1、1F411000水利水电工程勘测与设计1F411010水利水电工程勘测一、 常用测量仪器及其作用（一）水准仪分类及作用国产水准仪按精度分为：DS05、 DS1 、 DS3 、 DS10。D表示：大地测量；S表示：水准仪。数字表示仪器精度。 如3表示：每公里往返测量高差中数的偶然中误差为正负3mm。（二）经纬仪分类及作用经纬仪按精度不同可分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJl0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07、1、2、6、10表示该仪器精度。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
2、的高程。另外，经纬仪也可用于低精度测量中的视距测量。（三）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。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3m，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“0”，而红面底部起始数字不是“0”，一般为4687或4787mm。二、常用测量仪器的使用（一）水准仪的使用步骤：安置仪器、粗略整平、调焦和照准、精确整平、读数。 读数总是由注
3、记小的一端向大的一端 读出。通常读数保留四位数。（二）经纬仪的使用步骤：对中、整平、照准、读数1F411012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。我国自1959年开始，全国统一采用l956年黄海高程系。后来利用19521979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“l985国家高程基准”。我国自1988年1月1日起开始采用l985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1.数字比例尺2.图示比例尺 1：10000为大比例尺 1：10000-1：100000为中比例尺 1
4、100000以上为小比例尺二、施工放样的基本工作（一）放样数据准备（二）平面位置放样方法的选择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对于高程放样中误差要求不大于lOmm的部位，应采用水准测量法。三、开挖工程测量1.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。3.距离丈量可根据条件和精度要求从下列方法中选择：（1）用钢尺
5、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。（2）用视距法测定，其视距长度不应大于50m。预裂爆破放样，不宜采用视距法。 （3）用视差法测定，端点法线长度不应大于70m。（三）断面测量和工程量计算1.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。2.断面图和地形图比例尺，可根据用途、工程部位范围大小在1：2001：1000之间选择，主要建筑物的开挖竣工地形图或断面图，应选用l：200；收方图以1：500或1：200为宜；大范围的土石覆盖层开挖
6、收方可选用1：1000。3.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）。四、立模与填筑放样建筑物基础块（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2m（m为轮廓点的测量放样中误差）。填筑工程量测算1. 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。2.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。3.土石料填筑量收方，应根据实测的各种填料
7、分界线，分别计算各类填料方量。4.两次独立测量同一工程，其测算体积之较差，在小于该体积的3%时，可取中数作为最后值。五、施工期间的外部变形监测施工区的滑坡观测；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。六、竣工测量土、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。测量误差1.误差产生的原因（1）人的原因；（2）仪器的原因；（3）外界环境的影响。1F411013了解工程地质与水文地质条件与分析1
8、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。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。（五）软土基坑工程地质问题分析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。（1）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
9、坑地下水位超出基础底板或洞底标高不大于2.0m。（2）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6.Om，宜用单级真空点井；当大于6.0m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。1F411020水利水电工程设计一、水利水电工程等级划分1、水利水电工程等别（1）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：对于综合利用的水利水电工程，当按各分项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。水利水电工程分等指标防洪治涝灌溉供水发电工程等别工程规模水库
10、总库容（108m3）保护城镇及工矿企业的重要性保护农田（104亩）治涝面积（104亩）灌溉面积（104亩）供水对象重要性装机容量（104kW）工大（1）型lO特别重要500200150特别重要120大（2）型10-1.0重要5001002006015050重要12030中型1.0-0.1中等100306015505中等305小（1）型0.1-O.01一般3051535O 5一般51V小（2）型0.01-0.001530.512.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工程等别工程规模过闸流量（m3s）I大（1）型5000大（2）型50001000中型1000100小（1）型10
11、020V小（2）型203.灌溉、排水泵站的等别，应根据其装机流量与装机功率。4.引水枢纽工程等别应根据引水流量的大小（新增）工程等别IV工程规模大（1）型大（2）型中型小（1）型小（2）型引水流量（m3s）2002005050101022二、水工建筑物级别划分1.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工程等别主要建筑物次要建筑物工程等别主要建筑物次要建筑物I134523V5534（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。防洪标准重现期（年）100100，且5050，且3030，且203501041、2级永久性水工建筑物淹没
12、一般城镇、工矿企业、交通干线或影响总工期及第一台（批）机组电，造成较大经济损失31.5501510O.153、4级永久性水工建筑物淹没基坑，但对总工期及第一台（批）机组发电影响不大，经济损失较小1.515O.12.当临时性水工建筑物根据表1F4110218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。3.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，3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1.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
13、标准，包括洪峰流量和洪水总量。2.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。3.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。4.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15m，且上下游最大水头差小于lOm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l5m，且上下游最大水头差大于lOm时，其洪水标准宜按山区、丘陵区标准
14、确定。（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重现期（年）表1F411021-9水工建筑物级别项目12345设 计10005005001001005050303020土石坝可能最大洪水（PMF）或10000500050002000200010001000300300200校核混凝土坝、浆砌石坝50002000200010001000500500200200100（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的洪水标准重现期（年）永久性水工建筑物级别项目12345设计300lOO1005050202010lO水库工程校
15、核2000lOOO1000300300l00100505020设计10050503030202010lO拦河水闸校核300200200lOO1005050303020潮汐河口段和滨海地区永久性水工建筑物的洪水标准 表lF41102111永久性水工建筑物级别1234、5设计洪水位重现期（年）100l005050202010（四）临时性水工建筑物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，在表1F41102112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1F41102112临时性水工建筑物级别临时性
16、建筑物类型345土石结构50202010105混凝土、浆砌石结构201010553四、水利水电工程抗震设防标准（新增）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1F41102113确定。工程抗震设防类别建筑物级别场地基本烈度甲乙1（壅水）1（非壅水），（壅水）6丙丁2（非壅水），34,57各类水工建筑物抗震设计的设计烈度应按下列规定确定：1.一般采用基本烈度作为设计烈度。2.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l度作为设计烈度。3.基本烈度为6度或6度以上地区的坝高超过200m或库容大于100亿m3的大型工程，以及基本烈
17、度为7度及7度以上地区坝高超过150m的大（1）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 （重点）（一）水库特征水位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。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。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。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。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。只有水库承担下游防洪任务时，才需确定这一水位。4.防洪限制水位（汛前限制水位）。
18、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。5.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。6.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1.静库容。坝前某一特征水位水平面以下的水库容积。2.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
19、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。3.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。4.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。5.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。6.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。7.死库容（垫底库容）。
20、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。1F411022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1.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
21、建的堤防、海塘 等。2.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。3.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。4.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。5.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
22、水工建筑物1.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。2.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。3.港口水工建筑物：如防波堤、码头、船坞、船台和滑道等。4.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。1.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
23、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。（主要建筑物不允许分包）2.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。1F411023掌握水利水电工程建筑材料的应用（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。1.无机材料气硬性胶凝材料：石灰、石膏与水玻璃等。只能用于地面上干燥环境的建筑物。水硬性胶凝材料：水泥。既可用于地上也
24、可用于地下或水中的建筑物。2、金属材料有色金属材料：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。2.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。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。合成高分子材料：是以高分子化合物为基础人工合成的材料和制品，按材料特性分为合成树脂及塑料、合成橡胶、合成纤维、土工合成材料等。土工合成材料包括土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特殊材料四大类。（二）建筑材料按材料来源分类建筑材料按材料来源可分为天然建筑材料和人工材料
25、两类。1.天然建筑材料，如常用的土料、砂石料、石棉、木材等及其简单采制加工的成品（如建筑石材等）。2.人工材料，如石灰、水泥、沥青、金属材料、土工合成材料、高分子聚合物等。 胶凝材料：如石膏、石灰、水玻璃、水泥、混凝土等。二、建筑材料的应用条件（一）筑坝用土石料主要包括土坝（体）壳用土石料、防渗体用土石料、排水设施和砌石护坡用石料。1.土坝（体）壳用土石料 常用于均质土坝的土料是砂质黏土和壤土，要求其应具有一定的抗渗性和强度，其渗透系数不宜大于1 10 -4cms；黏料含量一般为10%30%心墙坝和斜墙坝多用粒径级配较好的中砂、粗砂、砾石、卵石及其他透水性较高、抗剪强度参数较大的混合料。2.防
26、渗体用土石料一般采用黏土、砂壤土、壤土、黏质土等材料。3.排水设施和砌石护坡用石料可采用块石，其饱和抗压强度不小于4050MPa，岩石孔隙率不大于3%，吸水率（按孔隙体积比计算）不大于0.8，重度应大于22kNm3。也可采用碎石、卵石，不宜使用风化岩石。（二）土工合成材料的应用：防渗、反滤、排水、护岸护底工程、防汛抢险工程。（三）建筑石材水工建筑物对石料的要求是有较好的耐水性、抗冻性、耐久性。（四）水泥1.水泥的品种及主要性能通用硅酸盐水泥密度一般为31003200kgm3，初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于600min。2.水泥的适应范围（详记，必须记住）（1）水位变化区域的外部混
27、凝土、溢流面受水流冲刷部位的混凝土，应优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥，避免采用火山灰质硅酸盐水泥。（2）有抗冻要求的混凝土，应优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥，并掺用引气剂或塑化剂，以提高混凝土的抗冻性。当环境水兼硫酸盐侵蚀时，应优先选用抗硫酸盐硅酸盐水泥。（3）大体积建筑物内部的混凝土，应优先选用矿渣硅酸盐大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等，以适应低热性的要求。（4）位于水中和地下部位的混凝土，宜采用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。3.水泥检验的要求水泥应有生产厂家的出厂质量证明书以及28d强度证明书
28、有下列情况之一者，应复试并按复试结果使用：用于承重结构工程的水泥，无出厂证明者；存储超过3个月（快硬水泥超过l个月）；对水泥的厂名、品种、强度等级、出厂日期、抗压强度、安定性不明或对质量有怀疑者；进口水泥。（五）水泥砂浆新拌砂浆的和易性是指其是否便于施工并保证质量的综合性质。具体技术指标包括流动性和保水性两个方面。1.流动性 常用沉入度 表示。沉入度即标准圆锥体在砂浆中沉人的深度。沉人度大的砂浆，流动性好。2.保水性 分层度大于2cm的砂浆易泌水，不宜使用，分层度接近于零的砂浆，虽保水性好，但因胶凝材料用量太多，容易发生干缩裂缝。故砂浆的分层度以12cm为宜。（六）水泥混凝土反映水泥混凝土质
29、量的主要技术指标有：和易性、强度及耐久性。1.和易性水泥混凝土拌合物的和易性包括流动性、黏聚性、保水性三个方面。影响和易性的因素有水泥浆的用量、水泥浆的稠度、砂率、水泥的品种、水泥细度、外加剂的掺入、时间和温度等。2.混凝土的强度混凝土的强度有抗压、抗拉、抗弯及抗剪强度等，以抗压强度最大，结构中主要是利用混凝土的抗压强度。（1）混凝土的抗压强度混凝土抗压强度是把混凝土拌合物做成边长为l5cm的标准立方体试件，在标准养护条件（温度202，相对湿度95%以上）下，养护到28d龄期，按照标准的测定方法测定的混凝土立方体试件抗压强度（以MPa计）。（2）混凝土的抗拉强度混凝土的抗拉强度，一般约为相应抗
30、压强度的l0% 左右。3.混凝土的耐久性混凝土的耐久性包括抗渗性、抗冻性、抗冲磨性、抗侵蚀性、抗碳化性等。（1）抗渗性是指混凝土抵抗压力水渗透作用的能力。抗渗等级分为：W2、W4、W6、W8、Wl0、Wl2等，即表示混凝土能抵抗0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa的水压力而不渗水。影响混凝土抗渗性的因素有水灰比、骨料最大粒径、养护方法、水泥品种、外加剂、掺合料和龄期。（2）抗冻性是指混凝土在饱和状态下，经多次冻融循环作用而不严重降低强度（抗压强度下降不超过25%，质量损失不超过5%）的性能。抗冻等级分为：F50、F100、F150、F200、F250及F300等。决定混凝土抗冻
31、性的重要因素有混凝土的密实度、孔隙构造和数量、孔隙的充水程度。4.水工建筑物不同部位混凝土的要求（1）上、下游最高水位以上坝体表层混凝土。主要考虑抗冻因素，在寒冷地区多采用厚23m的抗冻混凝土。（2）上、下游水位变化区的坝体表层混凝土。主要考虑抗冻、抗裂因素，多采用厚35m的抗渗、抗冻并具有抗侵蚀性的混凝土。（3）上、下游最低水位以下坝体表层混凝土。主要考虑强度、抗渗、抗裂因素，多采用厚23m的抗渗混凝土。（4）坝体内部混凝土。主要考虑低热、抗裂因素。（5）溢流坝、泄水孔、导墙和闸墩等抗冲刷部位的混凝土。主要考虑强度、抗冻、抗冲刷、抗侵蚀因素。5.混凝土的配合比（1）单位用量表示法：以每立方米
32、混凝土中各项材料的重量来表示；（2）相对用量表示法：以各项材料间的重量比来表示。混凝土配合比的设计，实质上就是确定四种材料用量之间的三个对比关系：水灰比、砂率、浆骨比。水灰比表示水泥与水用量之间的对比关系；砂率表示砂与石子用量之间的对比关系；浆骨比是用单位体积混凝土用水量表示，是表示水泥浆与骨料用量之间的对比关系。6.骨料 必须坚硬、致密、耐久、无裂隙。（1）混凝土的细骨料：粒径在0.165mm之间的骨料。按形成条件分为天然砂、人工砂；按细度模数FM分为粗砂（FM一3.73.1）、中砂（FM一3.02.3）、细砂（FM=2.21.6）、特细砂（FM一1.50.7）。（2）混凝土的粗骨料：粒径大
33、于5mm的骨料。普通混凝土常用卵石和碎石作粗骨料。水工混凝土所用的粗骨料一般分为特大石（15080mm或12080mm）、大石（8040mm）、中石（4020mm）、小石（205mm）四级。（3）砂、石料的检验：应按产地或料场、品种、规格、批量取样进行检验。7.混凝土的外加剂为了提高混凝土的性能、节约水泥、加快施工进度、降低工程造价，常在混凝土内加入少量的外加剂。根据混凝土外加剂应用技术规范（GB 50119-2003），外加剂按其主要功能可分为四类：（1）改善混凝土和易性的外加剂，包括减水剂、引气剂、泵送剂等。（2）调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括速凝剂、早强剂、缓凝剂。（3）改善
34、混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂、阻锈剂、养护剂等。（4）改善混凝土其他性能的外加剂，包括膨胀剂、防冻剂、防水剂和泵送剂等。8.粉煤灰（七）建筑钢材钢材的力学性能主要有抗拉性能（抗拉屈服强度、抗拉极限强度、伸长率）、硬度和冲击韧性等；工艺性能有焊接性能及冷弯性能。1F411024 熟悉水力荷载根据水工建筑物荷载设计规范（DL 5077-1997），水工建筑物的荷载按作用随时间的变异性，可分为永久作用荷载、可变作用荷载和偶然作用荷载。其中可变作用荷载包括：静水压力、扬压力、动水压力、水锤压力、浪压力、外水压力、风荷载、雪荷载、冰压力、冻胀力、温度荷载、土壤孔隙水压力、灌浆压力等；偶然作用
35、荷载包括：地震作用、校核洪水位时的静水压力。其中：静水压力、扬压力、动水压力、浪压力和冰压力是水工建筑物上所承受的主要水力荷载。一、静水压力坝、水闸等挡水建筑物和河床式水电站厂房在运用期静水压力代表值的计算水位应按下列规定确定：持久设计状况；偶然设计状况；短暂设计状况。二、扬压力（一）一般规定1.混凝土坝、水闸和水电站厂房等建筑物的扬压力，应按垂直作用于计算截面全部截面积上的分布力计算。2.作用于建筑物计算截面上的扬压力分布图形，应根据不同的水工结构形式，上、下游计算水位，地基地质条件及防渗、排水措施等情况确定。3.确定扬压力分布图形时的上、下游计算水位，应与计算静水压力代表值的上、下游计算水
36、位一致。4.计算截面上的扬压力代表值，应根据该截面上的扬压力分布图形计算确定。其中，矩形部分的合力为浮托力代表值，其余部分的合力为渗透压力代表值。对于在坝基设置抽排系统的，则主排水孔之前的合力为扬压力代表值；主排水孔之后的合力为残余扬压力代表值。（二）混凝土坝的扬压力（三）水闸的扬压力三、动水压力四、浪压力 波浪的几何要素包括波高、波长、波速 等。 五、冰压力1F411025 熟悉渗流分析一、土石坝的渗流分析进行渗流分析的方法：水力法学和流网法。二、闸基的渗流分析（新增）进行渗流分析的常用方法：直线比例法、流网法、改进阻力系数法。三、渗透系数渗透系数是反映土的渗流特性的一个综合指标。渗透系数的
37、大小主要取决于土的颗粒形状、大小、不均匀系数及水温，一般采用经验法、室内测定法、野外测定法确定。渗透系数k的计算公式如下：（1F411025）式中Q实测的流量（m3s）；A通过渗流的土样横断面面积（）；L通过渗流的土样高度（m）；H实测的水头损失（m）。四、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、接触流失 四种基本形式。（一）管涌在渗流作用下，非黏性土土体内的细小颗粒沿着粗大颗粒间的孔隙通道移动或被渗流带出，致使土层中形成孔道而产生集中涌水的现象称为管涌。管涌首先从渗流逸出处开始，然后向上游逐步发展。当土体中个体细小粒在
38、渗流作用下开始在孔隙内移动时的水力坡降称为临界坡降。更粗大的土粒开始流动，产生渗流通道，土体表面发生大面积破坏时的水力坡降，称为破坏坡降。管涌一般发生在无黏性砂土、砂砾土的下游坡面和地基渗流的逸出处。对于黏土土料，由于颗粒之间存在黏聚力，渗流不容易把土壤颗粒带走，因此较少发生管涌。（二）流土在渗流作用下，非黏性土土体内的颗粒群同时发生移动的现象；或者黏性土土体发生隆起、断裂和浮动等现象，都称为流土。因为在渗流出口处往往渗透坡降最大，所以流土现象主要发生在黏性土及较均匀的非黏性土体的渗流出口处。（三）接触冲刷（四）接触流失 以上四种渗透破坏类型中，最主要的是管涌和流土。（五）防止渗透变形的工程措
39、施防止岩（土）产生渗透变形的工程措施可概括为两大类：一类是改善岩土体的结构特性，提高其抵抗渗透变形的能力，使其由可能产生渗透变形的岩（土）体，变成为不易产生渗透破坏的岩（土）体；另一类是采取措施截断岩（土）体中的渗透水流或减小岩（土）体中渗透水流渗透比降，使其小于允许比降。第一类措施通常只用在岩体中。第二类处理措施中，最可靠的方法是在渗透土层中兴建防渗墙，截断土层中的渗透水流，降低渗透坡降，同时增加渗流出口处土体抵抗渗透变形的能力，从而消除产生渗透变形的前提条件。具体工程措施为：1.设置水平与垂直防渗体，增加渗径的长度，降低渗透坡降或截阻渗流。2.设置排水沟或减压井，以降低下游渗流口处的渗透压
40、力，并且有计划地排除渗水。3.对有可能发生管涌的地段，应铺设反滤层，拦截可能被渗流带走的细小颗粒。4.对有可能产生流土的地段，则应增加渗流出口处的盖重。盖重与保护层之间也应铺设反滤层。（六）反滤层和过渡层反滤层的作用是滤土排水，防止在水工建筑物渗流出口处发生渗透变形。反滤层可以起过渡层的作用，而过渡层却不一定能满足反滤要求。（新增）坝的反滤层必须符合下列要求：使被保护的土不发生渗透变形；渗透性大于被保护土，能通畅地排出渗透水流；不致被细粒土淤塞失效。1F411026熟悉水流形态及消能方式一、水流形态 （记住图形）从描述水流的不同角度出发，水流形态主要包括：恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流、层
41、流与紊流、急流与缓流。（一）恒定流与非恒定流1.恒定流。流场中任何空间上所有的运动要素（如时均流速、时均压力、密度等）都不随时间而改变的水流称为恒定流，如图1F4110261（a）所示。例如某一水库工程有一泄水隧洞，当水库水位、隧洞闸门保持不变时，隧洞中的水流的所有运动要素都不会随时间改变，即为恒定流。溢流（a）恒定流 （b）非恒定流图1F4110261恒定流与非恒定流示意图在恒定流的情况下，任一空间点上，无论哪个液体质点通过，其运动要素都是不变的，运动要素仅仅是空间坐标的连续函数，而与时间无关。2.非恒定流。流场中任何空间上有任何一个运动要素随时间而改变的水流称为非恒定流，如图1F41102
42、61（b）所示。例如上述水库工程泄水隧洞泄水时，如果水库水位逐渐降低，那么流量、流速会随之变小，此时隧洞中的水流即为非恒定流。（二）均匀流与非均匀流1.均匀流。当水流的流线为相互平行的直线时的水流称为均匀流，如图1F4110262所示。例如一引水渠，某顺直渠段中没有进出水（流量不变）、渠道横断面尺寸沿程不变，则该渠段内的水流即为均匀流，水面线为一直线，且与渠底坡线平行。均匀流的过水断面为平面，且过水断面的形状和尺寸沿程不变；均匀流中，同一流线上不同点的流速应相等，从而各过水断面上的流速分布相同，断面平均流速相等；均匀流在同一过水断面上各点测压管水头为一常数。图1F4110262均匀流示意图2.非均匀流。当水流的流线不是相互平行的直线时的水流称为非均匀流，如图1F4110263所示。流线虽然平行但不是直线（如管径不变的弯管中的水流），或者流线虽为直线但不相互平行（如管径沿程缓慢均匀扩散或收缩的渐变管中的水流）都属于非均匀流。图1F411026-3 非均匀流不意图按照流线不平行
