学习笔记：第一章、水利水电工程技术.doc

1F411000 水利水电工程勘测与设计1F411010 水利水电工程勘测1F411011 熟悉测量仪器的使用1、 DS3D代表大地测量，S代表水准仪，数字3代表每公里往返高差中数的偶然误差为3mm。2、 电磁波测距仪分类：微波、激光和红外测距仪，其中激光和红外测距仪又称为光电测距仪。3、 全球定位系统（GPS）在大地测量、城市和矿山测量、建筑物变形测量、水下地形测量等方面得到广泛的应用。4、 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。1F411012 熟悉水利水电工程施工测量的要求1、 我国1988年1月1日，开始采用的1985年国家高程基准作为高程起算的统一基准。也就是新的黄海平均海面。2、 地形图比例尺分：1：500，1000，2000，5000，10000大比例尺 1：25000，50000，100000中比例尺 1：250000，500000，1000000小比例尺。3、 施工放样的基本工作：准备、坐标放样方法选择、高程放样方法的选择、仪器和工具的校验。4、 平面放样方法有：直角交会法、极坐标法、角度交会法、距离交会法等。5、 高程测量放样的方法有：水准测量、光电三角高程、解析三角高程和视距法。6、 中误差要求不大于10mm的部位，应采用水准测量法。7、 光电测距仪的照准误差、偏调误差及加常数、乘常数，一般每年进行一次校验。8、 开挖放样需要确定，坡顶点、转角点和坡脚点。细部放样的方法有：极坐标法、前方交会法和后方交会法。但基本上是极坐标法和前方交会法。前方交会法，宜用三个交会方向，以“半测回”标定即可。9、 距离丈量视距法视距长度不超过50米，视差法端点法线长度不应大雨70米。10、 （1）开挖：两次独立测量同一区域的开挖工程量其差值小于5%（岩石）和小于7%（土方）时，可取中数作为最后值。（2）填筑：两次独立测量同一填筑工程，其测算体积较差，在小于该体积的3%时，可去中数作为最后值。11、 砼结构高程放样方法：（1）连续垂直上升的建筑物，（除有牛腿、门洞等外）一般高程精度要求较低，主要防止粗差的产生。（2）溢流坝、斜坡面和形体特殊的部位高程测量精度，一般与平面位置的精度一致。（3）砼抹面，有预埋件的部位，其高程精度通常高于平面位置的精度。12、 两次独立放样和校核的误差不应超过测量放样中误差的倍。13、 变形观测（1）变形观测的基点，其精度应不低于四等网的标准。垂直位移的基点至少要布设一组，每组不少于三个固定点。（2）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。（3）一般情况，滑坡、高边坡稳定监测采用交会法；水平位移采用视准线法；垂直位移，宜采用水准观测法。1F411013 了解工程地质与水文地质条件与分析1、 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。2、 料场储量（1）初查阶段（可行阶段），勘察储量一般不少于设计需要量的3倍，勘察储量与实际储量的误差应不超过40%；（2）详查阶段，一般不少于2倍，误差应不超过15%。3、 常见的边坡变形破坏主要有：松弛张裂、蠕动变形、崩塌、滑坡四种类型。4、 影响边坡稳定的因素有：（1）地形地貌（2）岩土类型和性质（3）地质构造和岩体结构（4）水的影响（5）其他影响-风化、人工挖掘、振动、地震等。 1F411020 水利水电工程设计1F411021 掌握水利水电工程等级划分及工程特征水位1、洪水标准按某种频率或重现期表示的洪水称洪水标准，包括洪峰流量和洪水总量。2、永久性水工建筑物洪水标准分为设计洪水标准、校核洪水标准。3、临时性水工建筑物洪水标准根据结构类型和级别，结合风险分析合理选择。4、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15m，且上下游最大水头差10m时，其洪水标准宜按平原、滨海地区标准确定。平原、滨海区大于以上标准，按山区、丘陵地区标准设计。5、 水利水电工程等级划分：水引水中工程等别根据工程规模、效益以及工程在国民经济中的重要性划分为五等。对于综合利用的水利水电工程，当按各综合利用项目的分等指标确定的等别不同时，其工程等别应按其中的最高等别确定。拦河闸工程的等别根据其过闸流量的大小进行分等。（各类工程分等指标）6、 水工建筑物的级别（1）永久性水工建筑物级别根据建筑物所在工程的等别，以及建筑物的重要性确定为五级，其中次结构物仅有三等。（2）水库大坝等级指标，（水电枢纽工程2级土石坝高超过100米，砼、砌石坝超过150米；3级土石坝超过80米，砼、砌石坝超过120米；级别提高一级，但抗震设计标准不提高）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（2）堤防工程级别表：（堤防工程的防洪标准主要由防护对象和防洪要求而定）防洪标准重现期，年100以上50-100305020-3010-20堤防工程级别123457、 临时性水工建筑物级别（1） 对于水利水电工程施工期使用的临时性挡水和泄水建筑物的级别，应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，按表1F4110119确定。（2） 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。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。8、水库特征水位（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。是大坝临时允许达到的最高水位。（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。也是挡水建筑物稳定设计计算的主要依据。（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。只有承担下游防洪任务时，采取确定这一水位。（4）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。（5）正常蓄水位（正常高水位、设计蓄水位、兴利水位）。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。（6）死水位。水库在正常运用的情况下，允许消落到的最低水位。9、水库特征库容：（1）静库容。坝前某一特征水位水平面以下的水库容积。（2）总库容。最高水位以下的水库静库容。（3）防洪库容。防洪高水位至防洪限制水位之间的水库容积。（4）调洪库容。校核洪水位至防洪限制水位之间的水库容积。（5）兴利库容（有效库容、调节库容）。正常蓄水位至死水位之间的水库容积。（6）共用库容（重复利用库容、结合库容）。正常蓄水位至防洪限制水位之间汛期用于蓄洪、非汛期用于兴利的水库容积。（7）死库容。死水位以下的水库容积。水工建筑物的分类1F411022 掌握水工建筑物的分类1、水工建筑物一般按它的作用和使用时期等来进行分类。2、通用性水工建筑物：挡水、泄水、输水、取（进）水、河道整治建筑物。3、专用型水工建筑物：水电站建筑物、渠系建筑物、港口水工建筑物、过坝建筑物4、溢流坝既起挡水作用，又起泄水作用；水闸既可挡水，又能泄水，还可作为灌溉渠首或供水工程的取水建筑物等。在水利枢纽布置时，应尽量使一个建筑物起到多种作用。5、水工建筑物按使用时期分为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。根据其重要性又分为主要建筑物和次要建筑物。6、临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物，如围堰、导流明渠等。1F411023 掌握水利水电工程建筑材料的应用1、 气硬性胶凝材料，只能在空气中硬化，属于这类的材料有石灰、石膏和水玻璃等；只能用于地面上干燥环境的建筑物。2、 紫铜片是水工建筑中常用的止水材料。3、 硬木材主要包括：榆、槐和栎树等。软木即针叶树材。4、 筑坝用土石料：（1）均质土坝的土料是砂质黏土和壤土，要求具有一定的抗渗性和强度，其渗透系数应小于10-4cm/s；黏料含量一般为10%-30%；有机含量5%；易溶盐含量5%。（2）护坡用石料，强度不小于40-50MPa，孔隙率小于3%，吸水率不大于0.8，重度应大于22kN/m3。5、 建筑石材：对石料的要求是具有较好的耐水性、抗冻性、耐久性。（1） 火成岩花岗岩、闪长岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩；（2） 水成岩石灰岩、砂岩（3） 变质岩片麻岩、大理岩、石英岩。6、 专用水泥包括：中、低热水泥，大坝水泥，道路水泥等；特性水泥包括：快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥、膨胀水泥等。 通用水泥密度一般在3.1-3.2T/m3，初凝时间不得低于45分钟，终凝时间不得迟于600min。7、 水泥适用范围：（1）水位变化区域外部砼，避免采用火山灰水泥。（2）抗冻-硅酸、普通、大坝，当有环境水加硫酸盐侵蚀时，优先选抗硫酸水泥。（3）大体积砼内部优先选用矿渣大坝水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥等。8、 水泥存储超过3个月（快硬性水泥超过1个月），需要进行复试。9、 （1）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。具体指标包括：流动性和保水性。（2）混凝土质量的主要指标包括：和易性、强度和耐久性。其中和易性包括：流动性、黏聚性和保水性三个指标。耐久性包括：抗渗性、抗冻性、抗冲磨性、抗侵蚀性、抗碳化性等，其中影响抗冻性的因素包括：密实度、孔隙构造和数量、孔隙的充水程度。10、 砼试块为15cm立方体，标养条件为202度，相对湿度95%以上。11、 抗拉强度一般约为相应抗拉强度的10%左右。12、 砼配合比设计实质上确定四种材料的用量之间的三个对比关系：水灰比、砂率、浆骨比。细骨料为0.16mm-5mm粒径的骨料，细骨料的含泥量不超过3%；坚固性抗冻8%,无抗冻要求10%；粗骨料坚固性5%、12%。1F411024 熟悉水力荷载1、按时间变异性分：永久作用荷载、可变作用荷载和偶然作用荷载。其中可变作用荷载包括：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；偶然作用荷载包括：地震作用、校核洪水位时的静水压力。 静水压力、扬压力、浪压力和冰压力是水工建筑物上所承受的主要水力荷载。2、扬压力是指渗流场内作用于计算截面以上的水压强度的集合。扬压力浮托力渗透压力。3、浪压力：因波浪对水工建筑物临水面形成的浪压力与波浪的几何要素直接相关。波浪的几何要素包括波高、波长、波速等。4、动水压力：是指水流流速和方向改变时，对建筑物过流面所产生的压力，包括：均压力和脉动压力。5、冰压力包括静冰压力和动冰压力。（1）静冰压力是指冰盖膨胀对建筑物表面产生的冰压力称为静冰压力。静冰压力的大小与冰层厚度，开始升温时的气温及温升率有关。（2）动冰压力冰盖解冻后，冰块随水流漂移，撞到建筑物上而产生的撞击力称为动冰压力。，其大小与厚度、冰块流速及流向、冰的抗压强度、建筑物迎冰面的体形有关。1F411025 熟悉渗流分析1、 土石坝的渗流分析内容包括：（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。2、 进行土石坝渗流分析的方法较简单的有水力学法和流网法。（1）水力学法假定坝体内土质是均质的，各方向的渗透系数相同；渗流是层流，符合达西定律，任一铅直线上的流速和水头是常数。（2）流网法是一种图解法，渗流场内由流线和等势线构成的网格称为流网。3、闸基渗流计算的目的，在于求解渗流区内的渗透压力、渗透坡降、渗透流速及渗流量。常用的计算方法有直线比例法、有流网法和改进阻力系数法。4、渗透系数大小主要取决于土的颗粒形状、大小、不均匀系数及水温，一般采用经验法、室内测定法、野外测定法确定。计算公式如下：，其中Q实测的流量（m3/s）；A通过渗流的土样横断面面积（m2）；L通过渗流的土样高度（m）；H实测的水头损失（m）。5、渗透变形又称为渗透破坏，一般可分为管涌、流土、接触冲刷、接触流失四种基本形式。其中管涌和流土最为主要。（1）管涌：非黏性土体内，细小颗粒穿过大颗粒间的孔隙通道，致使土层中形成孔道而产生集中涌水的现象。管用的水利坡降分临界坡降和破坏坡降。（2）流土：非黏性土体内的颗粒群同时移动的现象或者黏性土发生隆起、断裂、浮动。（3）接触冲刷两种颗粒土 水流沿着交界面引起冲刷（4）接触流失两种土，一层土流入另外一层土，渗流垂直与接触面。6、防止产生管涌和流土的措施，主要取决于解决渗透坡降和解决土的颗粒组成。因此，设计中应当尽量降低渗透坡降，同时增加渗流出口处土体抵抗渗透变形的能力。具体工程措施为：设置水平与垂直防渗体；设置排水沟或减压井；铺设反滤层；增加渗流出口处的盖重。1F411026 熟悉水流形态及消能方式1、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。2、恒定流：流场中任何空间上所有的运动要素不随时间改变； 均匀流：水流的流线为相互平行的直线； 紊 流：水流的流速较大，形成涡体，相互混掺； 急 流：水深小于临界水深，佛汝德数大于1的水流。3、 水流的能量包括：位能、压能、动能，这些能量是可以相互转换的。4、 明渠均匀流中，压能、动能不变，而位能逐渐减小。水库泄水，位能转化为动能。5、消能方式有：底流消能、挑流消能、面流消能、消力戽消能。（1）底流消能是利用水跃消能；多用于低水头、大流量、地质条件较差的泄水建筑物。但护坦较长，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）挑流消能是利用溢流坝下游设置挑流坎；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采用；主要适用于中、低水头工程尾水较深，般不需要作护坦。（4）消力戽消能。1F411027 熟悉水利水电工程设计阶段划分及其任务1、 技术设计是针对初步设计中的重大技术问题而进一步开展的设计工作。具体明确初步设计中的主要技术问题，并编制修正概算。例如：特殊试验、研究和确定；大型结构物某些关键部位的结构形式、工程措施；新设备的试验、制作和确定等。2、 招标设计是在批准的初步设计或加深的可行性研究报告的基础上，进一步的具体化。详细定出总体布置和各建筑物的轮廓尺寸、标高、材料类型、工艺要求和技术要求等。3、水利工程设计阶段一般可分为项目建议书、可行性研究报告、初步设计、招标设计和施工图设计阶段。对于重大项目和技术复杂项目，可根据需要增加技术设计阶段。4、施工图设计是按初步设计或技术设计所确定的设计原则、结构方案和控制尺寸，根据建筑安装工作的需要，分期分批编制施工详图的设计。5、水电工程项目设计阶段的划分：预可行性研究报告阶段、可行性研究报告阶段、招标设计阶段和施工详图设计阶段。1F411028 了解水利水电工程枢纽布置1、 工程坝址选择：（1）河谷狭窄，地质条件良好，适宜修建拱坝；（2）河谷宽阔，地质条件较好，可以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料储量丰富，适于修建土石坝。2、 枢纽布置的原则：（1）满足各个建筑物的布置要求，保证其在任何工作条件下都能正常工作。（2）各建筑物应尽可能紧凑布置，在满足功能要求前提下，减少工程投资，方便运行管理。（3）尽量发挥多用途，临时和永久相结合。（4）应考虑降低总造价和年运行费用。（5）枢纽布置要做到施工方便，工期短，造价低。（6）部分建筑物尽早投产，提前发挥效益；（7）外观和周围的环境相协调，不要美观。1F411029 了解水工建筑物主要设计方法1、 主要的设计方法包括：安全系数法和可靠度法。（1）安全系数法判断结构的安全性是定性的标准，没有定量的意义。不同建筑物不能比较，不同破坏状态不能比较。（2）可靠度法是将影响结构可靠度的因素视作随机变量，即形成以概率理论为基础的概率极限状态设计法。2、 设计的永久荷载包括：自重、永久设备重、土压力、淤沙压力、地应力、围岩压力、预应力。3、 重力坝失稳一般发生在坝底与基岩的接触面，因为此处受库水压力最大。4、 应力分析是校核强度和稳定的前提。应力分析方法有理论计算和模型试验两大类，理论计算的方法主要有：材料力学法、有限单元法。材料力学比较常用，用于中、低坝且地质条件较简单时；对于高坝不仅需要材料力学法，同时需要模型试验或有限单元法进行计算。5、 渗流分析的主要内容有：确定渗透压力；确定渗透坡降（或流速）；确定渗流量。对于土石坝，还应确定浸润线的位置。6、 高土石坝一般要用有限单元法计算坝体坝基及岸坡接头在填土自重及其他荷载作用下的填土应力应变。抗震设计时常用到基本烈度和设计烈度。对于重要建筑物的设计烈度可在基本烈度的基础上提高1度。1F412000 水利水电工程施工导流1F412010 施工导流与截流1F412011 掌握施工导流标准1、施工导流的概念1、导流建筑物系包括临时性挡水建筑物和泄水建筑物。挡水建筑物主要是围堰。导流泄水建筑物包括导流明渠、导流隧洞、导流涵管、导流底孔等临时建筑物和部分利用的永久泄水建筑物。2、水利水电枢纽工程施工中所采用的导流方法，通常不是单一的，而是几种导流方法组合起来配合运用，这种不同导流时段不同导流方法的组合称为导流方案。3、施工导流的标准是根据导流建筑物的保护对象、失事后果、使用年限和工程规模等指标，划分导流建筑物的级别（级），再根据导流建筑物的级别和类型，并结合风险度分析，确定相应的洪水标准。施工导流标准还包括坝体施工期临时度汛洪水标准和导流泄水建筑物封堵后坝体度汛洪水标准。4、确定导流标准的方法主要有3种：（1）实测资料分析法；（2）常规频率法；（3）经济流量分析法1F412012 掌握施工导流方式1、 施工导流的基本方式可分为分段围堰法导流和全段围堰法导流两类。2、 分段围堰法导流，也称分期围堰导流。工程实践中，两段两期导流采用得最多；根据不同时期泄水道的特点，分段围堰法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。该法适用于河床宽、流量大、工期长的工程。3、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。当河床覆盖层是深厚的细土粒层时，则束窄河床不可避免地会产生一定的冲刷。对于非通航河道，只要这种冲刷不危及围堰和河岸的安全，一般都是许可的。4、通过建筑物导流的主要方式包括：（1）设置在混凝土坝体中的底孔导流，（2）混凝土坝体上预留缺口导流、（3）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等。这种导流方式多用于分期导流的后期阶段。5、全段围堰法导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。（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。（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。1F412013 掌握截流方式1、 截流方式可归纳为戗堤法截流和无戗堤法截流两种。（1）戗堤法截流主要有平堵、立堵和混合堵。（2）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。2、 在许多岩质河床的工程上广泛应用立堵。3、 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。4、 减少截流难度的主要技术措施包括加大分流量、改善分流条件，改善龙口水利条件，增大抛投料的稳定性，减少快了流失，加大截流施工强度等。5、 改善分流条件的主要措施：（1）合理确定导流建筑物尺寸、断面形式和底高程。（2）确保泄水建筑物上下游引渠开挖和上下游围堰拆除的质量。（3）在永久泄水建筑物泄流能力不足时，可以专门修建分水闸或其他形式些水稻帮助分流。（4）增大截流建筑物的泄水能力。6、 改善龙口水利条件的措施有：双戗截流、三戗截流、宽戗截流、平抛垫底等。其中，双戗截流采取上下游二道戗堤，协同进行截流，以分担落差。7、 减少抛投料流失的措施有：采用特大块石、葡萄串石、钢构架石笼、混凝土块体等。8、 加大截流施工强度，可减少龙口的流量和落差。1F412020 围堰及基坑排水1F412021 掌握围堰的类型1、围堰分类：（1）围堰按使用材料分为土石围堰、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。（2）按围堰与水流方向的相对位置，可分为横向围堰和纵向围堰。（3）按围堰和坝轴线的相对位置，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。过水围堰除需要满足一般围堰的基本要求外，还要满足堰顶过水的要求。（5）按按围堰挡水时段，可分为全年挡水围堰和枯水期挡水围堰。（6）按被围护的建筑物分类，尚有厂房围堰，船闸围堰，隧洞进口围堰、出口围堰等。2、 土石围堰可与截流戗堤结合，可利用开挖弃渣，并可直接利用主体工程开挖装运设备进行机械化快速施工，是我国应用最广泛的围堰形式。土石围堰的防渗结构形式有斜墙式、斜墙带水平铺盖式、垂直防渗墙式及灌浆帷幕式等。3、混凝土围堰宜建在岩石地基上。4、草土围堰一般适用于水深不大于68m，流速小于35ms的中、小型水利工程。5、木笼围堰与土石围堰相比具有断面小，抗水流冲刷能力强等优点。6、钢板桩格形围堰平面形式有：圆筒形格体，扇形格体，花瓣形格体。其中圆筒形格钢板桩围堰应用较多，一般适用的挡水高度小于1518m，可以建在岩基或非岩基上，也可作过水围堰用。1F412022 掌握围堰施工技术1、土石围堰的施工施工有水上、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，也可采用各种驳船抛填水下材料。2、土石围堰与岸坡的接头，主要是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，防止集中绕渗破坏。3、土石围堰与混凝土纵向围堰的接头，通常采用刺墙形式括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。4、土石围堰的拆除一般是在运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。5、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。6、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。7、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。1F412023 掌握基坑排水技术1、初期排水（1）初期排水总量应按围堰闭气后的基坑积水量、抽水过程中围堰及基础渗水量、堰身及基坑覆盖层中的含水量，以及可能的降水量等四部分组成计算。其中可能的降水量可采用抽水时段的多年日平均降水量计算。（2）初期排水流量一般可根据地质情况、工程等级、工期长短及施工条件等因素，参考实际工程经验，计算公式为，V-基坑积水体积，T-初期排水时间，-经验系数。（3）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。一般开始排水降速以0508md为宜，接近排干时可允许达1015md。（4）排水时间一般情况下，大型基坑可采用57d，中型基坑可采用35d。2、经常性排水（1）经常性排水应分别计算围堰和基础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。基坑渗水量可分析围堰形式、防渗方式、堰基情况、地质资料可靠程度、渗流水头等因素适当扩大。（2）经常性排水有明沟排水和人工降低地下水位两种方式。明沟排水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。人工降低地下水位的方法很多，按其排水原理分为管井排水法、真空井点排水法、喷射井点法、电渗井点排水法等。（3）排水方法的选择与土层的地质构造、基坑形状，开挖深度等都有密切关系，但一般主要按其渗透系数来进行选择。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；而真空排水法、喷射法和电渗排水法等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。（4）在不良地质地段，特别是在多地下水地层中开挖洞室时，往往会出现涌水，为了创造良好的施工条件，可以钻超前排水孔（甚至采用导洞），让涌水自行流出排走。这也是人工降低地下水水位的一种方法。3、排水设备的选择：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，而在需将集中基坑积水的汇水排出围堰外的泵站中，则需大容量中高水头的水泵。为运转方便，应选择容量不同的水泵，以便组合运用。1F413000 地基处理与灌浆工程1F413010 地基基础的要求及地基处理的方法1F413011 掌握地基基础的要求1、水工建筑物的地基分为两大类型，即岩基和软基。岩基是由岩石构成的地基，又称硬基。软基是由淤泥、壤土、砂、砂砾石、砂卵石等构成的地基。又可细分为砂砾石地基、软土地基。2、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。3、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、水分不易排出、承载能力差、沉陷大、触变性强等特点，在外界的影响下很易变形。4、水工建筑物对地基基础的基本要求：具有足够的强度。具有足够的整体性和均一性。具有足够的抗渗性。具有足够的耐久性。1F413012 掌握地基处理的方法1、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。2、开挖处理是地基处理最通用的方法。3、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（水泥）和掺合料（如黏土等）与水搅拌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。4、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，或安装预制混凝土构件，而形成连续的地下墙体。也可用板桩、灌注桩、旋喷桩或定喷桩等各类桩体连续形成防渗墙。5、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压载作用下，加速土壤中水分的排除，使土壤固结的一种方法。6、桩基础有打入桩、灌注桩、旋喷桩及深层搅拌桩。1F413020 灌浆与防渗墙施工1F413021 掌握灌浆施工要求1、灌浆分类（1）按浆液材料主要分为水泥灌浆、黏土灌浆和化学灌浆等。（2）按灌浆目的分为帷幕灌浆、固结灌浆、接触灌浆、接缝灌浆和回填灌浆等。2、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。3、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。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。5、灌浆泵容许工作压力应大于最大灌浆压力的15倍，并应有足够的排浆量和稳定的工作性能。灌注纯水泥浆液应采用多缸柱塞式灌浆泵。6、灌浆记录每一时刻的灌浆压力、注浆率、浆液相对密度（或水灰比）等重要数据。7、灌浆方式有纯压式和循环式两种。纯压式灌浆多用于吸浆量大，并有大裂隙存在和孔深不超过15m的情况。循环式灌浆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液相对密度的差值，判断岩层吸收水泥的情况。8、灌浆方法可分为：全孔一次灌浆法、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等。9、孔口封闭灌浆法灌浆孔的基岩段长小于6m时，可采用全孔一次灌浆法；大于6m时，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。10、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、灌浆和灌浆的质量检查等。（2）帷幕灌浆钻孔质量要求有：钻孔位置偏差不得大于10cm；孔深应符合设计规定；灌浆孔宜选用较小的孔径，钻孔孔壁应平直完整；钻孔必须保证孔向准确。（3）帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法时，先导孔应自上而下分段进行压水试验，各次序灌浆孔的各灌浆段在灌浆前宜进行简易压水；采用自下而上分段灌浆法时，先导孔仍应自上而下分段进行压水试验。各次序灌浆孔在灌浆前全孔应进行一次钻孔冲洗和裂隙冲洗。除孔底段外，各灌浆段在灌浆前可不进行裂隙冲洗和简易压水。压水试验应在裂隙冲洗后进行，采用五点法或单点法。（4）灌浆方式：帷幕灌浆应优先采用循环式，射浆管距孔底不得大于50cm。（5）灌浆方法：帷幕灌浆段长度宜采用56m，特殊情况下可适当缩减或加长，但不得大于10m。（6）开灌水灰比可采用5：1。当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比；当某一比级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级；当注入率大于30Lmin时，可根据具体情况越级变浓。灌注细水泥浆液，可采用水灰比为2：1、1：1、06：1，或1：1、08 ：1、06：1三个比级。（7）灌浆结束标准：采用自上而下分段灌浆法时，在规定的压力下，当注入率不大于04Lmin时，继续灌注60min；或不大于ILmin时，继续灌注90min，灌浆可以结束。采用自下而上分段灌浆法时，继续灌注的时间可相应地减少为30min和60min，灌浆可以结束。（8)封孔方法:采用自上而下分段灌浆法时，灌浆孔封孔应采用分段压力灌浆封孔法；采用自下而上分段灌浆时，应采用置换和压力灌浆封孔法。（9）特殊情况处理:灌浆过程中，发现冒浆漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，可以同时进行灌浆。应一泵灌一孔。否则应将串浆孔用塞塞住，待灌浆孔灌浆结束后，再对串浆孔并行扫孔、冲洗，而后继续钻进和灌浆。灌浆工作必须连续进行，若因故中断，应及早恢复灌浆。否则应立即冲洗钻孔，而后恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，而后恢复灌浆。恢复灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行灌注。如注入率与中断前的相近，即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注；如注入率较中断前的减少较多，则浆液应逐级加浓继续灌注。恢复灌浆后，如注入率较中断前的减少很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施。（10）灌浆质量检查应以检查孔压水试验成果为主，结合对竣工资料和测试成果的分析，综合评定。灌浆检查孔应在下述部位布置:帷幕中心线上；岩石破碎、断层、大孔隙等地质条件复杂的部位；钻孔偏斜过大、灌浆情况不正常以及经分析资料认为对帷幕灌浆质量有影响的部位。11、固结灌浆（1）固结灌浆灌浆方式有循环式和纯压式两种；灌浆施工工艺和帷幕灌浆基本相同。（2）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。（3）灌浆孔应采用压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净时止。冲洗压力可为灌浆压力的80，该值若大于1MPa时，采用1MPa。（4）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。（5）在规定的压力下，当注入率不大于04Lmin时，继续灌注30min，灌浆可以结束。（6）灌浆质量压水试验检查，孔段合格率应在80以上，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50，且不集中。（7）灌浆孔封孔应采用“机械压浆封孔法”或“压力灌浆封孔法”。12、化学灌浆的特点：（1）化学灌浆冻液的黏度低，流动性好，可灌性好，小于0.1mm以下的缝隙也能灌入。（2）浆液的聚合时间，可以认为比较准确地控制，通过调节配比来改变聚合时间，以适应不同工程的不同情况的需要。（3）渗透系数小（4）强度高（5）稳定性及耐久性均较好。（6）有一定的毒性。13、化学灌浆一般都采用纯压式灌浆。14、高压喷射灌浆防渗和加固技术适用于软弱土层。高压喷射灌浆应分排分序进行。在坝、堤基或围堰中，由多排孔组成的高喷墙应先施工下游排孔，后施工上游排孔，最后施工中间排孔。在同一排内如采用钻、喷分别进行的程序施工时，应先施工I序孔，后施工序孔。先导孔应最先施工。施工程序为钻孔、下置喷射管、喷射提升、成桩成板或成墙等。防渗墙分类及质量检测方法1F413022 熟悉防渗墙分类及质量检测方法1、防渗墙按墙体结构形式分为桩柱型防渗墙、槽孔型防渗墙和混合型防渗墙三类，其中槽孔型防渗墙使用更为广泛。2、按成槽方法分，主要有钻挖成槽防渗墙、射水成槽防渗墙、链斗成槽防渗墙和锯槽防渗墙。3、深层搅拌防渗墙检测方法：开挖检验。取芯试验。注水试验。无损检测。1F414000 土石方工程1F414001 掌握土石方工程施工的土石分级1、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，土分4级，岩石分12级。2、土的分级：土的分级从开挖方法上分，用铁锹或略加脚踩开挖的为I级；用铁锹，且需用脚踩开挖的为级；用镐、三齿耙开挖或用锹需用力加脚踩开挖的为级（黏土、干燥黄土、干淤泥、含少量砾石的黏土）；用镐、三齿耙等开挖的为级（坚硬黏土、砾质粘土、含卵石黏土）。3、岩石的分级：岩石的分级根据坚固系数的大小分级，前10级（）的坚固系数在1520之间，除级的坚固系数在1520之间外，其余以2为级差；坚固系数在2025之间，为XV级；坚固系数在25以上，为级。4、洞室开挖的围岩分类水工建筑物地下开挖工程，根据围岩地质特征，将围岩分为五类。I类：稳定围岩：没有或仅有宽度一般小于0lm的软弱结构面。结构面无不稳定组合，断层走向与洞线正交，地下水活动轻微，岩体呈块状整体结构或块状砌体结构。类：基本稳定围岩：有少数宽度不大于0506m的软弱结构面，层间结合差，岩体呈块状砌体或层状砌体结构。断层等软弱结构面走向与洞线斜交或正交。洞壁潮湿有渗水或滴水。类：稳定性较差的围岩：节理裂隙发育，部分张开且充泥，软弱结构面分布较多，宽度小于10m，岩体呈碎石状镶嵌结构。弱结构面走向与洞线斜交或近平行。地下水活动显著，沿结构面有渗水、滴水或线状涌水。类：稳定性差的围岩：围岩岩体状态同第类，但软弱结构面分布较多，宽度小于20m，节理裂隙局部极发育，岩体呈碎石状镶嵌结构，局部呈碎石状压碎结构。类：极不稳定围岩：断层破碎带宽度大于2m，裂隙中多充泥。岩体呈角砾、泥沙、岩屑状散体结构。地下水活动强烈，有较大涌水量，常引起不断塌方。1F414002 掌握土石方平衡调配原则1、土石方平衡调配是否合理的主要判断指标是运输费用。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。2、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。3、堆料场堆存原则：易堆易取。堆料场是指堆存备用土石料的场地，当基坑和料场开挖出的土石料需作建筑物的填筑用料，而两者在时间上又不能同时进行，就需要堆存。由于开挖施工工艺问题，常有不合格料混杂，对这些混杂料应禁止送入堆料场。4、弃料场选择原则是：尽可能位于库区内，这样可以不占农田耕地。施工场地范围内的低洼地区可作为弃料场，平整后可作为或扩大为施工场地。弃料堆置应不使河床水流产生不良的变化，不妨碍航运，不对永久建筑物与河床过流产生不利影响。在可能的情况下，应利用弃土造田，增加耕地。弃料场的使用应做好规划，开挖区与弃料场应合理调配，以使运费最少。5、土方调配的结果对工程成本、工程进度，以及工区景观、工区水土流失、噪声污染、粉尘污染等环境因素有着显著的影响。1F414003 掌握露天土石方开挖方法1、 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。2、 机械开挖：机械开挖的主要挖土机械有挖掘机、装载机和铲运机等。（1）正铲挖掘机具有强力推力装置，能挖各种坚实土和破碎后的岩石，适用于开挖停机面以上的土石方。（2）索铲挖掘机又称拉铲挖掘机，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。（3）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，生产率较高，购置费用低。（4）推土机用于开挖与推运土料时，其运距以不超过60m为宜。（5）铲运机是集开挖、运输和铺填三项工序于一身的设备，其施工简单、管理方便、费用低，适用于开挖有黏性的土壤。铲运机适用于挖方深度和填方高度均不大，开挖I级土（、级土需翻松），运距不远（600l500m）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。它的开行方式有环形和“8”字形两种。3、闸坝基础人工开挖临近设计高程时，应留出0203m的保护层暂不开挖，待上部结构施工时，再予挖除。4、石方开挖：（1）在水电建设中，常需开挖大量石方，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、预裂爆破法及洞室爆破法等，其中，前两种爆破方法一般多用延长药包，最后一种方法大多采用集中药包。（4）对于保护层的上一层大都用限制药包直径的深孔爆破开挖，利用轻型钻孔机钻直径75100mm的炮孔，一次最大起爆药量应根据允许的爆破地震强度大小来确定。（5）保护层或深度小于40m岩层的开挖，采用限制药包量的浅孔小炮爆破，用手风钻或轻型钻孔机钻孔，孔径小于75mm。保护层开挖应按照三分之二或二分之一原则分层进行，最后由人工或使用风镐撬除松动岩块。1F414004 掌握地下土石方工程的施工方法1、根据地下洞室断面分类，结合施工机械和技术水平情况，地下工程可采取全断面开挖、先导洞后扩大开挖、台阶扩大开挖、分部分块开挖等方式进行施工。2、在特大断面的洞室开挖中，可采用先拱后扩大、先导洞后顶拱扩大再中下部扩大、肋拱留柱扩大、中心导洞辐射孔等方式进行分部分块开挖。（1）先拱后扩大在I类围岩中；（2）先导洞后顶拱扩大再中下部扩大当洞室围岩为类岩石（3）肋拱留柱扩大法当洞室围岩为类或类岩石（4）中心导洞辐射孔用小型机械开挖中导洞，适用于I、类围岩爆破技术1F414005 熟悉爆破技术1、炸药分为：铵梯炸药；粉状铵油炸药；铵松蜡与铵沥蜡炸药；水胶炸药；乳化炸药；光面（预裂）爆破专用炸药；低爆速炸药；静态破碎剂等八类。2、起爆器材分为：传爆器材；雷管；导爆管（包括火雷管、电雷管、导爆索）。3、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。浅孔爆破法能均匀破碎介质，不需要复杂的钻孔设备，操作简单，可适应各种地形条件，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。（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IV级岩石。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：钻孔设备复杂，设备费高。 深孔爆破的主要参数有：梯段高度H、底盘抵抗线w、炮孔间距c和排距D、超钻深度h、钻孔深度L、堵塞长度L2，及单孔装药量Q等。（3）洞室爆破法：洞室爆破是指在专门设计开挖的洞室或巷道内装药爆破的一种方法。（4）预裂爆破法：预裂爆破是沿设计开挖轮廓钻一排预裂炮孔，在开挖区未爆之前先行爆破，从而获得一条预裂缝。预裂炮孔的角度应与开挖轮廓边坡坡度一致，最好一次钻到设计深度。如果基础不允许产生裂缝，则预裂炮孔至设计开挖面应预留一定距离。（5）光面爆破法：光面爆破是一种利用布置在设计开挖轮廓线上的光面爆破炮孔，将作为围岩保护层的“光爆层”爆除，从而获得一个平整的洞室开挖壁面的控制爆破方式。锚固技术1F414006 熟悉锚固技术1、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。锚固灌浆有简易灌浆、预压灌浆、化学灌浆以及特殊的锚固灌浆技术。2、锚固按结构形式分为抗滑桩、锚洞、喷锚支护及预应力锚固（锚索）四类。3、锚杆支护：金属锚杆、楔缝式锚杆、预应力锚杆、泥砂浆黏结力。4、喷混凝土支护5、预应力锚索1F415000 土石坝工程1F415010 土石坝施工技术1F415011 掌握土石料场的规划1、料场规划要作深入勘测，并从空间、时间、质与量诸方面进行全面规划。2、料场规划的基本内容（1）空间规划：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。同时料场的位置应有利于布置开采设备、交通及排水通畅。（2）时间规划：在用料规划上应力求做到上坝强度高时用近料场，低时用较远的料场，使运输任务比较均衡。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。在料场使用规划中，还应保留一部分近料场供合龙段填筑和拦洪度汛高峰强度时使用。（3）料场质与量的规划即质量要满足设计要求，数量要满足填筑的要求。3、料场规划的基本要求（1）料场规划应考虑充分利用永久和临时建筑物基础开挖的渣料。（2）料场规划应对主要料场和备用料场分别加以考虑。（3）开采总量时，应考虑料场查勘的精度、料场天然密度与坝体压实密度的差异，以及开挖运输、坝面清理、返工削坡等损失。反滤料应根据筛后有效方量确定，一