二级建造师《水利水电工程管理与实务》资料.docx
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1、二级建造师水利水电工程管理与实务2F311000水利水电工程建筑物及建筑材料【考点一】水利水电工程建筑物的类型一、土石坝与堤防的构造及作用L防渗体土坝防渗体主要有心墙、斜墙、铺盖、截水墙等形式。设置防渗体的作用是: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。图2F311O11-2某上坝坝顶构造1一防渗体;2防浪墙;3路面;IP面(尺寸单位:m)(1)均质坝.由透水性较小的黏性土筑成。(2)黏性土心墙和斜墙。黏性土心墙和斜墙顶部水平厚度一般不小于3m,以便于机械化施工。防渗体顶与坝顶之间应设有保护层,厚度不小于该地区的冰冻或干燥深度,同时按结构要求不
2、宜小于1m。(3)非土料防渗体。常用沥青混凝土或钢筋混凝土。2 .反滤层为避免因渗透系数和材料级配的突变与引起渗透变形,在防渗体与坝壳,坝壳与排水体之间设置2-3层粒径不同的砂石料作反滤层。沿渗流方向由小到大排列。反渔料管浦口图2F311O11-4堆石棱体排水1一下游坝城:2i润线;3“体排水:4反滤层大石爸2030cm小石字2030c方好少2030(:丁醉排水管3 .堤顶宽度,1级堤防堤顶宽度不宜小于8m;2级堤防不宜小于6m;3级及以下堤防不宜小于3m。堤高超过6nl的背水坡应设能台,宽度不宜小于1.5m;风浪大的海堤、湖堤临水侧宜设置消浪平台,其宽度可为波高的2倍,但不宜小于3m。二、混
3、凝土坝的构造及作用1 .重力坝分缝与止水横缝(永久与临时);纵缝:适应混凝土的浇筑能力、散热和减小施工期的温度应力。纵缝按其布置形式可分为:铅直缝、斜缝和错缝三种。待坝体温度冷却到稳定温度再进行接缝灌浆。水平施工缝;坝内廊道:基础灌浆廊道设置在上游坝踵处;坝体检修和排水廊道。图2F311011-5重力坝示意图1非温流重力坝;2一溢流力坝;3ffiM;4导塘;5一河门;6坝内排水情:7一检修.排水脚道;8显础灌墓廊道;9防渗修桥;10一坝墓排水孔柱桩浇筑法示意图2 .重力坝的荷载与作用扬压力;扬压力包括上浮力及渗流压力。上浮力是由坝体下游水深产生的浮托力;渗流压力是在上、下游水位差作用下,产生的
4、向上静水压力.三、水闸的组成及作用1.水闸组成(一)闸室(组成:底板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥、交通桥);(-)上游连接段(组成:铺盖、护底与护坡、上游翼墙);(=)下游连接段(组成:护坦、海漫与防冲槽、下游翼墙与护坡)。铺盖:防渗、防冲。S护坦(消力池):冲刷、水流脉动压力、扬压力。海漫:消能、透水、适应变形。海漫材料一般采用浆砌或干砌块石,下游防冲槽:保护海漫末端,防止冲刷破坏。水闸的组成部分I一卜海防冲精,2J第护底;3Tlift;4底板;S护坦(消力池);海漫;7一下讷防冲槽:8利版;9用Ch10MM;II一交通密;12-T作粉;13启用机;14一上海护坡;15上游贡塘;1边墩;17下
5、游KU;18一F的护坡四、泵站的布置及水泵的分类1 .泵站进出水建筑物泵站进出水建筑物般包括引水渠、沉砂及冲砂建筑物、前池、进水池(布置在前池和泵房之间或泵房的下面(湿室型泵房)、出水管道和出水池或压力水箱。泵站示意图A进水池;4-进水管;5-水泉;”出水管;8他动机;9-出水池;10-HI;11-RS2 .水泵的性能参数包括流量、扬程、功率、效率、允许吸上真空高度或必需汽蚀余量、转速等。其中:(1)扬程:铭牌上所标的扬程是设计扬程。即相应于通过设计流量时的扬程,又称额定扬程。(2)效率:铭牌上所标的效率是通过设计流量时的效率,也是泵的最高效率。水泵内的能量损失包括水力损失、容积损失和机械损失
6、。(3)允许吸上真空高度或必需汽蚀余量:确定泵的安装高程.五、水电站的组成及作用1 .水电站由进水口、引水建筑物、平水建筑物和厂区枢纽组成。2 .水电站平水建筑物:(1)压力前池:在无压引水的末端,是水电站的无压引水系统与压力管道的连接建筑物.(2)调压室:在压力管道靠近厂房的位置。用来反射水击波以缩短压力管道的长度,减小水电站压力管道的水击压力;用来改善机组负荷变化时的运行条件。基本类型有:简单圆筒式、阻抗式、双室式、差动式、溢流式、气垫式。六、渠系建筑物的构造及作用类型:渡槽、涵洞、倒虹吸管、跌水与陡坡。()涵洞的构造及作用1 .洞身断面形式圆形管涵、箱形涵洞、盖板涵洞(无压)、拱形涵洞。
7、拱涵和箱涵基础采用C15素混凝土垫层。它可分散荷载并增加涵洞的纵向刚度。2 .洞身构造基础、沉降缝(设缝间距不大于10m)、截水环或涵衣(防止洞身外围产生集中渗流).沉降缝素混垫层图2F311011-17洞身构造示意图(二)渠道断面及施工1.断面明渠断面的形式有梯形、矩形、复合型、弧形底梯形、弧形坡脚梯形、U型;无压暗渠断面形式有城门洞形、箱形、正反拱形和圆形。【考点二】水利水电工程等级划分及特征水位1.水利水电工程等别划分依据:工程规模、效益和在经济社会中的重要性,划分为I、II、HI、IV、V五等。(就高不就低原则)2.主要和次要建筑物级别:水利水电工程的永久性水工建筑物的级别应根据建筑物
8、所在工程的等别,以及建筑物的重要性确定为五级,分别为1、2、3、4、5级。3 .临时建筑物划分依据: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确定,分为3、4、5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。对于3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。4 .水库特征水位(3)防洪高水位:遇下游防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):正常运用情况下,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。【考点三】水利水电工程合理使用年限及耐久性一、工程合理使用年限水利水电工
9、程合理使用年限,应根据工程类别和等别按表2F311013T确定。对综合利用的水利水电工程,当按各综合利用项目确定的合理使用年限不同时,其合理使用年限应按其中最高的年限确定.水利水电工程合理使用年限(单位:年)表2F311013T工程等别工程类别水库防洪治涝灌溉供水发电I1501005050100100II100505050100100III505050505050IV503030303030V5030303030注:工程类别中水库、防洪、治涝、灌溉、供水、发电分别表示水库库容、保护目标重要性和保护农田面积、治涝面积、灌溉面积、供水对象重要性、发电装机容量来确定工程等别。水利水电工程各类永久性水
10、工建筑物的合理使用年限,应根据其所在工程的建筑物类别和级别按表2F3U(M3-2的规定确定,R不应超过工程的合理使用年限.当永久性水工建筑物级别提高或降低时其合理使用年限应不变。1级、2级永久性水工建筑物中闸门的合理使用年限应为50年,其他级别的永久性水工建筑物中闸门的合理使用年限应为30年.注:水库耋水建筑物不包括定向爆破坝、橡胶坝。水利水电工程各类永久性水工建筑物的合理使用年限3.混凝土保护层厚度的要求保证水利水电工程结构耐久性的必要构造要求应包括下列措施:(1)隔绝或减轻环境因素对混凝土、钢结构、水工金属结构、土石结构等的作用;(2)控制混凝土结构、土石结构的裂缝和结构构造缝、间隙;(3
11、)为钢筋提供足够厚度的混凝土保护层,为钢结构、水工金属结构提供足够厚度的防腐层和合适的防腐蚀措施。混凝土结构在不同环境条件下钢筋主筋、箍筋和分布筋的混凝土保护厚度应满足钢筋防锈、耐火以及与混凝土之间粘结力传递的要求且混凝土保护层厚度设计值不应小于钢筋的公称直径,同时也不应小于粗骨料最大粒径的1.25倍。钢筋的混凝土保护层厚度是指,从混凝土表面到钢筋(包括纵向钢筋、箍筋和分布钢筋)公称宜径外边缘之间的最小距离;对后张法预应力筋,为套管或孔道外边缘到混凝土表面的距离。合理使用年限为50年的水工结构钢筋的混凝土保护层厚度不应小于表2F3U013-4所列值。合理使用年限为20年、30年时,其保护层厚度
12、应比表2F311013-4所列值适当降低;合理使用年限为100年时,其保护层厚度应比表2F3U013-4所列值适当增加;合理使用年限为150年时,其保护层厚度应专门研究确定。混凝土保护层最小厚度(单位:mm)表2F311013-4项次构件类别工程类别一二三四五1板、墙20253045502梁、柱、墩30354555603截面厚度不小于2.5m的底板及墩墙-40506065注:1 .直接与地基接触的结构底层钢筋或无检修条件的结构,保护层厚度应适当增大.2 .有抗冲耐磨要求的结构面层钢筋,保护层厚度应适当增大。3 .混凝土强度等级不低于C30且浇筑质量有保证的预制构件或薄板保护层厚度可按表中数值减
13、小5mm.4 .钢筋表面涂塑或结构外表面敷设永久性涂料或面层时,保护层厚度可适当减小,5 .混凝土抗冻等级的要求合理使用年限为50年的水工建筑物结构和构件的混凝土抗冻等级应根据气候分区、冻融循环次数、表面局部小气候条件、水分饱和程度、结构构件重要性和检修条件等按表2F3U013-5选定。在不利因素较多时,其抗冻等级可提高一级。当合理使用年限大于或小于50年时,应根据水工结构的环境条件、混凝土强度等级、混凝土保护层厚度等因素综合确定混凝土抗冻等级。2F3U020水利水电工程勘察与测量【考点一】工程地质与水文地质条件分析1 .产状:分为水平、倾斜和直立等三种类型。产状有三个要素,即走向、倾向和倾角
14、。断层类型(正断层、逆断层、平移断层)。2 .坝基岩体的工程地质问题分析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)。3 .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。4.软土基坑工程地质问题分析在软土基坑施工中,为防止边坡失稳,保证施工安全,采取的措施有:采取合理坡度、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
15、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。其中人工降水按排水工作原理分为井点法和管井法。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2.0m。井点法按降水深度分为轻型井点(浅井点)和深井点,与管井法的一个重要不同是井管与水泵的吸水管合二为一.井点法降水的适用条件: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6.0m,宜用单级真空点井;当大于6.0m时,场地条件有限宜用喷
16、射点井、接力点井;场地条件允许宜用多级点井。管井法是纯重力作用排水,井点法同时还依靠真空或电渗排水.管井法降水适用条件:第四系含水层厚度大于5.0m;基岩裂隙和岩溶含水层,厚度可小于5.0m;含水信渗透系数K宜大于1.Om/d.5 .渗透变形渗透变形又称为渗透破坏,是指在渗透水流的作用下,土体遭受变形或破坏的现象。一般可分为管涌、流土、接触冲刷、接触管涌或接触流土等类型。管涌和流土主要发生在单一结构的土体(地基)中,接触冲刷和接触流失主要发生在多层结构的土体(地基)中.6 .渠道主要地质问题分析渠道主要地质问题有:渠道渗漏和渗漏引起的浸没;天然斜坡稳定;影响边坡稳定的集水冲刷;渠道整体稳定等。
17、天然建筑材料的施工地质工作应包括以下内容:1 .收集与分析前期勘察资料。2 .对开采料场进行地质巡视。3 .参与或配合施工部门进行的现场专门性试验,并收集有关试验资料。4 .根据具体情况进行地质预报和提出专项勘察的建议。施工地质工作应进行地质巡视与观测,及时填写“施工地质巡视卡”和“施工地质日志”。地质编录的测图方法宜采用方格网法、丈量法或视距法.也可采用数码相机摄影一计算机成图法。【考点二】测量仪器的使用1 .水准仪:高程;DS3中数字3表示该仪器精度,即每公里往返高差测量的偶然中误差为3mm;安置仪器、粗平、调焦和照准、精平和读数.2 .经纬仪:平面位置、高程、视距;对中、整平、照准和读数
18、。(按精度:DJ07、DJI、DJ2、DJ6和DJ30等)测角的方法有回测法(一个测站只有两个方向需要测)、全圆测回法(一个测站多于两个方向需要测).对中目的:是使仪器的中心与测站点位于同一铅垂线上.方法:垂球对中、光学对中、激光对中3 .水准尺:精密水准测量指一、二等,普通水准测量指三、四等。4 .测量误差:系统误差、偶然误差、粗差。【考点三】水利水电工程施工放样1 .地图的比例尺及比例尺精度比例尺表示形式有两种:数字比例尺和图示比例尺。(1)数字比例尺地形图比例尺分为三类:X1:10000,为大比例尺;Xl:100000,为中比例尺;Xl:1000000,为小比例尺.(2)图示比例尺最常见
19、的图示比例尺是直线比例尺02 .施工放样的原则是“由整体到局部”“先控制、后碎部”,即由施工控制网测设工程建筑物的主轴线,用以控制工程建筑物的整个位置。根据主轴线来测设工程建筑物细部,保证各部分设计的相对位置。测设细部的精度比测设主轴线的精度高。各细部的精度要求也不一样。各控制点应为同一坐标体系。3 .施工控制网分为平面控制网和高程控制网。平面控制网的建立,可采用全球定位测量(GPS)、三角形网测量和导线测量等方法。平面控制网宣布设为全球定位系统(CPS)网、三角形网或导线网。GPS网、三角形网和导线网应按二等、三等、四等、五等划分。高程控制网是施工测量的高程基准,其等级划分为二等、三等、四等
20、、五等。高程控制网测量可采用水准测量、光电测距三角高程测量或GPS拟合高程测量等方法。布设高程控制网时,首级网应布设成环形网,加密网宣布设成附合路线或结点网。4 .放样方法平面位置放样方法包括:极坐标法、轴线交会法、两点角度前方交会法、测角侧方交会法、单三角形法、测角后方交会法、三点测角前方交会法、测边交会法、边角交会法等。高程放样方法包括:水准测量、光电测距三角高程法、GPS-RTK高程测量法等。对于高程放样中误差应不大于10mm的部位,应采用水准测量法。5 .渠道放样的主要工作是:确定渠道中线位置、渠道开挖线或填筑线。2F311030水利水电工程建筑材料【考点一】建筑材料的类型和特性1 .
21、抗渗性:即4(6个试件中4个试件未出现渗水时的最大水压力为0.4MPa).2 .抗冻性:F25(表示材料抵抗25次冻融循环,强度损失未超过25%,质量损失未超过5%的性质称为抗冻性.)3 .材料的耐久性(材料耐久性是一项综合性质,一般包括抗渗性、抗冻性、耐化学腐蚀性、耐磨性、抗老化性等)。【考点二】混凝土的分类和质量要求1 .混凝土集料的分类和质量要求在混凝土中的砂、石起骨架作用,其中砂称为细集料,其粒径在0.154.75皿之间;石称为粗集料,其粒径大于4.75mm。2 .按细度模数(Mx)分为粗砂(3.7-3.1),中砂(3.0-2.3),细砂(2.2-1.6)、特细砂(1.50.7).注:
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