2020一级造价工程师《技术与计量(水利)》考点汇总

一、水库工程地质水库渗漏形式可分为暂时性渗漏和永久性渗漏。排水孔、减压井或其他排水设施一般布置在防渗帷幕后面和两岸边坡。库岸坡的地层岩性及地质构造条件是影响坍滑的内因，决定着岩土边坡的抗剪强度和抗冲刷能力，也决定着最终坍滑的范围、作用强度和坍塌类型。风浪冲蚀作用对库岸的破坏最为显著，波浪冲蚀作用是造成塌岸的主要外动力因素。浸没防治应从三方面予以考虑：一是降低浸没库岸段的地下水位，这是防治浸没的有效措施，对重要建筑物区，可以采用设置防渗体或布设排渗和疏干工程等措施降低地下水位，二是采取工程措施，可以考虑适当降低正常高水位;三是考虑被浸没对象，例如可否调整农作物种类、改进耕作方式和改变建筑设计等农业措施。固体径流是指河水挟带的固体物质，包括悬移质和推移质。前者为悬浮于水中的细砂、粉砂和黏土，后者为被水流推动沿河底移动的粗砂和卵砾石等。水库诱发地震的特点有，地震震级小，震源浅，但震中强度偏高，空间分布上震中大部分集中在库盆和距库岸3-5km以内的地方，少数主震发生在大坝附近，大部分是在水库中段甚至在库尾，时间分布上存在着十分复杂的现象，初震往往出现在水库开始蓄水后不久，地震高潮和大多数主震发生在蓄水初期1-4年内。二、水泥（一）硅酸盐水泥1.定义硅酸盐水泥可分为两种类型：不掺混合材料的称为I型硅酸盐水泥，代号为P.I；掺入不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称为II型硅酸盐水泥，代号为P.II。硅酸盐水泥的技术性质1）细度细度是指硅酸盐水泥及普通水泥颗粒的粗细程度，用比表面积法表示。水泥的细度直接影响水泥的活性和强度。颗粒越细，与水反应的表面积越大，水化速度越快，早期强度越高，但硬化收缩较大，且粉磨时能耗大，成本高。硅酸盐水泥比表面积应大于300m2/kgo2）凝结时间初凝时间为水泥加水拌和起，至水泥浆开始失去塑性所需的时间；终凝时间指从水泥加水拌和起至水泥浆完全失去塑性并开始产生强度所需的时间。硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于6.5h;普通硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于10h。水泥初凝时间不合要求，该水泥报废;终凝时间不合要求，视为不合格。3）安定性水泥在硬化过程中，体积变化是否均匀，简称安定性。安定性不合格的水泥不得用于水利工程。（二）混合材料水泥1.混合材料1）活性混合材料凡本身不具有水硬性或水硬性很弱的混合材料，在石灰、石膏的作用下具有较强的水硬性，这种混合材料称为活性混合材料。活性混合材料有粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料和粉煤灰、硅粉等。在混凝土中掺加粉煤灰可节约大量的水泥和细骨料、减少用水量、改善混凝土拌和物的和易性、增强混凝土的可泵性、减少了混凝土的徐变、减少水化热、降低热能膨胀性、提高混凝土抗渗能力、增加混凝土的修饰性。2）非活性混合材料非活性混合材料是指与水泥成分中的氢氧化钙不发生化学作用或很少掺加水泥化学反应的天然或人工的矿物质材料，如石英砂、石灰石及各种废渣等。主要起调节水泥强度、改善和易性及水泥的耐磨性（如加入磨细的石英砂粉）等。2.掺混合材料的硅酸盐水泥凡由硅酸盐水泥熟料、5%-20%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，均称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥），代号P・0。三、混凝土（一）概述1.混凝土的分类干表观密度在1950-2600kg/m3的称为普通混凝土.（二）混凝土的主要技术性质2.混凝土拌和物的和易性和易性是指混凝土拌和物在一定的施工条件下，便于施工操作并获得质量均匀、密实混凝土的性能，和易性包括流动性、黏聚性及保水性三方面的含义。流动性的大小反映拌和物的稀稠，它关系着施工振捣的难易和浇筑的质量。混凝土的强度1）混凝土抗压强度在混凝土立方体抗压强度总体分布中，具有95%保证率的抗压强度，称为立方体抗压强度标准值。水工结构大体积混凝土强度标准值一般采用90d龄期和80%保证率，体积较大的钢筋混凝土工程的混凝土强度标准值常采用90d龄期和85%-90%保证率，大坝碾压混凝土的强度标准值，可采用180d龄期和80%保证率。根据水工混凝土抗压强度标准值划分的强度等级称为水工混凝土强度等级。2）混凝土的抗拉强度影响混凝土抗拉强度的因素，基本上与影响抗压强度的因素相同。水泥强度高、水灰比小、骨料表面粗糙、混凝土振捣密实以及加强早期养护等，都能提高温凝土的抗拉强度。混凝土的耐久性1）混凝土抗渗性混凝土的抗渗性是指其抵抗压力水渗透作用的能力。混凝土抗渗等级分为W2即表示混凝土在标准试验条件下能抵抗0.2MPa的压力水而不渗水。2）混凝土的抗冻性混凝土的抗冻性，是指混凝土在水饱和状态下能经受多次冻融作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性能。3）混凝土的抗磨性及抗气蚀性对混凝土材料来说，提高抗气蚀性能的主要途径是采用C50以上的混凝土，骨料最大粒径应不大于20mm，在混凝土中掺入硅粉及高效减水剂，严格控制施工质量，保证混凝土密实、均匀及表面平整等。（三）水泥混凝土的骨料及拌和、养护用水1.细骨料（砂）普通混凝土用砂的细度模数范围在3.7-1.6，以中砂为宜。水工混凝土工程多按饱和面干状态的砂、石来设计混凝土配合比。在工业及民用建筑工程中，习惯按干燥状态的砂（含水率小于0.5%）及石子（含水率小于0.2%）来设计混凝土配合比。2.粗骨料（卵石与碎石）骨料最大粒径的确定，还受到骨料来源、建筑物结构的断面尺寸、钢筋净间距、生产方式及施工条件的限制。一般规定DM不超过钢筋净距的2/3-3/4,构件断面最小尺寸的1/4。对于混凝土实心板，允许采用DM为1/2板厚的骨料（但DM<50mm）。当混凝土搅拌机的容量小于0.8m3,DM不宜超过80mm;当使用大容量搅拌机时,也不宜超过150mm。粗骨料级配有连续级配和间断级配两种。间断级配能减小骨料的空隙率，故能节约水泥。但是间断级配容易使混凝土拌和物产生离析现象，并要求称量更加准确，增加了施工困难。压碎指标是取粒径为10-20mm的骨料装入规定的圆模内，在压力机上加荷载200kN，其压碎的细粒（小于2.5mm）占试样的质量百分数，即为压碎指标。（五）混凝土配合比及其确定原则组成混凝土的水泥、砂、石子及水等四项基本材料之间的相对用量，可用三个对比关系表达，它们是水灰比、含砂率及单位用水量。单位用水量是控制混凝土拌和物流动性的主要因素。混凝土中砂与砂石的体积比或质量比称为砂率。（六）碾压混凝土超贫碾压混凝土胶凝材料总量不大于110kg/m3干贫碾压混凝土中胶凝材料用量120-130kg/m3,其中掺和料占胶凝材料总量的25%-30%，水胶比一般为0.7-0.9。用碾压混凝土的配合比参数是水胶比、掺和料比例、砂率及浆砂比。碾压混凝土拌和物的工作性包括工作度、可塑性、易密性及稳定性几个方面。（七）特种混凝土高性能混凝土高强混凝土强度高、耐久性好、变形小,流态混凝土具有大的流动性、混凝土拌和物不离析、施工方便。配制高性能混凝土的水泥一般选用R型硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,强度等级不低于42.5级。细骨料宜采用颗粒级配良好、细度模数大于2.6的中砂。砂中含泥量不应大于1.0%,且不含泥块。粗骨料应为清洁、质地坚硬、强度高、最大粒径不大于31.5mm的碎石或卵石。2.水下浇筑（灌压）混凝土水下浇筑混凝土分为普通水下浇筑混凝土和水下不分散混凝土两种。水下不分散混凝土拌和物比较黏稠，应采用强制式搅拌机搅拌。3.纤维混凝土根据所掺纤维的不同，纤维混凝土分为：①纤维增强混凝土，这种混凝土采用高强高弹性模量的纤维，如钢纤维、碳纤维等;②纤维增韧防裂混凝土，这种混凝土采用低弹模高塑性纤维，如尼龙纤维、聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维等。4.塑性混凝土塑性混凝土是一种水泥用量较低，并掺加较多的膨润土、黏土等材料的大流动性混凝土，它具有低强度、低弹模和大应变等特性，是一种柔性材料，可以很好地与较软的基础相适应，同时又具有很好的防渗性能。目前在水利工程中，常见于防渗墙等结构中。四、建筑钢材水利工程常用的建筑钢材主要由碳素结构钢、优质碳素结构钢、普通低合金钢等加工而成。（一）磁素结构钢碳素结构钢的牌号及性能碳素结构钢按其力学性能和化学成分含量可分为Q195、Q215、Q235、Q275四个牌号碳素结构钢牌号的表示方法钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成。（二）优质碳素结构钢优质碳素结构钢，简称优质碳素钢。这类钢主要是镇静钢，与碳素结构钢相比质量好，磷硫含量限制较严，一般均不得大于0.04%。（三）普通低合金钢（四）常用的建筑钢材建筑钢材可分为钢筋混凝土结构用钢、钢结构用钢和钢管混凝土结构用钢等1.钢筋混凝土结构用钢1）热轧钢筋热轧光圆钢筋为HPB300一种牌号，普通热轧钢筋分HRB400、HRB500、HRB600、HRB400E、HRB500E五种牌号。2）冷加工钢筋常见的品种有冷拉热轧钢筋、冷轧带肋钢筋和冷拔低碳钢丝。3）热处理钢筋4）预应力混凝土用钢丝5）预应力混凝土钢绞线钢结构用钢钢管混凝土结构用钢五、水力机械设备(水轮发电机)由水轮机驱动，将机械能转换成电能的交流同步电机称为水轮发电机。水轮机和水轮发电机合称为水轮发电机组(或主机组)。抽水蓄能电站中使用的一种三相凸极同步电机，称为发电电动机。与常规水轮发电机相比，发电电动机在结构上还有以下不同的特点：(1)双向旋转。(2)频繁启停。(3)需有专门启动设施。(4)过渡过程复杂。水轮发电机的类型1.卧式与立式卧式水轮发电机一般适用于小型混流及冲击式机组和贯流式机组，立式水轮发电机适用于大中型混流及冲击式机组和轴流式机组。2.悬式和伞式根据推力轴承位置划分，立式水轮发电机可分为悬式和伞式。（1）悬式水轮发电机结构的特点是推力轴承位于转子上方，把整个转动部分悬吊起来，通常用于较高转速机组。（2）伞式水轮发电机的结构特点是推力轴承位于转子下方，通常用于较低转速机组。空气冷却式和内冷却式按冷却方式可分为空气冷却式和内冷却式。（二）水轮发电机的型号水轮发电机的型号，由代号、功率、磁极个数及定子铁芯外径等数据组成。SF190-40/10800水轮发电机，表示功率为190MW，有40个磁极，定子铁芯外径为10.8m。（三）水轮发电机的基本部件立式水轮发电机一般由转子、定子、上机架与下机架、推力轴承、导轴承、空气冷却器、励磁机（或励磁装置）及永磁发电机等部件组成。（四）水轮发电机的安装机组带额定负荷连续运行时间为72h。六、岩体的工程特性（一）造岩矿物矿物抵抗外力作用（如刻划、压入、研磨）的能力称为硬度。硬度等级12345678标准矿物滑石石膏方解石萤石磷灰石长石石英黄玉（二）岩石的基本类型1.岩浆岩（火成岩）2.沉积岩常见沉积岩结构类型有碎屑结构、泥质结构、结晶状结构和生物结构。可分为碎屑岩（如砾岩、砂岩、粉砂岩）、黏土岩（如泥岩、页岩）、化学岩及生物化学岩（如石灰岩、白云岩、泥灰岩等）。3.变质岩变质岩的结构主要有变余结构、变晶结构、碎裂结构。常见变质岩有大理岩、石英岩等。岩石的工程地质评述1）岩浆岩岩浆岩的力学强度较高，可作为各类建筑物良好地基及天然建筑材料。但这类岩石抗风化能力较弱，易风化破碎形成风化层带而影响岩石工程性能。2）沉积岩沉积岩具有成层分布规律，存在着各向异性特征，且层的厚度变化大，在水工建设中应注重其成层构造的研究。碎屑岩工程地质性质一般较好，但其胶结物的成分和胶结类型影响显著。黏土岩和页岩的性质相近，抗压强度和抗剪强度低，浸水后易软化和泥化。不适合作为大型水工建筑物的地基。化学岩和生物化学岩抗水性弱，常表现出不同程度的可溶性。碳酸盐类岩石具有中等强度，一般能满足水工设计的要求，但其中存在着各种的喀斯特现象，如溶蚀裂隙、洞穴、地下暗河等，往往成为集中渗漏通道。石膏、岩盐等化学岩，往往以夹层形式存在于其他沉积岩中，质软，浸水易溶解，常导致地基和边被失稳。影响水工建筑物安全的主要工程地质问题有渗漏、塌陷等。3）变质岩变质岩的工程地质与原岩密切相关，往往与原岩的性质相似或相近。软化系数小子0.75的岩石，被认为是强软化岩石，其抗水、抗风化、抗冻性差。（三）工程岩体分级围岩类型围岩稳定性评价I稳定II基本稳定III局部稳定性差w不稳定极不稳定（四）地质构造褶皱的基本类型分为背斜和向斜。背斜指岩层向上弯曲，两侧岩层相背倾斜，核心岩层时代较老，两侧依次变新并对称分布。向斜指岩层向下弯曲，两侧岩层相向倾斜，核心岩层时代较新两侧较老，也对称分布。断层是岩石受力发生断裂，断裂面两侧岩石存在明显位移的断裂构造。根据断层两盘相对位移的情况，可分为正断层、逆断层、平推断层。逆断层是上盘沿断层面相对上升、下盘相对下降的断层。一般是由于岩体受到水平方向强烈挤压力的作用，使上盘沿断面向上铺动而成。断层线的方向常和岩层走向或褶皱轴的方向近于一致，和压应力作用的方向垂直。（五）水文地质和自然地质作用1.地下水根据埋藏条件，地下水分为包气带水、潜水、承压水三大类。根据含水层的空隙性质，地下水又分为孔隙水、裂隙水和岩溶水三个亚类。包气带水处于地表以下潜水位以上的包气带岩土层中。潜水是埋藏在地表以下第一层较稳定的隔水层以上具有自由水面的重力水，其自由表面承受大气压力，受气候条件影响，季节性变化明显。潜水的分布区与补给区是一致的。潜水自水位较高处向水位较低处渗流。承压水也称自流水，是地表以下充满两个稳定隔水层之间的重力水。承压水不受气候的影响，报考较稳定，不易受污染。2.河流地质作用河流的地质作用可分为侵蚀作用、搬运作用和沉积作用三种形式。七、水工隧洞工程（一）概述1.隧洞类型划分1）按承担任务划分可由隧洞承担的任务各式各样，如汛期水库的部分或全部泄洪任务，发电、灌溉、给水等兴利所需的引水或输水任务，为事故检修或其他原因放空水库的任务，多沙河流上所建水库的排沙任务，枢纽施工期的导流任务等。2）按流态划分如按过水时洞身流态区别，可简单地划分为两大类，即有压隧洞和无压隧洞。为保证隧洞既定流态稳定运行，有压隧洞设计时应做到使各运行工况沿线洞顶有一定的压力余幅。无压隧洞设计时应做到使各运行工况沿线自由水面与洞顶之间有一定的净空余幅。除水电站有压引水系统中的引水隧洞必为有压隧洞外，水利枢纽中各种功用的水工隧洞既可为有压隧洞，也可为无压隧洞。2.隧洞工程的特点从结构、荷载方面说，岩层中开挖隧洞以后，破坏了原来的地应力平衡，引起围岩新的变形，甚至会导致岩石崩塌，故要对围岩进行衬砌支护。水力特性方面看，尽管有压隧洞一般视同管流，无压隧洞一般视同明渠流，有与地面建造的管道、明渠相同之