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2011一级建造师水利水电管理与实务(第三版)教材.pdf

2011一级建造师水利水电管理与实务(第三版)教材

heqim
2012-04-05 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《2011一级建造师水利水电管理与实务(第三版)教材pdf》,可适用于考试题库领域

页F水利水电工程技术本章围绕水利水电工程主要类型阐述水利水电工程专业技术知识包括水利水电工程勘测与设计施工导流地基处理与灌浆施工土石方工程土石坝工程混凝土坝工程堤防与疏浚工程水闸、泵站与水电站施工安全技术节。其中“水利水电工程勘测与设计”概述了水利水电工程勘测设计的基础知识如水工建筑物的分类、工程等级划分及水库特征水位、水力学基础知识、水工建筑材料、施工测量、水利水电工程勘察设计等其余节按照主要水利水电工程类型阐述其基础知识、施工内容和技术要求。本章的重点是水利水电工程等级划分、施工导流标准与导流方式、围堰及基坑排水、截流的基本方法、地基基础和地基处理的要求及方法、灌浆与防渗墙施工技术、土石方工程施工技术、土石坝施工技术、混凝土坝的施工技术、堤防与疏浚工程施工技术、水闸、泵站与水电站施工技术、施工安全技术等。通过对本章的学习应试者应全面了解水利水电工程的类型、功能及其组成以及水利水电枢纽布置熟悉水利水电工程勘察设计的任务和内容、施工测量的设备及其使用掌握水利水电工程施工的内容、方法、技术、设备以及工程质量控制要点和水工建筑材料的类型及其应用。本章内容在考试中的具体应用可同时参考复习题集以及网上增值服务。F水利水电工程勘测与设计F水利水电工程勘测IFO熟悉测量仪器的使用一、常用测量仪器及其作用水利水电工程施工常用的测量仪器有水准仪、经纬仪、电磁波测距仪、全站仪、全球定位系统(GPS)。(一)水准仪分类及作用水准仪按精度不同可分为普通水准仪和精密水准仪按读数原理的不同可分为光学水准仪与电子水准仪(数字水准仪)按视准轴调平的原理不同可分为微倾式水准仪和自动安平式水准仪。国产水准仪按精度分有DS、DS、DS、DS等。工程测量中一般使用DS型微倾式普通水准仪D、S分别为“大地测量”和“水准仪”的汉语拼音第一个字母数字表示该仪器精度即每公里往返测量高差中数的偶然中误差为±mm。水准仪用于水准测量水准测量是利用水准仪提供的一条水平视线借助于带有分划的尺子测量出两地页面点之间的高差然后根据测得的高差和已知点的高程推算出另一个点的高程。(二)经纬仪分类及作用经纬仪按精度不同可分为DJ、DJ、DJ、DJ和DJ等D、J分别为“大地测量”和“经纬仪”的汉语拼音第一个字母数字、、、、表示该仪器精度。按读数装置不同可分为两类:测微尺读数装置单平板玻璃测微器读数装置。经纬仪是进行角度测量的主要仪器包括水平角测量和竖直角测量水平角用于确定地面点的平面位置竖直角用于确定地面点的高程。另外经纬仪也可用于低精度测量中的视距测量。(三)电磁波测距仪分类及作用电磁波测距仪按其所采用的载波可分为:用微波段的无线电波作为载波的微波测距仪用激光作为载波的激光测距仪用红外光作为载波的红外测距仪后两者又统称为光电测距仪。电磁波测距仪是用电磁波(光波或微波)作为载波传输测距信号以测量两点间距离的。一般用于小地区控制测量、地形测量、地籍测量和工程测量等。(四)全站仪及其作用全站仪是一种集自动测距、测角、计算和数据自动记录及传输功能于一体的自动化、数字化及智能化的三维坐标测量与定位系统。全站仪的功能是测量水平角、天顶距(竖直角)和斜距借助于机内固化的软件可以组成多种测量功能如可以计算并显示平距、高差以及镜站点的三维坐标进行偏心测量、悬高测量、对边测量、面积计算等。(五)全球定位系统(GPS)全球定位系统(GlobalPositioningSystemGPS)是拥有在海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的卫星导航与定位系统。GPS具有全天候、高精度、自动化、高效率等显著特点。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。(六)水准尺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。三、四等水准测量或其他普通水准测量所使用的水准尺是用干燥木料或者玻璃纤维合成材料制成一般长约~m按其构造不同可分为折尺、塔尺、直尺等数种。为使尺子不弯曲其横剖面做成丁字形、槽形、工字形等。尺面每隔lcm涂有黑白或红白相间的分格每分米有数字注记。为倒像望远镜观测方便注字常倒写。三、四等水准测量采用的尺长为m是以厘米为分划单位的区格式木质双面水准尺。双面水准尺的一面页分划黑白相间称为黑面尺(也叫主尺)另一面分划红白相间称为红面尺(也叫辅助尺)。黑面分划的起始数字为“”而红面底部起始数字不是“”一般为或mm。为使水准尺能更精确地处于竖直位置可在水准尺侧面装一个圆水准器。二、常用测量仪器的使用(一)水准仪的使用.微倾水准仪的使用步骤包括安置仪器和粗略整平(简称粗平)、调焦和照准、精确整平(简称精平)和读数。()安置水准仪和粗平。先选好平坦、坚固的地面作为水准仪的安置点然后张开三脚架使之高度适中架头大致水平再用连接螺旋将水准仪固定在三脚架头上将架腿的脚尖踩实。调整三个脚螺旋使圆水准气泡居中称为粗平。()调焦和照准。水准仪整平后将望远镜对着明亮的背景转动目镜调焦螺旋使十字丝清晰用望远镜的准星和照门瞄准水准尺然后旋紧制动螺旋固定望远镜转动物镜调焦螺旋待水准尺成像清晰后再转动水平微动螺旋使十字丝竖丝照准水准尺瞄准目标后眼睛可在目镜处作上下移动如发现十字丝与目标影像有相对移动读数随眼睛的移动而改变说明有视差产生视差的原因是目标影像与十字丝分划板不重合它将影响读数的正确性必须消除视差办法是先调目镜调焦螺旋看清十字丝再继续仔细地转动物镜调焦螺旋直至尺像与十字丝平面重合。()精平。转动微倾螺旋同时察看水准管气泡观察窗当符合水准管气泡成像吻合时表明已精确整平。、()读数。当符合水准管气泡居中时立即根据十字丝中丝在水准尺上读数。不论使用的水准仪是正像或是倒像读数`总是由注记小的一端向大的一端读出。通常读数保留四位数。.精密水准仪的操作程序。与一般DS水准仪基本相同不同之处是精密水准仪是采用光学测微器测出不足一个分格的数值。作业时先转动微倾螺旋使望远镜视场左侧的符合水准管气泡两端的影像符合保证视线水平。再转动测微轮使十字丝上楔形丝精确地夹住整分划读取该分划线读数。.自动安平水准仪操作程序:粗平照准读数。.数字水准仪操作程序与自动安平水准仪基本一样但数字式水准仪能自动观测和记录并将测量结果以数字的形式显示出来。(二)经纬仪的使用经纬仪的使用包括对中、整平、照准和读数四个操作步骤。.对中和整平页分为用垂球对中及经纬仪整平的方法以及用光学对中器对中及经纬仪整平的方法。()用垂球对中及经纬仪整平的方法●垂球对中。先打开三脚架放在测站上脚架长度要适当以便于观测三脚架架头应大致水平。把脚架上的连接螺旋放在架头中心位置挂上垂球移动脚架使垂球尖概略对准测站点同时保持脚架头大致水平。从箱中取出仪器放到三脚架上旋紧连接螺旋使仪器与脚架连接。此时再细心观察垂球是否偏离标志中心如偏离可略放松连接螺旋在架头上平移仪器使垂球尖准确对准测站点再旋紧连接螺旋。●整平。先转动仪器照准部使水准管平行于任意两个脚螺旋连线转动这两个脚螺旋使气泡居中然后将仪器照准部旋转°旋转第三个脚螺旋使气泡居中。按上述方法反复进行几次直到仪器旋到任何位置时气泡都居中为止。()用光学对中器对中及经纬仪整平的方法●目估初步对中并使三脚架架头大致水平●转动和推拉对中器目镜调焦使地面标志点成像清晰且分划板上中心圆圈也清晰可见●转动仪器脚螺旋使地面标志点影像位于圆圈中心●伸缩调节三脚架架腿使圆水准器气泡居中●按用垂球安置仪器的整平方法进行精确整平●检查光学对中器此时若标志点位于圆圈中心则对中、整平完成若仍有偏差可稍松动连接螺旋在架头上移动仪器使其准确对中然后重新进行精确整平直到Ⅰ中和整平均达到要求为止。.照准()目镜调焦:将望远镜对向明亮的背景转动目镜调焦螺旋使十字丝清晰。()粗瞄目标:松开望远镜水平、竖直制动螺旋通过望远镜上的粗瞄器对准目标然后拧紧制动螺旋。()物镜调焦:转动望远镜物镜调焦螺旋使目标成像清晰。注意消除视差现象。()准确瞄准目标:转动水平微动及竖直微动螺旋使十字丝竖丝与目标成像单线平分或双丝夹准并且使十字丝交点部分对准目标的底部。.读数打开反光镜调整其位置使读数窗内进光明亮均匀然后进行读数显微镜调焦使读数窗内分划清晰进行读数。电子经纬仪可在屏幕上直接读数。(三)电磁波测距仪的使用为测量A、B两点的距离D先在A点安置经纬仪对中整平然后将测距仪安置在经纬仪望远镜的上方。页.在B点安置反射器。.瞄准反射器。.设置单位、棱镜类型和比例改正开关在需要的位置。.距离测量。.运用键盘除可以实现上述测距外还可通过输人有关数据计算平距、高差和坐标增量。(四)全站仪的使用全站仪放样模式有两个功能即测定放样点和利用内存中的已知坐标数据设置新点.如果坐标数据未被存人内存则也可从键盘输人坐标。放样步骤如下:.选择数据采集文件使其所采集数据存储在该文件中。.选择坐标数据文件。可进行测站坐标数据及后视坐标数据的调用。.设置测站点。.设置后视点确定方位角。.输入所需的放样坐标开始放样。F熟悉水利水电工程施工测量的要求一、基础知识(一)高程地面点到高度起算面的垂直距离称为高程。高度起算面又称高程基准面。某点沿铅垂线方向到大地水准面的距离称为该点的绝对高程或海拔简称高程用H表示。通常采用平均海水面代替大地水准面作为高程基准面。假定一个水准面作为高程基准面地面点至假定水准面的铅垂距离称为相对高程或假定高程两点高程之差称为高差。我国自年开始全国统一采用年黄海高程系。后来利用~年期间青岛验潮站的验潮结果计算确定了新的黄海平均海面称为“国家高程基准”。我国自年月日起开始采用国家高程基准作为高程起算的统一基准。(二)地图的比例尺及比例尺精度地图上任一线段的长度与地面上相应线段水平距离之比称为地图的比例尺。常见比例尺表示形式有两种:数字比例尺和图示比例尺。.数字比例尺以分子为一的分数形式表示的比例尺称为数字比例尺。设图上一条线段长为J相应的实地水平距离为D则该地图的比例尺为:页式中M称为比例尺分母。比例尺的大小视分数值的大小而定。M越大比例尺越小M越小比例尺越大。数字比例尺也可以写成:、:、:等形式。地形图比例尺分为三类::、:、:、:、:为大比例尺地形图:、:、:为中比例尺地形图:、:、:为小比例尺地形图。.图示比例尺最常见的图示比例尺是直线比例尺。用一定长度的线段表示图上的实际长度并按图上比例尺计算出相应的地面上的水平距离注记在线段上这种比例尺称为直线比例尺。如图Fl自上至下分别表示:::三种直线比例尺。二、施工放样的基本工作(一)放样数据准备.放样前应根据设计图纸和有关数据及使用的控制点成果计算放样数据绘制放洋草图所有数据、草图均应经两人独立计算与校核。.应将施工区域内的平面控制点、高程控制点、轴线点、测站点等测量成果以及设计图纸中工程部位的各种坐标(桩号)、方位、尺寸等几何数据编制成放样数据手册供^诺丿、员使用。.现场放样所取得的测量数据应记录在规定的放样手簿中。(二)平面位置放样方法的选择平面位置放样应根据放样点位的精度要求现场作业条件和拥有的仪器设备选择适用的放样方法。平面位置放样的基本方法有:直角交会法、极坐标法、角度交会法、距离交会法等几种。(三)高程放样方法的选择.高程放样方法的选择主要根据放样点高程精度要求和现场的作业条件。可分别采用水准测量法、光页电测距三角高程法、解析三角高程法和视距法等。.对于高程放样中误差要求不大于±mm的部位应采用水准测量法。.采用经纬仪代替水准仪进行工程放样时应注意以下两点:()放样点离高程控制点不得大于m()必须用正倒镜置平法读数并取正倒镜读数的平均值进行计算。.采用光电测距三角高程测设高程放样控制点时注意加人地球曲率的改正并校核相邻点的高程。(四)仪器、工具的检验.施工放样使用的仪器应定期按下列项目进行检验和校正:()经纬仪的三轴误差、指标差、光学对中误差以及水准仪的i角应经常检验和校正。()光电测距仪的照准误差(相位不均匀误差)偏调误差(三轴平行性)及加常数、乘常数一般每年进行一次检验。.施工放样使用工具的应按下列项目进行检验:()钢带尺应通过检定建立尺长方程式。()水准标尺应测定红黑面常数差和标尺零点差。标尺标称常数差与实测常数差超过.mm时应采用实测常数差标尺的零点差超过.mm时应进行尺底面的修理或在高差中改正。()塔尺应检查底面及结合处误差。()垂球应检查垂球尖与吊线是否同轴。三、开挖工程测量(一)开挖工程测量的内容开挖区原始地形图和原始断面图测量开挖轮廓点放样开挖竣工地形、断面测量和工程量测算。(二)开挖工程细部放样.开挖工程细部放样需在实地放出控制开挖轮廓的坡顶点、转角点或坡脚点并用醒目的标志加以标定。.开挖工程细部放样方法有极坐标法、测角前方交会法、后方交会法等但基本的方法主要是极坐标法和前方交会法。直接用后方交会法放样开挖轮廓点的情况很少。采用测角前方交会法宜用三个交会方向以“半测回”标定即可。用极坐标法放样开挖轮廓点测站点必须靠近放样点。.距离丈量可根据条件和精度要求从下列方法中选择:()用钢尺或经过比长的皮尺丈量以不超过一尺段为宜。在高差较大地区可丈量斜距加倾斜改正。()用视距法测定其视距长度不应大于m。预裂爆破放样不宜采用视距法。页()用视差法测定端点法线长度不应大于m。.细部点的高程放样可采用支线水准光电测距三角高程或经纬仪置平测高法。(三)断面测量和工程量计算.开挖工程动工前必须实测开挖区的原始断面图或地形图开挖过程中应定期测量收方断面图或地形图开挖工程结束后必须实测竣工断面图或竣工地形图作为工程量结算的依据。.断面间距可根据用途、工程部位和地形复杂程度在~m范围内选择。设计有特殊要求的部位按设计要求执行。.断面图和地形图比例尺可根据用途、工程部位范围大小在:~:之间选择主要建筑物的开挖竣工地形图或断面图应选用:收方图以l:或:为宜大范围的土石覆盖层开挖收方可选用:。.断面点间距应以能正确反映断面形状满足面积计算精度要求为原则。一般为图上~cm施测一点。地形变化处应加密测点。断面宽度应超出开挖边线~m。.开挖施工过程中应定期测算开挖完成量和工程剩余量。开挖工程量的结算应以测量收方的成果为依据。开挖工程量的计算中面积计算方法可采用解析法或图解法(求积仪)。.两次独立测量同一区域的开挖工程量其差值小于%(岩石)和%(土方)时可取中数作为最后值。四、立模与填筑放样(一)立模和填筑放样的内容立模和填筑放样应包括下列内容:测设各种建筑物的立模或填筑轮廓点对已架立的模板、预制(埋)件进行形体和位置的检查测算填筑工程量等。(二)建筑物的细部放样.混凝土建筑物立模细部轮廓点的放样位置以距设计线.~.m为宜。土石坝填筑点可按设计位置测设。.立模、填筑轮廓点可直接由等级控制点测设也可由测设的建筑物纵横轴线点(或测设点)测设。(l)由轴线点或测站点放样细部轮廓点时一般采用极坐标法。()在不便于丈量距离的部位进行放样时宜采用短边(m以内)前方交会法。()在有众多三角点作为交会方向的部位也可采用后方交会法测定测站点坐标然舌再放样细部点。()在已经精确测定了轴线的部位进行细部放样时也可采用轴线交会法。()在有条件的地方细部点的精确放样可采用边角前方交会法、边角后方交会法或测边交会法等。页.混凝土建筑物的高程放样应区别情况采用不同的方法。()对于连续垂直上升的建筑物除了有结构物的部位(如牛腿、廊道、门洞等)外高程放样的精度要求较低主要应防止粗差的发生。()对于溢流面、斜坡面以及形体特殊的部位其高程放样的精度一般应与平面位置放样的精度相一致。()对于混凝土抹面层有金属结构及机电设备埋件的部位其高程放样的精度通常高于平面位置的放样精度应采用水准测量方法并注意检核。.特殊部位的模板架设后应利用测放的轮廓点进行检查。(三)建筑物立模放样点的检查.放样工作开始前应认真阅读设计图纸验证设计坐标或其几何尺寸。.对于放样的轮廓点必须进行检核检核方法可根据不同情况而异。检核结果应记入放样资料中外业检核以自检为主放样与检核尽量同时进行。必要时也可另派小组进行检查。.选择放样方法时应考虑检核条件。没有检核条件的方法(如极坐标法、两点前方交会法、三方向后交法等)必须在放样后采用另外的方法进行检查。.建筑物基础块(第一层)轮廓点的放样必须全部采用相互独立的方法进行检核。放样和检核点位之差不应大于m(m为轮廓点的测量放样中误差)。(四)填筑工程量测算.混凝土浇筑和土石料填筑工程量必须从实测的断面(或平面)图上计算求得。.混凝土浇筑块体收方基础部位应根据基础开挖竣工图计算基础以上部位可直接根据水工设计图纸的几何尺寸及实测部位的平均高程进行计算。.土石料填筑量收方应根据实测的各种填料分界线分别计算各类填料方量。.两次独立测量同一工程其测算体积之较差在小于该体积的%时可取中数作为最后值。五、施工期间的外部变形监测(一)施工期间外部变形监测的内容施工区的滑坡观测高边坡开挖稳定性监测围堰的水平位移和沉陷观测临时性的基础沉陷(回弹)和裂缝监测等。变形观测的基点应尽量利用施工控制网中较为稳固可靠的控制点也可建立独立的、相对的控制点其精度应不低于四等网的标准。页(二)选点与埋设.工作基点的选择与埋设应注意以下几点:()基点必须建立在变形区以外稳固的基岩上。对于在土质和地质不稳定地区设置:点时应进行加固处理。基点应尽量靠近变形区其位置的选择应注意使它们对测点构成利的作业条件。()工作基点一般应建造具有强制归心的混凝土观测墩。()垂直位移的基点至少要布设一组每组不少于三个固定点。.测点的选择与埋设应符合下列要求:(l)测点应与变形体牢固结合并选在变形幅度、变形速率大的部位且能控制变形体的范围。()滑坡测点宜设在滑动量大、滑动速度快的轴线方向和滑坡前沿区等部位。()高边坡稳定监测点宜呈断面形式布置在不同的高程面上其标志应明显可见尽量做到无人立标。()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mm。垂直位移测点宜与水平位移测点合用。围堰变形观测点的密度应根据变形特征确定:险要地段~m布设一个测点一般地段~m布设一个测点。()山体或建筑物裂缝观测点应埋设在裂缝的两侧。标志的形式应专门设计。(三)观测方法的选择一般情况下滑坡、高边坡稳定监测采用交会法水平位移监测采用视准线法(活动觇牌法和小角度法)垂直位移观测宜采用水准观测法也可采用满足精度要求的光电测距三角高程法地基回弹宜采用水准仪与悬挂钢尺相配合的观测方法。(四)资料整理.观测资料整理应包括下列内容:()外业观测资料的检查测站平差和平均值的计算。()平差计算求得未知数的最或是值。()位移量计算编制累计位移量一览表。()绘制位移量与相关因素的关系曲线图。.成果分析包括下列内容:()评定观测精度。()分析观测成果是否符合正常变化规律。()对异常观测值和异常变化应认真分析原因辨别真伪。页()重点部位应与其他观测资料综合分析。()寻找影响位移的相关因素。六、竣工测量(一)竣工测量的内容和方法l。竣工测量包括下列主要项目:(l)主要水工建筑物基础开挖建基面的:~:地形图(高程平面图)或纵、横平面图。()建筑物过流部位或隐蔽部位形体测量。()外部变形监测设备埋设安装竣工图。()建筑物的各种重要孔、洞的形体测量(如电梯井、倒垂孔等)。()视需要测绘施工区竣工平面图。⒉竣工测量作业方法:()随着施工的进程按竣工测量的要求逐渐积累竣工资料。()待单项工程完工后进行一次性的测量。对于隐蔽工程、水下工程以及垂直临空面的竣工测量宜采用第一种作业方法。(二)开挖竣工测量主体工程开挖到建基面时应及时实测建基面地形图亦可测绘高程平面图比例尺一般为:。图上应标有建筑物开挖设计边线。(三)填筑竣工测量单项填筑工程竣工时应测绘建筑物的高程平面图或纵横断面图其比例尺不应小于施工图。土、石坝在心墙、斜墙、坝壳填筑过程中每上料二层须进行一次边线测量并绘成图表为竣工时备用。(四)过流部位的形体测量.需要进行形体测量的部位有:溢洪道、泄水坝段的溢流面、机组的进水口、蜗壳锥管、扩散段闸孔的门槽附近闸墩尾部护坦曲线段、斜坡段、闸室底板及闸墩(岸墙)等。.过流部位的形体测量除断面测量外也可采用光电测距极坐标法测量散点的三维坐标。散点的密度可根据建筑物的形体特征确定水平段可以稀一些曲线段、斜坡段宜加密。.竣工测量的成果除了整理绘制成果表外还必须按解析法的要求计算各测点的三维坐标值。在提供成果时除提供图纸外还应提供坐标实测值。(五)测量误差.误差产生的原因页在实际工作中真值不易测定一般把某一量的准确值与其近似值之差也称为误差。产生测量误差的原因概括起来有以下三个方面:()人的原因()仪器的原因()外界环境的影响。.误差的分类与处理原则误差按其产生的原因和对观测结果影响性质的不同可以分为系统误差、偶然误差和粗差三类。()系统误差:在相同的观测条件下对某一量进行一系列的观测如果出现的误差在符号和数值上都相同或按一定的规律变化这种误差称为“系统误差”。()偶然误差:在相同的观测条件下对某一量进行一系列的观测如果误差出现的符号和数值大小都不相同从表面上看没有任何规律性这种误差称为“偶然误差”。()粗差:由于观测者粗心或者受到干扰造成的错误。()误差处理原则:粗差是大于限差的误差是由于观测者的粗心大意或受到干扰所造成的错误。错误应该可以避免包含有错误的观测值应该舍弃并重新进行观测。(六)资料整编.竣工图的编绘应与设计平面布置图相对应图表应按竣工管理部门的统一图幅规格选用分类装订成册并附必要的文字说明。.竣工地形图应该注明图幅的坐标系统、高程系统、测图方法、比例尺、制图日期等基本数据。对于竣工纵、横断面图必须注明断面桩号、断面中心桩坐标、断面方向、比例尺并附有断面位置示意图。F了解工程地质与水文地质条件与分析一、水工建筑物的工程地质和水文地质条件工程地质和水文地质条件可理解为与工程建筑物有关的各种地质因素的综合主要包括:①土石类型及其性质②地质结构③地形地貌④水文地质⑤自然(物理)地质现象⑥天然建筑材料等方面。(一)土石类型及其性质土和岩石(简称岩土)是水工建筑物的地基、建筑材料或建筑介质(如地下建筑物的围岩)。它们的类型和性质对建筑物的稳定性、安全性、技术上的可行性、经济上的合理性都有着极为重要的影响。如坝基基本分为两大类:岩基(硬基)和土基(软基)。在岩基上往往可以修建高坝、混凝土坝枢纽多采用集中布置方案而在土基上则往往只能修建低坝(或闸)、土石坝枢纽多采用较分散的布置方案。此外在岩基页和土基中都存在不同类型和规模的软弱岩层或土层在工程建设中都必须进行专门的研究和处理才能保证建筑物的稳定和安全。(二)地质结构地质结构包括地质构造(褶皱及断裂构造)和岩(土)体结构。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。土体结构是指未固结成岩的第四纪土层的结构包括各种成因类型土层的成层特征、岩相变化和空间分布规律。岩体和岩石是不同的概念。通常把一定范围内与工程建设有关的自然地质体称为岩体。结构面与结构体的组合称为岩体结构岩体结构特征实际上就是结构面和结构体的性状及组合特征的反映它决定着岩体的物理力学性质和稳定性。(三)地形地貌地形一般指地表形态、高程、地势高低、山脉水系、自然景物、森林植被以及建筑物分布等常以地形图予以综合反映。地貌主要指地表形态的成因、类型以及发育程度等。(四)水文地质水文地质条件一般包括以下内容:.地下水类型如上层滞水、潜水、承压水等。.含水层与隔水层的埋藏深度、厚度、组合关系、空间分布规律及特征。.岩(土)层的水理性质包括容水性、给水性、透水性等。.地下水的运动特征包括流向、流速、流量、补排关系等。.地下水的动态特征包括水位、水温、水质随时间的变化规律。.地下水的水质包括水的物理性质、化学性质、水质评价标准等。水文地质条件的好坏直接关系到水库是否漏水坝基是否稳定地下水资源评价是否可靠等一系列工程建设问题。(五)自然(物理)地质现象(六)天然建筑材料天然建筑材料勘察应查明工程所需要的各类天然建筑材料料场的分布、位置、储量、质量、开采和运输条件等为工程设计和施工提供依据。关于料场储量在初查阶段(对应于工程的可行性研究阶段)勘察储量一般不少于设计需要量的倍勘察储量与实际储量误差应不超过%详查阶段(对应于工程的初步设计阶段)勘察储量一般不少于设计需要量的倍勘察储量与实际储量误差应不超过%。页二、水利水电工程地质问题分析(一)坝基岩体的工程地质分析不同的坝型其工作特点不同所以对地质条件的要求也就不同。因此除了对各类坝型的工作特点应有所了解外特别要了解不同坝型对地质条件的适应性和对工程地质条件的要求。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问题(包括渗透稳定、沉降稳定和抗滑稳定)和坝区渗漏问题(包括坝基渗漏和绕坝渗漏)。(二)边坡的工程地质分析.边坡变形破坏的类型和特征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。此外尚有塌滑、错落、倾倒等过渡类型另外泥石流也是一种边坡破坏的类型。松弛张裂:是指由于在河谷部位的岩体被冲刷侵蚀掉或人工开挖使边坡岩体失去约束应力重新调整分布从而使岸坡岩体发生向临空面方向的回弹变形及产生近平行于边坡的拉张裂隙一般称为边坡卸荷裂隙。蠕动变形:是指边坡岩体主要在重力作用下向临空方向发生长期缓慢的塑性变形的现象有表层蠕动和深层蠕动两种类型。崩塌:是指高陡的边坡岩体突然发生倾倒崩落岩块翻滚撞击而下堆积于坡脚的现象称作崩塌。在坚硬岩体中发生的崩塌也称岩崩而在土体中发生的则称土崩。滑坡:是指边坡岩体主要在重力作用下沿贯通的剪切破坏面发生滑动破坏的现象称为滑坡。在边坡的破坏形式中滑坡是分布最广、危害最大的一种。它在坚硬或松软岩层、陡倾或缓倾岩层以及陡坡或缓坡地形中均可发生。.影响边坡稳定的因素地形地貌条件的影响岩土类型和性质的影响地质构造和岩体结构的影响水的影响其他因素的影响包括风化因素、人工挖掘、振动、地震等。(三)地下洞室围岩稳定性的工程地质分析.地下工程位置选择的工程地质评价。理想的建洞山体应具备的条件:建洞区地质构造简单岩层厚节理组数少间距大无影响整个山体稳定的断裂带岩体坚硬完整地形完整没有滑坡、塌方等早期埋藏和近期破坏的地形无岩溶或岩溶很不发育地下水影响小无有害气体和异常地热。.地下洞室围岩的变形与破坏。围岩变形破坏的几种类型:脆性破裂块体滑动和塌方层状弯折和拱曲塑性变形和膨胀。页(四)水库工程地质问题分析水库有两类:一类是在河流上筑坝拦水所形成的人工湖泊即地面水库另一类是利用地下蓄水构造经人工控制形成的地下水库。水库蓄水后水文条件、库周的水文地质条件都会发生比较剧烈的变化以致影响库区及邻近地段的地质环境。例如库水升高浸润库岸风浪作用冲蚀库岸地下水位上升浸没洼地等。因此产生了各种工程地质问题诸如水库渗漏、水库浸没、水库塌岸、水库淤积、水库诱发地震等问题。(五)软土基坑工程地质问题分析.软土基坑工程地质问题主要包括两个方面:土质边坡稳定和基坑降排水。.在软土基坑施工中为防止边坡失稳保证施工安全采取的措施有:设置合理坡度、设置边坡护面、基坑支护、降低地下水位等。.软土基坑降排水的目的主要有:增加边坡的稳定性对于细砂和粉砂土层的边坡防止流砂和管涌的发生对下卧承压含水层的黏性土基坑防止基坑底部隆起保持基坑土体干燥方便施工。.软土基坑开挖的降排水一般有两种途径:明排法和人工降水。其中人工降水经常采用轻型井点或管井井点降水方式。()明排法的适用条件:·不易产生流砂、流土、潜蚀、管涌、淘空、塌陷等现象的黏性土、砂土、碎石土的地层·基坑地下水位超出基础底板或洞底标高不大于m。()轻型井点降水的适用条件:·黏土、粉质黏土、粉土的地层·基坑边坡不稳易产生流土、流砂、管涌等现象·地下水位埋藏小于.m宜用单级真空点井当大于.m时场地条件有限宜用喷射点井、接力点井场地条件允许宜用多级点井。()管井降水适用条件:·第四系含水层厚度大于.m·基岩裂隙和岩溶含水层厚度可小于.m·含水层渗透系数K宜大于.m/d。F水利水电工程设计lF掌握水利水电工程等级划分及工程特征水位一、水利水电工程等别划分页水利水电工程的等别根据其工程规模、效益及在国民经济中的重要性划分为五等按表F确定。.水利水电工程等别的划分主要依据水库总库容、防洪、治涝、供水、发电等指标确定。对于综合利用的水利水电工程如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。.平原区拦河水闸工程的等别应根据其过闸流量的大小进行分等按表F确定。.灌溉、排水泵站的等别应根据其装机流量与装机功率按表F确定。工业、城镇供水泵站的等别应根据其供水对象的重要性按表F确定。.引水枢纽工程等别应根据引水流量的大小按F确定。页二、水工建筑物级别划分(一)永久性水工建筑物级别.水利水电工程永久性水工建筑物的级别根据建筑物所在工程的等别和建筑物的重要性划分为五级按表F确定。.失事后损失巨大或影响十分严重的水利水电工程的~级主要永久性水工建筑物经过论证并报主管部门批准可提高一级失事后造成损失不大的水利水电工程的~级主要永久性水工建筑物经过论证并报主管部门批准可降低一级。.水利枢纽工程水库大坝按表F规定为级、级的永久性水工建筑物如坝高超过表F指标其级别可提高一级但洪水标准可不提高。.水电枢纽工程级土石坝坝高超过m、混凝土坝或浆砌石坝坝高超过m级土石坝坝高超过m、混凝土坝或浆砌石坝坝高超过m时大坝的级别相应提高级洪水标准宜相应提高但抗震设计标准不提高。.当永久性水工建筑物基础的工程地质条件复杂或采用新型结构时对~级建筑物可提高一级设计但洪水标准不予提高。(二)堤防工程级别堤防工程的防洪标准主要由防护对象的防洪要求而定。页(三)临时性水工建筑物级别.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F确定。.当临时性水工建筑物根据表F指标同时分属于不同级别时其级别应按照其中最高级别确定。但对于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。.利用临时性水工建筑物挡水发电、通航时经过技术经济论证级以下临时性水工建筑物的级别可提高一级。三、水利水电工程洪水标准(一)一般规定.在水利水电工程设计中不同等级的建筑物所采用的按某种频率或重现期表示的洪水称为洪水标准包括洪峰流量和洪水总量。.永久性水工建筑物采用的洪水标准分为设计洪水标准和校核洪水标准两种情况。临时性水工建筑物的洪水标准应根据建筑物的结构类型和级别结合风险度综合分析合理选择对失事后果严重的应考虑超标准洪水的应急措施。各类水利水电工程的洪水标准按《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL)确定。.水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准应按山区、丘陵区和平原、滨海区两类分别确定。页.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低于m且上下游最大水头差小于m时其洪水标准宜按平原、滨海区标准确定。当平原、滨海地区的水利水电工程其永久性水工建筑物的挡水高度高于m且上下游最大水头差大于m时其洪水标准宜按山区、丘陵区标准确定。.江河采取梯级开发方式在确定各梯级水利水电工程永久性水工建筑物的设计洪水与校核洪水标准时还应结合江河治理和开发利用规划统筹研究相互协调。(二)山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物.山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准按表F确定。山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准重现期(年)表F项目水工建筑物级别设计~~~~~校核土石坝可能最大洪(PMF。)或~~~~~混凝土坝、浆砌石坝~~~~~lOO.对土石坝如失事下游将造成特别重大灾害时级建筑物的校核洪水标准应取可能最大洪水(PMF)或重现期年标准~级建筑物的校核洪水标准可提高一级。.对混凝土坝、浆砌石坝如洪水漫顶将造成极严重的损失时级建筑物的校核洪水标准经过专门论证并报主管部门批准可取可能最大洪水(PMF)或重现期年标准。.山区、丘陵区水利水电工程的永久性泄水建筑物消能防冲设计的洪水标准可低于泄水建筑物的洪水标准并应考虑在低于消能防冲设计洪水标准时可能出现的不利情况对超过消能设计标准的洪水容许消能防冲建筑物出现局部破坏但必须不危及挡水建筑物及其他主要建筑物的安全且易于修复不致长期影响工程运行。.河床式水电站厂房挡水部分的洪水标准应与工程的主要挡水建筑物的洪水标准相一致。(三)平原、滨海区水利水电工程永久性水工建筑物.平原区永久性水工建筑物洪水标准按表F确定。平原区永久性水工建筑物的洪水标准重现期(年)表Fl页项目永久性水工建筑物级别水库工程设计~~~~校核~~~lOO~~拦河水闸设计~~~~校核~~~~~.潮汐河口和滨海地区永久性水工建筑物的洪水标准按表F确定。潮汐河口段和滨海地区永久性水工建筑物的洪水标准表F永久性水工建筑物级别、设计洪水位重现期(年)≥lOO~~~(四)临时性水工建筑物临时陛水工建筑物的洪水标准应根据建筑物的结构类型和级别在表F的幅度内结合风险度综合分析合理选用。对失事后果严重的应考虑遇超标准洪水的应急措施。临时性水工建筑物洪水标准重现期(年)表F临时性建筑物类型临时性水工建筑物级别土石结构~~~混凝土、浆砌石结构~~~四、水利水电工程抗震设防标准水工建筑物的工程抗震设防类别应根据其重要性和工程场地基本烈度按表F确定。各类水工建筑物抗震设计的设计烈度应按下列规定确定:.一般采用基本烈度作为设计烈度。页.工程抗震设防类别为甲类的水工建筑物可根据其遭受强震影响的危害性在基本烈度基础上提高度作为设计烈度。.基本烈度为度或度以上地区的坝高超过m或库容大于亿m。的大型工程以及基本烈度为度及度以上地区坝高超过m的大()型工程需要做专门的地震危害性分析。五、水库特征水位及水库特征库容(一)水库特征水位.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。它是水库在非常运用校核情况下允许临时达到的最高洪水位是确定大坝顶高程及进行大坝安全校核的主要依据。.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。它是水库在正常运用设计情况下允许达到的最高洪水位也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。.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。只有水库承担下游防洪任务时才需确定这一水位。.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。.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。它决定水库的规模、效益和调节方式在很大程度上决定水工建筑物的尺寸、形式和水库的淹没损失是水库最重要的一项特征参数也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。.死水位(设计低水位)。水库在正常运用的情况下允许消落到的最低水位。水库正常蓄水位与死水位之间的变幅称为水库消落深度。(二)水库特征库容.静库容。坝前某一特征水位水平面以下的水库容积。.总库容。最高洪水位以下的水库静库容。它是一项表示水库工程规模的代表性指标可作为划分水库工程等别及建筑物级别确定工程安全标准的重要依据。.防洪库容。防洪高水位至防洪限制水位之间的水库容积。用以控制洪水满足水库下游防护对象的防护要求。.调洪库容。校核洪水位至防洪限制水位之间的水库容积。用于保证下游防洪安全(指其中的防洪库容部分)及对校核洪水调洪削峰保证大坝安全。.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。用以调节径流按兴利要求提供水库的供水量或水电站的流量。页.重叠库容(共用库容、结合库容)。防洪库容与兴利库容重叠部分的库容是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。.死库容(垫底库容)。死水位以下的水库容积。一般用于容纳水库淤沙、抬高坝前水位和库区水深。在正常运用中不调节径流也不放空。水库特征水位和相应库容关系见图F。lF掌握水工建筑物的分类水工建筑物可按功能和使用期限进行分类。按功能可分为通用性水工建筑物和专门性水工建筑物两大类。按使用期限可分为永久性水工建筑物和临时性水工建筑物。一、水工建筑物按功能分类通用性水工建筑物可分为挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取(进)水建筑物、河道整治建筑物专门性水工建筑物可分为水电站建筑物、渠系建筑物、港口水工建筑物、过坝建筑物等。(一)通用性水工建筑物.挡水建筑物:是用来拦截江河形成水库或壅高水位的建筑物如各种坝和水闸以及抗御洪水或沿江河海岸修建的堤防、海塘等。.泄水建筑物:是用于宣泄多余洪水量、排放泥砂和冰凌以及为了人防、检修而放空水库、渠道等以保证大坝和其他建筑物安全的建筑物。如各种溢流坝、坝身泄水孔、岸边溢洪道和泄水隧洞等。.输水建筑物:是为了发电、灌溉和供水的需要从上游向下游输水用的建筑物如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸等。页.取(进)水建筑物:是输水建筑物的首部建筑物如引水隧洞的进水口段、灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站等。.河道整治建筑物:是用以改善河流的水流条件调整河流水流对河床及河岸的作用以及为防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡冲刷的建筑物如丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等。(二)专门性水工建筑物.水电站建筑物:如水电站用的压力管道、压力前池、调压室、电站厂房等。.渠系建筑物:如渠道上的节制闸、分水闸、渡槽、沉沙池、冲沙闸等。.港口水工建筑物:如防波堤、码头、船坞、船台和滑道等。.过坝建筑物:如船闸、升船机、放木道、筏道及鱼道等。有些水工建筑物在枢纽中所起的作用并不是单一的。例如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。二、水工建筑物按使用时期分类(一)永久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。.主要建筑物:是指失事后造成下游灾害或严重影响工程效益的水工建筑物。例如:坝、泄水建筑物、输水建筑物及电站厂房等。.次要建筑物:是指失事后不致造成下游灾害或工程效益影响不大易于恢复的水工建筑物。例如:失事后不影响主要建筑物和设备运行的挡土墙、导流墙、工作桥及护岸等。(二)临时性建筑物临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物如围堰、导流隧洞、导流明渠等。Flll掌握水利水电工程建筑材料的应用一、建筑材料的类型建筑材料是指建造各种工程时所应用的材料及其制品是一切建筑工程的物质基础。(一)建筑材料按其物理化学性质分类建筑材料按其物理化学性质可分为无机材料、有机材料、复合材料三大类。.无机材料()无机非金属材料又常称为矿物质材料包括无机胶凝材料、天然石料、烧土与熔融制品。)无机胶凝材料:是自身或与其他物质混合后一起经过一系列物理、化学作用能由浆体变成坚硬的固体页并能将散粒或块片状材料胶结成整体的物质。按硬化条件不同分为气硬性和水硬性两类。①气硬性胶凝材料:只能在空气中硬化并保持或继续提高其强度属于这类材料的有石灰、石膏与水玻璃等。只能用于地面上干燥环境的建筑物。②水硬性胶凝材料:不仅能在空气中而且能更好地在水中硬化保持并继续提高其强度属于这类材料的有水泥等。既可用于地上也可用于地下或水中的建筑物。)天然石料:按形成条件不同分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩(水成岩)、变质岩三大类按颗粒大小分为土料、砂、石三类按其开采加工程度的不同分为毛石、块石、粗料石、建筑板材等。)烧土与熔融制品:如烧结砖、陶瓷、玻璃等。()金属材料包括黑色金属材料和有色金属材料两类。)黑色金属材料:是指以铁元素为主要成分的金属及其合金材料是钢和生铁的总称。)有色金属材料:是指黑色金属材料以外的金属及其合金材料。在水工建筑中常用的有色金属是铜和铜的合金及铝的合金。紫铜片是水工建筑中常用的止水材料。.有机材料包括沥青材料、植物材料和合成高分子材料等三类。()沥青材料:是一种有机胶凝材料是由许多高分子碳氢化合物及其非金属衍生物组成的复杂混合物。它能溶于汽油、二氧化碳等有机溶剂中但几乎不溶于水属憎水材料。常温下呈固体、半同体或黏稠性液体状态颜色为黑色或黑褐色。它与矿物材料有较强的粘结力具有良好的防水、抗渗、耐化学侵蚀性、抗冲击性。沥青材料是含沥青质材料的总称常分为地沥青和焦油沥青。)地沥青:按产源可分为天然沥青和石油沥青。石油沥青按生产方法不同分为直馏沥青、溶剂沥青、氧化沥青、裂化沥青、调和沥青、乳化沥青、改性沥青等七种按外观形态不同分为液体沥青、固体沥青、半固体沥青三种按用途不同分为道路沥青、建筑沥青、防水防潮沥青、以用途或功能命名的各种专用沥青等。)焦油沥青:按其加工的有机物不同分为煤沥青、木沥青、页岩沥青等三类煤沥青按软化点不同分为低温煤沥青、中温煤沥青、高温煤沥青三种。()植物材料:主要有木材、竹材、植物纤维及其制品等。其中使用较广泛的是木材分为软木材和硬木材。)软木材:即针叶树材材质轻软易于加工密

用户评价(1)

  • 雨蓝 不全,有全的就好了

    2012-09-15 18:09:58

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