2015一建水利笔记技术部分

1 / 431F411010 水利水电工程勘测与设计一、 常用测量仪器1、水准仪（普通 精密） DS3：每公里往返测量高差中数的偶然中误差为 3mm安置和粗平调焦和照准 视差产生原因：目标影像与十字丝分划板不重合精平 不论正像或倒像，读书总由注记小的一端向大的一端独处，读书 读书保留四位数角度测量（水平角、竖直角）2、经纬仪低精度的视距测量对中 目镜调焦整平 粗瞄目标照准 物镜调焦读书 准确瞄准目标3、电磁波测距仪4、全站仪5、全球定位系统 GPS （大地测量、城市和矿山测量、建筑物变形测量、水下地形测量）6、水准尺 （精密水准测量指国家一、二等水准测量） 黑面尺（主尺） 红面尺（辅助尺）（普通水准测量指国家三、四等水准测量（尺长 3 米） ）使用方法使用方法2 / 43距离丈量可取中数作为最后值二、高程（地面点到高度起算面的垂直距离） “1985 国家高程基准”1、比例尺： 1/M M 越大 比例尺越小大比例尺 中比例尺 小比例尺M 1 万 10 万2、 直角交会法 水准测量法极坐标法 光电测距三角高程法角度交会法 解析三角高程法距离交会法 视距法3、开挖工程测量开挖区原始地形图和原始断面图测量开挖轮廓点放样开挖竣工地形、断面测量和工程量测算（1） 用视距法测定，视距不大于 50m（预裂爆破放样，不宜采用）视差法测定，端线法线长度不应大于 70m（2）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）时两次独立测量同一工程，其测算体积较差，在小于该体积的 3%时（3）连续垂直上升的建筑物，除有结构物的部位，高程放样精度要求较低，主要防粗差溢流面、斜坡面以及形体特殊部位，高程放样精度，与平面位置放样精度一致高程放样中误差要求不大于10mm 部位，应采用高程位置放样方法平面位置放样方法采用经纬仪代替水准仪工程放样时，注意：1、 放样点离高程控制点不大于 50m2、 必须用正倒镜置平法读书，并取正倒镜读数的平均值进行计算内容混凝土建筑物高程放样3 / 43混凝土抹面、有金属结构及机电设备埋件的部位，高程放样精度，通常高于平面位置放样精度，应采用水准测量方法注意检核。4、施工期间外部变形监测施工区滑坡观测高边坡开挖稳定性监测围堰的水平位移和沉陷观测临时性的基础沉陷（回弹）和裂缝监测等（1） 基点的选择 必须建立在变形区以外稳固的基岩上，土质或不稳地区进行加固。 尽量靠近变形区，对测点构成有利的作业条件 一般建造有强制归心的混凝土观测墩 垂直位移的基点，至少设一组，每组不低于 3 个固定点（2） 测点的选择 埋设 变形体牢固结合，选在变形幅度、变形速率大的部位，且能控制变形体的范围 滑坡测点宜在滑动量大、滑动速度快的轴线方向和滑坡前沿区等部位 高边坡稳定监测点，宜呈断面形式布置在不同的高程面上 采用视准线监测的围堰变形点，其偏离视准线的距离不应大于 20mm。垂直位移测点宜与水平位移测点何用。 山体或建筑物裂缝观测点，应埋设在裂缝两侧。（3 ） 误差系统误差： 仪器原因 仪器校核偶然误差： 外界原因 多次测量求平均值粗差： 人的粗心或干扰 应避免，错误数值舍弃重新测量三、水文地质条件分析1、 倾斜构造 背斜褶皱构造 向斜 节理断裂构造 劈理2、天然建筑材料勘察级别 断层勘察储量不少于设计需求量 勘察与实储误差不超过变形观测的基点，尽量利用控制网中较稳固可靠的控制点，也可建立独立的、相对的控制点，精度要求不低于四等网的标准内容地质构造4 / 43明排法轻型井点普查初查 可行性研究阶段 2.5-3 倍 40%详查 初步设计阶段 1.5-2 倍3、 松弛张裂：临谷部位的岩体被冲刷侵蚀或人工开挖，使边坡岩体失去约束，应力重新分布，使岩体发生向临空面方向的回弹变形及产生近平行于边坡的拉张裂隙，一般称为边坡卸荷裂隙。蠕变：岩（土）体在重力作用下向临空方向发生长期缓慢的塑性变形的现象崩塌：较陡边坡上岩体土体在重力作用下突然若离母体崩落、滚动堆积在坡脚滑坡：边坡岩体土体在重力作用下沿贯通的剪切破坏面发生滑动破坏。地形地貌条件的影响 风化因素岩土类型和性质的影响 人工挖掘地质构造和岩体结构的影响 振动水的影响 地震其他因素的影响4、基坑施工中，防止边坡失稳，保证施工安全的措施：（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5、基坑降排水目的：（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 明排法（3）对下卧承压含水层的粘性土基坑，防止基坑底部隆起 轻型井点（4 ）保持基坑土体干燥，方便施工 管井井点 人工降水（1 ） 不易产生流砂、流土、潜蚀、管涌、淘空、塌陷等的黏性土、砂土、碎石土的底层（2 ） 基坑地下水位超出基础地板或洞低标高不大于 2.0m（1 ） 黏土、粉质黏土、粉土的底层（2 ） 基坑边坡不稳，易产生流土、流砂、管涌的现象影响边坡稳定的因素塌滑、错落、倾倒等过渡类型泥石流也是一种边坡变形破坏途径5 / 43管井降水（3 ） 地下水位小于 6.0m，宜用单级真空电井；大于 6.0m，场地有限宜用喷射点井、接力点井；场地条件允许宜用多级点井（1 ） 第四系含水层厚度大于 5.0m（2 ） 含水层渗透系数 K 宜大于 1.0m/d (1X10-3 cm/s)411020 水利水电工程设计一、项目建议书 预可行性研究阶段可行性研究 项目建议书初步设计 可行性研究阶段招标设计 招标设计阶段施工图设计阶段 施工图设计阶段二、水利水电工程等别划分 根据工程规模、效益及国民经济重要性划分1、水利水电工程分等指标工程等别 工程规模 大（1 ）型 大（2） 型 中型 小（1）型 小（2 ）型总库容（亿方） 10 101.0 1.00.1 0.10.01 0.010.001装机容量（万 KW） 120 12030 305 51 12、平原区拦河水闸工程分等指标3、灌溉、排水泵站分等指标工程等别 工程规模 大（1 ）型 大（2）型 中型 小（1 ）型 小（2）型过闸流量（m 3/s） 5000 50001000 1000100 10020 20工程等别 工程规模 大（1 ）型 大（2） 型 中型 小（1）型 小（2 ）型水利工程设计阶段分为 水电工程设计阶段分为对重大项目或技术复杂项目，可根据需要增加技术设计阶段。亿方=10 8m31 万KW=10MW1MW=106W各项不同时，按最高的等别确定120 30 5 15000 1000 100 20200 50 10 20.010.1136 / 434、引水枢纽工程分等指标三、水工建筑物级别划分1、永久性水工建筑物级别 按所在工程的等别和建筑物的重要性划分 5 级2、水库大坝等级指标水利枢纽工程水库大坝按上表规定为 2 级、3 级的永久性水工建筑物，坝高超出下表的，级别可以提高一个级别，但是洪水标准可以不提高。3、堤防工程级别 根据确定的保护对象的防洪标准确定装机流量（ m3/s） 200 20050 5010 102 2装机功率（万 KW） 3 31 10.1 0.10.01 0.01工程等别 工程规模 大（1 ）型 大（2） 型 中型 小（1）型 小（2 ）型引水流量（ m3/s） 200 20050 5010 102 2工程等别 主要建筑物 1 2 3 4 5次要建筑物 3 3 4 5 5级别 坝型 坝高（ m）2 土石坝混凝土坝、浆砌石坝 901303 土石坝混凝土坝、浆砌石坝 70100防洪标准【重现期（年） 】 100 100 且50 50 且30 小于 30 且20 20 且10堤防工程级别 1 2 3 4 5200 50 10 2100 50 30 20 107 / 43穿堤水工建筑物级别，按其所在堤防工程的级别和建筑物规模相应的级别中最高级别确定。4、临时性水工建筑物级别（1 ）水利水电工程施工期的临时性挡水和泄水建筑物级别，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。级别 3 4 5保护对象 有特殊要求的 1 级永久性水工建筑物 1、2 级永久性水工 建筑物 3、4 级永久性水工 建筑物使用年限 3 32 2高度（m） 50 5015 15临时性水工建筑物规模 库容（10 8m3） 1.0 1.00.1 0.1(2)临时性水工建筑物按表分属于不同级别时，级别按最高级别确定。但对于 3 级临时性水工建筑物，符合该级别的指标不得少于 2 项。四、水利水电工程洪水标准1、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。2、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。3、当山区、丘陵地区的水利水电工程永久性水工建筑物的挡水高度低于 15m，且上下游最大水头差小于 10m 时，洪水标准按平原、滨海区标准确定。当平原、滨海地区的水利水电工程永久性水工建筑物的挡水高度高于 15m，且上下游最大水头差大于 10m，洪水标准按山区、丘陵区标准确定。4、临时性水工建筑物洪水标准【重现期 年】临时性建筑物类型 临时性水工建筑物级别教材有误3501.02150.18 / 433 4 5土石结构 5020 2010 105混凝土、浆砌石结构 2010 105 53五、水库校核洪水位：校核情况允许临时达到的最高水位设计洪水位：设计下允许达到的最高洪水位 挡水建筑物稳定计算的主要依据防洪高水位：遇下游保护对象的设计洪水时，在坝前的最高水位防洪限制水位：汛期允许兴利的上限水位正常蓄水位：满足设计的兴利要求在供水期开始时应蓄到的最高水位 挡水建筑物稳定计算的主要依据死水位：允许消落到的最低水位总库容：最高洪水位以下的水库净库容（代表性指标，划分等别及建筑级别，确保安全标准的依据）防洪库容：防洪高水位-防洪限制水位间的水库库容调洪库容：校核洪水位-防洪限制水位的水库库容 兴利库容：正常蓄水位-死水位间的水库容积。411023411027一、 地形条件地质条件施工条件建筑材料条件 主要建筑物其他条件 次要建筑物二、水工建筑物分类 围堰水库特征水位水库特征库容调洪库容防洪库容保下游保大坝坝址选择永久性建筑物按使用期限1、 河谷狭窄，地质条件良好，适修拱坝2、 河谷宽阔，地质条件良好，可选用重力坝或支墩坝3、 河谷宽阔、河床覆盖层深厚或地质条件较差，且土石、沙砾等储量丰富，适修土石坝1、 重力坝坝址，岩石有足够的强度及完整性、均匀性2、 混凝土拱坝坝址，岩体的强度及完整性比重力坝要求更高，同时坝肩要有良好稳定性3、 土石坝坝址，清查坝基覆盖层厚度，并注意坝基是否存在可能液化的土层9 / 43导流隧洞导流明渠挡水建筑物（堤防、海塘）泄水建筑物输水建筑物 丁坝取水建筑物 顺坝河道整治建筑物 导流堤护底水电站建筑物 护岸渠系建筑物 潜坝港口水工建筑物 丁顺坝过坝建筑物二、水工建筑物主要设计方法1、安全系数法 （定性不定量 不能做比较）2、可靠度法 在规定的时间、规定的条件下具有预定功能的概率水工混凝土结构的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。3、 永久作用荷载 随时间基本不变可变作用荷载 偶然作用荷载4、渗流分析的主要内容：确定渗透压力、确定渗透坡降（或流速） 、确定渗流量三、建筑材料类型1、气硬性凝胶材料 石灰 石膏 水玻璃无机胶凝材料无机非金属材料 水硬性凝胶材料 水泥天然石料无机材料 烧土与熔融制品黑色金属 （钢 生铁）金属材料 有色金属 （铜 铝 合金）沥青材料 （是一种有机胶凝材料）合成树脂通用性专门性按功能分类临时性建筑物按物理化学性质分类结构自重、永久设备自重、土压力、淤沙压力、地应力、围岩压力、预应力静水压力、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、土壤空隙水压力、灌浆压力地震作用、校核洪水位的静水压力、扬压力、浪压力及水重等10 / 43有机材料 植物材料 塑料 土工织物合成橡胶合成高分子材料 合成纤维 土工膜土工合成材料土工复合材料土工特殊材料复合材料2、建筑材料的应用条件 渗透系数不宜大于 1X10-4cm/s（1） a.常用与均质土坝的土料是砂质黏土和壤土土坝（体）壳用土石料 b.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、抗剪强度参数较大的混合料防渗体用土石料 一般用黏土、沙壤土、壤土、黏质土等排水设施和砌石护坡用石料 可用块石、碎石、卵石。不宜用风化岩石（2）建筑石材 （要求 耐水性 抗冻性 耐久性）火成岩：花岗岩、闪长岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩水成岩：石灰岩、砂岩变质岩：片麻岩、大理岩、石英岩（3）水泥通用水泥 ：6 种（初凝不早于 45min 终凝不迟于 600min）专用水泥 ：中、低热水泥，大坝水泥