8-第一部分--水利水电工程勘察与测量二

第一部分-第一章-水利水电工程勘察与测量（二）2F311020 水利水电工程勘察与测量3.距离量测及直线定向距离和方向是确定地面点的位置几何要素。距离量测是要确定地面两点之间的水平距离或倾斜距离。方法有钢（皮）卷尺量距、视距量距、电磁波测距和卫星测距等。其中: （1）卷尺测距。所用工具包括钢（皮）卷尺、花杆、测钎。卷尺长度分为15m,20m, 30m和50m等。卷尺常用于控制测量和施工放样。花杆用于标定直线端点点位以及方向。测钎用于标定每尺段端点的位置及丈量过的整尺段数。（2）视距量距。利用经纬仪测定观测点之间的水平距离，精度较低（相对误差1/2001/300），但简便且速度快。（3）电磁波测距。用电磁波（光波或微波）作为载波传输测距信号，以测量两点间距离。具有测程长、精度高、简洁且速度快，几乎不受地形限制。分为用微波段的无线电波作为载波的微波测距仪;用激光作为载波的激光测距仪（以上两种仪器测距可达60km）；用红外光作为载波的红外测距仪（测距15km以内），后两者又统称为光电测距仪。（4）直线定向。确定一条直线的方向称为直线定向。确定一条直线的方向，先要确定一标准方向作为直线定向的依据。标准方向有真子午线、磁子午线、坐标纵轴等。用方位角或坐标方位角表示直线的方向。4.全站仪全站仪是一种集自动测距、测角、计算和数据自动记录及传输功能于一体的自动化、数字化及智能化的三维坐标测量与定位系统。作用：测量水平角、天顶距（竖直角）和斜距；计算并显示平距、高差以及镜站点的三维坐标，进行偏心测量、悬高测量、对边测量、面积计算等。【例-单选题】集自动测距、测角、计算和数据自动记录及传输功能于一体的自动化、数字化及智能化的三维坐标测量与定位系统的是（ ）。A.全站仪 B.电磁波测距仪C.全球定位系统 D.经纬仪网校答案：A网校解析：全站仪是一种集自动测距、测角、计算和数据自动记录及传输功能于一体的自动化、数字化及智能化的三维坐标测量与定位系统。5.卫星定位系统 卫星定位系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有海、陆、空全方位，全天性、连续性和实时性的导航、定位和定时功能，能为用户提供精密的三维坐标、速度和时间。目前，投入使用的有:中国北斗卫星导航系统（BDS） 美国全球定位系统（GPS）俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS） 欧盟伽利略定位系统（GALILEO）作用：大地测量、城市和矿山测量、建筑物变形测量、水下地形测量等。二、测量误差分类1.误差产生的原因测量对象的量是客观存在的，称为真值。每次测量观测到的量，称为观测值，两者之差称为真误差。在实际工作中真值不易测定，一般把某一量的准确值与其近似值之差也称为误差。产生测量误差的原因，概括起来有以下三个方面：（1）人的原因；（2）仪器的原因；（3）外界环境的影响。2.误差的分类与处理原则测量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：在相同的观测条件下，对某一量进行一系列的观测，如果出现的误差在符号和数值上都相同，或按一定的规律变化，这种误差称为“系统误差”。（2）偶然误差：在相同的观测条件下，对某一量进行一系列的观测，如果误差出现的符号和数值大小都不相同，从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。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。【例-单选题】根据测量误差的分析，由于观测者受到干扰造成的误差属于（ ）。A.系统误差B.偶然误差C.粗差D.限差网校答案：C网校解析：粗差：由于观测者粗心或者受到干扰造成的错误。2F311023 水利水电工程施工放样一、基础知识（一）高程地面点到高度起算面的垂直距离称为高程。高度起算面又称高程基准面。通常采用平均海水面代替大地水准面作为高程基准面。我国利用19521979年期间青岛验潮站的验潮结果计算确定了新的黄海平均海面，称为“1985国家高程基准”。（1988年1月1日起开始采用）（二）地图的比例尺及比例尺精度比例尺表示形式有两种：数字比例尺和图示比例尺。1.数字比例尺地形图比例尺分为三类：X1：10000，为大比例尺；X1：100000，为中比例尺；X1：1000000，为小比例尺。【例-单选题】下列地形图数字比例尺中，属于中比例尺的是（ ）。A.1：500B.1：5000C.1：50000D.1：500000网校答案：C2.图示比例尺最常见的图示比例尺是直线比例尺。二、施工放样1.概述将设计图纸上工程建筑物的平面位置、形状和高程，用一定的仪器和方法测设到实地上的测量工作称为施工放样。施工放样的原则是“由整体到局部”“先控制、后细部”，即由施工控制网测设工程建筑物的主轴线，用以控制工程建筑物的整个位置。根据主轴线来测设工程建筑物细部，保证各部分设计的相对位置。测设细部的精度比测设主轴线的精度高。各细部的精度要求也不一样。各控制点应为同一坐标体系。2.施工控制网(分为平面控制网和高程控制网)平而控制网的建立，可采用全球定位测量（GPS）、三角形网测量和导线测量等方法。平面控制网宜布设为全球定位系统（GPS）网、三角形网或导线网。GPS网、三角形网和导线网应按二等、三等、四等、五等划分。 高程控制网是施工测量的高程基准，其等级划分为二等、三等、四等、五等。高程控制网测量可采用水准测量、光电距三角高程测量或GPS拟合高程测量等方法。布设高程控制网时，首级网应布设成环形网，加密网宜布设成附和路线或结点网。3.放样方法平面位置放样方法包括：极坐标法、轴线交合法、两点角度前方交会法、测角侧方交会法、单三角形法、测角后方交会法、三点测角前方交会法、测边交会法、边角交会法等。高程放样方法包括：水准测量、光电测距三角高程法、GPS-RTK高程测量法等。对于高程放样中误差应不大于10mm的部位，应采用水准测量法。【例-多选题】施工放样的说法正确的是（ ）。A.由局部到整体B.先控制、后细部C.由施工控制网测设工程建筑物的主轴线D.测设细部的精度比测设主轴线的精度高E.各控制点应为同一坐标体系网校答案：BCDE【例-单选题】水工建筑物常采用（ ）作为基本控制网，A.三角网B.密目网C.菱形网D.定线网网校答案：A2F311030 水利水电工程建筑材料2F311031 建筑材料的类型和特性一、建筑材料的分类2.按其材料来源分类（1）天然建筑材料，如常用的土料、砂石料、木材。（2）人工材料，如石灰、水泥、沥青、金属材料、土工合成材料、高分子聚合物等。3.按材料功能用途分类建筑材料按其功能分类为结构材料、防水材料、胶凝材料、装饰材料、防护材料、隔热保温材料等。二、建筑材料的基本性质1.表观密度（是指材料在自然状态下单位体积的质量。）和堆积密度（。指粉状、颗粒状或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量。）；2.密实度（指材料体积内被固体物质所充实的程度，其值为材料在绝对密实状态下的体积与在自然状态下的体积的百分比。）和孔隙率（指材料中孔隙体积所占的百分比。）；3.填充率（指粉状或颗粒状材料在某堆积体积内，被其颗粒填充的程度）和空隙率（指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。）；4.与水有关的性质：（1）亲水性与憎水性；（2）吸水性：吸水率；（3）吸湿性：含水率；（4）耐水性。（5）抗渗性：用渗透系数K表示，K值越大，表示其抗渗性能越差；对于混凝土和砂浆材料，其抗渗性常用抗渗等级w表示，如材料的抗渗等级为W4（6个试件中4个试件未出现渗水时的最大水压力为0.4MPa）、W10，分别表示试件抵抗静水水压力的能力为0.4MPa和1MPa。（6）抗冻性：F25（表示材料抵抗25次冻融循环，而强度损失未超过25%，质量损失未超过5%）5.材料的耐久性材料耐久性是一项综合性质，一般包括抗渗性、抗冻性、耐化学腐蚀性、耐磨性、抗老化性等。2F311032 混凝土的分类和质量要求混凝土指的是由胶凝材料与集料，按照适当的比例配合，加水拌合成混合物，经凝结硬化而形成的较坚硬的固体材料。一、混凝土集料的分类和质量要求在混凝土中的砂、石起骨架作用，故称为集料。其中砂称为细集料，其粒径在0.154.75mm之间；石称为粗集料，其粒径大于4.75mm。（一）细集料1.砂的分类（1）砂按其产源不同可分为河砂、湖砂、海砂和山砂。工程一般采用河砂作细集料。（2）砂按技术要求分为类、类、类。类宜用于强度等级大于C60的混凝土；类宜用于强度等级为C30C60及有抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；类宜用于强度等级小于C30的混凝土和砂浆配制。（3）砂按粗细程度不同可分为粗砂、中砂和细砂。2.砂的主要质量要求（1）有害杂质。配制混凝土用砂要求洁净，不含杂质。（2）砂的颗粒级配和粗细程度。砂的颗粒级配和粗细程度常用筛分析的方法进行测定。用级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数表示砂的粗细程度。按细度模数（Mx）分为粗砂（3.73.1）、中砂（3.02.3）、细砂（2.21.6）、特细砂（1.50.7）。【例-单选题】砂的粗细程度用细度模数（Mx）表示，中砂的Mx值范围为（ ）。A.3.73.1B.3.02.3C.2.21.6D.1.51.0网校答案：B网校解析：砂的粗细程度用细度模数表示，细度模数越大，表示砂越粗。在3.73.1为粗砂， 3.02.3 之间为中砂，在2.21.6 之间为细砂， 1.50.7 为特细砂。（二）粗集料1.粗集料的分类粒径大于4.75mm的集料。普通混凝土常用卵石和碎石作粗集料。按卵石、碎石的技术要求分为类、类、类。类宜用于强度等级大于C60的混凝土；类宜用于强度等级为C30C60及有抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；类宜用于强度等级小于C30的混凝土。2.粗集料的主要质量要求（1）有害杂质。如云母、硫化物、硫酸盐、氯盐和有机杂质等的含量应符合规范规定。（2）颗粒形状及表面特征。（3）最大粒径及颗粒级配。（高强混凝土，集料粒径最好不大于40mm）（4）集料的强度。（采用岩石立方体强度和压碎指标两种方法来检验。压碎指标表示粗集料抵抗受压破坏的能力，其值越小，表示抵抗压碎的能力越强。）（5）体积稳定性。（6）含水状态。（大型水利工程以饱和面干状态的集料为基准）【例-单选题】计算普通混凝土配合比时，一般骨料的基准状态为（ ）。A.干燥状态 B.气干状态C.饱和面干状态 D.湿润状态网校答案：A网校解析：骨料的含水状态可分为干燥状态、气干状态、饱和面干状态和湿润状态四种。计算普通混凝土配合比时，一般以干燥状态的骨料为基准，而大型水利工程常以饱和面干状态的骨料为基准。二、混凝土的分类和质量要求（一）混凝土分类1.按胶凝材料分：石膏、水泥、沥青、树脂混凝土。2.按集料分：矿渣、碎石、卵石混凝土。3.按表观密度：重（大于2800kg/m）、普通（2000-2800）、轻混凝土（小于2000）。重混凝土可用作防辐射材料；普通混凝土广泛应用于各种建筑工程中；轻混凝土分为轻集料混凝土、多孔混凝土及大孔混凝土，常用作保温隔热材料。4.按功能分：结构、水工、道路及特种混凝土。5.按施工方法分：普通、离心成型、喷射、泵送。6.按配筋分：素、钢筋、纤维、钢丝混凝土及预应力混凝土等。【例-单选题】密度为2.5t/m的混凝土属于（ ）。A.重B.普通C.轻D.一般网校答案：B网校解析：按表观密度：重（大于2800kg/m）、普通（2000-2800）、轻混凝土（小于2000）。（二）混凝土的主要质量要求水泥混凝土的主要质量要求。1.和易性和易性是指在一定施工条件下，便于施工操作并能获得质量均匀、密实的混凝土性能。水泥混凝土拌合物的和易性包括流动性、黏聚性、保水性三个方面。影响因素有水泥浆的用量、水泥浆的稠度（普通混凝土常用水胶比一般在0.400.75范围内）、砂率（水泥用量最省的含砂率，即最佳砂率）、水泥的品种、水泥细度、外加剂的掺入、时间和温度等。坍落度的大小反映了混凝土拌合物的和易性。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1040mm）、塑性混凝土（坍落度为5090mm）、流动性混凝土（坍落度为100150mm）、大流动性混凝土（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。【例-单选题】水利工程塑性混凝土坍落度为（）mmA.2040B.100120C.5090D.130150网校答案：C网校解析：混凝土拌合物分为：低塑性混凝土（坍落度为1040mm）、塑性混凝土（坍落度为5090mm）、流动性混凝土（坍落度为100150mm）、大流动性混凝土（坍落度）160mm）。2.强度混凝土的强度有抗压、抗拉、抗弯及抗剪强度等，以抗压强度最大，结构中主要是利用混凝土的抗压强度。（1）混凝土的抗压强度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202，相对湿度95以上）下，养护到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（以MPa计）。标准立方体抗压强度，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。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不小于C30。（2）混凝土的抗拉强度混凝土的抗拉强度，一般约为相应抗压强度的1/101/20。4.耐久性混凝土的耐久性包括抗渗性、抗冻性、抗侵蚀、抗碳化、抗磨性、抗碱-集料反应等性能。（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，即表示混凝土能抵抗0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa的水压力而不渗水。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）抗冻性抗冻性是指混凝土在饱和状态下，经多次冻融循环而不严重降低强度（抗压强度下降不超过25，质量损失不超过5）的性能。抗冻等级分为：F50、F100、F150、F200、F250、F300及F400等7个等级。影响混凝土抗冻性能的因素主要有：水泥品种、强度等级、水灰比、集料的品质等。提高混凝土抗冻性最主要的措施是：提高混凝土密实度；减小水胶比；掺和外加剂；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严格控制水胶比。