2010年港口与航道考试用书增值服务2.doc

全国一级建造师执业资格考试用书(第二版)港口与航道工程管理与实务2010年网上增值服务（2）1.在规则波的传播过程中，波形的波峰顶点与波谷底点通过同一点的时间间隔是2s，问该波浪的传播周期是多少？答：依题意可画出如下的波浪形态：波向OEDCBA 题所问波浪的周期即波浪传播一个波长（AE）所需要的时间，也就是波浪相邻的2个上跨零点（A、E）通过同一点的时间。而规则波的特性之一是AB、BC、CD、DE的长度是相等的，B、D通过同一点的时间间隔是2s，所以（A、E）通过同一点的时间应是B、D通过同一点的时间间隔的2倍。即为4s。 2.就港口与航道水工建筑物的耐久性对其垂直部位有何特别的规定？为什么要对港口与航道水工建筑物沿高程分为不同的区域？怎样根据设计高水位和设计低水位进行分区？答：港口与航道水工建筑物沿垂直方向分为海洋大气区、浪溅区、水位变动区、水下区、泥下区。处于海水中的港口与航道水工建筑物沿高程受海水、潮汐、波浪、冰冻、海洋大气等恶劣自然条件破坏作用，不同部位的性质和程度是不同的，相应应采取的防护措施也是不同的，因此，应把港口与航道水工建筑物沿高程分区，采取有针对性的措施，保证建筑物整体的耐久性。因此规定把港口与航道水工建筑物自上而下沿高程分为海洋大气区、浪溅区、水位变动区、水下区、泥下区。设计高水位和设计低水位是划分这5个区域的根本依据，具体是： 大气区：（设计高水位1.5m）以上的区域； 浪溅区：（设计高水位1.5m）至（设计高水位1.0m）之间的区域； 水位变动区：（设计高水位1.0m）至（设计低水位1.0m）之间的区域； 水下区：（设计低水位1.0m）至海底泥面之间的区域； 泥下区：海底泥面以下的区域。如下图所示： 大气区1.5m港口与航道水工建筑物浪溅区1.0m设计高水位水位变动区1.0m设计低水位水下区泥下区3. 入海河口区感潮河流自下游至上游有何区域性的特征？怎样加以区分？ 答：入海河口区感潮河流自下游至上游分为潮流界下游区、潮流界至潮区界范围、潮区界上游区三个区域。在河口区，潮流可以溯河而上，潮流向上游推进所能达到的最远处称为“潮流界”。在潮流界向下游的区域，河水随着涨落潮呈往复形式流动。由于有河水迳流的加入，落潮流量大于涨潮流量；从潮流界继续向上游，潮水继续对河流产生影响，这种影响已经不能呈现河水倒流，只能显现出对河水的一种顶托作用，使水位有周期性地升降变化，且这种升降变化越向上游越不明显，到完全没有影响处，即为“潮区界”。潮区界以上，完全不受涨落潮的影响。河 流海潮区界潮流界平 面 图河水升降不受影响立 面 图河水往复运动4. 在港口与航道工程施工中的大型施工船舶防风、防台是指防几级风？它的要素有哪些？它在港口与航道工程安全施工中的重要性有哪些？答：在港口与航道工程施工中的大型施工船舶防风、防台是指船舶防御风力在6级以上的季风和热带气旋。6级风是蒲福风级的强风，最大风速为10.813.8m/s，海上出现3.5m高左右的大浪。港口与航道工程大型施工船舶防风、防台工作中的“在台风威胁中”所指的就是船舶于未来48h内，可能遭遇6级以上的风；港口与航道工程大型施工船舶防风、防台工作中的“在台风严重威胁中”所指的就是船舶于未来12h内，可能遭遇6级以上的风；港口与航道工程大型施工船舶防风、防台工作中,确定船舶撤离时机、下达撤离命令的原则是：确保非自航船舶（包括附属设施）在6级大风范围半径到达工地5h前抵达防台锚地。可见，6级风是港口与航道工程安全施工和大型施工船舶防风、防台工作中的一个重要指标。5. 大风、大风日的要素是什么？在港口与航道工程施工中六级风的重要性有哪些？答：大风即蒲福风级中的8级风，最大风速为17.220.7m/s，海上波高可达7.5m高左右。 一天中如有此风级（最大风速）出现，即为大风日。大风日是港口与航道工程施工中计算水上有效作业天数必须考虑的一个重要因素。 港口与航道工程大型施工船舶防风、防台工作中的“在台风袭击中”所指的就是风力达到8级（大风）以上；港口与航道工程大型施工船舶防风、防台工作中,确定船舶撤离时机、下达撤离命令的原则是：确保自航船舶在8级大风范围半径到达工地5h前抵达防台锚地；当8级（大风）到来2h前，下锚船舶应改抛双锚；8级风是港口与航道工程大型施工船舶防风、防台工作中的一个重要风级。6. 港口与航道工程所用的水深图、航道图（海图）所标明的水深，是以何为起算面的？它与大地测量的起算面有何区别？答：港口与航道工程所用的水深图、航道图（海图）所标明的水深，是以“理论深度基准面”为起算面的。各海域的理论深度基准面是不完全相同的，但他们都比相应的平均海平面要低。如果以平均海平面作为标注水深的起算面，那么，一年中将有50%的时间实际的海平面要低于平均海平面，也就是说，实际水深比标注的要浅。由于港口与航道工程所用水深最终将要服务于船舶的航行，为了保证船舶航行的安全，应使水深图上所标注的水深，保持较高的保证率。理论深度基准面是按足够的保证率计算出来，再按实测资料调整后由国家颁布的。同样的道理，内河港口与航道的水深也是取用某一保证率下的低水位作为基准面的。7. 某港的理论深度基准面与黄海平均海平面的高差为2.0m，该港地形图中港池泥面的标注高程是14.0m，现需要通过港池拖运沉箱，沉箱的最小稳定吃水为13m，沉箱拖运时的富裕水深不得小于0.5m。此时的潮高为0.5m。沉箱的拖运可行否？乘潮拖运沉箱最低需要潮高为多少m？答：依据题意，可明确各水位 高程相互关系如图所示：在港口与航道工程中，理论深度基准面的确定原则是：采用一个低于平均海平面的面作为深度基准面，即理论深度基准面永远是低于平均海平面的。其目的是以理论深度基准面标注的水深有更高的保证率，对航行和各种需要水深保证的作业更安全。所以，该港的理论深度基准面与黄海平均海平面的高差为2.0m，即是该港的理论深度基准面在黄海平均海平面的下面2m。而该港地形图中港池泥面的标注高程是14.0m，是我国大地测量的标准，是指以平均海平面为基准的高程，也可以理解为以以平均海平面为基准的水深。而港口与航道工程沉箱拖运所需水深规定要以理论深度基准面为基准。那么，拖运沉箱时的可利用水深（实际水深）为：14.02.00.5=12.5m沉箱的最小稳定吃水为（13m）富裕水深（0.5m）13.5m 所以，沉箱的拖运是不可行的。 14.02.0+最低潮高h沉箱的最小稳定吃水为（13m）富裕水深（0.5m）13.5m h1.5m 拖运沉箱才可行。平均海平面该港理论深度基准面1414m2m潮水面（实际水深） 12.5m0.58港口与航道工程施工中某一时刻的实际水深应当怎样确定？答：任何一海域某时刻的实际水深并不一定就是该海域海图上标注的水深。实际上，某海域某一时刻的实际水深由两部分组成：一部分是海图上标注的水深（即该海域理论深度基准面以下的水深），另一部分是该海域理论深度基准面以上的受天文条件影响变化的水深，即潮水的高度。某海域某时刻的潮高值可以从该海域潮汐表上查得，潮汐表上不同时刻的潮高值是理论深度基准面以上的水深。港口与航道工程常常采用的“乘潮施工”，就是安排好工作，利用潮汐获得更大水深，突击完成某项工作的实例。9某海域的理论深度基准面在黄海平均海平面以下1.29m，已有的施工地区大地测量地形图标注的施工点的海底高程为6.00m，查得当地潮汐表上某时刻的潮高为2.12m，该地区该时刻的实际水深是多少？6.00理论深度基准面黄海平均海平面1.29潮位2.126.00实际水深答： 实际水深6.001.29+2.126.83m10. 平均海平面是怎样确定出来的？怎样理解对平均海平面的应用？答：虽然海平面有涨有落，但多年的海平面观测值的算术平均值接近一个常数，而且观测的年份越长、积累的数据越多，越趋近一个常数，因此，对多年的潮位观测资料进行整理，取每小时潮位记录值的平均值，即得到平均海平面。又称为平均潮位。 各海域的平均海平面是不完全相同的，例如，大连长兴岛的平均海平面就比黄海平均海平面（青岛验潮站）低7cm。所以，国家统一规定以黄海平均海平面（青岛验潮站）作为大地测量中计算中国陆地高程的基准面。11. 怎样理解对理论深度基准面的应用？为什么说“理论最低潮位”还不是最低深度面？答：理论深度基准面是海图中标注水深的起算面，所以又叫作“海图深度基准面”；同时它又是潮汐表中预报潮高的起算面，所以又称为“潮高基准面”。它是经过对潮汐资料的分析和保证率计算所确定的一个比平均海平面更低的基准面，它有很大的保证率都在实际的海平面以下，但在某些偶尔的很低的低潮时，实际的水面会降到它以下，即它这时就会露出水面，它还不是真正的“最低深度面”因此，又将它称为“理论最低潮位”。 我国1956年以后统一采用理论深度基准面作为海图深度基准面，目前，规定以“理论最低潮位”为海图深度基准面，也作为潮高（潮位）基准面。12. 某海域的理论深度基准面在黄海平均海平面以下1.29m，该地区大地测量地形图标注的施工点海底高程为6.00m，某施工单位决定乘潮拖运高8m的沉箱，规范规定拖运时的富裕水深0.5m，沉箱要保持2.0m的干舷。查得当地潮汐表上拖运时刻的潮高为2.12m，沉箱的拖运可行否？6.00理论深度基准面黄海平均海平面1.29潮位2.126.00实际水深2.08mh答：依题意绘制水深、海底高程、沉箱之间的相互关系示意图。海底高程6.00m即由黄海平均海平面至海底的垂直距离6m；则 乘潮拖运沉箱时的实际水深为： 6-1.29+2.12=6.83m沉箱保持干舷2m，则水下部分高为8-2=6m求箱距海底的富裕水深hh实际水深6m6.8360.83m0.5m 乘潮拖运沉箱可行。13. 为什么港口与航道工程的水泥混凝土严禁使用活性粗细骨料？答：因为活性骨料在水泥混凝土中会发生碱骨料反应。所谓碱骨料反应，是混凝土中的水泥和其他材料（如外加剂、混合材、拌合水等，其中主要是水泥）中的碱（Na2O、K2O）与骨料中的活性成分（活性氧化硅）发生反应，反应的生成物（碱硅凝胶）有强烈的吸水性，会大量吸收水分膨胀，产生内部应力而开裂，而碱硅凝胶一旦吸收了水分，又会急剧地促进碱骨料反应的发展。由于活性骨料经搅拌后在混凝土中大体上呈均匀分布。所以一旦发生碱骨料反应、混凝土内各部分将全面产生膨胀应力，将混凝土自身胀裂，无法补救。港口与航道工程混凝土始终处于水中工作，必须严禁使用活性骨料。14. 港口与航道工程混凝土的耐久性主要指哪些性能？主要的指标是什么？答：港口与航道工程混凝土的耐久性主要包括防止钢筋锈蚀的性能和抗海水冻融循环破坏的性能。港口与航道工程混凝土处于海水环境中，海水中的氯离子（Cl）会对混凝土中的钢筋、特别是预应力混凝土中的预应力钢筋造成锈蚀，引起混凝土顺筋开裂、剥落，钢筋断面减小甚至破断，威胁到结构的受力和安全性。因此要求钢筋外的混凝土保护层不仅要有足够的厚度，而且要有良好的抗氯离子渗透和阻止氯离子向混凝土内部扩散的性能。目前，多以混凝土电通量的大小作为阻抗氯离子渗透和抗锈蚀的能力，对钢筋有良好抗锈蚀保护性能混凝土的电通量不应大于2000C（库仑）；北方寒冷地区港工混凝土的潮差部位，随潮水的涨落遭受冻结和融化循环的破坏作用，造成混凝土的开裂和剥落，同时也加剧了氯离子的渗透，因此，混凝土的耐久性还包括其抗冻融循环破坏的性能。混凝土的抗冻融性能，以标准混凝土试件（10 cm10 cm40cm）所能经受的冻融循试验环次数为指标，良好耐冻混凝土的抗冻性F应在300循环以上。15怎样理解有抗冻性要求的混凝土必须掺入引气剂，并保证有规定的含气量？答：从微观上看，普通混凝土在凝结硬化的过程中，形成了大量开放性的毛细管，这些毛细管的存在，形成了海水渗入的通道，渗入的海水冻结膨胀，是造成混凝土冻融破坏的根本原因，掺入引气剂后，混凝土在搅拌的过程中，会形成大量直径为300m以内的微细气泡，气泡的表面吸附满水泥水化的产物，混凝土毛细管内充斥了大量这样的气泡，将原本开放的微细通道一层层地封闭起来，极大地减轻了和断绝了海水的浸入，提高了混凝土的抗冻性。保证混凝土的含气量为35，即保证了混凝土中有足够数量的上述微小气泡，使毛细孔得到足够程度地封闭，保证混凝土的抗冻性。16. 简述粗直径钢筋锥螺纹连接的工艺要点和该连接工艺的优缺点。答：锥螺纹连接是利用锥形螺纹套筒将端头套有对应锥形螺纹的钢筋旋进套筒对接，靠螺纹的咬合力传递拉力或压力的工艺，见图所示。（1） 根据工程连接钢筋的需要在钢厂内加工锥螺纹钢套筒；（2） 现场安放套丝机，对钢筋端头套丝；（3） 将端头套好锥形丝扣的钢筋旋入锥螺纹钢套筒，使之在套筒中部对接，使用测力扳手拧紧套筒至规定的力矩。优点：（1）工艺简洁、连接速度快、对中性好、不受连接钢筋方向的限制，可全天候作业； （2）安全可靠、无明火作业、不污染环境； （3）可连接同径钢筋，也可以连接异径的钢筋，不受有无花纹和是否带肋的限制； （4）锥螺纹连接的钢筋可承受拉压两向力的作用。缺点：（1）锥螺纹连接接头的破坏，都发生在接头处； 这是由于钢筋在加工锥形螺纹中，钢筋断面有所减少所致； （2）现场加工锥螺纹的质量、扭紧不足或漏拧、丝扣松动等对接头强度和变形影响很大。而现场连接中，这些操作数量巨大，难以控制不漏。17. 港口水域由哪些部分组成？它是怎样确定的？答：港口的水域由港内水域和港外水域两大部分组成。广义上讲，港口水域是港界范围内所包含的全部水域面积。港口水域是经中央和地方主管部门划定的法定区域。18. 港内水域由哪些部分组成，他们主要有哪些功能？答：港内水域由通常由船舶制动水域、船舶回旋水域、泊位前停泊和码头前船舶靠离岸的操作水域、港池与航道的连接水域、港内的装卸锚地等部分组成。船舶的制动水域船舶进港时，有时为了克服横风、流的影响，必须保持一定的速度以维持舵效，进港后，为停靠泊位或转向必须制动船舶减速乃至完全停船，供这段过程完成，就是船舶制动水域的功能；船舶回旋水域其功能是供船舶调头和回旋转向进出港或停靠泊位；泊位前停泊水域供船舶停靠在码头前沿之用；码头前船舶靠离岸的操作水域功能是保证船舶靠离码头的安全。港池与航道的连接水域功能是保证船舶进出港的安全；港内装卸锚地功能是供船舶在此装卸，以提高港口的吞吐能力或调节泊位的不足。19. 港口与航道工程混凝土结构，根据耐久性要求划分为哪几个部位？哪个部位的钢筋锈蚀最严重？为什么？答：根据耐久性要求港口与航道工程混凝土结构划分为以下4个部位：（1） 海洋大气区；（2） 浪溅区；（3） 水位变动区（4） 水下区 其中，以结构浪溅区的钢筋腐蚀最为严重。 钢筋的锈蚀要具备两个主要的条件：（1）要有带水（潮湿）的环境； （2）要有氧气的供给；港口与航道工程的浪溅区，是整个结构上述4个区中具备使钢筋锈蚀条件最充分的部位，波浪频繁地飞溅、拍击，形成了这个部位潮湿和带海水的环境，而在波浪交替飞溅的间隙，大气有充分的氧供给，这个部位又是干湿交替最频繁的部位，结构物的表面飞溅的海水蒸发后盐分积聚程度最高的部位。相比之下，其他的部位同时具备上述2个条件的程度都不如浪溅部位充分。所以港口与航道工程的混凝土结构，以浪溅区的钢筋腐蚀最为严重，对浪溅区混凝土钢筋保护层的要求标准最高。20. 如图所示，在以钢管桩为基础的高桩码头设计中，怎样合理地确定桩帽混凝土的底标高？设计高水位1.0m桩帽混凝土底标高港口工程中钢管桩是极易遭受海水腐蚀的，钢材单面的海水平均腐蚀速度为0.2mm/年，而局部的点腐蚀速度将是平均腐蚀速度的几倍乃至十几倍以上。而这种腐蚀最严重的部位发生在浪溅区，浪溅区的下限为设计高水位向下1m，所以，在以钢管桩为基础的高桩码头设计中，就把桩帽混凝土的底标高确定在浪溅区的下限（即设计高水位向下1m）以下的某一个高程，在施工方便的情况下，此标高尽可能低，这样，便把最易腐蚀的钢管桩段完全包裹在混凝土中了，混凝土的耐海水腐蚀远远高于钢材。21工程建设标准强制性条文中水运工程混凝土质量控制标准（JTJ26996）对海水环境浪溅区钢筋混凝土最小保护层厚度是怎样规定的？ （1）对于箍筋直径为6mm的结构，钢筋保护层的规定是： 对我国北方，海水环境钢筋混凝土的保护层最小值为50mm； 对我国南方，海水环境钢筋混凝土的保护层最小值为65mm； （2）对于箍筋直径超过6mm的结构，钢筋保护层的规定是：对我国北方，海水环境钢筋混凝土的保护层最小值为55mm； 对我国南方，海水环境钢筋混凝土的保护层最小值为70mm；22. 某码头后方堆场填土辗压，设计要求辗压的密实度达到95%以上。经辗压后现场取样检测其辗压密实度，测得辗实土样品的体积为45.8cm3，称得该样品的质量为85.76g，经实验室测定，样品的含水量为7%。实验室利用现场的回填土进行的击实实验测得该土的最大干密度为1.79。问根据检测结果，该堆场辗压的密实度指标是否满足设计要求？答：现场取样的质量W样样品干土颗粒的质量W土样品中含水的质量W水85.76g样品的含水量W水/W土7% W水0.07 W土W土0.07 W土=85.76g W土85.76g/（1+0.07）=80.15gW土/V=80.15/45.8=1.75 1.75/1.79=97.8%95%满足设计要求。23 地质勘察钻孔剖面图及相应的勘察成果指标在港口与航道工程施工的哪些项目中得到应用？答：（1）在高桩码头工程施工中： 确定桩基的持力形式（摩擦桩、端承桩或两者兼有）、桩尖的形式（开口、封闭）； 确定桩的持力层、确定桩长、估算单桩承载力； 判断沉桩的可能性、选定沉桩设备（桩锤的型号）。（2）在重力式结构施工中： 确定抛石基床的形式（明基床、暗基床）、基槽开挖深度； 重力式结构预留沉降量的估算；（4）在船坞工程施工中： 围堰的施工及稳定性预测； 基坑开挖边坡的稳定性计算； 降低地下水方案的选择；（5）在码头、道路堆场基础工程中： 地基加固方法的选择； (6) 地下工程（翻车