二建水利水电工程管理与实务程培训讲义

第1页二建水利水电工程管理与实务精讲班、冲刺班、习题班刘永强全程培训讲义水利水电工程管理与实务精讲班1-164水利水电工程管理与实务冲刺班165-172水利水电工程管理与实务习题班173-231水利水电工程管理与实务精讲班《水利水电工程管理与实务》教材变化根据二级建造师《水利水电工程管理与实务》与2016版教材对比分析，多处地方做了修改，今年复习考生需要重点注意。摘录变化较大内容如下：

（1）新增加了渠道断面形式，要学会识图。

（2）测量仪器的使用做了局部修改，要特别注意相关内容。

（3）增加钢筋图的内容，同时下料长度的计算发生变化。钢筋进场检验（调整至P209施工质量检验）。

（4）大体积混凝土的温控措施做了修改，学习备考时需要重点留意。

（5）水利工程建设程序部分变化，施工准备阶段的工作内容全部变化。

（6）施工成本构成内容做了调整，也增加了间接费费率表（费率数值变化）。

具体变化内容可以详见建设工程教育网的教材变动专栏。变动情况摘录（部分）：章节教材

页码、行教材内容2016年教材

页码、行2016年教材内容P23，五新增“五、渠道断面及施工”整条内容P23P32，第9行新增“精度分为四级，由高到低为I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。”P30，倒数第3行P91-92二、大体积混凝土的温度控制P89、二、大体积混凝土的温度控制P85-P86一、一、钢筋图P84一、一、钢筋检验P144“表2F320031-2”中费率（%）数值变化P141“表2F320031-2”中费率（%）数值2F310000水利水电工程技术2F310000水利水电工程技术

2F311000水利水电工程建筑物及建筑材料

2F311010水利水电工程建筑物的类型及组成

2F311020水利水电工程勘察与测量

2F311030水利水电工程建筑材料

永久水工建筑物

2F311011水利水电工程等级划分及特征水位

一、水工建筑物等级划分

（一）水利水电工程等级划分

水利水电工程根据其工程规模、效益及在国民经济中的重要性，划分为五等。

注意点：表2F311011－1数据；对于综合利用的水利水电工程，当各项任务指标对应的等别不同时，其整个工程等别应按其中的最高等别确定。水利水电工程分等指标工程等别工程规模水库总库容（108m3）防洪治涝灌溉供水发电保护城镇及工矿企业的重要性保护农田（104亩）治涝面积（104亩）灌溉面积（104亩）供水对象重要性装机容量（104kW）Ⅰ大（1）型≥10特别重要≥500≥200≥150特别重要≥120Ⅱ大（2）型10～1.0重要500～100200～60150～50重要120～30Ⅲ中型1.0～0.10中等100～3060～1550～5中等30～5Ⅳ小（1）型0.1～0.01一般30～513～35～0.5一般5～1Ⅴ小（2）型0.01～0.001＜5＜3＜0.5＜1拦河水闸工程的等别，应根据其最大过闸流量确定。

拦河水闸工程分等指标工程等别工程规模最大过闸流量（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灌溉、排水泵站的等别，应根据其装机流量与装机功率确定。

灌溉、排水泵站分等指标工程等别工程规模分等指标装机流量（m3/s）装机功率（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注：1.装机流量、装机功率系指包括备用机组在内的单站指标；

2.当泵站按分等指标分属两个不同等别时，其等别按其中高的等别确定；

3.由多级或多座泵站联合组成的泵站系统工程的等别，可按其系统的指标确定。（二）水工建筑物的级别划分

水工建筑物的级别反映了工程对水工建筑物的技术要求和安全要求。

1.永久性水工建筑物级别

根据永久建筑物所在工程的等别，以及建筑物重要性确定为五级。主次建筑物级别见表2F311011－4。注意工程等别和主次建筑物的对应性。

永久性水工建筑物级别工程等别主要建筑物次要建筑物工程等别主要建筑物次要建筑物Ⅰ13Ⅳ45Ⅱ23Ⅴ55Ⅲ34按建筑物使用时间的长短来分：

永久性建筑物和临时性建筑物。

永久性建筑物是指工程运行期间长期使用的水工建筑物，按其重要性分为：

主要建筑物--失事后会造成灾害或严重影响工程效益；

次要建筑物--失事后不会造成灾害，影响不大易恢复；

临时性建筑物是指工程施工期间暂时使用的建筑物。如施工导流明渠、围堰等。堤防工程的级别根据堤防工程的防洪标准确定。防洪对象的防洪要求－防洪标准－堤防工程级别。

堤防工程的级别防洪标准[重现期（年）]≥100＜100，且≥50＜50，且≥30＜30，且≥20＜20，且≥10堤防工程级别12345穿堤水工建筑物的级别，按其所在堤防工程的级别和建筑物规模相应的级别中的最高级别确定。

2.临时性水工建筑物级别

（确定级别是为了确定导流标准，进而确定导流设计流量）

按保护对象、失事后果、使用年限和导流建筑物规模等指标，划分为3、4、5级共三级。

注意：

对于同时分属于不同级别的临时性水工建筑物，其级别应按照其中最高级别确定。

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。

二、水工建筑物的分类及作用

为满足防洪、发电、灌溉、航运等兴利除害的要求，河道上通常要建造控制水位、调节流量等作用的水工建筑物。水工建筑物一般按其作用、用途和使用时间等进行分类。

（一）按作用分类

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、岸边溢洪道等。

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扬水站等。

5.整治建筑物，如顺坝、丁坝、导流堤、护底和护岸等。

6.专门建筑物，如专为发电用的引水管道、压力前池、调压室、电站厂房；专为灌溉用的沉砂池、冲砂闸；专为过坝用的升船机、船闸、鱼道、过木道等。

（二）按用途分类

水工建筑物按其用途可分为一般性建筑物和专门性建筑物。

（三）按使用时间的长短分类

水工建筑物按其使用时间的长短分为永久性建筑物和临时性建筑物。

1.永久性建筑物是指工程运行期间长期使用的水工建筑物。根据其重要性又分为主要建筑物和次要建筑物。

2.临时性建筑物是指工程施工期间暂时使用的建筑物，如施工导流明渠、围堰等。主要作用是为永久性建筑物的施工创造必要的条件。

三、水库与堤防的特征水位

（一）水库的特征水位

1.校核洪水位。水库遇大坝的校核洪水时在坝前达到的最高水位。

2.设计洪水位。水库遇大坝的设计洪水时在坝前达到的最高水位。

3.防洪高水位。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.正常蓄水位（正常高水位、设计蓄水位、兴利水位）。

5.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。

6.死水位。允许消落到的最低水位。

兴利库容：死水位～正常蓄水位

防洪库容：防洪限制水位～防洪高水位

调洪库容：防洪限制水位～校核洪水位（二）堤防工程特征水位

1.设防（防汛）水位：开始组织人员防汛的水位。

2.警戒水位：防汛人员必须开赴防汛前线，准备抢险的水位。警戒水位>设防（防汛）水位。

3.保证水位：河道遇堤防的设计洪水时在堤前达到的最高水位。2F311012土石坝与堤防的构造及作用

一、土石坝的类型

土石坝一般按坝高、施工方法或筑坝材料等进行分类。

1.按坝高分类

土石坝按坝高可分为低坝、中坝和高坝。《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001规定：高度在30m以下的为低坝；高度在30（含30m）～70m（含70m）的为中坝；高度超过70m的为高坝。2.按施工方法分类

土石坝按施工方法可分为碾压式土石坝、水力冲填坝、定向爆破堆石坝等，其中碾压式土石坝最常见，它是用适当的土料分层堆筑，并逐层加以压实（碾压）而成的坝，它又可分为三种：

（1）均质坝。坝体断面不分防渗体和坝壳，坝体基本上是由均一的黏性土料（壤土、砂壤土）筑成，如图2F311012-1（a）所示。

（2）土质防渗体分区坝。包括黏土心墙坝和黏土斜墙坝，即用透水性较大的土料作坝的主体，用透水性较小的黏土作防渗体的坝。防渗体设在坝体中央的或稍向上游且略为倾斜的坝称为黏土心墙坝，防渗体设在坝体上游部位且倾斜的坝称为黏土斜墙坝，是高、中坝中最常用的坝型，如图2F311012-1（b）、（c）、（d）所示。

（3）非土料防渗体坝。以沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料（如土工膜）为防渗体的坝。按其位置也可分为心墙坝和面板坝两种，如下图（e）、（f）所示。

二、土石坝的构造及作用

土石坝基本剖面是梯形，主要由坝顶、防渗体、上下游坝坡、坝体排水、地基处理等部分组成。

1.坝顶构造：

（1）坝顶宽度。坝顶宽度应根据构造、施工、运行和抗震等因素确定。如无特殊要求，高坝可选用10～15m，中、低坝可选用5～10m。

（2）护面。护面的材料可采用碎石、砌石、沥青或混凝土，Ⅳ级以下的坝下游也可以采用草皮护面。

（3）防浪墙。坝顶上游侧常设混凝土或浆砌石修建的不透水的防浪墙，墙基要与坝体防渗体可靠地连接起来，以防高水位时漏水，防浪墙的高度一般为1.0～1.2m（指露出坝顶部分）。2.防渗体：心墙、斜墙、铺盖、截水墙等。

（1）作用：减少通过坝体和坝基的渗流量；降低浸润线，增加下游坝坡的稳定性；降低渗透坡降，防止渗透变形。

（2）斜墙布置在坝体的上游。（迎水面如下游围堰）

3.土石坝的护坡与坝坡排水

（1）护坡作用：防止波浪淘刷、顺坝水流冲刷、冰冻和其他形式的破坏。

（2）坝坡排水：除干砌石或堆石护面外，均必须设坝面排水。（干砌石或堆石本身能够排水）4.坝体排水

排水设施形式：贴坡排水、棱体排水、褥垫排水、管式排水、综合式排水。

坝体排水的作用：降低坝体浸润线及孔隙水压力，防止坝坡土冻胀破坏。

知识点：

（1）贴坡排水顶部应高于坝体浸润线的逸出点；贴坡排水不能降低浸润线。（渗流仍从原坡面逸出，常用于中小型工程下游无水的均质坝或浸润线较低的中等高度坝。看下图。

贴坡排水（单位：m）

1-浸润线；2-护坡；3-反滤层；4-排水体；5-排水沟（2）棱体排水，顶部高程应超出下游最高水位，超出高度应大于波浪沿坡面的爬高，并使坝体浸润线距坝坡的距离大于冰冻深度。应避免棱体排水上游坡脚出现锐角，可降低浸润线，防止坝坡冻胀和渗透变形，保护下游坝脚不受尾水淘刷，多用于河床部分（有水）的下游坝脚处。

（3）反滤层，材料粒径沿渗流方向由小到大排列。（反滤层是允许渗流，但防止细小土粒被渗流带走）

三、堤防的构造及作用

土质堤防的构造与作用和土石坝类似，包括堤顶、堤坡与戗台、护坡与坡面排水、防渗与排水设施、防洪墙等。

防渗体的顶部应高出设计水位0.5m以上。

2F311013混凝土坝的构造及作用

混凝土坝的主要类型有重力坝、拱坝和支墩坝三种。

一、重力坝类型

重力坝主要依靠自身重量产生的抗滑力维持其稳定性。重力坝用混凝土或浆砌石筑成，坝轴线一般为直线，并有垂直于坝轴线方向的横缝将坝体分成若干段，横剖面基本上呈三角形。

1.按坝体高度分为：高坝－坝高大于70m；低坝－坝高小于30m；中坝－介于二者之间的。土石坝也可依次分类。

2.按施工方法：浇筑混凝土重力坝、碾压混凝土重力坝。

二、重力坝的构造及作用

为了减小坝体的渗透压力，靠近上游坝面设置排水管幕，排水管幕与上游坝面的距离一般为作用水头的1/25～1/15，且不小于2.0m。排水管间距2～3m。

1.横缝：有永久性的和临时性的两种，永久性横缝可兼作沉降缝和温度缝。

2.纵缝：为了适应混凝土浇筑能力、散热和减小施工期的温度应力。

3.水平施工缝：是施工过程中新老混凝土结合面。

4.坝内廊道

为了满足帷幕灌浆、排水、观测和检修坝体的需要。

基础灌浆廊道设置在上游坝踵处。

三、重力坝的荷载与作用

重力坝承受的荷载与作用主要有：①自重（包括固定设备重量）；②静水压力；③扬压力；④动水压力；⑤波浪压力；⑥泥沙压力；⑦冰压力；⑧土压力；⑨温度作用；⑩风作用；⑾地震作用等。

扬压力包括上浮力及渗流压力。上浮力是由坝体下游水深产生的浮托力；渗流压力是

在上、下游水位差作用下，水流通过基岩节理、裂隙而产生的向上的静水压力。

四、拱坝的结构特点和类型

1.拱坝的结构特点

拱坝的轴线为弧形，能将上游的水平水压力变成轴向压应力传向两岸，主要依靠两岸坝肩维持其稳定性；拱坝是超静定结构，有较强的超载能力，受温度的变化和坝肩位移的影响较大。

2.拱坝的类型

定圆心等半径拱坝：圆心的平面位置和外半径都不变的一种拱坝。

等中心角变半径拱坝：拱坝坝面自上而下中心角不变而半径逐渐减小。

变圆心变半径双曲拱坝：圆心的平面位置、外半径和中心角均随高程而变的坝体形式。

五、支墩坝的结构特点和类型

支墩坝是由一系列顺水流方向的支墩和支承在墩子上游的挡水面板所组成，如下图所示。按挡水面板的形式，支墩坝可分为平板坝、连拱坝和大头坝。

支墩坝的形式

（a）平板坝；（b）连拱坝；（c）大头坝

2F311014水闸的组成及作用

一、水闸类型

（1）水闸按其所承担的任务分为进水闸、节制闸、泄水闸、排水闸、挡潮闸等。

（2）水闸按闸室结构形式分为开敞式水闸和涵洞式水闸。

①开敞式水闸：闸室上面没有填土，如图2F311014-1所示。当引（泄）水流量较大、渠堤不高时，常采用开敞式水闸。

②涵洞式水闸：主要建在渠堤较高、引水流量较小的渠堤之下，闸室后有洞身段，洞身上面填土。根据水力条件的不同，涵洞式可分为有压和无压两种。

二、水闸的组成部分及作用

水闸由闸室和上、下游连接段三部分组成，见教材图：2F311014-1。掌握每一部分的具体组成内容。

1-上游防冲槽；2-上游护底；3-铺盖；4-闸室底板；5-护坦（消力池）；6-海漫；7-下游防冲槽；8-闸墩；9-闸门；10-胸墙；11-交通桥；12-工作桥；13-启闭机；14-上游护坡；15-上游翼墙；16-边墩；17-下游翼墙；18-下游护坡1.闸室

闸室是水闸的主体，起挡水和调节水流的作用。它包括底板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥和交通桥等。

整体式平底板抗震性能较好。中等密实以下的地基或地震区适宜采用整体式底板。

分离式闸墩底板基底压力较大，适用于地质条件较好、地基承载力较大的地基。

2.上游连接段

上游连接段由铺盖、护底、护坡及上游翼墙组成。

铺盖：主要作用是延长渗径长度以达到防渗目的，兼有防冲功能。3.下游连接段

下游连接段通常包括护坦（消力池）、海漫、下游防冲槽以及下游翼墙与护坡等。

1）护坦（消力池）与两侧翼墙底板及闸室底板之间，均应设置沉陷缝。缝的位置如在闸基防渗范围内，缝中应设止水。

2）海漫：其作用是继续消除水流余能。海漫材料一般采用浆砌或干砌块石。在海漫末端设置防冲槽与下游河床相连，以保护海漫末端不受冲刷破坏。

三、橡胶坝的组成及作用

1.橡胶坝的类型

橡胶坝分袋式、帆式及钢柔混合结构式三种坝型，比较常用的是袋式坝型。坝袋按充胀介质可分为充水式、充气式和气水混合式；按锚固方式可分锚固坝和无锚固坝，锚固坝又分单线锚固和双线锚固等。

2.橡胶坝的组成部分及其作用

橡胶坝由坝袋段和上、下游连接段三部分组成，如下图所示。

橡胶坝的组成部分

1—上游防冲槽；2—上游护底；3—铺盖；4—坝底板；5—护坦（消力池）；6—海漫；

7—下游防冲槽；8—上游护坡；9—上游翼墙；10—坝袋；11—边墩（岸墙）；

12—下游翼墙；13—下游边坡；14—控制室3.橡胶坝由坝袋段和上、下游连接段三部分组成。

（1）坝袋段是橡胶坝的主体，起挡水、调节坝上水位及过坝水流的作用。它包括底板、坝袋、边墩和中墩等。

①底板。一般多采用平底板。对于较大跨度的单个坝段，底板在垂直水流方向上设沉降缝。

②中墩。中墩的作用主要是分隔坝段，安放溢流管道，支承枕式坝两端堵头。

③边墩。边墩的作用主要是挡土，安放溢流管道，支承枕式坝端部堵头。

④坝袋。坝袋的作用主要是挡水，并通过充坍坝来控制坝上水位及过坝流量。

（2）橡胶坝上、下游连接段的组成及作用与水闸基本一致。2F311015泵站的布置及水泵的分类

一、泵站总体布置

泵站工程按建站目的不同，分为灌溉泵站、排涝泵站、排灌结合泵站、供水泵站、加压泵站、多功能泵站等。不同类型的泵站，其布置形式也不同，其中灌溉泵站、排涝泵站、排灌结合泵站是水利工程最常用的泵站。

二、泵站进出水建筑物

泵站进出水建筑物一般包括引水渠、沉砂及冲砂建筑物、前池、进水池、出水管道、出水池或压力水箱等。

三、水泵的分类及性能

（一）叶片泵的分类

按工作原理不同分为：离心泵、轴流泵、混流泵。

（二）叶片泵抽水装置

由叶片泵、动力机、传动设备、管路及其附件构成的能抽水的系统称为叶片泵抽水装置。

（三）叶片泵的性能参数

扬程－单位重量的水从泵进口到泵出口所增加的能量。

设计扬程－水泵铭牌上所标出的扬程，又称额定扬程。

泵的工作扬程总是大于实际扬程。

效率。水泵铭牌上的效率是对应于通过设计流量时的效率，该效率为泵的最高效率。

水泵内的能量损失：水力损失、容积损失和机械损失。

允许吸上真空高度或必需汽蚀余量。表征叶片泵汽蚀性能的参数，用来确定泵的安装高程，单位为m。

四、泵房的结构形式

泵房结构形式有移动式和固定式两大类。移动式分为囤船型和缆车型；固定式泵房分为分基型、干室型、湿室型、块基型四种。

2F311016水电站的组成及作用

1.水电站由进水口、引水建筑物、平水建筑物和厂区枢纽组成。

2.水电站的进水口分有压和无压两种，它是水电站引水系统的首部。

3.引水建筑物有动力渠道、引水隧洞和压力管道等。

4.平水建筑物包括压力前池和调压室。

5.厂区枢纽包括主厂房、副厂房、主变压器场、高压开关站等，是发电、变电和配电的场所。

2F311017渠系建筑物的构造及作用

渠系建筑物主要有：渡槽、涵洞、倒虹吸管、跌水与陡坡等。

一、渡槽的构造及作用

按支承结构渡槽可分为梁式渡槽和拱式渡槽两大类。小型渡槽一般采用简支梁式结构，截面采用矩形。

梁式渡槽槽身结构一般由槽身和槽墩（排架）组成，主要支承水荷载及结构自重。

拱式渡槽的槽身不再是承重结构，主拱圈是拱式渡槽的主要承重结构。

二、涵洞的构造及作用

根据水流形态的不同，涵洞分有压、无压和半有压式。

洞身构造有基础、沉降缝、截水环等。

截水环。对于有压涵洞要在洞身四周设若干截水环或用黏土包裹形成涵衣，用以防止洞身外围产生集中渗流。

三、倒虹吸管的构造和作用

倒虹吸管有竖井式、斜管式、曲线式和桥式等，主要由管身和进、出口段三部分组成。

镇墩与支墩。在管身的变坡及转弯处或较长管身的中间应设置镇墩，以连接和固定管道。镇墩附近的伸缩缝一般设在下游侧。在镇墩中间要设置支墩，以承受水荷载及管道自重的法向分量。

五、渠道断面及施工（新增）

1.断面

明渠断面形式有梯形、矩形、复合形、弧形底梯形、弧形坡脚梯形、U形；无压暗渠断面形式有城门洞形、箱形、正反拱形和圆形。

2.施工

新建半挖半填渠道基槽的开挖，应先开挖基槽，再将渠道两岸填方部分填筑至设计高程，然后整修渠槽。

浆砌石防渗结构的砌筑顺序如下：

（1）梯形明渠，宜先砌筑渠底后砌渠坡。砌渠坡时，从坡脚开始，由下而上分层砌筑；U形、弧形底梯形和弧形坡脚梯形明渠，从渠底中线开始，向两边对称砌筑。

（2）矩形明渠，宜先砌两边侧墙，后砌渠底；拱形和箱形暗渠，可先砌侧墙和渠底，后砌顶拱或加盖板。2F311020水利水电工程勘察与测量

2F311021工程地质和水文地质的条件与分析

1.产状三要素：走向、倾向和倾角。

2.断裂构造分为：节理和断层。

节理：沿断裂面两侧的岩层未发生位移或仅有微小错动。

断层：在断裂层两侧的岩块发生了显著位移。

断层有：正断层、逆断层、平移断层。

【技巧】正断层——上下下上；逆断层——上上下下。记住逆断层即可。

3.坝基稳定问题：渗透稳定、沉降稳定和抗滑稳定。

坝区渗漏：坝基渗漏和绕坝渗漏。

4.边坡变形破坏主要有：松弛张裂、蠕动变形、崩塌、滑坡等。

5.软土基坑工程地质问题包括：土质边坡稳定和基坑降排水。

6.解决边坡失稳的措施有：设置合理坡度、边坡护面、基坑支护、降低地下水位。

7.软土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。

8.软土基坑开挖的降排水途径：明排法、人工降水（轻型井点或管井井点）。

9.渗透变形（渗透破坏）一般分为：管涌、流土、接触冲刷、接触管涌或接触流土。

2F311022水利水电工程施工放样

一、基础知识

1.我国自1988年1月1日起开始采用1985国家髙程基准作为高程起算的统一基准。

2.地形图比例尺分类：1∶500、1∶1000、1∶2000、1∶5000、1∶10000为大比例尺；1∶25000、1∶50000、1∶100000为中比例尺；1∶250000、1∶500000、1∶1000000为小比例尺。

3.比例尺的运用。给出比例尺，能够将图上距离换算为实际距离；或者能够将实际距离换算为图上距离。

二、土坝的施工放样

内容：坝轴线测设，坝身控制测量，清基开挖线、坡脚线放样，坝体边坡线放样及修坡桩测设。

1.坝轴线测设－直线坝型土坝坝顶中心线即为坝轴线。

2.坝身控制测量－坝身控制测量包括平面控制测量和高程控制测量。

高程控制测量。用于土坝施工放样的高程控制，除在施工范围外布设三等或四等精度的永久性水准点外，还应在施工范围内设置临时性水准点。

3.清基开挖线－坝体与原地面的交线。采用套绘断面法或经纬仪扫描法。

4.坡脚线放样－坝体与地面的交线。

5.坝体边坡线放样－坝体各个断面上料桩的标定通常采用轴距杆法或坡度尺法。

三、水闸施工放样

内容：测设水闸的主轴线、闸墩中线、闸孔中线、闸底板的范围及各细部的平面位置和高程。

图2F311022-3水闸平面位置示意图

1－坝体；2－侧墙；3－闸墩；4－检修闸门；

5－工作闸门；6－水闸中线；7－闸孔中线；8－闸墩中线；9－水闸中心轴线；10－闸室

1.水闸主轴线放样（看图2F311022－3）

在施工现场标定轴线端点A、B位置，测AB长度，标定中点O的位置；在O点安置经纬仪，测设AB的垂线CD（另一主轴线）。主轴线测定后，应向两端延长至施工影响范围之外，每端各埋设两个固定标志以表示方向。

2.闸底板放样（看图2F311022－4）

首先放出底板立模线的位置。

由O点在CD上放出G、H，由G、H放出E、F、I、K。

底板的高程放样根据底板的设计高程及临时水准点的高程，采用水准测量的方法。

图2F311022-4水闸放样的主要点线

3.闸墩的放样先放出闸墩中线，再以中线为依据放样闸墩的轮廓线。放样时，首先根据计算出的有关放样数据，以水闸主要轴线AB和CD为依据，在现场定出闸孔中线、闸墩中线、闸墩基础开挖线以及闸底板的边线等。待水闸基础打好混凝土垫层后，在垫层上再精确地放出主要轴线和闸墩中线等，根据闸墩中线放出闸墩平面位置的轮廓线。

2F311023测量仪器的使用

一、常用测量仪器及作用（变化）

水准仪按精度不同划分为4个等级，分为普通水准仪（DS3、DS10）和精密水准仪（DS05、DS1）。普通水准仪用于国家三、四等水准及普通水准测量，工程测量中一般使用DS3型微倾式普通水准仪。精密水准仪用于国家一、二等精密水准测量。D表示：大地测量；S表示：水准仪。数字表示仪器精度。如3表示：每公里往返测量高差中数的偶然中误差为正负3mm。

水准仪主要部件有望远镜、管水准器（或补偿器）、垂直轴、基座、脚螺旋。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水准仪（又称电子水准仪）。

经纬仪按精度不同分为：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ10。D表示大地测量；J表示经纬仪。数字表示仪器精度。

根据度盘刻度和读数方式的不同，分为游标经纬仪，光学经纬仪和电子经纬仪。

（注意：目前我国主要使用光学经纬仪和电子经纬仪，游标经纬仪早已淘汰）

卫星定位系统目前投入使用的有：中国北斗卫星导航系统、美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统、欧盟伽利略定位系统。

二等水准测量使用因瓦水准尺。三、四等水准测量或其他普通水准测量使用的水准尺是用干燥木料或者玻璃纤维合成材料制成，按其构造分为折尺、塔尺、直尺等数种，其横剖面成丁字形、槽形、工字形等。尺长为3m，是以厘米为分划单位的区格式双面水准尺。

黑面尺（主尺）；红面尺（辅助尺）

二、常用仪器使用

1.水准仪

（1）微倾水准仪使用步骤：安置仪器、粗略整平、调焦和照准、精确整平、读数。

1）粗平－调整三个脚螺旋，使圆水准气泡居中。

2）消除视差－先调目镜调焦螺旋看清十字丝，再转动物镜调焦螺旋，直至尺像与十字丝平面重合。

4）读数－当符合水准气泡居中时，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。

（2）自动安平水准仪操作程序为粗平一照准一读数。

2.经纬仪

步骤：对中、整平、照准、读数。

整平：仪器旋到任何位置时，气泡都居中为止。

照准：目镜调焦、粗瞄目标、物镜调焦、准确瞄准目标。

三、测量误差

1.误差产生的原因：人的原因；仪器的原因；外界环境的影响。

2.误差分类：系统误差、偶然误差、粗差。注意每种误差的内涵。2F311030水利水电工程建筑材料

建筑材料—指建造各种工程时所应用的材料

2F311031建筑材料的类型和特性

一、建筑材料的分类

（一）按化学成分（重点）－能对具体材料进行归类

1.无机材料

金属材料—包括钢铁材料及各种有色金属材料。

非金属材料—天然石材、烧土制品、水泥、石灰、混凝土、砂浆等。

2.有机材料—木材、竹材、沥青、合成高分子材料。

3.复合材料—钢筋混凝土、纤维混凝土、塑铝混凝土、聚合物混凝土、玻璃钢、纤维增强塑料。

（二）按材料来源分类—天然材料、人工材料

1.天然建筑材料，如土料、砂石料、木材等。

2.人工材料，石灰、水泥、金属材料、土工合成材料、高分子聚合物等。

（三）按功能分类—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。

1.结构材料—混凝土、型钢、木材等。

2.防水材料—防水砂浆、防水混凝土、紫铜止水片、膨胀水泥防水混凝土等。

3.胶凝材料—石膏、石灰、水玻璃、水泥、沥青等。

4.装饰材料—天然石材、建筑陶瓷制品、装饰玻璃制品、装饰砂浆、装饰水泥、塑料制品等。

5.防护材料—钢材覆面、码头护木等。

6.隔热保温材料—石棉板、矿渣棉、泡沫混凝土、泡沫玻璃、纤维板等。

二、建筑材料的基本性质

要点：

1.区分空隙率与孔隙率

孔隙率－材料中孔隙体积所占的百分比。

空隙率－粉状或颗粒状材料在某堆积体积内，颗粒之间的空隙体积所占的比例。

2.抗渗性

（1）用渗透系数K表示。K值越大，抗渗性能越差。

（2）对于混凝土和砂浆材料，用抗渗等级W表示，如W4：表示试件抵抗静水水压力的能力为0.4MPa。

3.抗冻性

用抗冻等级F表示。如F50：材料抵抗50次冻融循环，而强度损失未超过25%，质量损失未超过5%。

2F311032混凝土的分类和质量要求

粒径在0.15～4.75mm之间的为砂，即细骨料，粒径大于4.75mm的为石，即粗骨料。

一、混凝土骨料的分类和质量要求

粒径在0.15～4.75mm之间的为砂，即细骨料，粒径大于4.75mm的为石，即粗骨料。（一）细骨料

1.砂的分类

砂按技术要求分为：Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。Ⅰ类宜用于强度等级大于C60的混凝土；Ⅱ类宜用于强度等级为C30～C60及有抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土和砂浆配制。

2.用砂的级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数MX表示砂的粗细程度。细度模数越大，表示砂越粗。MX在3.7～3.1之间的为粗砂，MX在3.0～2.3之间的为中砂，MX在2.2～1.6之间的为细砂，MX在1.5～0.7之间的为特细砂。（二）粗骨料

1.分类

普通混凝土常用的粗骨料有碎石和卵石（砾石）。碎石是由天然岩石或大卵石经破碎、筛分而得的粒径大于4.75mm的岩石颗粒。卵石是由天然岩石经自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的粒径大于4.75mm的岩石颗粒，按其产源可分为河卵石、海卵石、山卵石等几种。碎石与水泥的粘结性较好；卵石与水泥的粘结性较差。

按技术要求分为：Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。Ⅰ类宜用于强度等级大于C60的混凝土；Ⅱ类宜用于强度等级为C30～C60及抗冻、抗渗或有其他要求的混凝土；Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土。

2.粗骨料公称粒级的上限称为该粒级的最大粒径。粗骨料的最大粒径在条件许可的情况下，尽量选大。

3.计算普通混凝土配合比时，一般以干燥状态的骨料为准，而大型水利工程常以饱和面干状态的骨料为基准。

二、砼的分类和质量要求

（一）砼的分类：注意按施工方法的分类

（二）砼的主要质量要求

1.和易性：保水性、黏聚性、流动性。流动性通过坍落度试验测定。

（1）和易性的指标及测定方法

一般常用坍落度定量地表示拌合物流动性的大小。坍落的高度（以mm计）称为坍落度。坍落度越大，表明流动性越大。按坍落度大小，将混凝土拌合物分为：低塑性混凝土（坍落度为10～40mm）、塑性混凝土（坍落度为50～90mm）、流动性混凝土（坍落度为100～150mm）、大流动性混凝士（坍落度≥160mm）。

对于干硬性混凝土拌合物（坍落度小于10mm），采用维勃稠度（VB）作为其和易性指标。（2）影响混凝土拌合物和易性的因素

影响拌合物和易性的因素很多，主要有水泥浆含量、水泥浆的稀稠、含砂率的大小、原材料的种类以及外加剂等。

①水泥浆含量的影响。单位体积混凝土内水泥浆含量越多，拌合物的流动性越大；但若水泥浆过多，混凝土拌合物将会出现流浆、泌水现象，使拌合物的黏聚性及保水性变差。因此，混凝土内水泥浆的含量，以使混凝土拌合物达到要求的流动性为准，不应任意加大。

②含砂率的影响。

砼含砂率（简称砂率）是指砂的用量占砂、石总用量（按质量计）的百分数。合理砂率是在水胶比及水泥用量一定的条件下，使混凝土拌合物保持良好的黏聚性和保水性并获得最大流动性的含砂率。即在水胶比一定的条件下，当混凝土拌合物达到要求的流动性，而且具有良好的黏聚性及保水性时，水泥用量最省的含砂率，即最佳砂率。

③水泥浆稀稠的影响。

当水胶比较小时，水泥浆较稠，拌合物的黏聚性较好，泌水较少，但流动性较小，相反，水胶比较大时，拌合物流动性较大但黏聚性较差，泌水较多。普通混凝土常用水胶比一般在0.40～0.75范围内。2.强度

混凝土的强度包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度和抗剪强度等。

（1）混凝土抗压强度

混凝土的立方体抗压强度。

边长为150mm的立方体试件，在标准养护（温度20±2℃、相对湿度95%以上）条件下，养护至28d龄期，用标准试验方法测得的极限抗压强度，称为混凝土标准立方体抗压强度，以fcu表示。

在立方体极限抗压强度总体分布中，具有95%强度保证率的立方体试件抗压强度，称为混凝土立方体抗压强度标准值（以MPa计），以fcu，k表示。

混凝土强度等级按混凝土立方体抗压强度标准值划分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14个等级。例如，强度等级为C25的混凝土，是指25MPa≤fcu，k＜30MPa的混凝土。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不小于C30。

（2）混凝土的抗拉强度

我国采用立方体的劈裂抗拉试验来测定混凝土的抗拉强度，称为劈裂抗拉强度。混凝土的抗拉强度一般为抗压强度的1/10～1/20。3.耐久性

抗渗性表示：抗渗等级；

抗冻性表示：抗冻等级；

提高耐久性的主要措施。

混凝土的耐久性是一个综合性概念，包括抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗碳化、抗磨性、抗碱-骨料反应等性能。

（1）混凝土的抗渗性

混凝土的抗渗性用抗渗等级（W）表示，即以28d龄期的标准试件，按标准试验方法进行试验所能承受的最大水压力（MPa）来确定。混凝土的抗渗等级可划分为W2、W4、W6、W8、W10、W12等6个等级，相应表示混凝土抗渗试验时一组6个试件中4个试件未出现渗水时的最大水压力分别为0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa、1.2MPa。

提高混凝土抗渗性能的措施有：提高混凝土的密实度，改善孔隙构造，减少渗水通道；减小水胶比；掺加引气剂；选用适当品种的水泥；注意振捣密实、养护充分等。

（2）混凝土的抗冻性

分为F50、F100、F150、F200、F250、F300、F400等7个等级，相应表示混凝土抗冻性试验能经受50、100、150、200、250、300、400次的冻融循环。

提高混凝土抗冻性最主要的措施是：提高混凝土的密实度；减小水胶比；掺加外加剂；严格控制施工质量，注意捣实，加强养护等。

（3）提高混凝土耐久性的主要措施

①严格控制水胶比。②混凝土所用材料的品质，应符合有关规范的要求。③合理选择骨料级配。④掺用减水剂及引气剂。⑤保证混凝土施工质量。2F311033胶凝材料的分类和用途

一、分类

按化学组成分为：有机胶凝材料和无机胶凝材料。

有机胶凝材料常见的如沥青。

无机胶凝材料分为：

水硬性，如：水泥。

气硬性，如：石灰和水玻璃。

1.石灰可塑性好、强度低、耐水性差、体积收缩大，一般不宜单独使用。

2.水玻璃俗称“泡花碱”。具有较强的粘结力。

水玻璃的用途：

（1）灌浆材料，常用于加固地基。（2）涂料。（3）防水剂。（4）耐酸材料。（5）耐热材料。（6）粘合剂。

二、水泥

1.通用水泥

通用水泥是指大量用于一般土木建筑工程的水泥，包括硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和复合水泥。使用最多的为硅酸盐类水泥，如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。

2.专用水泥

专用水泥是指有专门用途的水泥。下面介绍水利工程中常用的大坝水泥和低热微膨胀水泥。

大坝水泥包括中热和低热水泥。低热、中热水泥适用于大坝工程及大型构筑物等大体积混凝土工程。

低热微膨胀水泥适用于要求低热和补偿收缩的混凝土、大体积混凝土、要求抗渗和抗硫酸盐侵蚀的工程。3.特性水泥

（1）快硬硅酸盐水泥

快硬水泥是以3d抗压强度表示强度等级的水硬性胶凝材料，初凝不得早于45min，终凝不得迟于10h。

（2）快凝快硬硅酸盐水泥

双快水泥初凝不得早于10min，终凝不得迟于60min。主要用于紧急抢修工程，以及冬期施工、堵漏等工程。施工时不得与其他水泥混合使用。（凝结快，强度增长快）

（3）抗硫酸盐硅酸盐水泥

抗硫酸盐水泥适用于受硫酸盐侵蚀的海港、水利、地下隧涵等工程。

（4）白色硅酸盐水泥

（5）铝酸盐水泥

主要用于紧急抢修和早强要求的特殊工程，适用于冬期施工，主要缺点是后期强度倒缩，在使用3～5年后高铝水泥混凝土的强度只有早期强度的一半左右，抗冻渗和耐蚀等性能亦随之降低。高铝水泥不宜用于结构工程；使用温度不宜超过30℃；不得与其他水泥混合使用。注意：

1）低热、中热水泥适用于大坝工程及大型构筑物等大体积混凝土工程。

2）双快水泥主要用于紧急抢修工程，以及冬期施工、堵漏等工程。施工时不得与其他水泥混合使用。

3）铝酸盐水泥主要用于紧急抢修工程和有早强要求的特殊工程，适用于冬期施工。缺点是后期强度倒缩。不宜用于结构工程。施工时不得与其他水泥混合使用。

三、灌浆所用水泥的技术要求

灌浆工程所采用的水泥品种，通常可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐或复合硅酸盐水泥。

灌浆水泥应妥善保存，严格防潮并缩短存放时间；不得使用受潮结块的水泥。

回填灌浆、固结灌浆和帷幕灌浆所用水泥的强度等级应不低于32.5，坝体接缝灌浆、各类接触灌浆所用水泥的强度等级应不低于42.5。

水泥灌浆宜使用纯水泥浆液。在特殊地质条件下或有特殊要求时，根据需要通过现场灌浆试验论证，可使用下列类型的浆液：细水泥浆液、稳定浆液、水泥基混合浆液、膏状浆液、其他浆液。

水泥基混合浆液指掺有掺合料的水泥浆液，包括黏土水泥浆、粉煤灰水泥浆、水泥砂浆等。

2F311034外加剂的分类和应用

一、分类

1.改善混凝土拌合物流动性能的外加剂：减水剂、引气剂、泵送剂。

2.调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂：缓凝剂、早强剂、泵送剂。

3.改善混凝土耐久性的外加剂：引气剂、防水剂、阻锈剂。

4.改善混凝土其他性能的外加剂：引气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂等。

二、常用外加剂

引气剂：不宜用于蒸养混凝土及预应力混凝土。

缓凝剂：主要适用于大体积混凝土、炎热气候下施工的混凝土，以及需长时间停放或长距离运输的混凝土；不宜用在日最低温5℃以下施工的混凝土，也不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。

三、外加剂使用

1.一般不能直接加入混凝土搅拌机内。

2.为保证减水剂的减水效果，有同掺法、后掺法、分次掺入三种方法。

2F311035钢材的分类和应用

一、分类

1.按化学成分分为：碳素结构钢、普通低合金钢。

碳素结构钢根据含碳量的不同又分为低碳钢（含碳量小于0.25%），中碳钢（含碳量0.25%～0.60%）；高碳钢（含碳量0.60%～1.40%）。

2.钢筋按生产工艺分类

分为热轧钢筋、热处理钢筋、冷拉钢筋、钢丝（直径不大于5mm）。

热轧钢筋按强度分为：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级。随着级别增大，钢筋强度提高，塑性降低。

3.钢筋按外形分类

分为光面钢筋（直径不小于6mm）和变形钢筋（直径不小于10mm）。

4.钢筋按力学性能分类

可分为有物理屈服点的钢筋和无物理屈服点的钢筋。前者包括热轧钢筋和冷拉热轧钢筋；后者包括钢丝和热处理钢筋。

二、钢筋的主要力学性能

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。

热处理钢筋和钢丝无物理屈服点，热轧钢筋和冷拉热轧钢筋有物理屈服点。

屈服强度、极限强度、伸长率和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。

三、注意热轧钢筋的牌号含义和选用要求

如：HRB335表示热轧带肋钢筋，屈服强度为335MPa。

冷拉I级钢筋适用于非预应力受拉钢筋。

冷拉钢筋不宜用于负温度、受冲击或重复荷载作用的结构。

2F311036土工合成材料的分类和应用

我国把土工合成材料分为：土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特种材料四大类。

土工膜是透水性极低的土工合成材料。

土工复合材料：复合土工膜、塑料排水带、软式排水管。

土工特种材料：土工格栅、土工网、土工模袋、土工格室、土工管、土工包、土工合成材料黏土垫层。

土工合成材料主要功能：反滤、排水、隔离、防渗、防护和加筋。2F312000水利水电工程施工导流

施工技术内容体系（以某一水闸施工为例）导流内容体系

重点：导流方案选择（导流方法及适用），围堰堰顶高程。

土石围堰施工、抢险技术

2F312010导流

2F312011导流标准

在河流上修建水工建筑物，施工期间往往与通航、筏运、渔业、灌溉或水电站运行等水资源综合利用的要求发生矛盾。

在河流上修建水利水电工程时，为了使水工建筑物能在干地上进行施工，需要用围堰围护基坑，并将河水引向预定的泄水通道往下游宣泄，这就是施工导流。一、导流标准－选定导流设计流量的标准。导流设计流量是选择导流方案、确定导流建筑物的主要依据。

导流标准确定：依据：1）导流建筑物级别，2）导流建筑物类型，3）风险度分析。

二、导流时段－按照导流的各个施工的阶段划分的延续时间。

三、导流设计流量

依据导流标准、导流时段来确定

1.土坝、堆石坝、支墩坝等在洪水来临前不能完建时，围堰的导流时段一般以全年为标准，导流设计流量按导流标准选择相应洪水重现期的最大流量。

2.若洪水来临前坝身能起拦洪作用，则围堰的导流时段为洪水来临前的施工时段（枯水期挡水），导流设计流量为该时段内按导流标准选择相应洪水重现期的最大流量。

2F312012导流方法

施工导流的基本方法可分为分期围堰法导流和一次拦断河床围堰导流两类。

一、分期围堰法导流

分期围堰法导流，就是用围堰将水工建筑物所在的河段分段分期围护起来的施工方法。河水通过束窄河床、坝体缺口、坝体底孔等下泄。

分期围堰法：

1.束窄河床导流

束窄河床导流，是通过束窄后的河床泄流，通常用于分期导流的前期阶段，特别是一期导流。

2.通过已完建或未完建的永久建筑物导流

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，平原河道上的低水头河床式径流电站可采用厂房导流，个别高、中水头坝后式厂房，也有通过厂房导流的。这种方式多用于分期导流的后期阶段。分期导流一般适用于下列情况（水文、地形、地质）：

①导流流量大，河床宽，有条件布置纵向围堰；

②河床中永久建筑物便于布置导流泄水建筑物；

③河床覆盖层不厚。

挡水建筑物：上下游围堰、纵向围堰。

泄水建筑物：束窄原河床，混凝土坝的坝体预留缺口、坝体底孔，明槽，平原河道低水头河床径流电站的厂房等。

典型适用：流量较大的平原河道或河谷较宽的山区河流上修建混凝土坝枢纽时较为常用。

二、一次拦断河床围堰导流

一次拦断河床围堰导流是指在河床内距主体工程轴线（如大坝、水闸等）上下游一定的距离，修筑围堰，一次性截断河道，使河道中的水流经河床外修建的临时泄水道或永久泄水建筑物下泄，故又称河床外导流。一次拦断河床围堰导流一般适用于枯水期流量不大且河道狭窄的河流，按其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。在实际工程中也采用明渠隧洞等组合方式导流。

挡水建筑物：上下游围堰

泄水建筑物：明渠导流；隧洞导流；涵管导流。（一）明渠导流

明渠导流是在河岸或河滩上开挖渠道，在基坑的上下游修筑横向围堰，河道的水流经渠道下泄。

1.布置

1）明渠进出口应同上下游水流相连，与主河道的交角以30°为宜；

2）明渠进出口应与上下游围堰相隔适当距离，一般以50～100米为宜；

3）明渠离基坑应有相当距离；

4）明渠应尽可能与永久建筑物相结合。

2.适用

岸坡平缓或有一岸具有较宽的台地、垭口或古河道的地形。（二）隧洞导流

隧洞导流是在河岸边开挖隧洞，在基坑的上下游修筑围堰，水流由隧洞下泄。

1.布置

1）隧洞进出口应同上下游水流相连，与主河道的交角以30°为宜；

2）隧洞进出口应与上下游围堰相隔适当距离，一般大于50米；

3）导流隧洞应尽可能与永久建筑物相结合。

2.适用

河谷狭窄、两岸地形陡峻、山岩坚实的山区河流。3.工程实例

龙羊峡水电站导流

图青海省龙羊峡水电站隧洞导流

1-混凝土坝；2-上游围堰；3-下游围堰；4-导流隧道；5-临时溢洪道

毛家村水库导流

图毛家村水库导流隧洞与永久隧洞结合布置

1-永久隧洞；2-导流隧洞；3-混凝土堵头（三）涵管导流

涵管导流是利用涵管进行导流，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。由于涵管过多对坝身结构不利，且使大坝施工受到干扰，因此坝下埋管不宜过多，单管尺寸也不宜过大。涵管应在干地施工，通常涵管布置在河滩上，滩地高程在枯水位以上。三峡导流示例

三峡一期导流布置图

三峡二期导流布置图

三峡三期导流布置图

案例考点：

1.导流方案选择

要点：依据导流方法适用性选择或判断。

2.依据导流思想的排序

要点：以疏为核心，先有泄流建筑物，再施工围堰。

3.度汛问题案例分析：

某水利枢纽加固改造工程包括以下工程项目：

（1）浅孔节制闸加固。主要内容包括：底板及闸墩加固、公路桥及以上部分拆除重建等。浅孔闸设计洪水位29.5m；

（2）新建深孔节制闸。主要内容包括：闸室、公路桥、新挖上、下游河道等。深孔闸位于浅孔闸右侧（地面高程35.0m左右）；

（3）新建一座船闸。主要内容包括：闸室、公路桥、新挖上、下游航道等；

（4）上、下游围堰填筑；

（5）上、下游围堰拆除。

施工导流采用深孔闸与浅孔闸互为导流。深孔闸在浅孔闸施工期内能满足非汛期十年一遇的导流标准。枢纽所处河道的汛期为每年的6、7、8三个月。

2005年汛期枢纽工程基本具备设计排洪条件。

【问题】

1.按照合理布置的原则，指出示意图中代号①、②、③、④、⑤所对应的临时设施的名称。

2.指出枢纽加固改造工程项目中哪些是控制枢纽工程加固改造工期的关键项目，并简要说明合理的工程项目建设安排顺序。

『参考答案』

1.①——地磅房；②——混凝土拌合系统；③——油料库；④——预制构件厂；⑤——生活区。

2.新建深孔闸（含新挖上、下游河道）、上下游围堰填筑、浅孔闸加固、上下游围堰拆除。

第一步施工新建深孔闸（含新挖上下游河道），使之在2004年汛后尽早具备导流条件；

第二步随后实施上下游围堰填筑；

第三步再实施浅孔闸加固工作；

第四步实施上下游围堰拆除，2005年汛前枢纽工程基本具备设计排洪条件。

新建船闸（含新挖上下游航道）均无度汛要求，可作为深、浅孔闸工程的调剂工作面。2F312013围堰的类型及施工要求

土石围堰

草土围堰

混凝土围堰

汾河二库横向围堰

万家寨碾压混凝土围堰

三峡纵向围堰

一、围堰的类型

围堰按材料分土石围堰、混凝土围堰、草土围堰、木笼围堰、竹笼围堰、钢板桩格形围堰等。按围堰与水流方向的相对位置分横向围堰、纵向围堰。按导流期间基坑淹没条件分过水围堰、不过水围堰。过水围堰除需要满足一般围堰的基本要求外，还要满足堰顶过水要求。

1.土石围堰

土石围堰由土石填筑而成，多用作上下游横向围堰。它能充分利用当地材料，对基础适应性强，施工工艺简单。土石围堰可做成过水围堰，允许汛期围堰过水，但需做好溢流面、堰址下游基础和两岸接头的防冲保护。土石围堰的防渗结构形式有土质心墙和斜墙、混凝土心墙和斜墙、钢板桩心墙及其他防渗墙结构。

2.混凝土围堰

混凝土围堰是用常态混凝土或碾压混凝土建筑而成。混凝土围堰宜建在岩石地基上。混凝土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。混凝土围堰结构形式有重力式、拱型等形式。

3.草土围堰

草土围堰是一种草土混合结构。草土围堰能就地取材，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、小型水利工程。

4.竹笼围堰

竹笼围堰是用内填块石的竹笼堆叠而成的挡水建筑物，在迎水面一般用木板、混凝土面板或填黏土阻水。采用木面板或混凝土面板阻水时，迎水面直立；用黏土防渗时，迎水面为斜墙。竹笼围堰的使用年限一般为1～2年，最大高度约为15m。

5.钢板桩格形围堰

钢板桩格形围堰是由一系列彼此相连的格体形成外壳，然后在内填以土料或砂料构成。格体是土或砂料和钢板桩的组合结构，由横向拉力强的钢板桩连锁围成一定几何形状的封闭系统。钢板桩格形围堰按挡水高度不同，其平面形式有圆筒形格体、扇形格体、花瓣形格体，应用较多的是圆筒形格体。圆筒形格体钢板桩围堰，一般适用的挡水高度小于15～18m，可以建在岩基或非岩基上，也可作过水围堰用。

二、选择围堰类型的基本要求

三、围堰堰顶高程的确定（案例点）

纵向围堰堰顶高程要与束窄河段宣泄导流设计流量时的水面曲线相适应。纵向围堰的顶面常做成阶梯状或倾斜状，上游部分与上游围堰同高，下游部分与下游围堰同高。

下游围堰的堰顶高程由式（2F312013-1）决定：

Hd=hd+ha+δ

上游围堰的堰顶高程由式（2F312013-2）决定：

Hu=hd+z+ha+δ

四、围堰施工

1.土石围堰的施工（案例）

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，并适时安排防渗墙施工；水下部分的施工，土料、石渣、堆石体的填筑可采用进占法，也可采用各种驳船拋填水下材料。

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）与纵向围堰接头处理

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渗径长度要求。

3）围堰拆除（时间、顺序、方法）：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。2.混凝土围堰的施工

混凝土围堰多为重力式。狭窄河床的上游围堰，在堰肩地质条件允许的情况下，也可采用拱形结构。混凝土围堰的施工与混凝土坝相似。混凝土围堰一般需在低土石围堰保护下干地施工，但也可创造条件在水下浇筑混凝土或预填骨料灌浆。

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。

3.钢板桩格形围堰施工

钢板桩格形围堰的修建和拆除机械化程度高，钢板桩回收可达70%，边坡垂直、断面小、占地少，安全可靠。钢板桩格形围堰修建工序：定位、打设模架支柱、模架就位、安插打设钢板桩、安装围檩和拉杆、拆除支柱和模架、填充砂砾料至设计高度。

钢板桩围堰的拆除。工程完工后，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，拆除钢拉杆和围檩，用振动锤拔除钢板桩。

2F312014汛期施工险情判断与抢险技术

常见险情：漏洞、管涌、漫溢。

一、漏洞

（一）原因：填土质量不好、有架空。

（二）特征：贯穿堰身，通过孔洞直接流向围堰背水侧。出口一般在背水坡或堰脚附近。

（三）探测：水面观察、潜水探漏、投放颜料观察水色。

（四）抢险（针对漏洞进口处理）（案例）

1.塞堵漏洞：塞堵漏洞进口是最有效最常用的方法。先塞堵，再封堵闭气，直至完全断流。适用于漏洞单一，但流量大的情况。

2.盖堵漏洞

（1）复合土工膜排体或篷布盖堵。适用于洞口多且集中的情况。

（2）就地取材盖堵。适用于洞口附近流速小，土质松软或洞口周围已有许多裂缝时，可用该法。

注意点：洞口覆盖后，必须立即封严四周（避免四周进水）。

3.戗堤法：临水坡漏洞多而小，范围较大时，抛黏土填筑前戗或临水筑子堤。

考核点：给出工程具体情况，请考生选择抢险方法。【例题】某工程在汛期围堰经探测发现漏洞洞口多且比较集中，此时抢险方法可选择（）。

A.塞堵

B.复合土工膜排体盖堵

C.就地取材盖堵

D.戗堤法

『正确答案』B

『答案解析』本题考查的是漏洞险情的抢护方法。复合土工膜排体盖堵适用于洞口较多且较为集中漏洞险情的抢护。参见教材P59。

二、管涌（一般出现在渗流出口处，为非粘性土的特性）堵出口

（一）抢险原则：制止涌水带砂，留有渗水出路。

（二）方法

1.反滤围井

适用于单个管涌或管涌数目多且集中的情况，围井内必须用透水料铺填，切忌用不透水材料。

（1）砂石反滤围井

（2）土工织物反滤围井

土工织物铺设一定要形成封闭的反滤层，土工织物周围应嵌入土中，土工织物之间用线缝合。再在土工织物上面用块石等强透水材料压盖，加压顺序为先四周后中间，最终中间高、四周低，最后在管涌区四周用土袋修筑围井。围井修筑方法和井内水位控制与砂石反滤围井相同。

（3）梢料反滤围井

2.反滤层压盖

适用于大面积管涌或管涌群。反滤层压盖必须用透水性好的砂石、土工织物、梢料等材料，切忌使用不透水材料。

三、漫溢

措施：在堰顶上加筑子堤。2F312020截流

2F312021截流方法

一、截流的基本方法

1.在导流泄水建筑物接近完工时，即以进占方式自两岸或一岸建筑戗堤形成龙口，并将龙口防护起来，待导流泄水建筑物完工以后，在有利时机，以最短时间将龙口堵住，截断河流。

2.截流过程

“戗堤”—为了截流，先在河床的一侧或两侧向河床中筑堤，该堤称为戗堤；

过程：进占—龙口范围加固—合龙—闭气。3.截流的基本方法

抛投块料截流、爆破截流、下闸截流、其它（木笼、钢板桩、草土、杩槎堰、水力冲填法截流等）。

（1）抛投块料截流

在龙口抛投石块或人工块体截断水流，迫使河水经导流建筑物下泄。（特别适用于大流量、大落差的河道上的截流）。

采用抛投块料截流，按不同的抛投合龙方法可分为平堵、立堵、混合堵三种。

平堵：

1）先在龙口建造浮桥或栈桥，由自卸汽车或其他运输工具运来抛投料，沿龙口前沿投抛。

2）适用于易冲刷的地基上截流。

平堵法截流

（a）立面图；

（b）横断面图

1-截流戗堤；2-龙口；3-覆盖层；4-浮桥；5-截流体立堵：

1）用自卸汽车或其他运输工具运来抛投料，以端进法抛投（从龙口两端或一端下料）进占戗堤，逐束窄龙口，直到全部拦断。

2）适用于大流量、岩基和覆盖层较薄的岩基河床。

3）截流落差不超过3.5m时，宜选择单戗立堵截流。截流流量大且落差大于3.5m时，宜选择双戗或多戗立堵截流。（新增）

立堵法截流

（a）双向进占；

（b）单向进占

1-截流戗堤；2-龙口混合堵：

有先平堵后立堵和先立堵后平堵两种。

（2）爆破截流

在坝址处于峡谷地区、岩石坚硬、岸坡陡峻、交通不便或缺乏运输设备时，可采用定向爆破截流。

（3）下闸截流

在泄水道中预先修建闸墩，最后下闸截断水流。

2F312022龙口布置和截流材料的选择

一、龙口位置的选择

1.一般来说，龙口应设置在河床主流部位，方向力求与主流顺直，使截流前河水能较顺畅地经由龙口下泄。

2.龙口应选择在耐冲河床上，以免截流时因流速增大，引起过分冲刷。如果龙口河床覆盖层较薄，则应清除；否则，应进行护底防冲。

3.龙口附近应有较宽阔的场地，以便布置截流运输路线和制作、堆放截流材料。

二、龙口宽度的确定

1.尽可能窄些。

2.龙口保护包括：护底和裹头。

3.龙口宽度及防护措施根据：流量、龙口的抗冲流速确定。三、截流材料尺寸的确定

在截流中，合理选择截流材料的尺寸或重量，对于截流的成败和节省截流费用具有很大意义。尺寸或重量取决于龙口流速。

四、截流材料数量的确定

（一）不同粒径材料数量的确定

立堵截流时，最大粒径材料数量，常按困难区段抛投总量的1/3考虑。

（二）备料量

截流备料总量根据截流物料堆存条件、运输条件、可能流失量及戗堤沉陷等因素综合分析，并留适当备用量，一般备用系数可取1.2～1.3。葛洲坝截流

三峡截流

小浪底峡截流

万家寨截流

飞来峡截流

四川大桥截流

珊溪截流

西藏乌鲁瓦提截流

2F313000水利水电工程主体工程施工

2F313010土石方开挖工程

2F313011土方开挖技术

一、土的工程分类（开挖方法、开挖难易）

1.土的分级（开挖方法）

分为4级。

开挖方法上，用铁锹或略加脚踩开挖的土为Ⅰ类；用铁锹，且需用脚踩开挖的土为Ⅱ类；用镐、三齿耙开挖或用锹需要力加脚踩开挖的土为Ⅲ类；用镐、三齿耙等开挖的土为IV类。见表2F313011。

重点掌握如何依据开挖方法来进行土的分级。【例题】用铁锹且需脚踩开挖的土一般为（）级。

A.Ⅰ

B.Ⅱ

C.Ⅲ

D.Ⅳ

『正确答案』B

『答案解析』本题考查的是土的工程分类。用铁锹，且需用脚踩开挖的土为Ⅱ类。二、开挖方式

自上而下开挖；上下结合开挖；先河槽后岸坡开挖；分期分段开挖。三、开挖方法

机械开挖、人工开挖。

1.机械开挖（挖掘机、推土机、装载机、铲运机）

注意不同机械各自的适用性

正铲：适用于停机面以上的土方。

正铲挖掘机。正铲挖掘机是土方开挖中常用的一种机械。它具有稳定性好、挖掘力大、生产率高等优点。适用于I～IV类土及爆破石渣的挖掘。

正铲挖掘机的挖土特点是：向前向上，强制切土，主要挖掘停机面以上的掌子。按其与运输工具相对停留位置的不同，有侧向开挖和正向开挖两种方式（如图2F313011-1所示），采用侧向开挖时，挖掘机回转角度小，生产效率高。

反铲：主要挖掘停机面以下的掌子，多用于开挖深度不大的基槽和水下石渣。

索铲：适用于停机面以下的掌子，多用于开挖深度较大的基槽，沟渠和水下土石。

抓铲：抓铲挖掘机可以挖掘停机面以上及以下的掌子。水利水电工程中常用于开挖土质比较松软（I～II类土）、施工面狭窄而深的集水井、深井及挖掘深水中的物料，其挖掘深度可达30m以上。多斗挖掘机。多斗挖掘机是一种连续工作的挖掘机械，从构造上可以分为链斗式、斗轮式、滚切式等三种。

链斗式挖掘机的主要特点是挖斗连接在挠性构件（斗链）上，通过斗链带动斗的运动，把挖掘的土壤带出掌子面。斗轮式挖掘机的主要特点是挖斗固定在刚性构件（斗轮）上，通过轮斗带动挖斗运动，把挖掘的土壤带出掌子面。滚切式挖掘机可通过刀齿对土壤的铣切挖出成型断面的沟槽，这种挖掘机在水电工程中很少使用。

由于连续作业式挖掘机装有多只挖斗，土壤不断被挖取并不断被带出掌子面，因此它的作业过程是连续进行的。它与单斗挖掘机相比，具有下列特点：

①连续作业式挖掘机的作业过程是连续进行的，运行不另占时间。

②连续作业式挖掘机在作业时，工作装置在掌子面中作均匀而连续的运动，其所承受的静载荷和动载荷比单斗挖掘机小，因此，它的质量轻，在同样生产率情况下，连续作业式挖掘机的自重只有单斗挖掘机的50%～60%。

③连续作业式挖掘机的动力消耗少，生产率高，在同样功率装备下，连续作业式挖掘机的生产率是单斗挖掘机的1.5～2.5倍。

④连续作业式挖掘机能够一次挖到很大的深度或高度，而且掌子面形状比较规整，一般不需要再进行人工修整。

⑤连续作业式挖掘机操纵比较简单，装载时对车辆造成的冲击小。

但是，连续作业式挖掘机也有一些缺点，主要是挖掘能力小，不能挖掘硬土、岩石或冻土；只能挖掘不夹杂大块（尺寸大于斗宽的0.2倍）的I～Ⅲ级土壤，或十分均匀而没有夹杂物的IV级土壤。同时连续作业式挖掘机是专用性机器，通用性差。这些缺点就限制了它的应用范围。推土机：是一种在拖拉机上安装有推土工作装置（推土铲）的常用的土方工程机械。它可以独立完成推土、运土及卸土三种作业。在水利水电工程中，它主要用于平整场地，开挖基坑，推平填方及压实，堆积土石料及回填沟槽等作业，宜用于100m以内运距、I～Ⅲ类土的挖运，但挖深不宜大于1.5～2.0m，填高不宜大于2～3m。

铲运机：综合完成铲土、装土、运土、卸土。它适用于IV级以下的土壤工作。一般拖式铲运机（用履带式机械牵引）的经济运距为500m以内，自行式轮胎铲运机的经济运距为800～1500m。

按铲运机的卸土方式可分为强制式、半强制式和自由式三种。

按铲运机的装载方式分为普通式和链板式两种。

装载机：装载松散物料的工程机械。不仅可以对堆积的松散物料进行装、运、卸作业和短距离的运土。也可以对岩石、硬土进行轻度挖掘和推土作业，还可以进行清理，刮平场地，起重、牵引等作业。装载机按行走装置分为轮式和履带式两种。按卸载方式可分为前卸式、后卸式、侧卸式和回转式四种。按额定载重量可分为小型（＜1t）、轻型（1～3t）、中型（4～8t）、重型（＞lOt）四种。2.人工开挖

不具备机械开挖条件时或机械设备不足时采用人工开挖。

（1）地下水位较高时，注意排水。具体：先挖出排水沟，再分层下挖。

（2）临近设计高程时，留：0.2～0.3m的保护层。

（3）线状布置的工程（溢洪道、渠道），采用分段施工的平行流水作业组织方式。

（4）开挖坚实黏性土和冻土时，采用爆破松土与人工、推土机、装载机等开挖方式配合来提高开挖效率。四、土方开挖一般要求

注意：合理布置开挖工作面和出土路线。合理选择和布置出土地点和弃土地点，做好挖填方平衡。开挖边坡，要防止塌滑。地下水位以下土方的开挖，做好排水工作。五、渠道开挖

人工开挖、机械开挖

1.人工开挖

（1）干地开挖渠道—自中心向外，分层下挖。

（2）受地下水影响渠道—一次到底法、分层下挖法（中心排水沟法、翻滚排水沟法）。

2.机械开挖

（1）推土机开挖：挖深不易超过1.5～2.0米，填筑堤顶高度不易超过2～3米，坡度不易陡于1:2。

（2）铲运机开挖：半挖半填渠道或全挖方渠道就近弃土。

铲运机开挖渠道：铲运机开挖渠道的开行方式有环形开行和“8”字形开行。

a.横向环形开行—渠道开挖宽度大于铲土长度，而填土或弃土又大于卸土长度；反之采用纵向环形开行。

b.8字形开行—工作前线较长，填挖高差较大时采用。

2F313012石方开挖技术

一、岩石分类按形成条件分类：火成岩（岩浆岩）、水成岩、变质岩。

火成岩：主要包括花岗岩、闪长岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩等。

水成岩：主要包括石灰岩和砂岩。

变质岩：主要包括片麻岩、大理岩和石英岩。

二、岩石的分级依据坚固系数分级。注意根据坚固系数的具体分级。

岩石根据坚固系数的大小分级，前10级（V～XIV）的坚固系数在1.5～20之间，除V级的坚固系数在1.5～2.0之间外，其余以2为