2025年二级建造师试题及答案解析《水利实务》案例

2025年二级建造师试题及答案解析《水利实务》案例一、施工导流与围堰工程【背景资料】某中型水库除险加固工程，坝址区河谷呈“U”型，枯水期河宽55m，水深2.8m，汛期最大流量1280m³/s。初设批复采用“一次断流、隧洞导流”方案。导流洞布置于左岸，洞径5.5m，衬砌后过水断面23.2m²，洞长387m，纵坡1.2%。围堰为均质土围堰，堰高14.5m，堰顶宽8m，上游坡1:2.5，下游坡1:2.0，填料为河床覆盖层砂砾石，渗透系数3.4×10⁻²cm/s。招标图纸给出：围堰防渗采用“高压旋喷+土工膜”复合防渗墙，墙厚0.6m，最大水头12m。【问题】1.计算围堰下游坡脚抗滑稳定安全系数（瑞典圆弧法），给出计算简图及参数取值依据。2.指出导流洞进口高程应满足的水力控制条件，并计算进口最小淹没深度。3.列出围堰高压旋喷防渗墙施工质量检验主控项目及对应检测方法。4.若汛期实际出现20年一遇洪峰1480m³/s，评估围堰风险等级并给出应急处置措施。【答案与解析】1.抗滑稳定计算（1）滑弧选取：下游坡脚最危险滑弧圆心坐标（x=0，y=–4.5m），半径R=18.7m，滑弧通过坡脚及堰体中部。（2）土条划分：共12条，单宽1m，典型土条重Wᵢ=γᵢhᵢbᵢ，γ取饱和重度20.5kN/m³。（3）抗滑力矩：Mᵣ=Σ[cᵢlᵢ+(Wᵢcosθᵢ–uᵢlᵢ)tanφᵢ]·R，其中c=5kPa，φ=28°，孔隙水压力u按流网估算，平均u=0.3γ_wh。（4）滑动力矩：M₀=ΣWᵢsinθᵢ·R。（5）计算结果：Mᵣ=1847kN·m，M₀=1142kN·m，安全系数F_s=1.62＞1.25（SL303—2017允许值），满足要求。2.导流洞进口高程控制（1）水力控制条件：①进口不得出现吸气漏斗；②洞身不得产生明满流交替；③临界水深h_c≤0.8D。（2）最小淹没深度：按Gordon公式Δz=0.5v²/2g+0.1D，设计流量Q=1280m³/s，洞径D=5.5m，v=Q/A=55.2m³/s÷23.2m²=2.38m/s，Δz=0.5×2.38²/19.6+0.1×5.5=0.42m，考虑安全加高0.3m，进口底板高程应低于汛期最低水位0.72m。3.高压旋喷墙质量检验主控项目：①墙体渗透系数k≤1×10⁻⁶cm/s，采用现场钻孔压水试验，每500m²布置1孔；②墙体抗压强度f_c≥1.0MPa，取芯样28d抗压，每1000m²1组；③墙体有效厚度≥0.55m，采用地质雷达扫描，沿轴线20m一条测线；④搭接长度≥0.2m，采用开挖检测，每100m一处。4.风险等级与应急（1）洪峰1480m³/s超过设计1280m³/s，超标15.6%，风险等级为Ⅱ级（较大风险）。（2）应急处置：①立即降低堰前水位1m，开启导流洞闸门至全开；②在堰顶加筑1m高子堰，采用编织袋黏土堆砌；③对下游坡脚采用土工布反滤、块石压坡；④24h不间断巡视，每2h测一次渗流量，若渗流量＞80L/s，启动人员撤离预案。二、土石坝填筑与压实质量控制【背景资料】某均质土坝最大坝高38m，坝顶长260m，设计填筑量46万m³。坝料为坝址下游3km取土场低液限黏土，天然含水率18%，最优含水率16%，最大干密度1.78g/cm³，压实度设计要求≥98%。施工采用20t凸块振动碾，分层厚度30cm，碾压6遍。【问题】1.计算填筑分区碾压试验参数：碾重、激振力、碾压遍数、行驶速度。2.给出含水率调整方案，并计算每日加水总量（日填筑强度3200m³）。3.现场环刀法检测干密度1.72g/cm³，判断该点是否合格，并计算压实度。4.描述坝面雨季施工“三防”措施及排水沟断面尺寸拟定方法。【答案与解析】1.碾压试验参数（1）碾重：20t凸块碾，静线压力280N/cm，激振力320kN，频率28Hz。（2）碾压遍数：通过碾压试验，确定6遍可达98%压实度，第1、2遍静压，后4遍振压。（3）行驶速度：≤2.5km/h，搭接宽度20cm，错距碾压。2.含水率调整（1）天然含水率18%＞最优16%，需翻晒。（2）翻晒面积：按5cm厚摊铺，日处理3200m³×1.78t/m³=5696t，需翻晒2h，含水率降至16%。（3）若遇阴天，采用旋耕机松土30cm，自然蒸发量3mm/h，需4h。3.压实度判定实测干密度1.72g/cm³，实验室最大干密度1.78g/cm³，压实度=1.72/1.78=96.6%＜98%，判定为不合格。需补碾2遍，复检合格后方可继续填筑。4.雨季“三防”（1）防雨：坝面采用0.5mm厚彩条布覆盖，搭接1m，周边压砂袋。（2）防滑：在运输道路铺20cm厚碎石，坡度≤8%。（3）防渗：填筑面做成2%坡向两侧，每30m设一道横向排水沟，断面尺寸按5年一遇1h暴雨45mm设计，流量Q=0.45×30×0.055=0.74m³/s，采用梯形断面，底宽0.4m，深0.5m，边坡1:1，糙率n=0.025，流速1.2m/s，满足不冲流速要求。三、混凝土面板堆石坝面板施工【背景资料】某混凝土面板堆石坝坝高85m，面板厚0.3m（顶部）～0.6m（底部），设垂直缝间距16m，采用C25W8F100混凝土，单层双向配筋，每向配筋率0.4%。面板施工采用12m滑模，跳仓浇筑，单仓宽8m。【问题】1.计算面板混凝土温度收缩应力，并判断是否需设抗裂钢筋。2.给出滑模提升速度控制公式，并计算允许最大提升速度。3.列出面板混凝土夏季施工温控措施，并计算冷却水管间距。4.描述垂直缝止水铜片安装工艺流程及允许偏差。【答案与解析】1.温度收缩应力（1）混凝土弹性模量E_c=2.8×10⁴MPa，线膨胀系数α=1×10⁻⁵/℃，降温ΔT=18℃，徐变系数C=2.0。（2）约束系数R=0.5（基础约束），应力σ=EαΔTR/(1+C)=2.8×10⁴×1×10⁻⁵×18×0.5/3=0.84MPa。（3）混凝土轴拉强度f_t=1.78MPa，σ/f_t=0.47＜0.7，不需额外抗裂钢筋，原配筋率0.4%已满足。2.滑模提升速度控制公式：v≤k·√(gD)/t，其中k=0.3，D=0.6m（最大板厚），t=1.5h（初凝时间），v≤0.3×√(9.8×0.6)/1.5=0.49m/h，现场取0.45m/h。3.夏季温控（1）预冷骨料：采用3℃冷水喷淋，骨料温度由28℃降至18℃。（2）冷却水管：采用φ25mm塑料管，水平间距1.0m，垂直间距0.8m，通水流量15L/min，水温8℃，通水10d，可削减峰值6℃。4.铜片止水安装流程：测量放线→基面凿毛→铜片就位→调整平直→膨胀螺栓固定（间距0.4m）→搭接焊接（搭接20mm，双面焊）→煤油渗透检测。允许偏差：中心线±2mm，高程±1mm，垂直度1/1000。四、堤防工程险情与抢险【背景资料】某长江干堤桩号12+350～12+450段，堤顶高程28.5m，设计防洪水位27.8m，堤高8m，外坡1:3，内坡1:2.5。2025年7月15日，水位涨至28.1m，背水坡脚出现三处涌泉，浑水，流量35L/s。【问题】1.判断险情类型及危害等级。2.给出抢险技术方案，并计算所需反滤料数量。3.描述抢险施工步骤及安全注意事项。4.列出抢险后监测项目及频次。【答案与解析】1.险情类型浑水涌泉，为管涌险情，危害等级Ⅲ级（重大险情），因出水流量＞30L/s，且距堤脚＜5m。2.抢险方案采用“反滤围井”法，井径1.5m，井高1.2m，分层填筑：下层20cm粗砂（d=0.5～2mm），中层20cm砾石（d=5～10mm），上层20cm块石（d=50～100mm）。单井体积V=π×0.75²×1.2=2.12m³，三处共6.36m³，考虑1.3富余系数，需反滤料8.3m³。3.施工步骤（1）在出涌点周围1m外开挖0.3m深槽，铺土工布。（2）分层装填反滤料，每层厚20cm，用木夯轻夯。（3）井顶设排水管，将清水引至排水沟。（4）安全：抢险人员系安全绳，两人一组，夜间照明≥50lx，设专人观测水位。4.监测项目（1）渗流量：每2h测一次，稳定后每日2次。（2）井内水位：每日8:00、20:00测。（3）堤身沉降：在抢险段布设3个沉降桩，每日1次。（4）险情稳定7d后，改为每周2次，持续1个月。五、水闸重建工程混凝土裂缝处理【背景资料】某3孔开敞式水闸，单孔净宽8m，闸室长15m，底板厚1.4m，C30混凝土。2025年4月10日拆模后发现底板存在3条贯穿裂缝，缝长6～9m，最大缝宽0.35mm，渗水。【问题】1.分析裂缝成因，并给出责任划分依据。2.选择裂缝修补方法，并计算注浆量。3.给出修补材料性能指标及试验方法。4.描述修补后质量验收标准及检测手段。【答案与解析】1.裂缝成因（1）温度应力：底板属大体积混凝土，未设冷却水管，实测内外温差24℃，拉应力1.9MPa＞f_t=1.43MPa。（2）施工冷缝：分层间歇18h＞初凝6h，形成薄弱面。责任：施工单位未按专项方案设冷却水管，负主要责任；监理未下发停工令，负20%责任。2.修补方法采用“表面封闭+低压注浆”法，注浆材料为改性环氧树脂，注浆压力0.2MPa，缝宽0.35mm，缝深按0.7×板厚=0.98m，单缝体积V=缝宽×缝深×缝长=0.35×10⁻³×0.98×8=2.74×10⁻³m³，三缝共8.22×10⁻³m³，考虑80%填充率及20%损耗，注浆量12.3L。3.材