刘永强老师一建水利水电实务考试重点总结

2021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

（-）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"，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。（微倾水准

仪、自动安平水准仪、激光水准仪、电子水准仪）

2.经纬仪分类及作用（角度和平面位置）

经纬仪按精度不同可分为DJ07、DJI.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，表示一测回方向观测中误差

不超过土0.5"。

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（游标经纬仪、光学经纬仪和电子经纬仪）。

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（微波测距仪、激光测距仪、红外测距仪）。

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郎）

(1)对中和整平。整平是将经纬仪水准管气泡居中。（)

(2)照准。目镜调焦；粗瞄H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

（-）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:1:500〜1：10000为大比例尺地形图；1:25000、1：50000、

1：100000为中比例尺地形图；1:250000、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：①直角交会法；②角度交会法；③距离交会法；④极坐标法。

2.高程放样方法：①水准测量法；②光电测距三角高程法；③解析三角高程法；④视距法等。

3.用视距法测定，视距长度不应大于50m（用经纬仪代替水准仪时）。（^H）

4.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）

5.对于高程放样中误差耍求不大于±10mm的部位，应采用水准测量法。

6.距离丈量时，用视距法长度不超过50m,视差法时不超过70m.

（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（案例一一结算）

（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）

内容：1）施工区滑坡观测；2）高边坡开挖稳定性监测；3）围岩的水平位移和沉陷观测；4）

临时性基础沉陷观测；5）裂缝观测。

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■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：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（2010iQ）

三、工程地质与水文地质条件及分析

（-）工程地质和水文地质条件

1.地形地貌

地形是地貌和地物/总你，可分为基本地形:山地、盆地、高原、平原、丘陵。（练;上回）

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（砂岩、石灰岩）、变质岩（片麻岩、大理

岩）。

3.地质构造及地震

地质构造:倾斜构造、褶皱构造和断裂构造三种类型。

断裂构造:在理、劈理、断层三类。

4.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。

（-）水利水电工程地质问题分析

1.坝基工程地质条件分析

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。

过渡性边坡变形破坏主要有塌滑、错落、倾倒三种类型

3.地下洞室围岩稳定性分析

4.水库工程地质问题分析_________

水库渗漏、水库浸没、水库塌岸、水库淤积、水库诱发地震等问题。,0121X1）

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：

①设置合理坡度;②设置边坡护面;③基坑支护;④降低地下水位等。（2014围堰失稳措施）

（2）基坑降排水的目的：

①增加边坡的稳定性；

②对于细砂和粉砂土层的边坡，防止流砂和管涌的发生.；

③对下卧承压含水层的黏性土基坑，防止基坑底部隆起；

④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.Om/d,含水层大于5m。

四、水利水电工程设计阶段划分和任务

水利水电工程水力发电工程

水利部电力

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)质量事故调有处理权限

(5)验收

(6)监理相关规定

(7)强制性条文

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

(-)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、效益及经济社会中的重要性，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)

水利水电工程分等指标表1F411022-1

・防洪治涝灌滋供水延咆

水库总库容

工程等别工程规模保护城镇及工甲保护农田治涝面积灌溉面积供水对象

(MB)

企业的重要性(104亩)(104亩)(io1S)重要性

A1200-

大特别重要特别重要

I(1)S却>5002200>150v>2rM>.

""A3OO-

.____

II大⑵型10-1.0重要500-100200〜60150-50重要v3OO.

中型1.0-0.1中等100〜3060〜1550-5中等vSO.

mAIO

N小(1)型0.1-0.01一般30〜515-35〜0.5一般vto

V小(2)型),01-0.001<5<3<0,5<1

注：1.水岸总库容指水库最高洪水位以下的静库容;

2.治涝面积和灌溉面积均指设计面积.

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）。（)()

平原区栏河水闸工程分等指标表1F411022-2

工程等别工程规模过闸流量（n?/s）

1大（1）a>5000

D大（2）型5000—1000

in中型1000—100

IV小（1）a100〜20

V小（2）型<20

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）星)

灌溉、排水泵站分等指标表1F411022-3

分等指

工程等别工程规模

标装机流量（m3/s）装机功率（10，kW）

I大⑴型二200*3

n大（2）型200〜503〜1

m中型50〜101-0.1

IV小(1)910〜20.1-0.01

V小⑵型V2<0.01

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）

引水枢纽工程分等指标表表1F411022-4

工程等别In01IVV

工程规模大（1）型大（2）型中型小（1）型小（2）型

引水流垃（n?/s）2200200〜5050〜1010〜2<2

（-）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。）

永久性水工建筑物级别表1F411022-5

工程等别上要建筑物次要建筑物工程等别主要建筑物次要建筑物

I13N45

n23V55

m34

水利枢纽工程水库大坝按表”411021-2规定为2级、3级的永久性水工建筑物，如坝

制超过表IF411021-3指标，其级别可提高一级，但注水梦准三型9。

水库大坝等级指标表1F411O21・3

级别坝型坝高（m）

土石坝90

2

混凝土坝、浆砌石坝130

土石坝70

3

混凝土现，浆砌石坝100

一厘匕建中放大商度超过200m的大坝建筑物，大级别应为1级，其设计标准应专门

跳究顿,蝉上级主管部门审筏推建以

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：

堤防工程的级别表1F411022-7

防洪标准

>100<100.且250<50.且230<30.且220<20,且210

［重现期（年

堤防工程级别12345

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■的重要性、■造成的・1,■和临时建

筑物的■，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。

（特1两项3,124,345）（2012真题）

临时性水工建筑物级别裹1F411022-8

使用年限够时性水T建筑物观模

《年》京度（m）庠容

淹没重要城徽、工矿企业、交通干线或推

有特殊要求的】级永久

3迟怠工期及第一台《批）机组发电.造成电3>50>1.O

性水工建筑物,

大灾害和损失

淹没一般城馍、工矿企业、交通干线或影

2级永久性水工建

4响总工期及第一台（批）机组发电.造成较3-1.550-151.0—0.1

筑物

大经济损失

3、4级永久性水工建淹没塞坑.但对总工期及第一台《批》机

5<15CO.1

筑物组发电影响不大.经济损失较小

（三）水利水电工程洪水标准

L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）

临时性水工建筑物洪水标准［重现期（年门表1F411022-13

临时性水T建筑物级别

临时性建筑物类染

345

土石结构50-2020〜1010〜5

混凝上、浆砌石结构20-1010〜55〜3

（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

工程抗震设防类别表1F411022-14

工程抗震设防类别建筑物级别场地基本烈度

甲1（靠水）

>6

乙1（非塞水），2（黑水）

丙2（非案水）.3

>7

T4.5

某水闸工程建筑物级别为■，场地基本烈度为―，其抗震设防类别应为（|014«1）

（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：防洪高水位〜防洪限制水位

2.调洪库容：校核洪水位〜防洪限制水位（调洪库容包含了防洪库容）

3.兴利库容（有效库容，调节库容）：正常蓄水位〜死水位（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

了

——

S,

曲

做

I醴

图1F411022水库特征水位和相应库容示意图

六、水工建筑物的分类

（-）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II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。

七、水工建筑物主要设计方法

（-）主要荷载

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。

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：①确定渗透压力；②②确定渗流的主要参数（渗流流速与坡降）；③确

定渗流量。④对上石坝，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

（-）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：1）无机材料；2）有机材料；3）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lX104m/s,黏料含量10%~30%,有机质含量不大于

5%,易溶盐含量小于5%。

（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。

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1,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。

1）流动性。常用沉入度表示。

2）保水性。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：和易性、耐久性、强度。（2014真题）

（1）和易性：包括流动性、黏聚性、保水性。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）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1Q%左右。（加）。？7%141）

（3）耐久性（硬化）：混凝土的耐久性：抗渗性、抗冻性、抗冲磨性、抗侵蚀性、抗碳化性。

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、wlO、W12等6个等级，即表示混凝土能抵抗0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa、

0.8MPa、l.OMPa、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（）=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0.165mm之间的骨料。按形成条件分为天然砂、人工砂；

按细度模数：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电）

2）混凝土的粗骨料：粒径大于5mm的骨料。水工混凝土所用的粗骨料•：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。

（3）钢材的力学性能主要：①抗拉性能（抗拉屈服强度、抗拉极限强度、伸长率）

②硬度

③冲击韧性等。

钢材的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，①永久作用荷载；②可变作用荷载；③偶然作

用荷载。

（1）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、冻张力、温度荷载、土壤孔隙水压力、灌浆压力等。

（2）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主要水力荷载。

（-）静水压力_______________________

1.静水压力计算：（2009网题，窿

物祖相:

0员和静魔力-上面水的件考'/医事（I格/游）.

0倒通静，场为；（物）试称J

k

枷创）=解^峨林双加向中、*嘘

二女忱十曲）x（R4）x蹴.

二/什广X娩

丫一,gfcL-融解行初破

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）

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）（即09真题，考的是匕）

QL(1F411O28)

AH

式中Q—实测的流量（m3/s）;

A—通过渗流的土样横断面面积（n?）；

L——通过渗流的土样高度（m）；

H——实测的水头损失（m）.

（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。

管涌首先从渗透选出处开始，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。

2.流土。

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

3.接触冲刷：两种不同粒径组成的土层层面发生带走细颗粒的现象称为接触冲刷。

4.接触流失：当渗流垂直于层面运动时，将细粒层（渗透系数较小层）的细颗粒带入粗粒层（渗

透系数较大层）的现象称为接触流失。

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：①改善岩土体的结构特性，提高其

抵抗渗透变形的能力。②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：

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

6.反滤层和过渡层。

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使被保护的上不发生渗透变形;

②渗透性大丁被保护土，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。

图1F411029-1恒定流与非恒定流示意图

（a）恒定流；（*）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■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■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，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。

(。)(4)

图1F411029-4层流与紊流示意图

（«）层流；S）素流

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。

图1F411029-5急流与缓流示意图

急流，缓流

1一障碍物；2-涌浪

（-）能量转换

根据能量守恒原理，恒定水流的能量方程为:

72g/2g

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

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。

图1F411O2A6底流消能

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。

图1F41102A7挑流消能

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）

图1F411029-8面流消能

4.消力庠消能。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庠

斗，在下游尾水淹没挑坎的条件下，形不成自由水舌，高速水流在母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。

国内旋滚

底部旋液

图1F4U029-9消力犀消能

1F412000水利水电工程施工导流

一、施工导流标准

确定导流建筑物洪水标准的方法：①实测资料分析法；②常规频率法；③经济流量分析法。

二、施工导流方式

（-）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。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、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）

图1F412O12-1分段围堰法导流

＜«＞平面图，（*＞下游立视图,（c）导流底孔纵断面图

1------期上游横向国地；2一一期下游横向国埴,3一,二期纵向闱地,4一预留缺口,5—4t

流底孔，6—二期上下游堀轴线，7—护坦.8一封堵闸门槽，9一工作闸门槽；10事故网

11已浇筑的混凝土埋体；立—未浇筑的混凝土坂体

（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、t亚11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。（，013

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

截流方式可归纳为破堤法截流和无侦堤法截流两种。

（-）俄堤法截流过程。进占——龙口范围加固——合龙——闭气。

（二）俄堤法截流。主要有平堵、立堵和混合截流。

1.平堵。在龙口建造浮桥或栈桥,特别适用于易冲刷的河床上截流。平堵比立堵法的里宽

流量小。

2.立堵。以端进法抛投进占俄堤，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）无能堤法截流。①建闸截流；②水力冲填法；③定向爆破截流；④浮运结构截流等

（四）减小截流难度的技术措施：①加大分流量，改善分流条件；

②改善龙口水力条件；

③增大抛投料的稳定性，减少块料流失；

④加大截流施工强度；

⑤合理选择截流时段。

2.改善龙口水力条件。改善龙口水力条件的措施有双力截流、三善截流、宽条截流、平抛

垫底等。双俄截流、三嵌截流是分担落差，宽嵌截流当俄堤可以作为坝体的一部分时宜采用

四、围堰的设计

（-）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）=上游水位一上下游水位差+波浪爬高+安全超高=下游水位+波浪爬高+安全超高

安全超高规范

3级4级5级

土石围岩0.70.5

混凝土围岩、浆砌石围岩0.40.3

五、围堰的类型

（-）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①有斜墙式；②斜墙带水平铺盖式；③垂直防渗墙

式；④灌浆帷幕式等。

图1F412021-1土石闱地

斜墟式，（6）斜塘带水平轨或।（C垂直防程也式，（＜/）融浆除幕式

1一堆石体：2-骷土斜堵.MIX.3反滤层；V护面，5一隔水6-腹盐层।

7垂直防8灌浆傩幕t9皓上心・

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

（-）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

（二）混凝土围堰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）

混凝土围堰的拆除，一般只能用爆破法炸除，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

（-）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。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，

2.水泵台数的确定。通用公式为

（~）初期排水。围堰合龙闭气之后，为使主体工程能在干地施工