水利水電工程師章節(jié)考點：水利水電工程勘測與設計

1.水準儀按精度分類：按精度劃分為4個等級：普通水準儀(DS3、DS10)和精密水準儀(DS05、DS1)，(數字越小，精度越高，DS05,05表示為±0.5mm);工程測量中一般使用DS3型微傾式普通水準儀，D為“大地測量”,S“水準儀”，3表示每公里往返測量高差中數的偶然中誤差為±3mm。按結構分為微傾水準儀、自動安平水準儀、激光水準儀和數字水準儀(又稱電子水準儀)。

微傾水準儀的使用步驟：安置儀器和粗略整平(簡稱粗平)、調焦和照準、精確整平(簡稱精平)和讀數。

2.經緯儀：按精度從高到低：DJ05、DJ1、DJ2、DJ6和DJ10等，D為“大地測量”，J“經緯儀”，數字表示該儀器精度，“05”表示一測回方向觀測中誤差不超過±0.5″。根據刻度盤和讀數方式的不同，分為游標經緯儀、光學經緯儀和電子經緯儀。

經緯儀的使用包括對中、整平、照準和讀數四個操作步驟。

角度測量，包括水平角測量和豎直角測量，水平角用于確定地面點的平面位置，豎直角用于確定地面點的高程。經緯儀也可用于低精度測量中的視距測量。

3.水準尺：二等水準測量使用因瓦水準尺。精密水準測量一般指國家一、二等水準測量;國家三、四等水準測量為普通水準測量。

三、四等水準測量采用的尺長為3m，黑面叫主尺，紅面尺叫輔助尺。黑面分劃的起始數字為“0”，紅面起始數一般為4687或4787mm。水準尺側面裝一個圓水準器。

4.數字比例尺：1:10000以上為大比例尺;大于1:10000，小于等于1:100000為中比例尺;大于1:100000，小于等于1:1000000為小比例尺。

5.對于高程放樣中誤差要求不大于±10mm的部位，應采用水準測量法。

6.距離丈量用視距法測定，其視距長度不應大于50m。預裂爆破放樣，不宜采用視距法。

7.用視差法測定，端點法線長度不應大于70m。

8.混凝土建筑物立模細部輪廓點的放樣位置，以距設計線0.2～0.5m為宜。

9.一般情況下，滑坡、高邊坡穩(wěn)定監(jiān)測采用交會法;水平位移監(jiān)測采用視準線法(活動覘牌法和小角度法);垂直位移觀測，宜采用水準觀測法，也可采用滿足精度要求的光電測距三角高程法;地基回彈宜采用水準儀與懸掛鋼尺相配合的觀測方法。

10.誤差產生的原因有以下三個方面：人的原因;儀器的原因;外界環(huán)境的影響。可以分為系統(tǒng)誤差、偶然誤差和粗差三類。系統(tǒng)誤差：按一定的規(guī)律變化;偶然誤差：從表面上看沒有任何規(guī)律性;粗差：由于觀測者粗心或者受到干擾造成的，應該可以避免。

11.邊坡的工程地質條件分析

常見的邊坡變形破壞主要有：(四種類型)

松弛張裂：巖體被沖刷侵蝕掉或人工開挖，應力重新調整分布;

蠕變：主要在重力作用下向臨空方向發(fā)生長期緩慢的塑性變形;

崩塌：突然發(fā)生傾倒崩落;

滑坡：主要在重力作用下沿貫通的剪切破壞面發(fā)生滑動破壞的現象。此外尚有塌滑、錯落、傾倒等過渡類型。

另外泥石流也是一種邊坡破壞的類型。

12.土質基坑工程地質問題分析

(1)土質基坑工程地質問題主要包括兩個方面：邊坡穩(wěn)定和基坑降排水。

(2)在基坑施工中，為防止邊坡失穩(wěn)，保證施工安全，采取的措施有：設置合理坡度、設置邊坡護面、基坑支護、降低地下水位等。

(3)基坑降排水的目的主要有：增加邊坡的穩(wěn)定性;對于細砂和粉砂土層的邊坡，防止流砂和管涌的發(fā)生;對下臥承壓含水層的黏性土基坑，防止基坑底部隆起;保持基坑土體干燥，方便施工。

(4)軟土基坑開挖的降排水一般有兩種途徑：明排法和人工降水。其中，人工降水經常采用輕型井點或管井井點降水方式。

(5)明排法的適用條件：

不易產生流砂、流土、潛蝕、管涌、淘空、塌陷等現象的黏性土、砂土、碎石土的地層;

基坑地下水位超出基礎底板或洞底標高不大于2.0m。

(6)輕型井點降水的適用條件：

黏土、粉質黏土、粉土的地層;

基坑邊坡不穩(wěn)，易產生流土、流砂、管涌等現象;

地下水位埋藏小于6.0m，宜用單級真空點井;當大于6.0m時，場地條件有限宜用噴射點井、接力點井;場地條件允許宜用多級點井。

(7)管井降水適用條件：

第四系含水層厚度大于5.0m;

含水層滲透系數K宜大于1.0m/d。

13.水庫特征水位及特征庫容

(1)設計洪水位。水庫遇大壩的設計洪水時，在壩前達到的最高水位。它是水庫在正常運用設計情況下允許達到的最高洪水位，也是擋水建筑物穩(wěn)定計算的主要依據。

(2)防洪高水位。水庫遇下游保護對象的設計洪水時，在壩前達到的最高水位。

(3)調洪庫容。校核洪水位至防洪限制水位之間的水庫容積。用于保證下游防洪安全(指其中的防洪庫容部分)及對校核洪水調洪削峰，保證大壩安全。

(4)興利庫容(有效庫容、調節(jié)庫容)。正常蓄水位至死水位之間的水庫容積。用以調節(jié)徑流，按興利要求提供水庫的供水量或水電站的流量。(2012、2017年考點)

13.工程合理使用年限

水利水電工程合理使用年限，應根據工程類別和等別按表1F411022-1確定。對綜合利用的水利水電工程，當按各綜合利用項目確定的合理使用年限不同時，其合理使用年限應按其中最高的年限確定。(就高不就低)

1級、2級永久性水工建筑物中閘門的合理使用年限應為50年，其他級別的永久性水工建筑物中閘門的合理使用年限應為30年。

注：水庫壅水建筑物不包括定向爆破壩、橡膠壩。

14.水工建筑物的基本設計方法

(1)理論分析。

(2)試驗研究。

(3)原型觀測。

(4)工程類比。

15.建筑材料按其物理化學性質可分為：

無機材料(①氣硬性膠凝材料：只能在空氣中硬化，有石灰、石膏與水玻璃等。②水硬性膠凝材料：不僅能在空氣中而且能更好地在水中硬化，有水泥等。)

有機材料(包括瀝青材料、植物材料和合成高分子材料等三類)

復合材料(合成樹脂及塑料、合成橡膠、合成纖維、土工合成材料等。土工合成材料：包括土工織物、土工膜、土工復合材料、土工特殊材料四大類。)三大類。

土工合成材料在水利水電工程中的應用包括：

(1)防滲。土工膜或復合土工膜，土壩等工程的防滲。

(2)反濾、排水。

(3)防護工程。

(4)加筋土工程。提高土地穩(wěn)定性，如土工格柵、織物、格室等。

16.建筑石材

(1)火成巖:花崗巖;閃長巖;輝長巖;輝綠巖;玄武巖。

(口訣：玄輝輝閃花)

(2)水成巖:石灰?guī)r;砂巖。

(口訣：水砂石)

(3)變質巖：片麻巖;大理巖。

(口訣：變大石片)

17.凝土的強度

混凝土的強度有抗壓、抗拉、抗彎及抗剪強度等，以抗壓強度最大，結構中主要是利用混凝土的抗壓強度。

標準養(yǎng)護條件(溫度20℃±2℃，相對濕度95%以上)下，養(yǎng)護到28d齡期，按照標準的測定方法測定的混凝土立方體試件抗壓強度(以MPa計)。

影響混凝土強度的因素有：施工方法、施工質量、水泥強度、水灰比、骨料種類及級配、養(yǎng)護條件及齡期等。

混凝土的抗拉強度，一般約為相應抗壓強度的10%左右。

18.混凝土配合比的設計，實質上就是確定四種材料用量之間的三個對比關系：水灰比、砂率、漿骨比。

19.細骨料：粒徑在0.16~5mm之間的骨料。按形成條件分為天然砂、人工砂;按細度模數FM分為粗砂(3.7～3.1)、中砂(3.0～2.3)、細砂(2.2～1.6)、特細砂(1.5～0.7)。粗骨料：粒徑大于5mm的骨料。普通混凝土常用卵石和碎石作粗骨料。分為特大石(150～80mm或120～80mm)、大石(80～40mm)、中石(40～20mm)、小石(20～5mm)四級。

20.建筑鋼材：工程所用的鋼筋有熱軋鋼筋、冷軋帶肋鋼筋、冷拉熱軋鋼筋(簡稱冷拉鋼筋)及預應力混凝土用熱處理鋼筋四種。

反映鋼筋塑性性能的基本指標是伸長率和冷彎性能。

有物理屈服點的鋼筋：屈服強度是鋼筋強度的設計依據。

無物理屈服點的鋼筋：極限強度作為主要強度指標。

屈服強度、極限強度、伸長率和冷彎性能是有物理屈服點鋼筋進行質量檢驗的四項主要指標，而對無物理屈服點的鋼筋則只測定后三項。

21.水工建筑物的荷載：按作用隨時間的變異性，可分為永久作用荷載、可變作用荷載和偶然作用荷載。

可變作用荷載包括：靜水壓力、揚壓力、動水壓力、水錘壓力、浪壓力、外水壓力、風荷載、雪荷載、冰壓力、凍脹力、溫度荷載、土壤孔隙水壓力、灌漿壓力等;

偶然作用荷載包括：地震作用、校核洪水位時的靜水壓力。

永久作用荷載包括：結構自重和永久設備自重、土壓力、淤沙壓力、地應力、圍巖壓力、預應力。

22.土石壩的滲流分析包括：

①確定浸潤線的位置;

②確定滲流的主要參數—滲流流速與坡降;

③確定滲流量。

進行滲流分析的方法較簡單的有水力學法和流網法。

23.閘基的滲流分析

計算水閘閘基地下輪廓線各點的滲透壓力、滲透坡降、滲透流速及滲流量。較為常用的方法有直線比例法、流網法和改進阻力系數法。

24.滲透變形又稱為滲透破壞，是指在滲透水流的作用下，土體遭受變形或破壞的現象。一般可分為管涌、流土、接觸沖刷、接觸流失四種基本形式。

管涌和流土主要發(fā)生在單一結構的土體(地基)中，接觸沖刷和接觸流失主要發(fā)生在多層結構的土體(地基)中。

25.反濾層和過渡層

反濾層的作用是濾土排水，防止在水工建筑物滲流出口處發(fā)生滲透變形。反濾層要求：隨水流的方向顆粒由小到大排列。

26.消能方式。

底流消能：是靠水躍產生的表面旋滾與底部主流間的強烈紊動、剪切和摻混作用。既適用于堅硬巖基，也適用于較軟弱或節(jié)理裂隙較為發(fā)育的巖基。

挑流消能：利用溢流壩下游設置挑流坎，把高速水流挑射到下游空中，然后擴散的摻氣水流跌落到壩下游河道內。適用于堅硬巖基上的高、中壩。

面流消能：主流與河床之間形成巨大的底部旋滾。適用于中、低水頭工程尾水較深，流量變化范圍較小，水位變幅較小，或有排冰、漂木要求的情況。一般不需要作護坦。

消力戽消能：是利用泄水建筑物的出流部分造成具有一定反弧半徑和較大挑角所形成的戽斗。適用于尾水較深，流量變化范圍較小，水位變幅較小，或有排冰、漂木要求的情況。一般不需要作護坦。

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