前 言言n 水利水电工程一级建造师是以水利水电专业技术作为依水利水电工程一级建造师是以水利水电专业技术作为依托，以工程项目管理为主，懂管理、懂技术、懂经济、又懂托，以工程项目管理为主，懂管理、懂技术、懂经济、又懂相关法律法规的综合能力较强的执业人员，受聘后可以担任相关法律法规的综合能力较强的执业人员，受聘后可以担任水利水电建设工程总承包或施工管理的水利水电建设工程总承包或施工管理的项目经理项目经理，从事其他，从事其他施工管理活动，从事法律法规或国务院建设行政主管部门规施工管理活动，从事法律法

2、规或国务院建设行政主管部门规定的其他业务。定的其他业务。n 水利水电工程管理与实务水利水电工程管理与实务主要涉及三个部分的内容：主要涉及三个部分的内容：水利水电工程技术、水利水电工程相关法律和法规、水利水水利水电工程技术、水利水电工程相关法律和法规、水利水电工程项目管理实务电工程项目管理实务。其中第一部分注重技术基础（特别是。其中第一部分注重技术基础（特别是施工技术），第二部分注重工程项目管理中能力的应用，第施工技术），第二部分注重工程项目管理中能力的应用，第三部分注重工程建设相关的法律法规知识。三部分注重工程建设相关的法律法规知识。n 水利水电水利水电工程管理工程管理与实务与实务1 1章章9

3、 9节节2 2章章2020目目3 3章章2 2节节了解：了解：3 3目目7 7条条熟悉：熟悉：8 8目目1515条条掌握：掌握：1313目目3434条条掌握熟悉了解掌握熟悉了解 = 64.2= 64.226.826.89 9要求要求掌握熟悉了解掌握熟悉了解 = 70= 7020201010n 1 1 2 2 3 3 : : 4 4 41.141.132.132.112.512.5:14.314.3水利水电工程水利水电工程管理与实务管理与实务知识点知识点分布分布3.3.解决问题能力解决问题能力1.工程施工技术基础工程施工技术基础2323条条2.2.项目管理实务项目管理实务1818条条7 7条条4

4、.4.法规及相关知识法规及相关知识8 8条条水利水电工程管理与实务科目试卷模式n卷面采用160分制，考试时间4小时。n题型有三种：单项选择题、多项选择题和案例分析题n试题分布：n1.单项选择题有20个小题，每小题1分，共20分；n2.多项选择题有10个小题，每小题2分，共20分。n3.案例分析题有5个小题，其中20分的3个题，30分题2个题，共120分。n 第一部分：水利水电工程技术基础第一部分：水利水电工程技术基础n 本部分主要涉及水利水电工程技术知识，本部分主要涉及水利水电工程技术知识，特别是施工技术要求特别是施工技术要求，包，包括工程概论、导流工程、地基处理、土石方工程、土石垻工程、混凝

5、土括工程概论、导流工程、地基处理、土石方工程、土石垻工程、混凝土土垻工程、堤防及疏浚工程、水电站与泵站、水闸和渠系建筑物等项目。土垻工程、堤防及疏浚工程、水电站与泵站、水闸和渠系建筑物等项目。n一、工程概论一、工程概论n （一）水力载荷（一）水力载荷n 1、水力学的基本概念、水力学的基本概念n （1）作用于平面上的的静水总压力）作用于平面上的的静水总压力n a、作用于矩形平面上的静水总压力：、作用于矩形平面上的静水总压力：n )(:,)/(:)(:)(:)2121321mhhmknmbmlblhhp度顶面和底面距水面的深倾斜放置的矩形平面的水的密度平面的宽度平面的长度（n n 作用点：通过矩形

6、平面的对称轴上和压强分布图的形心点作用点：通过矩形平面的对称轴上和压强分布图的形心点n b、作用于任意平面上的静水总压力、作用于任意平面上的静水总压力n （2）作用于曲面上的静水总压力）作用于曲面上的静水总压力n n )(:)/(:)(:32mhmknmaahpcc度平面形心点距水面的深水的密度平面的面积)(:)(:)(:)(:)()(2222mmahmbmaabahpxcxxxc积曲面到水面所保卫的面没深度面形心点在液面下的淹为曲面的宽度上的的投影面积曲面在水平面矩形平面壁上的静水总压力的图解法矩形平面壁上的静水总压力的图解法静水总压力的大小静水总压力的大小 静水总压力的方向的作用点静水总压

7、力的方向的作用点 静水总压力的方向必然垂直并指向受压平面静水总压力的方向必然垂直并指向受压平面 212123hhhhle梯形：3le 三角形：bpblhhp)(221梯形：hblp2三角形：（大小、方向、作用点）（大小、方向、作用点）静水总压力的大小静水总压力的大小 hdapdadpaaaaydadayhdadppsinsinapahaypcccsin任意形状平面壁静水总压力任意形状平面壁静水总压力的的解析法解析法 （大小、方向、作用点）（大小、方向、作用点）静面矩之和，aycbpx图解式：mabnacbmcbnvvv)(gppbcz压剖vbaappcx解析式：acxpp 1 1、静水总压力的

8、水平分力、静水总压力的水平分力 2 2、静水总压力的铅直分力、静水总压力的铅直分力 曲面壁上的静水总压力曲面壁上的静水总压力 22zxpppxzpparctgsinrzdn n （3）扬压力：各种混凝土垻、水闸等建筑物由于与地基接触面之间存）扬压力：各种混凝土垻、水闸等建筑物由于与地基接触面之间存在孔隙，而地基和混凝土本身也有一定的透水性，因而在一定的上下游在孔隙，而地基和混凝土本身也有一定的透水性，因而在一定的上下游静水头作用下，形成一个渗流场，在此渗流场内，某一计算平面以上的静水头作用下，形成一个渗流场，在此渗流场内，某一计算平面以上的垻体部分就会承受渗流场导致的扬压力。垻体部分就会承受渗

9、流场导致的扬压力。n a、垻底扬压力：由某一水面、垻底扬压力：由某一水面下游产生的浮托力下游产生的浮托力和和上下游水位差上下游水位差产生产生的渗透压力合成。的渗透压力合成。n 减少扬压力的措施：在垻蹱附近的垻基中灌浆，形成防渗帷幕，并减少扬压力的措施：在垻蹱附近的垻基中灌浆，形成防渗帷幕，并在防渗帷幕后设置排水孔幕。在防渗帷幕后设置排水孔幕。n b、垻体扬压力：作用于各计算截面上的扬压力，产生的原因：垻、垻体扬压力：作用于各计算截面上的扬压力，产生的原因：垻身本身排水管幕有降低渗压的作用。身本身排水管幕有降低渗压的作用。n （4）浪压力：波浪对水工建筑物临水面形成的压力，与波浪的波高、）浪压力

10、：波浪对水工建筑物临水面形成的压力，与波浪的波高、波长、波速等几何要素有关。波长、波速等几何要素有关。n 当波前水深大于波长时，称为深水波；当波前水深大于临界水深，当波前水深大于波长时，称为深水波；当波前水深大于临界水深，小于波长时，称为浅水波；当波前深度小于临界水深时，称为破碎波。小于波长时，称为浅水波；当波前深度小于临界水深时，称为破碎波。n 而对于波高和波长在而对于波高和波长在水工建筑物荷载设计规范水工建筑物荷载设计规范和和重力垻设计重力垻设计规范规范中均有严格的规定和推荐。中均有严格的规定和推荐。n a、铅直坝面上浪压力：、铅直坝面上浪压力：n b、当坝面与水平面有交角的浪压力：、当坝

11、面与水平面有交角的浪压力：n 交角大于交角大于45度时：与铅直时接近度时：与铅直时接近n 交角小于交角小于45度时：按斜坡上的浪压力考虑。度时：按斜坡上的浪压力考虑。n （5）动水压力）动水压力n 溢流坝泄水时，在溢流面上作用有动水压力。一般在坝顶曲线段和溢流坝泄水时，在溢流面上作用有动水压力。一般在坝顶曲线段和直线段上的动水压力很小，在反弧段上的根据水流的动量方程求解动水直线段上的动水压力很小，在反弧段上的根据水流的动量方程求解动水压力。压力。n （6）冰压力：包括静冰压力和动冰压力）冰压力：包括静冰压力和动冰压力n 静冰压力：在寒冷的冬季，当水面结冰厚度自数厘米至静冰压力：在寒冷的冬季，当

12、水面结冰厚度自数厘米至1m 以上时，以上时，随温度的回升，冰盖膨胀对建筑物表面产生的冰压力。随温度的回升，冰盖膨胀对建筑物表面产生的冰压力。n 动冰压力：冰改解冻后，冰块随水流飘移，撞到建筑物上产生撞动冰压力：冰改解冻后，冰块随水流飘移，撞到建筑物上产生撞击力。击力。n 22)2(20lllllllhhlpn 2、水流形态及能量转换、水流形态及能量转换n （1）水流形态）水流形态n a、 恒定流与非恒定流恒定流与非恒定流n 恒定流：在流场的任何空间上所有的运动要素都不随时间而改变的恒定流：在流场的任何空间上所有的运动要素都不随时间而改变的水流。在恒定流情况下，任一空间点上，无论哪一个液体质点通

13、过，其水流。在恒定流情况下，任一空间点上，无论哪一个液体质点通过，其运动要素保持不变，其只是空间坐标的连续函数，与时间无关。运动要素保持不变，其只是空间坐标的连续函数，与时间无关。n 非恒定流：在流场中任何空间上的任何一个运动要素随时间而改变非恒定流：在流场中任何空间上的任何一个运动要素随时间而改变的水流。的水流。n b、均匀流和非均匀流、均匀流和非均匀流n 均匀流：当水流的流线为相互平行的直线时，该水流为均匀流。均均匀流：当水流的流线为相互平行的直线时，该水流为均匀流。均匀流的过水断面为平面，且形状和尺寸沿程不变，在均匀流中，同一流匀流的过水断面为平面，且形状和尺寸沿程不变，在均匀流中，同一

14、流线上的不同点的流速应相等，从而各过水面上的流速分布相同，断面平线上的不同点的流速应相等，从而各过水面上的流速分布相同，断面平均流速相等；均匀流同一过水面上的各点测压管水头为一常数。均流速相等；均匀流同一过水面上的各点测压管水头为一常数。n 非均匀流：水流的流线不是相互平行的直线，该水流称为非均匀流。非均匀流：水流的流线不是相互平行的直线，该水流称为非均匀流。n c、渐变流与急变流、渐变流与急变流 n 渐变流：水流的流线虽然不时相互平行支线，但几乎近似于平行支线的水流。渐变流：水流的流线虽然不时相互平行支线，但几乎近似于平行支线的水流。n 急变流：水流的流线之间夹角很大或流线曲率半径很小的水流

15、。急变流：水流的流线之间夹角很大或流线曲率半径很小的水流。n d、层流与紊流、层流与紊流n 层流：流速很小，各流层的液体质点有条不紊地运动，互不混掺的水流。层流：流速很小，各流层的液体质点有条不紊地运动，互不混掺的水流。n 紊流：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掺的水流。紊流：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掺的水流。n （2）能量转换）能量转换:根据能量守恒定律，恒定水流的能量方程为：根据能量守恒定律，恒定水流的能量方程为：n上式表示两个断面间能量守恒，其中上式表示两个断面间能量守恒，其中 表示两断面间的能量损失，其余三项分表示两断面间的能量损失，其余

16、三项分别代表单位质量水体的机械能，分别为位能、压能和动能。别代表单位质量水体的机械能，分别为位能、压能和动能。n上式也表明，流体的位能、压能和动能之间可以相互转化。上式也表明，流体的位能、压能和动能之间可以相互转化。n能量方程使用注意事项：能量方程使用注意事项：n a、基准面是可以任意选择的，但不同的断面必须选择同一基准面。、基准面是可以任意选择的，但不同的断面必须选择同一基准面。n b、压能计算中，必须选择相同的标准：绝对压强或相对压强。、压能计算中，必须选择相同的标准：绝对压强或相对压强。n c、计算位能与压能之和时，可以选取过水断面上的任意一点计算。、计算位能与压能之和时，可以选取过水断

17、面上的任意一点计算。n d 、对渐变流，多数情况可令不同断面上的动能修正系数等于、对渐变流，多数情况可令不同断面上的动能修正系数等于1，但在某些特，但在某些特殊情况下，应根据具体情况酌定。殊情况下，应根据具体情况酌定。whgvpzgvpz222222221111n（3）渗透系数及渗透变形）渗透系数及渗透变形n a、渗透系数：反映土的渗透特性的一个综合指标，主要取决于土的颗、渗透系数：反映土的渗透特性的一个综合指标，主要取决于土的颗粒形状、大小、不均匀系数及水温。测定方法主要有经验法、室内测定粒形状、大小、不均匀系数及水温。测定方法主要有经验法、室内测定法和野外测定法。法和野外测定法。n b、渗

18、透变形：又称渗透破坏，是指在渗透水流的作用下，土体遭受变、渗透变形：又称渗透破坏，是指在渗透水流的作用下，土体遭受变形或破坏的现象。其形式及其发展过程，与土料的性质、水流条件及防形或破坏的现象。其形式及其发展过程，与土料的性质、水流条件及防渗排渗等因素相关。渗排渗等因素相关。n c. 类型主要有管涌、流土、接触冲刷、接触管涌或接触流土等类型主要有管涌、流土、接触冲刷、接触管涌或接触流土等n 破坏性的渗透变形能够导致是工建筑物的失事破坏性的渗透变形能够导致是工建筑物的失事n d、防止渗透变形的工程措施、防止渗透变形的工程措施n （a）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）设置

19、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。渗流。n （b）设置障碍排水沟或减压井，以降低下游渗流口处的渗透压力，并）设置障碍排水沟或减压井，以降低下游渗流口处的渗透压力，并且有计划的排除渗水。且有计划的排除渗水。n （c）在有可能发生管涌的地段，应铺设反滤层；对有可能发生流土的）在有可能发生管涌的地段，应铺设反滤层；对有可能发生流土的地段，应增加渗流口处的盖重，并在盖重与保护层之间铺设反滤层。地段，应增加渗流口处的盖重，并在盖重与保护层之间铺设反滤层。n （a） 管涌：在渗流作用下，非黏性土土体内沿着粗大颗粒间的孔隙通管涌：在渗流作用下，非黏性土土体内沿着粗大颗粒间的孔隙通道移

20、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。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。n 管涌可发生在垻基的内部，也可能发生在渗流的下游出口处。管涌可发生在垻基的内部，也可能发生在渗流的下游出口处。n 管涌只是某类土的特性，对于黏性土，一般不会发生管涌。管涌只是某类土的特性，对于黏性土，一般不会发生管涌。n 管涌的允许渗透坡降管涌的允许渗透坡降j是衡量管涌是否发生的重要参数，它等于临界是衡量管涌是否发生的重要参数，它等于临界坡降除以安全系数坡降除以安全系数.按照建筑物级别和非黏性土性质安全系数可取按照建筑物级别和非黏性土性质安全系数可取23。n 对于正常级配的土，

21、按不均匀系数确定允许渗透坡降。对于正常级配的土，按不均匀系数确定允许渗透坡降。n ：j=0.20n ：j=0.10n 对于大中型工程：由管涌试验来确定临界坡降的大小对于大中型工程：由管涌试验来确定临界坡降的大小n （b）流土：在渗流作用下，非黏性土土体内的颗粒发生移动的现象；）流土：在渗流作用下，非黏性土土体内的颗粒发生移动的现象；或者黏性土土体内发生隆起、断裂和浮动等现象，都称为流土。或者黏性土土体内发生隆起、断裂和浮动等现象，都称为流土。n 流土现象主要发生在黏性土及较均匀的非黏性土土体的渗流出口处。流土现象主要发生在黏性土及较均匀的非黏性土土体的渗流出口处。n 包括黏性土和非黏性土，都可

22、能在一定的渗透坡降的作用下产生流土现象。包括黏性土和非黏性土，都可能在一定的渗透坡降的作用下产生流土现象。n 流土的允许坡降流土的允许坡降j监视衡量是否发生流土现象的重要参数。它的大监视衡量是否发生流土现象的重要参数。它的大201020n 等于流土的破坏坡降除以安全系数。安全系数的确定按以等于流土的破坏坡降除以安全系数。安全系数的确定按以下原则：下原则：n 对于黏性土：安全系数取对于黏性土：安全系数取1.5n 对于非黏性土的对于非黏性土的i、ii级垻：安全系数取级垻：安全系数取2.5n 对于非非黏性土的对于非非黏性土的iii级以下的垻：安全系数取级以下的垻：安全系数取2.0n 流土的破坏坡降一

23、般取流土的破坏坡降一般取0.81.2之间的值之间的值n （c）接触冲刷：当渗流沿着两种颗粒不同土层交界面流动）接触冲刷：当渗流沿着两种颗粒不同土层交界面流动时，在交界面处的土壤颗粒被冲动而产生的冲刷现象。时，在交界面处的土壤颗粒被冲动而产生的冲刷现象。n （d）接触流土和接触管涌）接触流土和接触管涌n 接触流土：在两种不同介质（至少一种为颗粒材料）的接触流土：在两种不同介质（至少一种为颗粒材料）的接触面上，有渗透水作用下发生的流土现象。接触面上，有渗透水作用下发生的流土现象。n 接触管涌：在两种不同介质（至少一种为颗粒材料）的接触管涌：在两种不同介质（至少一种为颗粒材料）的接触面上，有渗透水作

24、用下发生的管涌现象。接触面上，有渗透水作用下发生的管涌现象。n n3、工程基础知识、工程基础知识n （1 1）洪水标准：不同等级建筑物所采用的按某种频率或重）洪水标准：不同等级建筑物所采用的按某种频率或重现期表示的洪水称为洪水标准，包括洪峰流量和洪水总量。现期表示的洪水称为洪水标准，包括洪峰流量和洪水总量。n 永久性水工建筑物采用的洪水标准分为设计洪水标准和校永久性水工建筑物采用的洪水标准分为设计洪水标准和校核洪水标准；临时性水工建筑物的洪水标准根据建筑物的结构核洪水标准；临时性水工建筑物的洪水标准根据建筑物的结构类型和级别，结合风险度综合分析，合理选择。对失事后果严类型和级别，结合风险度综合

25、分析，合理选择。对失事后果严重的，应考虑超标准洪水的应急措施。重的，应考虑超标准洪水的应急措施。n 各类水利水电的洪水标准应按各类水利水电的洪水标准应按水利水电工程等级划分及水利水电工程等级划分及洪水标准洪水标准（sl 252sl 25220002000）确定。）确定。n a a、永久性水工建筑物的洪水标准：按照山区、丘陵区、平、永久性水工建筑物的洪水标准：按照山区、丘陵区、平原、滨海区分别确定。江河采用梯级开发方式，确定各梯级洪原、滨海区分别确定。江河采用梯级开发方式，确定各梯级洪水标准时，结合考虑江河治理和开发利用规划。水标准时，结合考虑江河治理和开发利用规划。 n b b、临时性水工建筑

26、物的洪水标准：根据建筑物的结构类型和级别，、临时性水工建筑物的洪水标准：根据建筑物的结构类型和级别，结合风险度综合分析，合理选择。结合风险度综合分析，合理选择。n （2 2）工程等级划分）工程等级划分n a a、水利水电工程等级划分、水利水电工程等级划分n 根据根据水利水电工程等级划分及洪水标准水利水电工程等级划分及洪水标准（sl 252sl 25220002000）的规）的规定，按水利水电工程的规模、效益以及在国民经济中的重要性，划分为定，按水利水电工程的规模、效益以及在国民经济中的重要性，划分为i i、iiii、iiiiii、iviv、v v五各等级。而对于综合利用的水利水电工程，当按各综

27、五各等级。而对于综合利用的水利水电工程，当按各综合利用项目确定的等别不同时，以其中最高等别确定。合利用项目确定的等别不同时，以其中最高等别确定。n b b、水工建筑物的级别、水工建筑物的级别n 水工建筑物的级别反映了工程对水工建筑无的技术要求和安全要求，水工建筑物的级别反映了工程对水工建筑无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。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。n 永久性水工建筑物级别：根据建筑物所在工程的级别，以及建筑物永久性水工建筑物级别：根据建筑物所在工程的级别，以及建筑物的重要性确定为五级，分别为的重要性确定为五级，分别为1

28、 1、2 2、3 3、4 4、5 5级。级。n 临时性水工建筑物级别：对于水利水电工程施工期使用临时性挡水临时性水工建筑物级别：对于水利水电工程施工期使用临时性挡水和泄水建筑物的级别，根据保护对象的重要性、失事造成的后果、使用和泄水建筑物的级别，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确定。年限和临时建筑物的规模确定。n 对于分属于不同级别的临时性建筑物，其级别按其中最高级别确定。对于分属于不同级别的临时性建筑物，其级别按其中最高级别确定。n 对于对于3 3级临时性水工建筑物，符合级别规定的指标不得少于两项。级临时性水工建筑物，符合级别规定的指标不得少于两项。n 永久性

29、水工建筑物级别的提高：永久性水工建筑物级别的提高：n 对于对于2 25 5级的，若失事后造成巨大损失，或对水利水电工程造成十级的，若失事后造成巨大损失，或对水利水电工程造成十分严重影响的，经论证报批后可提高一级；分严重影响的，经论证报批后可提高一级；n 水库大坝规定为水库大坝规定为2 2级、级、3 3级的，如果大坝高超过规定的指标，其级别级的，如果大坝高超过规定的指标，其级别可提高一级，但洪水标准不予提高；可提高一级，但洪水标准不予提高；n 当工程地质条件复杂，基础参数不易准确确定，或采用新型结构的，当工程地质条件复杂，基础参数不易准确确定，或采用新型结构的，对对2 25 5级的建筑物，其级别

30、可提高一级。级的建筑物，其级别可提高一级。n 临时性水工建筑物级别的提高：临时性水工建筑物级别的提高：n 利用临时性水工建筑物挡水发电、通航时，经技术经济论证，利用临时性水工建筑物挡水发电、通航时，经技术经济论证，3 3级以级以下的可提高一级。下的可提高一级。n 水工建筑物级别的降低：水工建筑物级别的降低：n 对于失事后造成损失不大的水利水电工程，其对于失事后造成损失不大的水利水电工程，其1 14 4级主要永久性建筑级主要永久性建筑物的级别经论证并报批后可降低一级。物的级别经论证并报批后可降低一级。n1.1.31.1.3水利工程等别几建筑物级别水利工程等别几建筑物级别n1.1.工程等别工程等别

31、n（1 1）应根据其）应根据其工程规模、效益及在国民经济中的重要性确定。工程规模、效益及在国民经济中的重要性确定。n（2 2）对综合利用的水利水电工程，当按各综合利用项目的分等指标确）对综合利用的水利水电工程，当按各综合利用项目的分等指标确定的定的等别不同时，其工程等别应按其中最高等别确定等别不同时，其工程等别应按其中最高等别确定。n（3 3）拦河水闸工程的等别，应根据其）拦河水闸工程的等别，应根据其过闸水流量过闸水流量确定。确定。n（4 4）灌溉、排水泵站的等别，应根据其）灌溉、排水泵站的等别，应根据其装机流量与装机功率装机流量与装机功率确定。确定。n2.2.水工建筑物级别水工建筑物级别n

32、（1 1）永久性水工建筑物的级别，应根据其所在工程的等别和建筑物）永久性水工建筑物的级别，应根据其所在工程的等别和建筑物的重要性确定。的重要性确定。n （2 2）失事后损失巨大或影响十分严重的水利水电工程的）失事后损失巨大或影响十分严重的水利水电工程的2525级主要永级主要永久水工建筑物，经过论证并报主管部门批准，可提高一级；失事后造成久水工建筑物，经过论证并报主管部门批准，可提高一级；失事后造成损失不大的水利水电工程的损失不大的水利水电工程的1414级主要永久性水工建筑物，经过论证并级主要永久性水工建筑物，经过论证并报主管部门批准，可降低一级。报主管部门批准，可降低一级。n （3 3）水库大

33、坝按规定为）水库大坝按规定为2 2级、级、3 3级的永久性水工建筑物，如坝高超过级的永久性水工建筑物，如坝高超过指标，其级别可提高一级，但洪水标准可不提高。指标，其级别可提高一级，但洪水标准可不提高。就高不就低原则就高不就低原则 （4 4）当永久性水工建筑物）当永久性水工建筑物基础的工程地质条件复杂或采用新基础的工程地质条件复杂或采用新型结构时，对型结构时，对2525级建筑物可提高一级设计级建筑物可提高一级设计，但洪水标准不予提，但洪水标准不予提高。高。 （5 5）堤防工程的级别，应按）堤防工程的级别，应按gb50286-98gb50286-98堤防工程设计规范堤防工程设计规范确定。确定。穿堤

34、水工建筑物的级别，按所在堤防工程的级别和与建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高的级别确定。筑物规模相应的级别中高的级别确定。 （6 6）水利水电工程施工期使用的临时性挡水和泄水建筑物的）水利水电工程施工期使用的临时性挡水和泄水建筑物的饿级别，应根据保护对象的重要性、失事后果、使用年限和临饿级别，应根据保护对象的重要性、失事后果、使用年限和临时性建筑物规模确定。时性建筑物规模确定。 （7 7）当临时性水工建筑物根据指标分属不同级别时，其级别）当临时性水工建筑物根据指标分属不同级别时，其级别应按其中最高级别确定。应按其中最高级别确定。 （8 8）利用临时性水工建

35、筑物挡水发电、通航时，经过技术经利用临时性水工建筑物挡水发电、通航时，经过技术经济论证，济论证，3 3级以下临时性水工建筑物的级别可提高一级级以下临时性水工建筑物的级别可提高一级。水利水电水利水电工程分等工程分等和和水工建筑物水工建筑物分级分级按其规模、效益及其在国民经济中重要性按其所属工程的等别和重要性执行国家政策，达到安全与经济分等分等分级建筑物级别高，对设计及施工要求高目的特点sl252-2000sl252-2000水利水电工程等级划分及洪水标准水利水电工程等级划分及洪水标准 工工程程分分等等和和水水工工建建筑筑物物分分级级 水水利利水水电电工工程程分分等等和和水水工工建建筑筑物物分分级

36、级水利水电工程分等指标水利水电工程分等指标永久性永久性 水工建筑物水工建筑物 分级指标分级指标工工程程分分等等和和水水工工建建筑筑物物分分级级临时性临时性 水工建筑物水工建筑物 分级指标分级指标拦拦 河河 闸闸 工工 程程 规规 模模规模规模过闸流量（过闸流量（m3/s）大（大（1）型）型大于等于大于等于5000大（大（2）型）型5000-1000中型中型1000-100小（小（1）型）型100-20小（小（2）型）型小于小于20 29三三门门峡峡水水利利枢枢纽纽工工程程云南小湾工程云南小湾工程n （3 3）水库特征水位及水库特征库容）水库特征水位及水库特征库容n a a、水库特征水位、水库特

37、征水位n 校核洪水位：水库遇大坝的校核洪水位时在坝前达到的最高水位。校核洪水位：水库遇大坝的校核洪水位时在坝前达到的最高水位。n 设计洪水位：设计洪水位： 水库遇大坝的设计洪水位时在坝前达到的最高水位。水库遇大坝的设计洪水位时在坝前达到的最高水位。n 防洪高水位：防洪高水位： 水库遇下游保护对象的设计洪水位时在坝前达到的最水库遇下游保护对象的设计洪水位时在坝前达到的最高水位。高水位。n 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，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。也是水库汛期防洪运用时的起调水位。n 正常蓄水位（正常高

38、水位、设计蓄水位、兴利水位）：水库在正常运正常蓄水位（正常高水位、设计蓄水位、兴利水位）：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。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。n 死水位：水库在正常运用的情况下，允许消落到的最低水位。死水位：水库在正常运用的情况下，允许消落到的最低水位。n b b、水库的的特征库容、水库的的特征库容n 静库容：坝前某一特征水位平面以下的水库容积。静库容：坝前某一特征水位平面以下的水库容积。n 总库容：校核洪水位以下的水库静库容。总库容：校核洪水位以下的水库静库容。n 防洪库容：防洪高水位至防洪限制水位之间的

39、水库库容防洪库容：防洪高水位至防洪限制水位之间的水库库容n 调洪库容：设计洪水位至防洪限制水位之间的水库库容。调洪库容：设计洪水位至防洪限制水位之间的水库库容。n 兴利库容兴利库容（有效（有效库容、调节库容）：正常蓄水位至死水位之间的水库容、调节库容）：正常蓄水位至死水位之间的水库容积。库容积。n 共用库容共用库容（重复利用（重复利用库容、结合库容）：正常蓄水位至防洪限制水库容、结合库容）：正常蓄水位至防洪限制水位之间的汛期用于蓄洪、非汛期用于兴利的水库容积。位之间的汛期用于蓄洪、非汛期用于兴利的水库容积。n 死库容：死水位以下的水库容积死库容：死水位以下的水库容积n 4 4、水工建筑物的分类

40、及特点、水工建筑物的分类及特点n （1 1）水工建筑物分类）水工建筑物分类n a a、按其作用分：挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取、按其作用分：挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取（进）水建筑物、整治建筑物、专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的（进）水建筑物、整治建筑物、专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。建筑物。n b b、按其用途分：一般性水工建筑物、专门性水工建筑物。、按其用途分：一般性水工建筑物、专门性水工建筑物。n c c、按照使用时期分：永久性建筑物和临时性建筑物。、按照使用时期分：永久性建筑物和临时性建筑物。n （2 2）水工建筑物的特点）水工建筑物的特点n 水工建筑

41、物的特点主要有：工作条件复杂、施工难度大、环境水工建筑物的特点主要有：工作条件复杂、施工难度大、环境影响大、失事的后果严重。影响大、失事的后果严重。n 5、水工建筑物失事的主要原因、水工建筑物失事的主要原因n 水工建筑物失事的主要原因一般包括设计质量、施工质量、控制云水工建筑物失事的主要原因一般包括设计质量、施工质量、控制云用、工程维护管理、以及超标准洪水、地震等。但不同的建筑物工程特用、工程维护管理、以及超标准洪水、地震等。但不同的建筑物工程特点不同，失事的主要姻缘不尽相同。点不同，失事的主要姻缘不尽相同。n （1）土石坝事故原因）土石坝事故原因n 主要有主要有 防洪标准低、出现贯穿防渗体的

42、裂缝、由于抗剪强度不足出防洪标准低、出现贯穿防渗体的裂缝、由于抗剪强度不足出现大滑坡、护坡出现破坏、产生坝身渗漏及绕坝渗漏。现大滑坡、护坡出现破坏、产生坝身渗漏及绕坝渗漏。n （2）混凝土坝事故原因）混凝土坝事故原因n 主要有抗滑稳定性不够、表面损坏、裂缝等主要有抗滑稳定性不够、表面损坏、裂缝等n （3）拱坝的事故原因）拱坝的事故原因n 主要有温度变化、洪水漫顶、库内外岸坡岩体崩塌等主要有温度变化、洪水漫顶、库内外岸坡岩体崩塌等n （4）堤防工程的事故原因）堤防工程的事故原因n 主要有漫溢、冲决、溃决、凌汛险情等主要有漫溢、冲决、溃决、凌汛险情等n （5）水工隧洞事故原因）水工隧洞事故原因n

43、主要有脉动压力、空化、空蚀；水工隧洞塌方等原因。主要有脉动压力、空化、空蚀；水工隧洞塌方等原因。n （6）溢洪道事故原因：）溢洪道事故原因：n 主要有溢洪道泄流能力不足、闸门启闭设备问题、岸坡滑坡堵塞等。主要有溢洪道泄流能力不足、闸门启闭设备问题、岸坡滑坡堵塞等。n n （三）水工建筑材料应用（三）水工建筑材料应用n 1、水工建筑主要材料的类型、水工建筑主要材料的类型n （1）按其物理化学性质分：无机非金属材料、金属材）按其物理化学性质分：无机非金属材料、金属材料、有机质材料，另外还有两种及两种以上材料复合而成的料、有机质材料，另外还有两种及两种以上材料复合而成的复合材料。复合材料。n （2）

44、按材料来源分：天然建筑材料和人工材料）按材料来源分：天然建筑材料和人工材料n （3）按功能分：结构材料、防水材料、胶凝材料、装）按功能分：结构材料、防水材料、胶凝材料、装饰材料、防护材料、隔热保温材料等饰材料、防护材料、隔热保温材料等n 2、水工主要建筑材料的应用条件、水工主要建筑材料的应用条件n （1）筑坝用土石料：主要包括土坝（体）壳用土石）筑坝用土石料：主要包括土坝（体）壳用土石料、防渗体用土石料和排水设施和砌石护坡用石料。料、防渗体用土石料和排水设施和砌石护坡用石料。n a、土坝（体）壳用土石料：土料：砂质黏土和壤土，、土坝（体）壳用土石料：土料：砂质黏土和壤土，要求具有一定的抗渗性和

45、强度。心墙坝和斜墙坝多用粒径级要求具有一定的抗渗性和强度。心墙坝和斜墙坝多用粒径级配较好的中砂、粗砂、砾石、卵石及其他透水性较高、抗剪配较好的中砂、粗砂、砾石、卵石及其他透水性较高、抗剪强度参数较大的混合料。砾石土和风化料也可作为坝壳的材强度参数较大的混合料。砾石土和风化料也可作为坝壳的材料，但必须尽心适当的布置和处理。料，但必须尽心适当的布置和处理。n b、防渗体用石料：一般的黏土、砂壤土、壤土、黏质土均可。、防渗体用石料：一般的黏土、砂壤土、壤土、黏质土均可。n c、排水设施和砌石护坡用石料：可用块石，其饱和抗压强度不小于、排水设施和砌石护坡用石料：可用块石，其饱和抗压强度不小于4050m

46、pa；岩石孔隙率不大于；岩石孔隙率不大于3%，吸水绿（按孔隙体积比计算）不大于，吸水绿（按孔隙体积比计算）不大于0.8 。此外还可以使用碎石、卵石，不宜使用风化岩石。此外还可以使用碎石、卵石，不宜使用风化岩石。n （ 2）建筑石材）建筑石材n a、火成岩：主要有花岗岩、闪长岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩等、火成岩：主要有花岗岩、闪长岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩等n b、水成岩：主要有灰岩、砂岩等、水成岩：主要有灰岩、砂岩等n c、变质岩：主要有片麻岩、大理岩和石英岩等。、变质岩：主要有片麻岩、大理岩和石英岩等。n （3）水泥）水泥n 水泥是水硬性胶凝材料，是水利工程中最重要的材料。常用来拌制混水泥是

47、水硬性胶凝材料，是水利工程中最重要的材料。常用来拌制混凝土、砂浆、也常作为灌浆材料。一般品种有：硅酸盐水泥、普通硅酸盐凝土、砂浆、也常作为灌浆材料。一般品种有：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山会质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥等水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山会质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥等n a、硅酸盐水泥密度一般为、硅酸盐水泥密度一般为31003200kg/m3。在。在0.80mm方孔筛上的方孔筛上的色余量不得超过色余量不得超过12%，比表面积为，比表面积为2500 3500cm2/g。标准稠度用水量，。标准稠度用水量，一般在一般在24% 30%之间。初凝时间不得早于之间。初凝时

48、间不得早于45min，终凝时间不得迟于，终凝时间不得迟于12h 。安定性要合格，试块抗压强度不得低于规定的指标。安定性要合格，试块抗压强度不得低于规定的指标。n b、在应用中，应根据工程所处的环境、建筑物的特点及混凝土所、在应用中，应根据工程所处的环境、建筑物的特点及混凝土所处的部位，选择适当的水泥品种。处的部位，选择适当的水泥品种。n c、水泥强度的选用原则是：应根据混凝土的性能要求来考虑。高、水泥强度的选用原则是：应根据混凝土的性能要求来考虑。高强度的水泥，适用于要求高强度的混凝土或对早强有特殊需要的构筑强度的水泥，适用于要求高强度的混凝土或对早强有特殊需要的构筑物；低强度的水泥，适用于配

49、置低强度的混凝土或砌筑砂浆等。物；低强度的水泥，适用于配置低强度的混凝土或砌筑砂浆等。n （4）水泥砂浆）水泥砂浆n 新拌砂浆的新拌砂浆的和易性包括流动性和保水性和易性包括流动性和保水性两个方面两个方面n a、流动性：沉入度大的砂浆，流动型号。通常，砌砖用的砂浆沉、流动性：沉入度大的砂浆，流动型号。通常，砌砖用的砂浆沉入度可为入度可为7 10 cm；砌石用的砂浆沉入度可为；砌石用的砂浆沉入度可为5 7cm。气温高且。气温高且干燥时用大值，气温低且潮湿时用小值干燥时用大值，气温低且潮湿时用小值n b、保水性：分层度大于、保水性：分层度大于2cm的砂浆易泌水，而分层度接近于零的的砂浆易泌水，而分层

50、度接近于零的砂浆，虽保水性好，但因胶凝材料用量太多，又容易发生干缩裂缝。砂浆，虽保水性好，但因胶凝材料用量太多，又容易发生干缩裂缝。所以砂浆的分层度以所以砂浆的分层度以1 2cm 为宜。为宜。n （5）水泥混凝土）水泥混凝土n a、水泥混凝土拌合物的和易性包括流动性、黏聚性、保水性。参、水泥混凝土拌合物的和易性包括流动性、黏聚性、保水性。参数坍落度的大小反映了混凝土拌合物的和易性。数坍落度的大小反映了混凝土拌合物的和易性。nb、混凝土的强度根据立方体抗压强度标准值的大小，可以分为不同的、混凝土的强度根据立方体抗压强度标准值的大小，可以分为不同的强度等级。强度等级。n 混凝土的抗拉强度，一般约为

51、抗压强度的混凝土的抗拉强度，一般约为抗压强度的7%14%；有抗裂要求；有抗裂要求的结构，除需要对混凝土提出抗压强度要求外，还需对抗拉强度提出的结构，除需要对混凝土提出抗压强度要求外，还需对抗拉强度提出要求。要求。n 强度影响因素：水灰比、骨料种类及级培、养护条件及龄期等。强度影响因素：水灰比、骨料种类及级培、养护条件及龄期等。n c、混凝土的耐久性：混凝土要有一定的抗渗性、抗冻性、抗侵蚀、混凝土的耐久性：混凝土要有一定的抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗冲耐磨性、抗风化性、抗碳化性等，统称为耐久性。性、抗冲耐磨性、抗风化性、抗碳化性等，统称为耐久性。n d、混凝土的配合比：混凝土的配合比设计的任务是

52、将水泥、粗细、混凝土的配合比：混凝土的配合比设计的任务是将水泥、粗细骨料和水等各项组成材料合理地配合，使所得混凝土满足技术指标、骨料和水等各项组成材料合理地配合，使所得混凝土满足技术指标、符合经济原则。符合经济原则。n （6）建筑钢材）建筑钢材n a、钢结构用钢材：、钢结构用钢材：n b、钢筋混凝土用钢筋及钢丝：主要有热轧钢筋、冷拉钢筋、冷轧、钢筋混凝土用钢筋及钢丝：主要有热轧钢筋、冷拉钢筋、冷轧带肋钢筋、热处理钢筋。钢丝主要有不同规格的预应力混凝土用钢丝带肋钢筋、热处理钢筋。钢丝主要有不同规格的预应力混凝土用钢丝及钢绞线。及钢绞线。n c、在一般建筑中，大量使用的是普通碳素钢、普通低合金结构

53、钢、在一般建筑中，大量使用的是普通碳素钢、普通低合金结构钢及钢筋混凝土用热轧钢筋。及钢筋混凝土用热轧钢筋。 n （四）水利水电工程勘察设计基本知识（四）水利水电工程勘察设计基本知识n 1、工程地质及水文地质勘察工作的程序、方法、工程地质及水文地质勘察工作的程序、方法n （1）工程地质及水文地质勘察工作的程序）工程地质及水文地质勘察工作的程序n 主要分为规划选点、可行性研究、初步设计和施工图设计等四个阶段。主要分为规划选点、可行性研究、初步设计和施工图设计等四个阶段。n 对于大型工程还将初步设计分为第一期和第二期，其中第一期为初对于大型工程还将初步设计分为第一期和第二期，其中第一期为初步设计阶段

54、，第二期为技术设计阶段或扩大初步设计阶段步设计阶段，第二期为技术设计阶段或扩大初步设计阶段n a、规划选点的主要任务是了解河流或河段的工程地质条件，初步、规划选点的主要任务是了解河流或河段的工程地质条件，初步查明近期可能开发工程和控制性工程的主要工程地质问题，为选定河流查明近期可能开发工程和控制性工程的主要工程地质问题，为选定河流（段）规划方案和近期开发工程所需要的地质资料。（段）规划方案和近期开发工程所需要的地质资料。n b、可行性研究阶段的主要任务是选定工程建筑物的具体地址（如、可行性研究阶段的主要任务是选定工程建筑物的具体地址（如库址或坝址）。一般选择几个比较方案，详细调查分析各方案的主

55、要地库址或坝址）。一般选择几个比较方案，详细调查分析各方案的主要地质问题，从工程地质角度对比分析各方案的优劣，选出最佳方案。质问题，从工程地质角度对比分析各方案的优劣，选出最佳方案。n c、初步设计阶段的主要任务是在已选定的坝址区或库区等地，进一、初步设计阶段的主要任务是在已选定的坝址区或库区等地，进一步查明与建筑物有关部门的工程地质条件，或在规划选点阶段选定的近步查明与建筑物有关部门的工程地质条件，或在规划选点阶段选定的近期开发工程地段上，或在可行性研究阶段确定的基础上，查明与坝址和期开发工程地段上，或在可行性研究阶段确定的基础上，查明与坝址和其他枢纽建筑物方案有关部门的地质问题，并对其作出

56、定量评价，为选其他枢纽建筑物方案有关部门的地质问题，并对其作出定量评价，为选定坝址和其他建筑物的轴线、形式、布置及施工提供资料和评价。定坝址和其他建筑物的轴线、形式、布置及施工提供资料和评价。n d、施工图设计阶段的主要任务是查明初步设计或技术设计在审批后，、施工图设计阶段的主要任务是查明初步设计或技术设计在审批后，新提出或新发现的地质问题，或者是查明施工临时建筑工程、附属工程新提出或新发现的地质问题，或者是查明施工临时建筑工程、附属工程布置地段的地质条件等。布置地段的地质条件等。n （2）勘察的基本方法）勘察的基本方法 n 主要有工程地质测绘及遥感技术、工程地质勘探技术、试验和长期观主要有工

57、程地质测绘及遥感技术、工程地质勘探技术、试验和长期观测技术等。测技术等。 n 2、工程地质与水文地质的条件分析、工程地质与水文地质的条件分析n （1）水工建筑物的工程地质条件）水工建筑物的工程地质条件n 主要内容是：土石类型及其性质、地质结构、地形地貌、水文地质主要内容是：土石类型及其性质、地质结构、地形地貌、水文地质地质、自然（物理）地质和天然建筑材料地质、自然（物理）地质和天然建筑材料6个方面个方面n （2）水利水电工程地质问题分析）水利水电工程地质问题分析n 主要对坝基、边坡、底下洞室围岩和水库等工程的地质问题进行分析主要对坝基、边坡、底下洞室围岩和水库等工程的地质问题进行分析n a 、

58、坝基岩体的工程地质分析：了解各类坝型的工作特点，特别是了、坝基岩体的工程地质分析：了解各类坝型的工作特点，特别是了解不同坝型对地质条件的适应性和对工程地质条件的要求。解不同坝型对地质条件的适应性和对工程地质条件的要求。n 渗透稳定问题：是坝基岩体中的渗透水引起的。渗流对坝基的影响，渗透稳定问题：是坝基岩体中的渗透水引起的。渗流对坝基的影响，可使坝基岩体软化、泥化、溶蚀，降低其强度外，还表现在：可使坝基岩体软化、泥化、溶蚀，降低其强度外，还表现在：n 产生扬压力，削减了坝基的垂直荷重；产生动水压力，引起坝基沉产生扬压力，削减了坝基的垂直荷重；产生动水压力，引起坝基沉陷变形甚至破坏。陷变形甚至破坏

59、。n 沉降稳定问题：是坝基岩体产生过大垂直压缩变形引起，特别是发沉降稳定问题：是坝基岩体产生过大垂直压缩变形引起，特别是发生不均匀沉降时，可导致坝体裂缝、倾斜、甚至失稳破坏。生不均匀沉降时，可导致坝体裂缝、倾斜、甚至失稳破坏。n 抗滑稳定问题：混凝土坝最重要的的的工程地质问题，往往发生在抗滑稳定问题：混凝土坝最重要的的的工程地质问题，往往发生在坝体育用与基岩接触面附近或坝下基岩内部，常见的破坏形式有表层滑坝体育用与基岩接触面附近或坝下基岩内部，常见的破坏形式有表层滑动、浅层滑动和深层滑动。动、浅层滑动和深层滑动。n 坝基的渗漏：大坝建成后，坝上游水位抬高，在上、下游水位差的坝基的渗漏：大坝建成

60、后，坝上游水位抬高，在上、下游水位差的作用下，库水通过坝基或坝肩岩层中孔隙、裂隙、破碎带向下游渗漏，作用下，库水通过坝基或坝肩岩层中孔隙、裂隙、破碎带向下游渗漏，形成坝基渗漏和绕坝渗漏。渗流可能破坏坝基岩体或使其强度降低，从形成坝基渗漏和绕坝渗漏。渗流可能破坏坝基岩体或使其强度降低，从而危及大坝安全。而危及大坝安全。n b、边坡的工程地质分析、边坡的工程地质分析n 边坡变形破坏的类型主要有边坡变形破坏的类型主要有松弛张裂、蠕动变形、崩塌、滑坡松弛张裂、蠕动变形、崩塌、滑坡四种类四种类型。此外尚有塌滑、错落、斜倒等过渡类型，还有泥石流也是一种。型。此外尚有塌滑、错落、斜倒等过渡类型，还有泥石流也