2017一建水利水电实务考试重点总结

2017年一建水利水电实务考试重点总结1F410000水利水电工程技术1F411000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、DJ6、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。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、1：100000为中比例尺地形图；l:250000、1:500000、1:1000000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：（0.1—1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：（100—1000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：（10—50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：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。（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①气硬性胶凝材料：石灰、石膏、水玻璃。②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1×10-4cm/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，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3100——3200kg/m3，初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于600min（10个小时）。（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：①用于承重结构工程的水泥，无出厂证明者；②存储超过3个月（快硬水泥超过1个月）；③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；④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1——2cm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、F100、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C、水W、砂S及石子G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，是表示水泥浆与骨料用量之间的对比关系。（水灰比=，砂率=）（5）骨料。1）混凝土的细骨料：粒径在0.16—5mm之间的骨料。按形成条件分为天然砂、人工砂；按细度模数F·M分为特细砂（0.7—1.5）、细砂（1.6—2.2）、中砂（2.3—3.0）、粗砂（3.1—3.7）。（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（5—20mm）、中石（20—40mm）、大石（40—80mm）、特大石（80—120mm或80—150mm）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）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。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：①确定浸润线的位置；②确定渗流的主要参数——渗流流速与坡降；③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）（2009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：①使被保护的土不发生渗透变形；②渗透性大于被保护土，能通畅地排出渗透水流；③不致被细粒土淤塞失效。十一、水流形态及消能方式（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，采取的消能方式有：底流消能、挑流消能、面流消能、消力戽(hù)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。1F412000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）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）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、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6－8M，流速小于3－5m/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，一般适用于挡水高度小于15—18m，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、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

（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。（2014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0.5—0.8m/d为宜，接近排干时可允许达1.0—1.5m/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5—7d，中型基坑可采用3—5d。（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。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，涌水量较大。1F413000水利水电工程地基处理与灌浆施工一、地基基础的要求（初期排水后露出水面的就称为地基）（一）水工建筑物的地基分类。水工建筑物的地基分为两大类型，即岩基和软基。1.岩基是由岩石构成的地基，又称硬基。2.软基是由淤泥、壤土、砂、砂砾石、砂卵石等构成的地基。又可经分为砂砾石地基、软土地基。1）砂砾石地基是由砂砾石、砂卵石等构成的地基，它的空隙大，孔隙率高，因而渗透性强。2）软土地基是由淤泥、壤土、粉细砂等细微粒子的土质构成的地基。这种地基具有孔隙率大、压缩性大、含水量大、渗透系数小、小分不易排出、承截能力差、沉陷大、触变性强等特点，在外界的影响下很易变形。（2012真题）（2014真题）（二）水工建筑物对地基基础的基本要求。1.具有足够的强度、整体性和均一性、抗渗性、耐久性。（没有刚度，一整强耐抗）（2011真题）二、地基处理的方法（各个方法的概念清楚就可以）水利水电工程地基处理的基本方法主要有开挖、灌浆、防渗墙、桩基础、锚固，还有置换法、排水法以及挤实法等。（一）开挖。开挖处理是将不符合设计要求的覆盖层、风化破碎有缺陷的岩层挖掉，是地基处理最通用的方法。（二）灌浆。灌浆是利用灌浆泵的压力，通过钻孔、预埋管路或其他方式，把具有胶凝性质的材料和掺合料与水搅拦混合的浆液或化学溶液灌注到岩石、土层中的裂隙、洞穴或混凝土的裂缝、接缝内，以达到加固、防渗等工程目的的技术措施。（三）防渗墙。防渗墙是使用专用机具钻凿圆孔或直接开挖槽孔，以泥浆固壁，孔内浇灌混凝土或其他防渗材料等，而形成连续的地下墙体。（深度较深，目的是防渗）（四）置换法。置换法是将建筑基础底面以下一定范围内的软弱土层挖去，换填无侵蚀性及低压缩性的散粒材料，从面加速软土固结的一种方法。（五）排水法。排水法是采取相应措施如砂垫层、排水井、塑料多孔排水板等，使软基表层或内部形成水平或垂直排水通道，然后在土壤自重或外荷载作用下，加速土壤水分的排除，使土壤固结的一种方法。（六）挤实法。挤实法是将某些填料如砂、碎石或生石灰等用冲击、振动或两者兼而有之的方法压入土中，形成一个个的柱体，将原土层挤实，从而增加地基强度的一种方法。（复合地基）（七）桩基础。可将建筑物荷载传到深部地基，起增大承截力，减小或调整沉降等作用。桩基础有打入桩、灌注桩、旋喷桩及深层搅拌桩。（八）锚固。将受拉杆件的一端固定于岩（土）体中，另一端与工程结构相连接，利用锚固结构的抗剪、抗拉强度，改善岩土力学性质，对地基与结构物起到加固作用的技术。三、灌浆施工要求（一）灌浆分类1.按灌浆材料分类。主要分为水泥灌浆、黏土灌浆和化学灌浆等。水泥灌浆是指以水泥液为灌浆材料的灌浆，通常也包括水泥黏土灌浆、水泥粉煤灰灌浆、水泥水玻璃灌浆等。2.按灌浆目的分类。按灌浆目的分为帷幕灌浆、固结灌浆、接触灌浆、回填灌浆、预应力灌浆和补强灌浆等。1）帷幕灌浆。帷幕灌浆是用浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成防水幕，以减小渗流量或降低扬压力的灌浆。（深度较深，一般设在上游坝踵处）2）固结灌浆。用浆液灌入岩体裂隙或破碎带，以提高岩体的整体性和抗变形能力的灌浆。（面积较大，深度较浅，改善力学性能）（2009真题）3）接触灌浆。通过浆液灌入混凝土与基岩或混凝土与钢板之间的缝隙，以增加接触面结合能力的灌浆。4）接缝灌浆。通过埋设管路或其他方式将浆液灌入混凝土坝体的接缝，以改善传力条件增强坝体整体性的灌浆。（典型的有两种，一是拱坝的横缝，二是重力坝的垂直施工缝。）5）回填灌浆。用浆液填充混凝土与围岩或混凝土与钢板之间的空隙和孔洞，以增强围岩或结构的密实性的灌浆。（里面有空隙填起来）（2011真题）3.按灌浆地层分类。可分为岩石地基灌浆、砂砾石地层灌浆、土层灌浆等。4.按灌浆压力分类。可分为常压灌浆和高压灌浆。灌浆压力在3MPa以上的灌浆为高压灌浆。（二）灌浆方式。灌浆方式有纯压式和循环式两种。1.纯压式。是指浆液注入孔段内和岩体裂隙中，不再返回的灌浆方式，但浆液流动速度较慢，容易沉淀，堵塞岩层缝隙和管路，多用于吸浆量大，并有大裂隙存在和孔深不超过15m的情况。2.循环式。是指浆液通过射浆管注入孔段内，部分浆液渗入到岩体裂隙中，部分浆液通过回浆管返回，保持孔段内的浆液呈循环流动状态的灌浆方式。这种方式一方面使浆液保持流动状态，可防止水泥沉淀，灌浆效果好，另一方面可以根据进浆和回浆比重的差值，判断岩层吸收水泥的情况。（一般情况下，我们大量采用的是循环式）（三）灌浆方法。灌浆方法按同一钻孔内的钻灌顺序分为全孔一次灌浆法和分段钻灌法。分段钻灌法又可分为自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法和孔口封闭灌浆法。1.全孔一次灌浆。全孔一次灌浆是将孔一次钻完，全孔段一次灌浆。适用于灌浆孔的基岩段长小于6米，大于6米可采用自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法或孔口封闭灌浆法。2.自下而上分段灌浆。将灌浆孔一次钻进到底，然后从钻孔的底部往上，逐段安装灌浆塞进行灌浆，直至孔口的灌浆方法。3.自上而下分段灌浆。是从上向下逐段进行钻孔，逐段安装灌浆塞进行灌浆，直至孔底的灌浆方法。4.综合灌浆法。（由于表层是比较破碎的，自下而上灌浆时，当逐层到顶部时，由于灌浆的压力造成顶层的不稳定，所以选将顶层灌好，再自下而上灌）5.孔口封闭灌浆法。（四）帷幕灌浆1.帷幕灌浆施工工艺主要包括：钻孔、钻孔冲洗、压水试验、灌浆、灌浆的质量检查等。2.压水试验应在裂隙冲洗后进行，采用五点法或单点法。3.灌浆方法。帷幕灌浆必须按分序加密的原则进行。由两排孔组成的帷幕，宜先进行下游排孔的灌浆，然后进行上游排孔的灌浆（先下游后上游）；三排孔组成的帷幕，应先进行边排孔的灌浆（先下后上），然后进行中排孔的灌浆。每排孔宜分为三序施工，单排帷幕灌浆孔应分为三序施工，如下图所示。帷幕灌浆段长度宜采用5～6m。（练习题）4.灌浆压力。灌浆浆液的浓度应由稀到浓，逐级变换。浆液水灰比可采用5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1七个比级。开灌水灰比可采用5：1。（）5.工程质量检查。灌浆质量检查应以检查孔压水试验成果为主。灌浆检查孔的数量宜为灌浆孔总数的10%。（2012真题）6.案例。先浇1—2层混凝土后，再进行灌浆，有什么作用？答：可以提高灌浆压力，确保灌浆质量，有压重存在以后可以避免表层抬动（五）固结灌浆。1.灌浆孔的施工按分序加密的原则进行，可分为二序或三序施工。灌浆孔基岩段长小于6m时，可全孔一次灌浆。当地质条件不良或有特殊要求时，可分段灌浆。灌浆压力大于3MPa的工程，灌浆孔应分段进行灌浆。2.灌浆孔灌浆前的压水试验应在裂隙冲洗后进行，采用单点法。试验孔数不宜少于总孔数的5%。（试验5,检查10）（六）化学灌浆。（无考点）特点：黏度低、流动性好、细微裂缝、防渗好、强度高、稳定性好、耐久性好、有一定毒性。（七）高压喷射灌浆。（今年是重点）1.适用情况。高压喷射灌浆防渗和加固技术适用于软弱土层。实践证明，砂类土、黏性土、黄土和淤泥等地层均能进行喷射加固，效果较好。对粒径过大的含量过多的砾卵石以及有大量纤维质的腐殖土层，一般应通过现场试验确定施工方法。对含有较多漂石或块石的地层，应慎重使用。2.基本方法。高压喷射灌浆的基本方法有：单管法、二管法、三管法和新三管法等。新三管法是先用高压水和气冲击切割地层土体，然后再用高压浆和气对地层土体进行切割和喷入。该法适用于含较多密实性充填物的大粒径地层。（单管法是喷浆，二管是浆和气，三管是水气浆）单管法：一般桩径0.5～0.9m。（2014真题）二管法：一般桩径0.8～1.5m。三管法：一般桩径1.0～2.0m。新三管法：3.喷射形式。高压喷射灌浆的喷射形式有旋喷、摆喷、定喷三种。旋喷形成柱桩体；摆喷形成哑铃体；定喷形成板状体；（2009真题）（2013真题，摆喷的图）4.施工程序。施工程序为钻孔、下置喷射管、喷射提升、成桩成板或成墙等。四、防渗墙分类及施工质量检测方法（一）分类按墙体结构形式分，主要有桩柱型防渗墙、槽孔型防渗墙和混合型防渗墙三类。（二）检测方法开挖检验、取芯试验、注水试验、无损检测1F414000土石方工程一、土石方工程施工的土石分级水利水电工程施工中常用的土石分级，依开挖方法、开挖难易、坚固系数等，共划分为16级，其中土分4级，岩石分12级。（一）土的分级（ⅠⅡⅢⅣ）（二）岩石的分级（V—XVI）岩石分为12级。（5级为1.5-2，8级为6-8，15级为20-25，16级为25以上）VVIVIIVIIIIXXXIXIIXIIIXIVXVXVI5678910111213141516坚固系数8-1010-1212-1414-1616-1818-2020-2525以上（三）洞室开挖的围岩分类地下洞室的围岩可以岩石强度、岩体完整程度、结构面状态、地下水和主要结构面产状等五项因素之各的总评分为基本依据，以围岩强度应力比为参考依据，进行工程地质分类。ⅠⅡⅢⅣⅤ稳定基本稳定稳定性差不稳定极不稳定二、土石方平衡调配原则开挖的土石料的利用和弃置，不仅有数量的平衡（即空间位置上的平衡）要求，还有时间的平衡要求，同时还要考虑质量和经济效益等。（土石方的开挖料和填筑料平衡，减少弃方量）（一）土石方平衡调配的方法土石方平衡调配是否合理的主要判断指标是运输费用，费用花费最少的方案就是最好的调配方案。土石方调配可按线性规划进行。对于基坑和弃料场不太多时，可用简便的“西北角分配法”求解最优调配数值。（2012真题）（二）土石方平衡调配原则土石方平衡调配的基本原则是在进行土石方调配时要做到料尽其用、时间匹配和容量适度。（容量适度：堆料场和弃渣场，尽可能少占地）三、露天土石方开挖方法（一）土方开挖土方开挖的开挖方式包括自上而下开挖、上下结合开挖、先岸坡后河槽开挖和分期分段开挖等。（注意没有自下而上开挖）1.机械开挖。1）挖掘机。从工作装置方面，挖掘机分为正铲、反铲、索铲和抓斗。（纯挖的机械，要配自卸汽车）正铲挖掘机反铲挖掘机索铲挖掘机抓斗挖掘机适用于开挖停机面以上的土石方，也可挖掘停机面以下不深的土方，但不能用于水下开挖反铲挖掘机每一作业循环包括挖掘、回转、卸料和返回等四个过程（挖机）（2009真题）又称拉铲挖掘机，主要用于开挖停机面以下的土料，适用于坑槽挖掘，也可水下掏掘土石料。又称抓铲挖掘机，用钢绳牵拉，灵活性较差，工效不高，不能挖掘坚硬土。正铲与运输工具配合时，其开挖工作面的布置有侧向挖掘与正向挖掘两种方式2）装载机。不仅能进行挖装作业，而且能进行集渣、装载、推运、平整、起重及牵引等工作。（组合类机械，考虑运距，但书上没写）3）推土机。能平整场地、边坡与道路，开挖基坑、骨料与浅沟渠，回填沟槽，以及推树拔根等。推土机用于开挖与推运土料时，其运距以不超过60m为宜。（组合类机械，考虑运距）4）铲运机。铲运机是集开挖、运输和铺填三序于一身的设备，适用于开挖有黏性的土壤。铲运机有拖式和自行式两类。它是一种铲土、运土、铺土和压实的综合机械。铲运机适用于挖方深度和填方高度均不大，开挖Ⅰ—Ⅱ级土（Ⅲ、Ⅳ级土需翻松），运距不远（600—1500m）的情况。铲运机是一种循环作业机械，由铲土、运土、卸土、回驶四个过程组成。（反铲的是挖掘、回转、卸料、返回）它的开行方式有环形和“8”字形两种。当挖填方靠近（如修渠道和路基等），且挖填方高差在1.5m以内时，常用环形开行，高差超过1.5m时，可采用“8”字形开行。5）机械设备配套原则选择挖土和运输机械时，应考虑工程量的大小，此外，在选择土方开挖运输机械时，应尽可能选用容量大、数量少、型号规格单一的机械，便于管理和修配。2.闸坝基础人工开挖人工开挖注意两点，一是应特别注意做好排水工作。二是临近设计高程时，应留出0.2—0.3m的保护层暂不开挖，待上部结构施工时，再予以挖除。人工开挖闸坝基础可全面逐层下降，也可分区呈台阶状下挖。（人工0.2到0.3）（二）石方开挖。（后面章节有详解）1.石方开挖普遍使用的方法是爆破开挖法。2.爆破法开挖石方的基本工序有钻孔、装药、起爆、挖装和运卸等。3.通常使用的爆破方法有浅孔爆破法、深孔爆破法、预裂爆破及洞室爆破法等。四、地下土石方工程的施工方法（一）平洞开挖1.全断面开挖方式。全断面一次开挖成型的施工方法。2.先导洞后扩大开挖方式。3.台阶扩大开挖方式。分成上下两个台阶开挖，适用于大断面洞室的开挖。4.分部分块开挖方式。特大断面的洞室开挖。1）先拱后扩大。适用在Ⅰ—Ⅱ类围岩中。（开挖顺序为：1Ⅱ23；1Ⅱ234567）2）中心导洞辐射孔。适用Ⅰ—Ⅱ类围岩。3）先导洞后顶拱扩大再中下部扩大。围岩为Ⅲ—Ⅳ类时，（开挖顺序是：12Ⅲ3）4）肋拱留柱扩大。围岩为Ⅳ—Ⅴ类岩石时，（开挖顺序为：12Ⅲ34）五、爆破技术（一）爆破器材（无考点）（二）爆破方法1.浅孔爆破法。孔径小于75mm，深度小于5m的钻孔爆破称为浅孔爆破。可适用各种地形条件，而且便于控制开挖面的形状和规格。但是浅孔爆破法钻孔工作量大，每个炮孔爆下的方量不大，因此生产率较低。（2011真题）2.深孔爆破法。孔径大于75mm、孔深大于5m的钻孔爆破称为深孔爆破。深孔爆破法一般适用于Ⅶ——ⅩⅣ级岩石。深孔爆破法是大型基坑开挖和大型采石场开采的主要方法。与浅孔法比较，其单位体积岩石所需的钻孔工作量较小，单位耗药量低，劳动生产率高，并可简化起爆操作过程及劳动组织。缺点是钻孔设备复杂，设备费高。深孔爆破的主要参数有：台阶高度H、钻孔直径d、底盘抵抗线Wd、炮孔间距a和排距b、超钻深度△H、钻孔深度L、堵塞长度L1及单孔装药量Q等。（2007真题，2010真题）3.洞室爆破法。4.预裂爆破法。5.光面爆破法。六、锚固技术在天然地层中的锚固方法以钻孔灌浆的方式为主。在人工填土中的锚固方法有锚定板和加筋土两种方式。（一）地下洞室的锚固1.锚杆支护。2.喷混凝土支护。3.钢筋网支护。4.预应力锚索支护。预应力锚索最后一次超张拉后，应控制卸荷到安装吨位。（2006真题）1F415000土石坝工程准备作业：包括“四通一平”（通车、通水、通电、通信、平整场地）、修建生产、生活福利、行政办公用房以及排水清基等项工作。基本作业：包括料场土石料开采，挖、装、运卸以及坝面作业等。辅助作业：包括清除施工场地及料场的覆盖，从上坝土料中剔除超径石块、杂物，坝面排水、层间刨毛和加水等。附加作业：包括坝坡修整，铺砌护面块石及铺植草皮等。一、土石料场的规划（一）料场规划的基本要求。要对料场作深入勘测，并从空间、时间、质与量诸方面进行全面规划。1.空间规划。系指对料场位置、高程的恰当选择。土石料的上坝运距尽可能短。坝的上下游、左右岸最好都选有料场。用料时原则上应低料低用，高料高用，当高料场储量有富裕时，亦可高料低用。（低料不宜高用）2.时间规划。上坝强度高时用近料场，低时用较远的料场；对近料和上游易淹的料场应先用，远料和下游不易淹的料场后用；含水量高的料场旱季用，含水量低的料场雨季用。3.质与量的规划。在选择和规划使用料场时，应对料场的地质成因、产状、埋深、储量以及各种物理力学指标进行全面勘探和试验（质的规划）。进行用料规划，不仅应使料场的总储量满足坝体总方量的要求，而且应满足施工各个阶段最大上坝强度的要求（量的规划）。（二）料场规划的基本要求。1.料场规划应对主要料场和备用料场分别加以考虑。前者要求质好、量大、运距近，且有利于常年开采；后者通常在淹没区外。2.实际可开采总量与坝体填筑量之比一般为：砂砾料、石料1.5—2土料2—2.5水下砂砾料2—3反滤料应根据筛后有效方量确定，一般不宜小于3。案例一：土石坝施工分期。通过五个里程碑日期来划分。准备期（导流建筑物的施工）截流日期Ⅰ期（将度汛建筑物（坝体为主）抢到拦洪水位以上）度汛日期Ⅱ期（封的是导流建筑物的孔，主要工作就是填大坝）封孔日期Ⅲ期（填大坝）第一台机组发电日期Ⅳ期（填大坝）设计高程一般的施工顺序：①导流洞施工②截流③填围堰④基坑排水⑤地基处理⑥坝体填筑⑦拆围堰⑧封孔二、土石坝施工机械的配置（一）挖掘机械。土石方工程的开挖机械主要是挖掘机。（二）挖装运组合机械。挖运组合机械主要有推土机和铲运机；装运结合的机械则有装载机。（三）运输机械。运输机械有循环式和连续式两种。循环式运输机械有有轨机车和汽车。连接式运输机械最常用的是带式运输机。（四）施工机械的配置方法。（经济运距，料场如果变化，机械也要跟着变化）（和前面讲过的运距有些不同）1.履带式推土机的推运距离为15—30m时，可获得最大的生产率。推运的经济运距一般为30—50m，大型推土机的推运距离不宜超过100m。2.轮胎装载机其运距一般不超过100—150m，履带式装载机不超过100m。3.牵引式铲运机的经济运距一般为300m。自行式铲运机的经济运距与道路坡度大小、机械性能有关，一般为200—300m。（貌似牵引式就等于拖式）4.自卸汽车在运距方面的适应性较强。案例二：挖运方案（计算过程中土体状态要一致）挖运方案选择（最常见的是挖掘机配自卸汽车，正铲不可水下挖掘。）技术上可行：（1）挖运方案适用（2）工艺配套经济上合理：自有（承包人原因）机械资源库租赁（承包人原因）甲供（发包人原因）机械出故障默认是承包人原因，除非题目中明确说明由发包人提供机械设备。方案细化：机械设备数量要会算。同种类机械选择原则是单方费用最小（一般给出方/台时，元/台时，两个相除求出元/方。）主导机械原则：自卸汽车生产率要大于等于挖掘机的生产率。（自卸汽车等挖掘机）先算主导机械数量（挖掘机），再算一台主导机械配的自卸汽车的数量。例：从甲地挖40万m3土到乙地，要求100d完成。给出A、B、C三种开挖机械，甲、乙、丙三种运输机械，给出六种机械的生产率（方/小时）和台时费（元/台时）。解：首先选择机械设备：生产率m3/小时相比元/m3，数据最小的为选择机械台时费元/台时然后数量确定：先确定挖掘机的数量（主导机械）n其中，Q再算一台挖掘机配套的自卸车的数量（自卸汽车等挖掘机）自卸汽车生产率要大于等于挖掘机的生产率：n汽P汽>=P挖，再乘n就是自卸汽车总数量。最后一步验算自卸汽车的生产能力能否满足运输要求（刘老师讲的，本人认为没有必要，因为肯定满足要求，因为挖掘机是满足要求的。）（注意整个计算过程，土体状态要保持一致。）三、土石坝填筑的施工碾压实验（案例）（一）压实机械。压实机械分为静压碾压、振动碾压、夯击三种基本类型。黏性土克服黏结力，非黏性土克服内摩擦力。1.羊脚碾————黏性土2.振动碾————非黏性土3.气胎碾————黏性土、非黏性土

4.夯板————黏性土、非黏性土静压碾压的作用力是静压力，夯击的作用力为瞬时动力，振动的作用力为周期性的重复动力。（2007真题，b图）（二）土料填筑标准。（明确目标）黏性土含砂和不含砂的黏性土的填筑标准应以压实度和最优含水率作为设计控制指标。压实度（压实度的算法）。（2010真题）设计时，压实度要给出来，1级、2级坝和高坝的压实度应为98%—100%，3级中低坝及3级以下的中坝压实度应为96%—98%。地震烈度为8度、9度的地区，取上述规定大值（100%或98%）。设计压实度有时不直接给出：压实度（2009真题）（2013真题）非黏性土砂砾石和砂的填筑标准应以相对密度为设计控制指标。砂砾石的相对密度不应低于0.75，砂的相对密度不应低于0.7，反滤料宜为0.7。（三）压实参数的确定（如何实现目标）1.土料填筑压实参数主要包括碾压机具的重量、含水量、碾压遍数、铺土厚度，振动碾还应包括：振动频率及行走速率等。）（6个，没有干密度）2.黏性土料压实含水量可取W1=Wp+2%；W2=Wp；W3=Wp-2%三种进行实验。Wp为土料塑限。3.黏性土实验过程：Wp是土料塑限

（得到h1铺土厚度，n1遍数的最大干密度和最优含水量，以此类推，共可得18个点）

对于黏性土，需作铺土厚度、压实遍数、最优含水量、最大干密度四者之间的关系曲线（下图）设计干密度（共得到3个方案）

以单位压实遍数的压实厚度最大者为最经济、合理。（一遍最厚为最优，此时的含水率We为最优含水率，得到前面的目标：压实度和最优含水率作为设计控制指标）设计干密度4.非黏性土实验过程：对非黏性土料的试验，只需作铺土厚度、压实遍数和干密度ρd的关系曲线。（2007真题）5.碾压试验的目的：通过试验确定合适的压实机具、压实方法、压实参数等，并核实设计填筑标准的合理性等。四、土石坝填筑的施工方法（案例）（一）土石坝施工内容。根据施工方法的不同，土石坝分为干填碾压（碾压式）、水中填土、水力冲填（包括水坠坝）、定向爆破修筑等类型。其中，碾压式土石坝最为普遍。准备作业：包括“四通一平”（通车、通水、通电、通信、平整场地）、修建生产、生活福利、行政办公用房以及排水清基等项工作。基本作业：包括料场土石料开采，挖、装、运卸以及坝面作业等。辅助作业：包括清除施工场地及料场的覆盖，从上坝土料中剔除超径石块、杂物，坝面排水、层间刨毛和加水等。附加作业：包括坝坡修整，铺砌护面块石及铺植草皮等。（二）坝料开采。石料开采。用作坝体的堆石料多采用深孔梯段微差爆破。（三）铺料与整平。1.铺料宜平行坝轴线进行，铺土厚度要匀，进入防渗体内铺料，自卸汽车卸料宜用进占法倒退铺土，使汽车始终在松土上行驶，避免在压实土层上开行，造成超压，引进剪力破坏。2.按设计厚度铺料整平是保证压实质量的关键。一般采用带式运输机或自卸汽车上坝卸料，采用推土机或平土机散料平土。3.黏性土料含水料偏低，主要应在料场加水，若需在坝面加水，应力求“少、勤、匀”，以保证压实效果。对非黏性土料，为防止运输过程脱水过量，加水工作主要在坝面进行。（2011真题）（2013真题）4.对于汽车上坝或光面压实机具压实的土层，应刨毛处理，以利层间结合。通常刨毛深度3—5cm。（四）碾压。碾压机械的开行方式有：圈转套压法、进退错距法。

进退错距法操作简便，碾压、铺土和质检等工序协调，便于分段流水作业，压实质量容易保证，其开行方式如图2F313032-3（a）所示。用这种开行方式，为避免漏压，可在碾压带的两侧先往复压够遍数后，再进行错距碾压。错距宽度b（单位：m）按式计算：

b=B/n

式中B——碾滚净宽（m）；

n——设计碾压遍数。

圈转套压法要求开行的工作面较大，适合多碾滚组合碾压。对于堤防工程只能采用进退错距。优点是生产效率高；缺点：转弯套压交接处重压过多，易超压，转弯四角易漏压，转弯半径小，易扭曲，产生剪力破坏。（五）接头处理。层与层之间在坝体填筑中，层与层之间分段接头应错开一定距离，分段条带应与坝轴线平行布置，各分段之间不应形成过大的高差，接坡坡比一般缓于1：3。（堤防为1：3～1：5）土砂结合面坝体填筑中，为了保护黏土心墙或黏土斜墙不致长时间暴露在大气中遭受影响，一般都采用土、砂平起的施工方法，其分为两种：一是先土后砂法，即先填土料后填砂砾反滤料;另一种是先砂后土法，即先填砂烁反滤料后填土料。土砂结合部可用气胎碾进行压实或夯实机具夯实。在夯实土砂结合部时，宜先夯土边一侧，等合格后再夯反滤料，不得交替夯实，影响质量。土、混凝土结合面（①②③为拓展）①隐蔽工程验收②混凝土表面的乳皮、杂物清除干净，表面刷浓泥浆③分薄层铺土④靠近混凝土结构物部位不能采用大型机械压实，可采用小型机械夯或人工夯实⑤填土碾压时，注意混凝土结构物两侧均衡填料压实，以免对其产生过大的侧向压力，影响其安全。（2013案例真题）五、土石坝的施工质量控制（案例）（一）料场的质量检查和控制料场四个控制要素：土质情况、土块大小、杂质含量、含水量等。其中含水量的检查和控制尤为重要。（2013案例真题，问题：土料料场复核的内容？）偏高处理3个：改善料场的排水条件和采取防雨措施；含水量偏高的土料进行翻晒处理，或采取轮换撑子面的办法；采用机械烘干法烘干。黏性土应考虑料场加水。料场加水的有效方法是分块筑畦埂，灌水浸渍，轮换取土。地形高差大也可采用喷灌机喷洒。偏低处理：非黏性土在坝面喷洒加水。不均匀处理：考虑堆筑“土牛”（大土堆），使含水量均匀后再外运。（二）坝面的质量检查和控制四个要素：坝面作业中，应对铺土厚度、土块大小、含水量、压实后的干密度等进行检查。对黏性土，含水量的检测是关键，可用含水量测定仪测定。干密度的测定：黏性土一般可用体积为200～500cm3的环刀取样测定；砂可用体积为500cm3的环刀取样测定；砾质土、砂砾料、反滤料用灌水法或灌砂法测定；堆石因其空隙大，一般用灌水法测定。当砂砾料因缺乏细料而架空时，也用灌水法测定。湿密度可以用上面方法算出来：湿密度干密度告诉实测的密度如表所示，问你是否满足压实度的要求，你首先要把湿密度换算成干密度，再求出压实度，结论就出来了。对于反滤层、过渡层、坝壳等非黏性土的填筑，主要应控制压实参数。在填筑排水反滤层过程中，每层在25m×25m的面积内取样1～2个；对条形反滤层，每隔50m设一取样断面，每个取样断面每层取样不得少于4个。(25平方1到2,条形50米4个)25.雨后复工，排除防渗体表层局部积水，采用翻松、晾晒或清除处理。严禁在有积水、泥泞和运输车辆走过的坝面上填土。26.负温下填筑，并预先填筑1—2m松土层或采取其他防冻措施，以防坝基冻结。若部分地基被冻结时，须仔细检查。如黏性土地基含水率小于塑限，砂和砂砾地基冻结后无显著冰夹层和冻胀现象，并经监理工程师批准后，方可填筑坝体；非经处理不准填筑。六、混凝土面板堆石坝施工技术（今年重点）案例：石料料场复核的主要内容？答：主要部位堆石料的抗压强度，石料硬度和韧性，石料天然重度，石料水上和水下软化系数。不妥之处，并改正：答，不妥之处：将金属止水采取搭接方式直接制作及安装不妥，正确做法：金属止水采取双面焊接搭接方式。滑动模板设计的原则还有哪些？①适应面板条块宽度和滑模平整度要求；②满足施工振捣和压面的需要；③安装、运行、拆卸方便灵活等。④有足够的自重和配重；⑤有足够的强度和刚度。（一）堆石坝坝体分区。坝体部位不同，受力状况不同，对填筑材料的要求也不同，所以应对坝体进行分区。主要有混凝土面板、垫层区、过渡区、主堆石区、下游堆石区等，如图所示。（知道这5个位置，垫东西过河）（2012真题）1.垫层区。主要作用是为面板提供平整、密实的基础。2.过渡区。主要作用是保护垫层区在高水头作用下不产生破坏。3.主堆石区。是承受水荷载的主要支撑体。4.下游堆石区。主要作用是保护主堆石体及下游边坡的稳定。5.混凝土面板。是主要防渗结构，厚度薄，面积大，在满足抗渗性和耐久性的条件下，还应具有一定柔性，以适应堆石体的变形。（2014真题）（二）堆石体填筑的施工质量控制。堆石坝填筑施工质量控制关键是要对填筑工艺和压实参数进行有效控制。1.填筑工艺。坝体堆石料铺筑宜采用进占法，垫层料的摊铺多用后退法。坝体堆石料碾压应采用振动平碾。压实过程中，有时表层块石有失稳现象。为改善垫层料碾压质量，采用斜坡碾压与砂浆固坡相结合的施工方法。斜坡碾压与水泥砂浆固坡的优点是施工工艺和施工机械设备简单，既解决了斜坡碾压中垫层表层块石振动失稳下滚，又在垫层上游面形成一坚固稳定的表面，可满足临时挡水防渗要求。未浇筑混凝土面板，确定坝体挡水，必须碾压砂浆、喷射混凝土、喷洒阳离子乳化沥青等防渗固坡处理。（斜坡碾压与砂浆固坡，砂浆的选取）2.压实参数。填筑标准应通过碾压试验复核和修正，并确定相应的碾压施工参数：铺料厚度、碾压遍数、加水量、碾重、行车速率。（5个）3.质量控制。坝料压实质量检查，应采用碾压参数和干密度（孔隙率）等参数控制，以控制碾压参数为主。垫层料、过渡料、堆石料压实干密度检测方法，宜采用挖坑灌水（砂）法。（2009真题）（三）混凝土面板的施工。混凝土面板是面板堆石坝的主要防渗结构。面板的施工主要包括混凝土面板的分块、垂直缝砂浆条铺设、钢筋架立、面板混凝土浇筑、面板养护等作业内容。1.垂直缝砂浆条。垂直缝砂浆条一般宽50cm，是控制面板体型的关键。砂浆铺设完成后，再在其上铺设止水，架立侧模。（整个面板堆石坝的施工顺序：堆石体的施工填筑到一定高程——垫层区处理提供平衡的基础——垂直缝砂浆条铺设——在其上铺设止水——架立侧模——钢筋架立——混凝土浇筑——养护——拆模）2.钢筋架立。面板宜采用单层双向钢筋。3.面板混凝土浇筑。通常面板混凝土采用滑模浇筑。施工中应控制入槽混凝土的坍落度在3—6cm。4.面板养护。面板的养护包括保温、保湿两项内容。一般采用草袋保温，喷水保湿，连续养护。面板混凝土宜在低温季节浇筑，混凝土入仓温度应加以控制，并加强混凝土面板表面的保湿和保温养护，直到蓄水为止，或至少90d。1F416000混凝土坝工程分层分块柱状施工工艺（常态砼）现浇薄层碾压砼预制装配一、骨料料场规划与骨料加工（一）骨料加工方法的确定。天然骨料加工以筛分、清洗为主，人工骨料加工以破碎、筛分为主。（二）骨料开采设备的确定。河漫滩——索铲。一定水深——采砂船。（三）骨料的生产加工。破碎：使用破碎机械加工碎石，常用的设备有颚板式、反击式、锥式三种破碎机。筛分：分级的方法有机械筛分、水力筛分，前者适用粗骨料，后者适用细骨料。堆存：应尽量减少转运次数。卸料时，粒径大于40mm骨料的自由落差大于3m时，应设置缓降设施。（四）骨料的品质要求。1.细骨料。人工砂的细度模数宜在2.4——2.8范围内，天然砂的细度模数宜在2.2——3.0范围内。人工砂饱和面干的含水率≤6%。2.粗骨料。粗骨料的最大粒径，不应超过钢筋净间距的2/3、构件断面最小边长的1/4、素混凝土板厚的1/2。3.应严格控制各级骨料的超、逊径含量。超径小于5%，逊径小于10%。（超径5，逊径10）二、混凝土拌合设备及其生产能力的确定（一）拌合设备拌合机是制备混凝土的主要设备，拌合机按搅拌方式分为强制式和自落式。拌合机的主要性能指标是其工作容量，（2012真题）拌合楼分为进料、贮料、配料、拌合、出料共五层，其中配料层是全楼的控制中心，设有主操纵台。混凝土拌合设备生产能力主要取决于设备容量、台数、生产率等因素。案例：混凝土制备