2016年二级建造师考试水利水电工程管理与实务个人学习笔记汇编

电工程管理与实务个人学习笔2F310000水利水电工程技术2F311000水利水电工程建筑物及建筑材料2F311010水利水电工程建筑物的类型及组成(建筑物、等级划分)建筑物包括：土石坝、水闸2F311020水利水电工程勘察与测量2F311030水利水电工程建筑材料(水泥、混凝土、钢材)永久水工建筑物2F311011水利水电工程等级划分及特征水位一、水工建筑物等级划分1.水利水电工程等级划分水利水电工程根据其工程规模、效益及在国民经济中的重要性，划分为五等。注意点：表2F311011－1数据；对于综合利用的水利水电工程，当各项任务指标对应的等别不同时，其整个工程等别应按其中的最高等别确定。拦河水闸工程的等别，应根据其最大过闸流量确定。灌溉、排水泵站的等别，应根据其装机流量与装机功率确定。2.水工建筑物的级别划分水工建筑物的级别反映了工程对水工建筑物的技术要求和安全要求。(1)永久性水工建筑物级别根据永久建筑物所在工程的等别，以及建筑物重要性定为五级。主次建筑物级别见表2F311011－4。注意工程等别和主次建筑物的对应性。按建筑物使用时间的长短来分：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，按其重要性分为：主要建筑物--失事后会造成灾害或严重影响工程效益；次要建筑物--失事后不会造成灾害，影响不大易恢复；临时性建筑物是指工程施工期间暂时使用的建筑物。如施工导流明渠、围堰等。堤防工程的级别根据堤防工程的防洪标准确定。防洪对象的防洪要求－防洪标准－堤防工程级别。(2)临时性水工建筑物级别(确定级别是为了确定导流标准，进而确定导流设计流量)按保护对象、失事后果、使用年限和导流建筑物规模等指标，划分为3、4、5级共三级。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。二、水工建筑物的分类及作用为满足防洪、发电、灌溉、航运等兴利除害的要求，河道上通常要建造控制水位、调节流量等作用的水工建筑物。水工建筑物一般按其作用、用途和使用时间等进行分类。(一)按作用分类1.挡水建筑物，如各种坝和水闸以及沿江河海岸修建的堤防、海塘等。水孔、岸边溢洪道等。4.取(进)水建筑物，如引水隧洞的进水口段、灌溉渠首和供水用的扬水站等。顺坝、丁坝、导流堤、护底和护岸等。6.专门建筑物，如专为发电用的引水管道、压力前池、调压室、电站厂房；专为灌溉用的沉砂池、冲砂(二)按用途分类水工建筑物按其用途可分为一般性建筑物和专门性建筑物。(三)按使用时间的长短分类水工建筑物按其使用时间的长短分为永久性建筑物和临时性建筑物。1.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2.临时性建筑物是指工程施工期间暂时使用的建筑物，如施工导流明渠、围堰等。主要作用是为永久性建筑物的施工创造必要的条件。三、水库与堤防的特征水位(一)水库的特征水位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。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。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。4.正常蓄水位(正常高水位、设计蓄水位、兴利水位)。5.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6.死水位。允许消落到的最低水位。兴利库容：死水位~正常蓄水位防洪库容：防洪限制水位~防洪高水位调洪库容：防洪限制水位~校核洪水位(二)堤防工程特征水位1.设防(防汛)水位：开始组织人员防汛的水位。2.警戒水位：防汛人员必须开赴防汛前线，准备抢险的水位。警戒水位>设防(防汛)水位。3.保证水位：河道遇堤防的设计洪水时在堤前达到的最高水位。2F311012土石坝与堤防的构造及作用一、土石坝的类型土石坝一般按坝高、施工方法或筑坝材料等进行分类。1.按坝高分类下的为低坝；高度在30(含30m)~70m(含70m)之间的为中坝；高度超过70m的为高坝。2.按施工方法分类它是用适当的土料分层堆筑，并逐层加以压实(碾压)而成的坝，它又可分为三种：(1)均质坝。坝体断面不分防渗体和坝壳，坝体基本上是由均一的黏性土料(壤土、砂壤土)筑成，如图2F311012-1(a)所示。(2)土质防渗体分区坝。包括黏土心墙坝和黏土斜墙坝，即用透水性较大的土料作坝的主体，用透水性较小的黏土作防渗体的坝。防渗体设在坝体中央的或稍向上游且略为倾斜的坝称为黏土心墙坝，防渗体设在型，如图2F311012-1(b)、(c)、(d)(3)非土料防渗体坝。以沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料(如土工膜)为防渗体的坝。按其位置也可分为心墙坝和面板坝两种，如图2F311012-1(e)、(f)所示。二、土石坝的构造及作用土石坝基本剖面是梯形，主要由坝顶、防渗体、上下游坝坡、坝体排水、地基处理等部分组成。(1)坝顶宽度。坝顶宽度应根据构造、施工、运行和抗震等因素确定。如无特殊要求，高坝可选用10~(3)防浪墙。坝顶上游侧常设混凝土或浆砌石修建的不透水的防浪墙，墙基要与坝体防渗体可靠地连接起来，以防高水位时漏水，防浪墙的高度一般为1.0~1.2m(指露出坝顶部分)。1)作用：减少通过坝体和坝基的渗流量；降低浸润线，增加下游坝坡的稳定性；降低渗透坡降，防止渗透变形。2)斜墙布置在坝体的上游。(迎水面如下游围堰)3.土石坝的护坡与坝坡排水(1)作用：防止波浪淘刷、顺坝水流冲刷、冰冻和其他形式的破坏。(2)坝坡排水：除干砌石或堆石护面外，均必须设坝面排水。(干砌石或堆石本身能够排水)4.坝体排水坝体排水的作用：降低坝体浸润线及孔隙水压力，防止坝坡土冻胀破坏。知识点：1)贴坡排水顶部应高于坝体浸润线的逸出点；贴坡排水不能降低浸润线。(渗流仍从原坡面逸出，常用。看P7图2F311012－3)。2)棱体排水，顶部高程应超出下游最高水位，超出高度应大于波浪沿坡面的爬高，并使坝体浸润线距坝坡的距离大于冰冻深度。应避免棱体排水上游坡脚出现锐角，可降低浸润线，防止坝坡冻胀和渗透变形，保护下游坝脚不受尾水淘刷，多用于河床部分(有水)的下游坝脚处。3)反滤层，材料粒径沿渗流方向由小到大排列。(反滤层是允许渗流，但防止细小土粒被渗流带走)三、堤防的构造及作用土质堤防的构造与作用和土石坝类似，包括堤顶、堤坡与戗台、护坡与坡面排水、防渗与排水设施、防洪墙等。2F311013混凝土坝的构造及作用坝三种。一、重力坝类型重力坝主要依靠自身重量产生的抗滑力维持其稳定性。重力坝用混凝土或浆砌石筑成，坝轴线一般为直线，并有垂直于坝轴线方向的横缝将坝体分成若干段，横剖面基本上呈三角形。类。1.防渗层厚度一般为1/20~1/10水头，但不小于2m。2.为了减小坝体的渗透压力，靠近上游坝面设置排水管幕，排水管幕与上游坝面的距离一般为作用水头的1/25~1/15，且不小于2.0m。排水管间距2~3m。3.横缝：有永久性的和临时性的两种，永久性横缝可兼作沉降缝和温度缝。5.基础灌浆廊道设置在上游坝踵处。重力坝承受的荷载与作用主要有：①自重(包括固定设备重量)；②静水压力；③扬压力；④动水压力；⑤波浪压力；⑥泥沙压力；⑦冰压力；⑧土压力；⑨温度作用；⑩风作用；地震作用等。扬压力包括上浮力及渗透压力。上浮力是由坝体下游水深产生的浮托力。四、拱坝的结构特点和类型1.拱坝的结构特点拱坝的轴线为弧形，能将上游的水平水压力变成轴向压应力传向两岸，主要依靠两岸坝肩维持其稳定性；拱坝是超静定结构，有较强的超载能力，受温度的变化和坝肩位移的影响较大。2.拱坝的类型定圆心等半径拱坝：圆心的平面位置和外半径都不变的一种拱坝。等中心角变半径拱坝：拱坝坝面自上而下中心角不变而半径逐渐减小。变圆心变半径双曲拱坝：圆心的平面位置、外半径和中心角均随高程而变的坝体形式。五、支墩坝的结构特点和类型支墩坝是由一系列顺水流方向的支墩和支承在墩子上游的挡水面板所组成，如图2F311013-5所示。按挡水面板的形式，支墩坝可分为平板坝、连拱坝和大头坝。2F311014水闸的组成及作用一、水闸类型(2)水闸按闸室结构形式分为开敞式水闸和涵洞式水闸。F4-1所示。当引(泄)水流量较大、渠堤不高时，常采引水流量较小的渠堤之下，闸室后有洞身段，洞身上面填土。根据水力条件的不同，涵洞式可分为有压和无压两种。二、水闸的组成部分及作用教材图：2F311014－1。掌握每一部分的具体组成内容。1.闸室闸室是水闸的主体，起挡水和调节水流的作用。它包括底板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥和交通桥等。整体式底板适用于地质条件较差、可能产生不均匀沉降的地基。整体式平底板抗震性能较好。中等密实以下的地基或地震区适宜采用整体式底板。分离式闸墩底板基底压力较大，适用于地质条件较好、地基承载力较大的地基。2.上游连接段上游连接段由铺盖、护底、护坡及上游翼墙组成。铺盖：主要作用是延长渗径长度以达到防渗目的，兼有防冲功能。3.下游连接段下游连接段通常包括护坦(消力池)、海漫、下游防冲槽以及下游翼墙与护坡等。1)护坦(消力池)与两侧翼墙底板及闸室底板之间，均应设置沉陷缝。缝的位置如在闸基防渗范围内，缝中应设止水。2)海漫：其作用是继续消除水流余能。海漫材料一般采用浆砌或干砌块石。在海漫末端设置防冲槽与下游河床相连，以保护海漫末端不受冲刷破坏。2F311015泵站的布置及水泵的分类一、泵站总体布置泵站工程按建站目的不同，分为灌溉泵站、排涝泵站、排灌结合泵站、供水泵站、加压泵站、多功能泵站等。不同类型的泵站，其布置型式也不同，其中灌溉泵站、排涝泵站、排灌结合泵站是水利工程最常用的。灌溉泵站。单纯灌溉的泵站比较简单，分有引渠和无引渠两种，有引渠灌溉泵站通常河中水流经进水闸通过引水渠引到泵站前池，再由水泵提到出水池并送入灌溉渠道进行灌溉，在汛期不需要灌溉时将进水闸关对于扬程不高而灌区距水源较远的泵站，常将水泵的进水管直接架设在河道或水库中，这样就省去了从进水闸到前池之间的引渠，习惯上称为无引渠泵站。排涝泵站。单纯排涝的泵站布置型式通常出水池紧靠河堤，出水池的出口与泄水涵洞相连，通过水泵提外河。有的不用泄水涵洞而用明渠泄水。泄水闸可起防洪作用，当外河水位高而又不需要提水排涝时，泄水闸关闭。排涝任务的排灌结合的泵站工程，配套建筑物相应较多，更要讲究合理布置。为合理布置，首先应当确定必不可少的配套建筑物及其调节运用关系。二、泵站进出水建筑物泵站进出水建筑物一般包括引水渠、沉砂及冲砂建筑物、前池、进水池、出水管道、出水池或压力水箱引水渠。当泵站的泵房远离水源时，应利用引水渠(岸边式泵站可设涵洞)将水源引至前池和进水池。泵站的引水渠分为自动调节引渠和非自动调节引渠。沉砂及冲砂建筑物。当水源(河流)含砂量较大时，除在进水口前设置拦砂设施外，还应增设沉砂池，以及冲砂口门，以减少高速含砂水流对水泵和管道的磨损和破坏。前池。衔接引渠和进水池的水工建筑物。根据水流方向可将前池分为两大类，即正向进水前池和侧向进进水池。水泵(立式轴流泵)或水泵进水管(卧式离心泵、混流泵)直接吸水的水工建筑物，一般布置在前池和泵房之间或泵房的下面(湿室型泵房)。出水管道。水泵房至出水池之间有一段压力管道称为出水管道。出水池。衔接水泵出水管与灌溉(或排水)干渠(或承泄区)的水工建筑物，根据水流出流方向，出水池分为正向出水池和侧向出水池。压力水箱。一种封闭形式的出水建筑物，箱内水流一般无自由水面，大多用于排水泵站且承泄区水位变幅较大的情况。按水流方向来分，压力水箱有正向出水和侧向出水两种。三、水泵的分类及性能(一)叶片泵的分类按工作原理不同分为：离心泵、轴流泵、混流泵。(二)叶片泵抽水装置由叶片泵、动力机、传动设备、管路及其附件构成的能抽水的系统称为叶片泵抽水装置。(三)叶片泵的性能参数扬程－单位重量的水从泵进口到泵出口所增加的能量。又称额定扬程。泵的工作扬程总是大于实际扬程。效率-水泵铭牌上的效率是对应于通过设计流量时的效率，该效率为泵的最高效率。水泵内的能量损失可分为三部分，即水力损失、容积损失和机械损失。四、泵房的结构形式泵房结构形式有移动式和固定式两大类。移动式分为囤船型和缆车型；固定式泵房分为分基型、干室型、湿室型、块基型四种。2F311016水电站的组成及作用口、引水建筑物、平水建筑物和厂区枢纽组成。2.水电站的进水口分有压和无压两种，它是水电站引水系统的首部。3.引水建筑物有动力渠道、引水隧洞和压力管道等。4.平水建筑物包括压力前池和调压室。2F311017渠系建筑物的构造及作用按支承结构渡槽可分为梁式渡槽和拱式渡槽两大类。渡槽由输水的槽身及支承结构、基础和进出口建筑物等部分组成。小型渡槽一般采用简支梁式结构，截面采用矩形。梁式渡槽槽身结构一般由槽身和槽墩(排架)组成，主要支承水荷载及结构自重。主拱圈是拱式渡槽的主要承重结构。二、涵洞的构造及作用截水环。对于有压涵洞要在洞身四周设若干截水环或用黏土包裹形成涵衣，用以防止洞身外围产生集中渗流。三、倒虹吸管的构造和作用镇墩与支墩。在管身的变坡及转弯处或较长管身的中间应设置镇墩，以连接和固定管道。镇墩附近的伸缩缝一般设在下游侧。在镇墩中间要设置支墩，以承受水荷载及管道自重的法向分量。陡坡与跌水的主要区别在于陡坡是以斜坡代替跌水墙。2F311020水利水电工程勘察与测量2F311021工程地质和水文地质的条件与分析1.产状有三要素，即走向、倾向和倾角。2.断裂构造分为：节理和断层。节理：沿断裂面两侧的岩层未发生位移或仅有微小错动。断层有：正断层、逆断层、平移断层。3.由于坝区岩体中存在的某些地质缺陷，可能导致产生的工程地质问题主要有坝基稳定(包括渗透稳定、沉降稳定和抗滑稳定)和坝区渗透问题(包括坝基渗漏和绕坝渗漏)。边坡稳定和基坑降排水。边坡变形破坏主要有：松弛张裂、蠕动变5.在边坡的破坏形式中，滑坡是分布最广、危害最大的一种。6.解决边坡失稳的措施有：采取合理坡度、设置边坡护面、基坑支护、降低地下水位。7.软土基坑开挖的降排水途径：明排法、人工降水(轻型井点或管井井点)。8.渗透变形(渗透破坏)一般分为：管涌、流土、接触冲刷、接触管涌或接触流土。2F311022水利水电工程施工放样注意此节可能出现案例。主要掌握土坝和水闸放样内容、放样实施。一、基础知识二、土坝的施工放样1.坝轴线测试－直线坝型土坝坝顶中心线即为坝轴线。2.坝身控制测量－坝身控制测量包括平面控制测量和高程控制测量。3.清基开挖线－坝体与原地面的交线。采用套绘断面法或经纬仪扫描法。4.坡脚放样线－坝体与地面的交线。5.坝体边坡线放样－坝体各个断面上料桩的标定通常采用轴距杆法或坡度尺法。三、水闸施工放样内容：测设水闸的主轴线、闸墩中线、闸孔中线、闸底板的范围及各细部的平面位置和高程。1.水闸主轴线放样(看图2F311022－3)线CD(另一主轴线)。主轴线测定后，应向两端延长至施工影响范围之外，每端各埋设两个固定标志以表示2.闸底板放样(看图2F311022－4)首先放出底板立模线的位置。底板的高程放样根据底板的设计高程及临时水准点的高程，采用水准测量的方法。F4水闸放样的主要点线3.闸墩的放样(细看教材)。先放出闸墩中线，再以中线为依据放样闸墩的轮廓线。放样时，首先根据计算出的有关放样数据，以水ABCD线、闸墩基础开挖线以及闸底板的边线等。待水闸基础打好混凝土垫层后，在垫层上再精确地放出主要轴线和闸墩中线等，根据闸墩中线放出闸墩平面位置2F311023测量仪器的使用一、水准仪、经纬仪、水准尺精密的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。二、常用仪器使用步骤：安置仪器、粗略整平、调焦和照准、精确整平、读数。(1)粗平－调整三个脚螺旋，使圆水准气泡居中。(2)消除视差－先调目镜调焦螺旋看清十字丝，再转动物镜调焦螺旋，直至尺像与十字丝平面重合。(3)读数－当符合水准气泡居中时，根据十字丝中丝在水准尺上读数。读数总是由注记小的一端向大的一端读出。2.经纬仪整平：气泡居中为止。照准：目镜调焦、粗瞄目标、物镜调焦、准确瞄准目标。三、测量误差1.误差产生的原因：人的原因；仪器的原因；外界环境的影响。2.误差分类：系统误差、偶然误差、粗差。注意每种误差的内涵。2F311030水利水电工程建筑材料建筑材料—指建造各种工程时所应用的材料2F311031建筑材料的类型和特性一、建筑材料的分类(1)按化学成分(重点)－能对具体材料进行归类a.无机材料金属材料—包括钢铁材料及各种有色金属材料。非金属材料—天然石材、烧土制品、水泥、石灰、混凝土、砂浆等。b.有机材料—木材、竹材、沥青、合成高分子材料。c.复合材料—钢筋混凝土、纤维混凝土、塑铝混凝土、聚合物混凝土、玻璃钢、纤维增强塑料。(2)按材料来源分类—天然材料、人工材料a.天然建筑材料如土料、砂石料、木材等。b.人工材料—石灰、水泥、金属材料、土工合成材料、高分子聚合物等。 (3)按功能分类—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。a.结构材料—混凝土、型钢、木材等。b.防水材料—防水砂浆、防水混凝土、紫铜止水片、膨胀水泥防水混凝土等。c.胶凝材料—石膏、石灰、水玻璃、水泥、沥青等。d.装饰材料—天然石材、建筑陶瓷制品、装饰玻璃制品、装饰砂浆、装饰水泥、塑料制品等。f.隔热保温材料—石棉板、矿渣棉、泡沫混凝土、泡沫玻璃、纤维板等。二、建筑材料的基本性质1.区分空隙率与孔隙率孔隙率－材料中孔隙体积所占的百分比。空隙率－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。2.抗渗性2)对于混凝土和砂浆材料，用抗渗等级W表示，如W4：表示试件抵抗静水水压力的能力为0.4MPa。3.抗冻性2F311032混凝土的分类和质量要求粒径在0.15~4.75mm之间的为砂，即细骨料，粒径大于4.75mm的为石，即粗骨料。一、混凝土骨料的分类和质量要求(一)细骨料1.砂的分类为C30~C60及有抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土和砂浆配制。2.用砂的级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数M表示砂的粗细程度。细度模数越大，表示砂越粗。MXX在3.7~3.1之间的为粗砂，M在3.0~2.3之间的为中砂，M在2.2~1.6之间的为细砂，M在1.5~0.7之XXX(二)粗骨料普通混凝土常用的粗骨料有碎石和卵石(砾石)。碎石是由天然岩石或大卵石经破碎、筛分而得的粒径大于4.75mm的岩石颗粒。卵石是由天然岩石经自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的粒径大于4.75mm的岩石颗粒，按其产源可分为河卵石、海卵石、山卵石等几种。碎石与水泥的粘结性较好；卵石与水泥的粘结C30~C60及抗冻、抗渗或有其他要求的混凝土；Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土。2.粗骨料公称粒级的上限称为该粒级的最大粒径。粗骨料的最大粒径在条件许可的情况下，尽量选大。3.计算普通混凝土配合比时，一般以干燥状态的骨料为准，而大型水利工程常以饱和面干状态的骨料为准。二、混凝土的分类和质量要求(一)混凝土的分类：注意按施工方法的分类(二)混凝土的主要质量要求(1)和易性的指标及测定方法一般常用坍落度定量地表示拌合物流动性的大小。坍落的高度(以mm计)称为坍落度。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10~40mm)、塑性混凝土(坍落度为50~90mm)、流动性混凝土(坍落度为100~150mm)、大流动性混凝士(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。(2)影响混凝土拌合物和易性的因素影响拌合物和易性的因素很多，主要有水泥浆含量、水泥浆的稀稠、含砂率的大小、原材料的种类以及①水泥浆含量的影响。单位体积混凝土内水泥浆含量越多，拌合物的流动性越大；但若水泥浆过多，混凝土拌合物将会出现流浆、泌水现象，使拌合物的黏聚性及保水性变差。因此，混凝土内水泥浆的含量，以使混凝土拌合物达到要求的流动性为准，不应任意加大。②含砂率的影响。混凝土含砂率(简称砂率)是指砂的用量占砂、石总用量(按质量计)的百分数。合理砂率是在水灰比及水泥用量一定的条件下，使混凝土拌合物保持良好的黏聚性和保水性并获得最大流动性的含砂率。即在水灰比一定的条件下，当混凝土拌合物达到要求的流动性，而且具有良好的黏聚性及保水性时，水泥用量最省的含砂率，即最佳砂率。③水泥浆稀稠的影响。拌合物流动性较大但黏聚性较差，泌水较多。普通混凝土常用水灰比一般在0.40~0.75范围内。2.强度(1)混凝土抗压强度混凝土的立方体抗压强度。用标准试验方法测得的极限抗压强度，称为混凝土标准立方体抗压强度，以f表示。cu方体试件抗压强度，称为混凝土立方体抗压强度标准值(以MPa计)，以f表示。cu，kC60、C65、C70、C75、C80等14个等级。例如，强度等级为C25的混凝土，是指25MPa≤f＜30MPa的混凝cu，k(2)混凝土的抗拉强度我国采用立方体的劈裂抗拉试验来测定混凝土的抗拉强度，称为劈裂抗拉强度。混凝土的抗拉强度一般为抗压强度的1/10~1/20。表示：抗渗等级；性表示：抗冻等级；③提高耐久性的主要措施。混凝土的耐久性是一个综合性概念，包括抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗碳化、抗磨性、抗碱-骨料反应等性能。(1)混凝土的抗渗性混凝土的抗渗性用抗渗等级(W)表示，即以28d龄期的标准试件，按标准试验方法进行试验所能承受的最大水压力(MPa)来确定。混凝土的抗渗等级可划分为W2、W4、W6、W8、W10、W12等6个等级，相应表示2MPa、0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa、1.2MPa。密实度，改善孔隙构造，减少渗水通道；减小水灰比；掺注意振捣密实、养护充分等。(2)混凝土的抗冻性100、150、200、250、300、400次的冻融循环。提高混凝土抗冻性最主要的措施是：提高混凝土的密实度；减小水灰比；掺加外加剂；严格控制施工质(3)提高混凝土耐久性的主要措施①严格控制水灰比。②混凝土所用材料的品质，应符合有关规范的要求。③合理选择骨料级配。④掺用减水剂及引气剂。⑤保证混凝土施工质量。2F311033胶凝材料的分类和用途一、分类有机胶凝材料常见的如沥青。1.石灰为人工材料，耐水性差、体积收缩大，一般不宜单独使用。2.水玻璃涂在天然石材表面可提高其防水性和抗风化性。水玻璃可配制成防水剂。水玻璃的用途：(1)灌浆材料。常用于加固地基。(2)涂料。(3)防水剂。(4)耐酸材料。(5)耐热材料。(6)粘合剂。(一)通用水泥通用水泥是指大量用于一般土木建筑工程的水泥，包括硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和复合水泥。使用最多的为硅酸盐类水泥，如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。(二)专用水泥专用水泥是指有专门用途的水泥。下面介绍水利工程中常用的大坝水泥和低热微膨胀水泥。大坝水泥包括中热和低热水泥。低热、中热水泥适用于大坝工程及大型构筑物等大体积混凝土工程。低热微膨胀水泥适用于要求低热和补偿收缩的混凝土、大体积混凝土、要求抗渗和抗硫酸盐侵蚀的工程。(三)特性水泥d强度等级的水硬性胶凝材料，初凝不得早于45min，终凝不得迟于10h。2.快凝快硬硅酸盐水泥。双快水泥初凝不得早于10min，终凝不得迟于60min。主要用于紧急抢修工程，以及冬季施工、堵漏等工程。施工时不得与其他水泥混合使用。3.抗硫酸盐硅酸盐水泥。抗硫酸盐水泥适用于受硫酸盐侵蚀的海港、水利、地下隧涵等工程。4.白色硅酸盐水泥。主要用于紧急抢修和早强要求的特殊工程，适用于冬期施工，主要缺点是后期强度倒缩，在使用3~5年后高铝水泥混凝土的强度只有早期强度的一半左右，抗冻渗和耐蚀等性能亦随之降低。高铝水泥不宜用于结1)低热、中热水泥适用于大坝工程及大型构筑物等大体积混凝土工程。2)双快水泥主要用于紧急抢修工程，以及冬季施工、堵漏等工程。施工时不得与其他水泥混和使用。不宜用于结构工程。施工时不得与其他水泥混和使用。灌浆工程所采用的水泥品种，通常可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐或复合硅酸盐水泥。灌浆水泥应妥善保存，严格防潮并缩短存放时间；不得使用受潮结块的水泥。2F311034外加剂的分类和应用改善混凝土拌和物流动性的外加剂：减水剂、引气剂、泵送剂。调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂：缓凝剂、早强剂、泵送剂。改善混凝土耐久性的外加剂：引气剂、防水剂、阻锈剂。改善混凝土其他性能的外加剂：引气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂等。气候下施工的混凝土，以及需长时间停放或长距离运输的混凝土；不宜用在日最低温5℃以下施工的混凝土，也不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。1.一般不能直接加入混凝土搅拌机内。2.为保证减水剂的减水效果，有同掺法、后掺法、分次掺入三种方法。2F311035钢材的分类和应用1.按化学成分分为：碳素结构钢、普通低合金钢。2.钢筋按生产工艺分类分为热轧钢筋、热处理钢筋、冷拉钢筋、钢丝(直径不大于5mm)。3.钢筋按外形分类分为光面钢筋(直径不小于6mm)和变形钢筋(直径不小于10mm)。二、其他知识点反映钢筋塑性性能的基本指标是伸长率和冷弯性能。热处理钢筋和钢丝无物理屈服点，热轧钢筋和冷拉热轧钢筋有物理屈服点。屈服强度、极限强度、伸长率和冷弯性能是有物理屈服点钢筋进行质量检验的四项主要指标，而对无物理屈服点的钢筋则只测定后三项。三、注意热轧钢筋的牌号含义和选用要求冷拉钢筋不宜用于负温度、受冲击或重复荷载作用的结构。2F311036土工合成材料的分类和应用土工特种材料：土工格栅、土工网、土工模袋、土工格室、土工管、土工包、土工合成材料黏土垫层。这几种材料的功能：反滤、排水、隔离、防渗、防护和加筋。2F312000水利水电工程施工导流2F312000水利水电工程施工导流1.导流方法：分期围堰导流和一次拦断河床围堰导流。2.分期导流：窄束河床导流和通过已建或在建的永久建筑物导流。3.一次拦断河床围堰导流：明渠导流、隧洞导流、涵管导流。4.下游围堰的堰顶高程由下式决定：dda式中：H——下游围堰的堰顶高程(m)；dh——下游水位高程(m)，可以直接由原河流水位流量关系曲线中找出；dh——波浪爬高(m)；aδ——围堰的安全超高(m)，一般对于不过水围堰可按规定选择，对于过水围堰可不予考虑。5.汛期施工险情：漏洞、管涌、漫溢。6.漏洞险情的抢护方法：塞堵法、盖堵法、戗堤法。内容体系(以某一水闸施工为例)导流内容体系2F312000水利水电工程施工导流重点：导流方案选择(导流方法及适用)，围堰堰顶高程土石围堰施工、抢险技术2F312010导流2F312011导流标准在河流上修建水工建筑物，施工期间往往与通航、筏运、渔业、灌溉或水电站运行等水资源综合利用的要求发生矛盾。在河流上修建水利水电工程时，为了使水工建筑物能在干地上进行施工，需要用围堰围护基坑，并将河水引向预定的泄水通道往下游宣泄，这就是施工导流。一、导流标准－选定导流设计流量的标准。导流设计流量是选择导流方案、确定导流建筑物的主要依据。导流标准确定：依据：1)导流建筑物级别；2)导流建筑物类型；3)风险度分析。二、导流时段－按照导流的各个施工的阶段划分的延续时间。三、导流设计流量依据导流标准、导流时段来确定1.土坝、堆石坝、支墩坝等在洪水来临前不能完建时，围堰的导流时段一般以全年为标准，导流设计流量按导流标准选择相应洪水重现期的最大流量。2.若洪水来临前坝身能起拦洪作用，则围堰的导流时段为洪水来临前的施工时段(枯水期挡水)，导流设计流量为该时段内按导流标准选择相应洪水重现期的最大流量。2F312012导流方法施工导流的基本方法可分为分期围堰法导流和一次拦断河床围堰导流两类一、分期围堰法导流分期围堰法导流，就是用围堰将水工建筑物所在的河段分段分期围护起来的施工方法。河水通过束窄河床、坝体缺口、坝体底孔等下泄。分期围堰法1.束窄河床导流束窄河床导流，是通过束窄后的河床泄流，通常用于分期导流的前期阶段，特别是一期导流。2.通过已完建或未完建的永久建筑物导流土坝体中的底孔导流，混凝土坝体上预留缺口导流、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，个别高、中水头坝后式厂房，也有通过厂房导分期导流一般适用于下列情况(水文、地形、地质)：①导流流量大，河床宽，有条件布置纵向围堰；②河床中永久建筑物便于布置导流泄水建筑物；③河床覆盖层不厚。留缺口、坝体底孔，明槽，平原河道低水头河床径流电站典型适用：流量较大的平原河道或河谷较宽的山区河流上修建混凝土坝枢纽时较为常用。二、一次拦断河床围堰导流一次拦断河床围堰导流是指在河床内距主体工程轴线(如大坝、水闸等)上下游一定的距离，修筑围堰，一次性截断河道，使河道中的水流经河床外修建的临时泄水道或永久泄水建筑物下泄，故又称河床外导流。一次拦断河床围堰导流一般适用于枯水期流量不大且河道狭窄的河流，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。挡水建筑物：上下游围堰泄水建筑物：明渠导流；隧洞导流；涵管导流。(一)明渠导流明渠导流是在河岸或河滩上开挖渠道，在基坑的上下游修筑横向围堰，河道的水流经渠道下泄。1)明渠进出口应同上下游水流相连，与主河道的交角以30o为宜；2)明渠进出口应与上下游围堰相隔适当距离，一般以50—100米为宜；3)明渠离基坑应有相当距离；4)明渠应尽可能与永久建筑物相结合。2.适用岸坡平缓或有一岸具有较宽的台地、垭口或古河道的地形。(二)隧洞导流隧洞导流是在河岸边开挖隧洞，在基坑的上下游修筑围堰，水流由隧洞下泄。1)隧洞进出口应同上下游水流相连，与主河道的交角以30o为宜；2)隧洞进出口应与上下游围堰相隔适当距离，一般大于50米；3)导流隧洞应尽可能与永久建筑物相结合。2.适用3.工程实例龙羊峡水电站导流毛家村水库导流《水利水电工程管理与实务》个人学习笔记汇编(三)涵管导流涵管导流是利用涵管进行导流，适用于导流流量较小的河流或只用来担负枯水期的导流。一般在修筑土坝、堆石坝等工程中采用。由于涵管过多对坝身结构不利，且使大坝施工受到干扰，因此坝下埋管不宜过多，单管尺寸也不宜过大。涵管应在干地施工，通常涵管布置在河滩上，滩地高程在枯水位以上。三峡一期导流布置图三峡导流示例1.导流方案选择要点：依据导流方法适用性选择或判断。2.依据导流思想的排序要点：以疏为核心，先有泄流建筑物，再施工围堰。如：某年考题：某加固工程包括：新建深孔闸、老闸加固、新建船闸、上下游围堰修建、上下游围堰拆除，请排序。2F312013围堰的类型及施工要求土石围堰草土围堰混凝土围堰汾河二库横向围堰万家寨碾压混凝土围堰三峡纵向围堰一、围堰的类型围堰按材料分土石围堰、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。按围堰与水流方向的相对位置分横向围堰、纵向围堰。按导流期间基坑淹没条件分过水围堰、不过水围堰。过水围堰除需要满足一般围堰的基本要求外，还要满足堰顶过水要求。1.土石围堰土石围堰由土石填筑而成，多用作上下游横向围堰。它能充分利用当地材料，对基础适应性强，施工工艺简单。土石围堰可做成过水围堰，允许汛期围堰过水，但需做好溢流面、堰址下游基础和两岸接头的防冲保护。土石围堰的防渗结构形式有土质心墙和斜墙、混凝土心墙和斜墙、钢板桩心墙及其他防渗墙结构。2.混凝土围堰混凝土围堰是用常态混凝土或碾压混凝土建筑而成。混凝土围堰宜建在岩石地基上。混凝土围堰的特点是挡水水头高，底宽小，抗冲能力大，堰顶可溢流。尤其是在分段围堰法导流施工中，用混凝土浇筑的纵向围堰可以两面挡水，而且可与永久建筑物相结合作为坝体或闸室体的一部分。混凝土围堰结构形式有重力式、3.草土围堰草土围堰是一种草土混合结构。草土围堰能就地取材，结构简单，施工方便，造价低，防渗性能好，适应能力强，便于拆除，施工速度快。但草土围堰不能承受较大的水头，一般适用于水深不大于6~8m，流速小于3~5m/s的中、小型水利工程。4.竹笼围堰竹笼围堰是用内填块石的竹笼堆叠而成的挡水建筑物，在迎水面一般用木板、混凝土面板或填黏土阻水。5.钢板桩格形围堰钢板桩格形围堰是由一系列彼此相连的格体形成外壳，然后在内填以土料或砂料构成。格体是土或砂料和钢板桩的组合结构，由横向拉力强的钢板桩连锁围成一定几何形状的封闭系统。钢板桩格形围堰按挡水高桩围堰，一般适用的挡水高度小于15~18m，可以建在岩基或非岩基上，也可作过水围堰用。三、围堰堰顶高程的确定(案例点)纵向围堰堰顶高程要与束窄河段宣泄导流设计流量时的水面曲线相适应。纵向围堰的顶面常做成阶梯状或倾斜状，上游部分与上游围堰同高，下游部分与下游围堰同高。下游围堰的堰顶高程由式(2F312013-1)：dd上游围堰的堰顶高程由式(2F312013-2):uda四、围堰施工(变化)1.土石围堰的施工(案例)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，也可采用各种驳船拋填水。1)土石围堰与岸坡的接头，主要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范围，防止集中绕渗破坏。2)与纵向围堰接头处理用刺墙形式插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渗径长度要求。3)围堰拆除：时间、顺序、方法围堰拆除一般是在使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。土石围堰的拆除可用挖掘机开挖、爆破、挖泥船开挖或人工开挖等。2.混凝土围堰的施工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。混凝土围堰的施工与混凝土坝相似。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。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。3.钢板桩格形围堰施工达70%，边坡垂直、断面小、占地少，安全可靠。钢板桩格形围堰修建工序：定位、打设模架支柱、模架就位、安插打设钢板桩、安装围檩和拉杆、拆除支柱和模架、填充砂砾料至设计高度。钢板桩围堰的拆除。工程完工后，基坑充水使围堰的两侧水位平衡，围堰内的砂砾料分层挖除，拆除钢拉杆和围檩，用振动锤拔除钢板桩。案例解析某水闸除险加固工程主要工程内容包括：加固老闸，扩建新闸，开挖引河等。新闸设计流量1100m3/s。施工合同约定工程施工总工期为3年。工程所在地主汛期为6~9月份，扩建新闸、加固老闸安排在非汛期施工，相应施工期设计洪水水位为10.0，该工程施工中发生了如下事件：具体条件和总体进度计划安排，提出的施工导流方案如图3所示。工程附近无现有河道可供施工导流，施工单位采用的导流方案为一次拦断河床(全段)围堰法施工，具体施工组织方案是在一个非汛期施工完成扩建新闸和加固老闸，在新闸和老闸上、下游填筑施工围堰，期间利用新挖导施工导流方案和施工组织方案。事件二：施工单位优化施工导流方案和施工组织方案报监理单位审批，并开展施工导流工程设计，其中事件三：施工单位在围堰施工完毕后，立即进行基坑初期排水，基坑初期水深为6.0m。开始排水的当天下午，基坑水位下降了2.0m，此时围堰顶部在基坑侧局部出现纵向裂缝，边坡出现坍塌现象。施工单位及时采取措施进行处理，处理完成并经监理单位同意后继续进行后续工作。【问题】1.根据事件一，提出适宜的施工导流方案及相应的施工组织方案。3.根据事件三，基坑围堰出现险情后，施工单位应采取哪些技术措施？【参考答案】1.新建引河和河道互为导流，扩建新闸和开挖引河时用老闸进行导流，加固老闸时用新闸进行导流。施工组织方案：先进行新建引河、新建闸施工，利用老河道导流；完工后在老河道上下游进行围堰截流，利用2.10+0.8+0.5=11.3m；1.05。3.设置合理坡度、设置边坡护面、基坑支护、减缓降水速度等。2F312014汛期施工险情判断与抢险技术常见险情：漏洞、管涌、漫溢。一、漏洞(一)原因：填土质量不好、有架空。(二)特征：贯穿堰身，通过孔洞直接流向围堰背水侧。出口一般在背水坡或堰脚附近。(三)探测：水面观察、潜水探漏、投放颜料观察水色。(四)抢险(针对漏洞进口处理)(案例)堵闭气，直至完全断流。适用于漏洞2.盖堵漏洞(1)复合土工膜排体或篷布盖堵。适用于洞口多且集中的情况。(2)就地取材盖堵。适用于洞口附近流速小，土质松软或洞口周围已有许多裂缝时，可用该法。注意点：洞口覆盖后，必须立即封严四周(避免四周进水)。3.戗堤法：临水坡漏洞多而小，范围较大时，抛黏土填筑前戗或临水筑子堤。考核点：给出工程具体情况，请考生选择抢险方法。【例题】某工程在汛期围堰经探测发现漏洞洞口多且比较集中，此时抢险方法可选择()。A.塞堵B.复合土工膜排体盖堵C.就地取材盖堵D.戗堤法『正确答案』B『答案解析』本题考查的是漏洞。复合土工膜排体盖堵适用于洞口较多且较为集中。二、管涌(一般出现在渗流出口处，为非粘性土的特性)堵出口(一)抢险原则：制止涌水带砂，留有渗水出路。(二)方法1.反滤围井适用于单个管涌或管涌数目多且集中的情况，围井内必须用透水料铺填，切忌用不透水材料。(1)砂石反滤围井(2)土工织物反滤围井土工织物铺设一定要形成封闭的反滤层，土工织物周围应嵌入土中，土工织物之间用线缝合。然后在土工织物上面用块石等强透水材料压盖，加压顺序为先四周后中间，最终中间高、四周低，最后在管涌区四周用土袋修筑围井。围井修筑方法和井内水位控制与砂石反滤围井相同。(3)梢料反滤围井2.反滤层压盖适用于大面积管涌或管涌群。反滤层压盖必须用透水性好的砂石、土工织物、梢料等材料，切忌使用不三、漫溢措施：在堰顶上加筑子堤。案例分析【背景资料】墩外包15cm厚混凝土，拆除重建排架、启闭机房、公路桥及下游消能防冲设施。溢洪道加固施工时，在铺盖上游填筑土围堰断流施工，围堰断面如图所示。随着汛期临近，堰前水位不断上升，某天突然发现堰后有大面积管涌群，施工单位为防止事故发生，及时就近挖取黏性土进行封堵，随后上游水位继续上涨，封堵失败，围堰决口，导致刚浇筑的溢洪道底板、下游消能防冲设施被冲毁，造成直100万元。事故发生后，施工单位按“三不放过原则”，组织有关单位制定处理方案，报监理机【问题】1.本工程事故发生前施工单位对管涌群采取的处理措施有何不妥？并简要说明本工程管涌的抢护原则和措施。【参考答案】用黏性土封堵不妥。抢护管涌险情的原则是制止涌水带砂，而留有渗水出路。这样既可以使砂层不再被破坏，又可以降低附近渗水压力，使险情得以控制和稳定。应采用反滤层压盖。在堰内出现大面积管涌或管涌群时，如果料源充足，可采用反滤层压盖的方法。反滤层压盖必须用透水性好的砂石、土工织物、梢料等材料，切忌使用不透水材料。2F312020截流2F312021截流方法一、截流的基本方法1.在导流泄水建筑物接近完工时，即以进占方式自两岸或一岸建筑戗堤形成龙口，并将龙口防护起来，待导流泄水建筑物完工以后，择时以最短时间将龙口堵住，截断河流。2.截流过程“戗堤”—为了截流，先在河床的一侧或两侧向河床中筑堤，该堤称为戗堤；3.截流的基本方法(1)基本方法桩、草土、杩槎堰、水力冲填法截流等)。1)抛投块料截流迫使河水经导流建筑物下泄。(特别适用于大流量、大落差的河道上的截流)立堵—不适用于地质不好的河道上。(图示)混合堵2)爆破截流定向爆破技术3)下闸截流在泄水道中预先修建闸墩，最后下闸截断水流。(3)工程实例(图示)立堵法平堵法2F312022龙口布置和截流材料的选择一、龙口位置的选择1.一般来说，龙口应设置在河床主流部位，方向力求与主流顺直，使截流前河水能较顺畅地经由龙口下2.龙口应选择在耐冲河床上，以免截流时因流速增大，引起过分冲刷。如果龙口河床覆盖层较薄，则应清除；否则，应进行护底防冲。3.龙口附近应有较宽阔的场地，以便布置截流运输路线和制作、堆放截流材料。二、龙口宽度的确定1.尽可能窄些。2.龙口保护包括：护底和裹头。宽度及防护措施根据：流量、龙口的抗冲流速确定。原则上龙口的宽度应尽可能窄些，这样合龙的工程量就小些，截流的延续时间也短些，但以不引起龙口及其下游河床的冲刷为限。三、截流材料尺寸的确定在截流中，合理选择截流材料的尺寸或重量，对于截流的成败和节省截流费用具有很大意义。尺寸或重取决于龙口流速。四、截流材料数量的确定(一)不同粒径材料数量的确定(二)备料量备料量的计算，以设计戗堤体积为基础，并应考虑各项损失。平堵截流的设计戗堤体积计算比较复杂，需按戗堤不同阶段的轮廓计算。立堵截流戗堤断面为梯形，设计戗堤体积计算比较简单。戗堤顶宽视截流施工需要而定，通常取10~18m，可保证2~3辆汽车同时卸料。一般备用系数可取1.2~1.3。背景资料的施工方案中部分内容如下：水库大坝施工采用全段围堰法导流。相关工作内容有：①截流；②围堰填筑；③围堰拆除；④导流隧洞开挖；⑤下闸蓄水；⑥基坑排水；⑦坝体填筑。指出施工方案1中①~⑦工作的合理施工顺序。④导流隧洞开挖-①截流-②围堰填筑-⑥基坑排水-⑦坝体填筑-③围堰拆除-⑤下闸蓄水。葛洲坝截流三峡截流小浪底峡截流万家寨截流飞来峡截流大桥截流珊溪截流西藏乌鲁瓦提截流2F313000水利水电工程主体工程施工2F313010土石方开挖工程2F313011土方开挖技术2F313012石方开挖技术2F313011土方开挖技术一、土的工程分类(开挖方法、开挖难易)1.土的分级(开挖方法)表2F313011的名称(kg/m3)I砂土、种植土1650~1750II壤土、淤泥、含根种植土1750~1850石的黏土及其组成特性疏松、粘着力差或易进水，略开挖时能成块，并易打碎粘手，看不见砂粒，或干硬坚硬，分裂后成块状，或用铁锹或略加脚踩开挖用铁锹，需用脚踩开挖踩开挖用镐、三齿耙等开挖800~1950开挖方法上，用铁锹或略加脚踩开挖的土为Ⅰ类；用铁锹，且需用脚踩开挖的土为Ⅱ类；用镐、三齿耙开挖或用锹需要力加脚踩开挖的土为Ⅲ类；用镐、三齿耙等开挖的土为IV类。见表2F313011。重点掌握如何依据开挖方法来进行土的分级。例如：用铁锹且需脚踩开挖的土一般为()级。C.ⅢD.Ⅳ『答案解析』本题考查的是土的工程分类。用铁锹，且需用脚踩开挖的土为Ⅱ类。二、开挖方式自上而下开挖；上下结合开挖；先河槽后岸坡开挖；分期分段开挖。三、开挖方法机械开挖、人工开挖1.机械开挖(挖掘机、推土机、装载机、铲运机)注意不同机械各自的适用性正铲：适用于停机面以上的土方。正铲挖掘机。正铲挖掘机是土方开挖中常用的一种机械。它具有稳定性好、挖掘力大、生产率高等优点。适用于I~IV类土及爆破石渣的挖掘。正铲挖掘机的挖土特点是：向前向上，强制切土，主要挖掘停机面以上的掌子。按其与运输工具相对停留位置的不同，有侧向开挖和正向开挖两种方式(如图2F313011-1所示)，采用侧向开挖时，挖掘机回转角度小，生产效率高。反铲：主要挖掘停机面以下的掌子，多用于开挖深度不大的基槽和水下石渣。索铲：适用于停机面以下的掌子，多用于开挖深度较大的基槽，沟渠和水下土石。抓铲：抓铲挖掘机可以挖掘停机面以上及以下的掌子。水利水电工程中常用于开挖土质比较松软(I~II类土)、施工面狭窄而深的集水井、深井及挖掘深水中的物料，其挖掘深度可达30m以上。链斗式挖掘机的主要特点是挖斗连接在挠性构件(斗链)上，通过斗链带动斗的运动，把挖掘的土壤带出掌子面。斗轮式挖掘机的主要特点是挖斗固定在刚性构件(斗轮)上，通过轮斗带动挖斗运动，把挖掘的土壤带出掌子面。滚切式挖掘机可通过刀齿对土壤的铣切挖出成型断面的沟槽，这种挖掘机在水电工程中很由于连续作业式挖掘机装有多只挖斗，土壤不断被挖取并不断被带出掌子面，因此它的作业过程是连续进行的。它与单斗挖掘机相比，具有下列特点：①连续作业式挖掘机的作业过程是连续进行的，运行不另占时间。②连续作业式挖掘机在作业时，工作装置在掌子面中作均匀而连续的运动，其所承受的静载荷和动载荷③连续作业式挖掘机的动力消耗少，生产率高，在同样功率装备下，连续作业式挖掘机的生产率是单斗挖掘机的1.5~2.5倍。④连续作业式挖掘机能够一次挖到很大的深度或高度，而且掌子面形状比较规整，一般不需要再进行人工修整。⑤连续作业式挖掘机操纵比较简单，装载时对车辆造成的冲击小。机也有一些缺点，主要是挖掘能力小，不能挖掘硬土、岩石或冻土；只能挖掘不夹杂大块(尺寸大于斗宽的0.2倍)的I~Ⅲ级土壤，或十分均匀而没有夹杂物的IV级土壤。同时连续作业式挖掘机是专用性机器，通用性差。这些缺点就限制了它的应用范围。推土机：是一种在拖拉机上安装有推土工作装置(推土铲)的常用的土方工程机械。它可以独立完成推土、运土及卸土三种作业。在水利水电工程中，它主要用于平整场地，开挖基坑，推平填方及压实，堆积土石料及回填沟槽等作业，宜用于100m以内运距、I~Ⅲ类土的挖运，但挖深不宜大于1.5~2.0m，填高不宜大于2~3m。铲运机：综合完成铲土、装土、运土、卸土。它适用于IV级以下的土壤工作。一般拖式铲运机(用履带式机械牵引)的经济运距为500m以内，自行式轮胎铲运机的经济运距为800~1500m。按铲运机的卸土方式可分为强制式、半强制式和自由式三种。按铲运机的装载方式分为普通式和链板式两种。装载机：装载松散物料的工程机械。不仅可以对堆积的松散物料进行装、运、卸作业和短距离的运土。也可以对岩石、硬土进行轻度挖掘和推土作业，还可以进行清理，刮平场地，起重、牵引等作业。装载机按分为轮式和履带式两种。按卸载方式可分为前卸式、后卸式、侧卸式和回转式四种。按额定载重量可分为小型(＜1t)、轻型(1~3t)、中型(4~8t)、重型(＞10t)四种。2.人工开挖不具备机械开挖条件时或机械设备不足时采用人工开挖。地下水位较高时，注意排水。具体：先挖出排水沟，再分层下挖。(2)临近设计高程时，留：0.2~0.3m的保护层。(3)线状布置的工程(溢洪道、渠道)，采用分段施工的平行流水作业组织方式。(4)开挖坚实黏性土和冻土时，采用爆破松土与人工、推土机、装载机等开挖方式配合来提高开挖效率。四、土方开挖一般要求注意：合理布置开挖工作面和出土路线。合理选择和布置出土地点和弃土地点，做好挖填方平衡。开挖开挖，做好排水工作。五、渠道开挖人工开挖、机械开挖1.人工开挖(1)干地开挖渠道—自中心向外，分层下挖。(2)受地下水影响渠道—一次到底法、分层下挖法(中心排水沟法、翻滚排水沟法)(见教材图例)2.机械开挖(1)推土机开挖：挖深不易超过1.5~2.0米，填筑堤顶高度不易超过2~3米，坡度不宜陡于1:2。(2)铲运机开挖：半挖半填渠道或全挖方渠道就近弃土。铲运机开挖渠道：铲运机开挖渠道的开行方式有环形开行和“8”字形开行。a.横向环形开行—渠道开挖宽度大于铲土长度，而填土或弃土又大于卸土长度；反之采用纵向环形开行。b.8字形开行—工作前线较长，填挖高差较大时采用。2F313012石方开挖技术一、岩石分类按形成条件分类：火成岩(岩浆岩)、水成岩、变质岩。水成岩：主要包括石灰岩和砂岩。变质岩：主要包括片麻岩、大理岩和石英岩。二、岩石的分级依据坚固系数分级。注意根据坚固系数的具体分级。三、开挖方法(露天石方开挖、地下工程开挖)(一)露天石方开挖的方法(爆破法)1.开挖方法：钻孔爆破松动、挖掘机或装载机配合自卸汽车出渣。2.常用爆破方法：浅孔爆破、深孔爆破、洞室爆破、预裂爆破。：钻孔－装药－起爆－挖装－运卸。4.露天石方(岩基)爆破开挖的技术要求。如：岩基上部除结构要求外均应按梯段爆破方式开挖(二)地下工程开挖方法钻爆法(以此为主)、机械开挖(掘进机、顶管法、盾构法)三、爆破技术浅孔爆破深孔爆破洞室爆破预裂爆破光面爆破(一)孔眼爆破(炮孔布置原则，布孔的技术参数，药量计算，堵塞长度验算)根据孔径的大小和孔眼的深度可分为浅孔爆破法和深孔爆破法。形状和规格，使用的钻孔机具简单易操作；但生产效率低。水利水电建设中，浅孔爆破广泛用于基坑、渠道、隧洞的开挖和采石场作业等。mmm强度爆破，如大型基坑开挖和大型采石场开采。上述两种爆破方法可以起到互补的作用。炮孔布置原则1)炮孔方向不宜与最小抵抗线方向重合；2)充分利用有利地形，尽量利用和创造自由面；3)一般应将炮孔与层面、节理等垂直或斜交；不宜穿过较宽的裂隙；4)当布置有几排炮孔时，应交错布置成梅花形；5)浅孔爆破法常采用阶梯开挖法。浅孔、深孔适用性浅孔：广泛用于基坑、渠道、隧洞的开挖和采石场作业。深孔：大型基坑开挖和大型采石场开采的主要方法。浅、深孔相比较：后者单位体积岩石所需的钻孔工作量较小，单位耗药量低。炮孔布置参数示意图量的措施：多排孔微差爆破挤压爆破合理装药结构倾斜孔爆破(二)洞室爆破(三)预裂爆破法这条预裂缝，在开挖区爆破时切断爆区裂缝向保留岩体发展，防止或减弱爆破震动向开挖轮廓以外岩体的传播，达到保护保留岩体或邻近建筑物免受爆破破坏的目的。预裂炮孔的角度应与开挖轮廓边坡坡度一致，宜一次钻到设计深度。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。(四)光面爆破法光面爆破炮孔，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一种控制爆破方式。2F3130202F3130212F3130222F313023地基与基础工程地基开挖与清理地基处理技术灌浆技术2F313021地基开挖与清理一、土坝地基的开挖与清理(一)土基开挖与清理注意点：1.坝体断面范围内的低强度、高压缩性软土及地震时易液化的土层应清除或处理。坡，岸坡上缓下陡时，变坡角应小于20度，岸3.应留有0.2~0.3m保护层，待填土前进行人工开挖。(二)岩基开挖与清理坡一般不陡于1：0.5。二、混凝土坝地基的开挖与清理高坝：应挖至新鲜或微风化基岩；中坝宜挖至微风化或弱风化基岩。开挖过程注意事项(此处可能出现多选)(1)坝段的基础面上下游高差不宜过大，并尽可能开挖成大台阶状。(2)两岸岸坡坝段基岩面，尽量开挖成有足够宽度的台阶状，以确保向上游倾斜；若基岩面高差过大或向下游倾斜，宜开挖成大台阶状，保持坝体的侧向稳定。对于靠近坝基面的缓倾角软弱夹层，埋藏不深的溶洞、溶蚀面应尽量挖除。(3)开挖至距离基岩面0.5~1.0m时，应采用手风钻钻孔，小药量爆破，以免造成基岩产生或增大裂隙。(4)遇到易风化的页岩、黏土岩时，应留有0.2~0.3m的保护层，待浇筑混凝土前再挖除。2F313022地基处理技术一、地基处理的基本方法(一)灌浆小。帷幕灌浆—形成一道防渗帷幕，截断基础渗流，降低扬压力。灌浆深度较深、压力较大。接触灌浆—加强建筑物和岩石之间的结合程度。化学灌浆－能灌入微细裂缝。高压喷射灌浆高压喷射灌浆是采用钻孔将装上特制合金喷嘴的注浆管下到预定位置，然后用高压泵将浆液通过喷嘴喷射出来，冲击破坏土体，使土粒在喷射流束的冲击力、离心力和重力等综合作用下，与浆液搅拌混合。待浆液凝固以后，在土内就形成一定形状的固结体。(二)防渗墙防渗墙是使用专用机具钻凿圆孔或直接开挖槽孔，孔内浇灌混凝土、回填黏土或其他防渗材料等或安装预制混凝土构件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。较浅的透水地基用黏土截水槽，下游设反滤层；较深的透水地基用槽孔型和桩柱体防渗墙，槽孔型防渗墙由墙由一个个桩柱套接而成。(三)置换法置换法是将建筑物基础底面以下一定范围内的软弱土层挖去，换填无侵蚀性及低压缩性的散粒材料，从而加速软土固结、提高地基承载力的一种方法。(四)排水法排水法是采取相应措施如砂垫层、排水井、塑料多孔排水板，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。(五)挤实法挤实法是将某些填料如砂、碎石或生石灰等用冲击、振动或两者兼而有之的方法压入土中，形成一个个(六)桩基础端承装、摩擦桩、振冲砂(或碎石)桩、高速旋喷桩。二、不同地基处理的适用方法(单选、多选)1.岩基处理适用方法：灌浆、局部开挖回填等。2.砂砾石地基处理适用方法：开挖、防渗墙、帷幕灌浆、设水平铺盖等。3.软土地基处理的适用方法：开挖、桩基础、置换法、排水法、挤实法等。4.湿陷性黄土地基处理的适用方法有土或灰土垫层、砂或砂垫层、强夯法、重锤夯实法、桩基础、预浸5.膨胀土地基处理的适用方法有换填、土性改良、预浸水等。6.岩溶地段地基处理的适用方法有回填碎石(片石)、(帷幕)灌浆等。7.冻土地基处理的适用方法有基底换填碎石垫层、铺设复合土工膜、设置渗水暗沟，填方设隔热板等。2F313023灌浆技术一、灌浆材料灌浆材料可分为两大类，一类是用固体颗粒的灌浆材料(如水泥、黏土或膨润土、砂等)制成的浆液；另一类是用化学灌浆材料(如硅酸盐、环氧树脂、聚氨酯、丙凝等)制成的浆液。水利水电工程中大量常用的浆液主要有水泥浆、水泥黏土浆、黏土浆、水泥黏土砂浆等。二、灌浆方式1.按浆液的灌注流动方式，分为纯压式和循环式。(1)纯压式是一次把浆液压入钻孔中，扩散到地基缝隙中，灌注过程中，浆液单向从灌浆机向钻孔流动的一种灌浆方式。(2)循环式是灌浆时浆液进入钻孔，一部分被压入地基缝隙中，另一部分由回浆管路返回拌浆筒中的一种灌浆方式。2.按灌浆孔中灌浆程序，分为一次灌浆和分段灌浆。(1)一次灌浆是将孔一次钻完，全孔段一次灌浆。在灌浆深度不大，孔内岩性基本不变，裂隙不大而岩层又比较坚固等情况下可采用该方法。(2)分段灌浆是将灌浆孔划分为几段，采用自下而上或自上而下的方式进行灌浆。适用于灌浆孔深度较大，孔内岩性又有一定变化而裂隙又大的情况，此外，裂隙大且吸浆量大，灌浆泵不易达到冲洗和灌浆所需的压力等情况下也可采用该方法。三、灌浆工艺与技术要求(一)固结灌浆1.灌浆工艺施工程序。固结灌浆施工程序依次是钻孔、压水试验、灌浆(分序施工)、封孔和质量检查等。压水试验。灌浆前进行简易压水试验，采用单点法，试验孔数一般不宜少于总孔数的5%。2.主要技术要求(1)固结灌浆孔应按分序加密，浆液应按先稀后浓的原则进行。(2)固结灌浆压力一般控制在0.3~0.5MPa。(二)帷幕灌浆1.主要参数帷幕灌浆主要参数有防渗标准、深度、厚度、灌浆孔排数和灌浆压力等。2.技术要求(三)化学灌浆性。适用于灌注和加固混凝土结构的细微裂隙、基岩的细裂隙和断层破碎带等低渗透性地层，低温、动水状况下可固化，凝结时间可控、凝结过程不受水和空气干扰等情况下的灌浆作业。2F313030土石坝和堤防工程土石坝、堤防填筑施工北京密云水库毛家村土坝飞来峡副坝《水利水电工程管理与实务》个人学习笔记汇编2F313031料场规划料场规划的基本内容包括空间规划、时间规划和质与量的规划。一、空间规划指对料场的位置、高程的恰当选择，合理布置。运距短(不能因为料场的开采影响坝体的稳定、防渗)；料场爆破的震动影响。土石料的上坝运距应尽可能短。高程上有利于重车下坡，减少运输机械功率的消耗。坝的上下游、左右岸最好都选有料场，这样有利于上下游左右岸同时供料，减少施工干扰，保证坝体均衡上升。用料时原则上应低料低用，高料高用，当高料场储量有富余时，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。对石料场尚应考虑与重要建筑物、构筑物、机械设备等保持足够的防爆、防震安全距离。二、时间规划根据施工强度和坝体填筑部位变化选择料场使用时机和填料数量。上坝强度高用近料场，上坝强度低用远料场；上游易淹的料场先用，下游不易淹的料场后用；三、质的规划在选择和规划使用料场时，应对料场的地质成因、产状、埋深、储量以及各种物理力学指标进行全面勘探和试验。·质量好的土石料用于主要部位，质量差的土石料用于次要部位；·充分考虑人工筛分的可能性，即把超径的骨料留下来做坝壳的填充料。储量在任何时候都应满足上坝强度；充分利用开挖料。在考虑料场实际可开采量时，应考虑料场勘测的精度、天然料容重和坝体压实料容重的差异，以及开挖运输、坝面清理、返工削坡的损失。五、料场规划的基本要求料场规划应对主要料场和备用料场分别加以考虑。前者要求质好、量大、运距近，且有利于常年开采；后者通常在淹没区外，当前者被淹没或因库区水位抬高，土料过湿或其他原因中断使用时，则用备用料场保证坝体填筑不致中断。实际可开采量与坝体填筑量的比为：土料：2~2.5；砂砾料：1.5~2；水下砂砾料：2~3；石料：1.5~2；反滤料应根据筛后有效方量确定，一般不宜小于3。2F313032土方填筑技术一、土方填筑压实机械压实机械设备的作用有3种类型：静压碾压，振动碾压、夯击。压实机械及压实方法2.气胎碾3.振动碾4.夯板(羊脚夯、振动夯)碾压的作用力为静压力，其大小不随时间变化。夯击的作用力为瞬间动压力，其大小随时间和落高变化。震动的作用力为周期性的重复动压力，其大小随时间周期变化。毛。压实方法有进退错距法和圈转套压法。二、土料压实标准对黏性土用干密度ρ来控制，对非黏性土用相对密度D来控制。dr在现场用相对密度来控制施工质量不大方便，通常将其转换成对应的干密度来控制。其换算公式为：三、压实参数的确定(压实参数包括：碾压机具的重量、含水量、碾压遍数、铺土厚度，振动碾还应包括：振动频率及行走速率)平平碾羊脚碾气胎碾夯板振动碾气胎的内压力和机械参数碾重各选择三种厚厚度2.选择三种碾2.选择三种碾压3.选三种含水3.选三种含水量量4.选三种含水量按最优参数试复核试验参数按最优参数试验验全部试验组数1313每个参数试验场地大小(m2)3×106×10土厚度2.选择三种碾压3.充分洒水①土厚度2.选择三种碾压3.选三种含水量度2.选择三种夯实3.选三种夯板落距按最优参数试验19(16)②按最优参数试验按最优参数试验10(7)③压力或碾重接触压力或碾重对确定的一种机械碾重为定值夯板的自重和直径选择三种施工参数-58-6575-100-150-4040-50-6080-100-150序号压实机械名称180型履带拖拉机210t平碾35t双联羊脚430t双联羊脚513.5t震动平碾625t气胎碾750t气胎碾82-3t夯板试验成果整理以单位压实遍数的压实厚度最大者，即在满足设计干密度的条件下，压实厚度同压实遍数的比值最大者视为最经济合理的组合。对黏性土用干密度来控制，对非黏性土用相对密度D来控制。r(压实参数包括：碾压机具的重量、含水量、碾压遍数、铺土厚度，振动碾还应包括：振动频率及行走含水量的参考取值黏性土料试验压实含水量可取：ω为土料塑限。p对非黏性土料的试验，只需作铺土厚度、压实遍数和干密度的关系曲线。以单位压实遍数的压实厚度最大者，即在满足设计干密度的条件下，压实厚度同压实遍数的比值最大者视为最经济合理的组合。四、土石坝、堤防填筑施工根据施工方法的不同，土石坝分为干填碾压(碾压式)、水中填土、水力冲填(包括水坠坝)等类型。堤防的施工方法与土石坝基本一致。其中，碾压式土石坝最为普遍。这里只介绍碾压土石坝的施工。(一)作业内容碾压土石坝的施工作业，包括准备作业、基本作业、辅助作业和附加作业。(1)准备作业包括:“一平四通”即平整场地、通车、通水、通电、通信，修建生产、生活福利、行政办公用房以及排水清基等项工作。(2)基本作业包括：料场土石料开采，挖、装、运、卸以及坝面铺平、压实、质检等项作业。(3)辅助作业是保证准备作业及基本作业顺利进行，创造良好工作条件的作业，包括清除施工场地及料场的覆盖层，从上坝土石料中剔除超径石块、杂物，坝面排水，层间刨毛和加水等。修整工作，包括坝坡修整、铺砌护面块石及铺植草皮等。(二)坝面作业基础开挖和基础处理基本完成后，就可以进行坝体的铺筑和压实。坝面作业施工包括铺土、平土、洒水或晾晒(控制含水量)、土料压实(对于黏性土采用平碾，压实后尚须刨毛以保证层间结合的质量)、修整边坡、铺筑反滤层、排水体及护坡、质检等工序。：。2.铺料宜平行坝轴线进行；进入防渗体铺料，自卸汽车卸料宜用进占法(在松铺层上)倒退卸料；一般采用带式运输机或自卸汽车上坝卸料，采用推土机或平土机散料平土。3.按设计厚度铺料整平是保证压实质量的关键。4.黏性土料含水量偏低，主要在料场加水，若需坝面加水要做到：少、勤、匀；对非黏性土，加水主要在坝面进行。5.对于黏性土，压实作用外力应克服其粘结力。对于非黏性土(砂土、砾石)，压实作用外力应克服其退错距。进退错距法操作简便，碾压、铺土和质检等工序协调，便于分段流水作业，压实质量容易保证，其开行Fa开行方式，为避免漏压，可在碾压带的两侧先往复压够遍数后，再进b=B/n式中B——碾滚净宽(m)；n——设计碾压遍数。圈转套压法要求开行的工作面较大，适合多碾滚组合碾压。对于堤防工程只能采用进退错距。7.接头处理(案例点)(1)在坝体填筑中，层与层之间分段接头应错开一定距离，同时分段条带应与坝轴线平行布置，各分段之间不应形成过大的高差。接坡坡比一般缓于1:3。(