水利水电书本重点.pdf
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1、XXXX水利水电书本整理重点1F41 0 0 0 0 水利水电工程技术1F411000 水利水电工程勘测与设计1F411010 水利水电工程勘测1F411011 熟悉测量仪器的使用一、常用测量仪器及其作用片水利水电工程施工常用的仪器测量有水准仪、经纬仪、电磁波测距仪、全站仪、全球定位系统(GPRS)。经纬仪的分类经纬仪按精度不同能够分为DJ07、D JI、DJ2、D J6和 DJ10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表示该测量仪器。经纬仪是进行角度测量的要紧仪器,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,竖直角用于确定的面
2、点的高程。经纬仪也可用于低精度测量中的视距测量。水准尺周密水准测量一样指国家一、二等水准测量,国家三、四等水准测量为一般水准测量。三、四等水准测量尺尺面每隔1cm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,注数字常倒写。三、四等水准尺测量的尺长伟3 米,是以厘米为划分单位的区格式木质双面水准尺。黑白相间的称为黑面尺(也叫主尺),红白相间的称为红 面 尺(也叫辅助尺)。黑面起始数字为0”,红面的起始数字不是“0”,一样为 4687 或 4787mm。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
3、平)和读数。(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。(1)对中和整平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。(2)用光学对中器对中及经纬仪整平的方法1F411012 熟悉水利水电工程施工测量的要求基础知识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。通常采纳平均海水面代替大地水准面作为高程基准面。两点高程之差称为高差。新的黄海平均海面称为“1985国家高程基准。我国自1988年1月1日起开始采纳1985国家高程基准作为高程起算的统一基准。地图的比例尺及比例尺精度常见的比例尺表示形式有两种:数字比例尺和图示比
4、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比例尺。地势图比例尺分为三类:1:500、1:1000,1:2000、1:5000、1:10000为大比例尺地势图,1:25000、1:50000、1:100000为中比例尺地势图;1:250000、1:500000,1:1000000为小比例尺地势图。图示比例尺最常见的比例尺是直线比例尺。直线比例尺分为1:500,1:1000.1:2000三中方式表示。施工放样的差不多工作放样数据预备1.放样前应按照设计图纸和有关数据及使用的操纵点成果,运算放样数据,绘制放样草图,所有数据、草图均应经两人独立运算与校核。(二)平面位置放样方法的选择平面位置
5、放样的差不多方法有:直角交会法、极坐标法、角度交会法、距离交会法等几种。高程放样方法的选择1.高程放样方法可分别采纳水准测量法、光电测距三角高程法、解析三角高程法和视距法等。2.采纳经纬仪代替水准仪进行工程放样时,应注意以下两点:(1)点离高程操纵点放样不得大于50m.;2.采纳光电测距三角高程测设高程放样操纵点时,注意加入地球曲率的改正,并校核相邻点的高程。仪器、工具的检验1.施工放样使用工具的应按下列项目进行检验(1)钢带尺应通过检定,建立尺长方程式。(2)标尺标称常数差与实测常数差超过1.0mm时,应采纳实测常数差;标尺的零点差超过0.5mm时,应进行尺底面的修理或在高差中改正。2.施工
6、放样使用的仪器,应定期按下列进行检验和校正(1)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。三、开挖高程测量(一)开挖工程测量的内容开挖区原始地势图和原始断面图测量;开挖轮廓点放样;开挖竣工地势、断面测量和工程量测算。(二)开挖工程细部放样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。2.用钢尺或通过比长的皮尺丈量,以不超过一尺段为宜。3.预裂爆破测样,不宜采纳视距法4.用视差法测定,端点法线长度不应大于70m(三)断面测量和工程量运算1.断面间距可按照用途、工程部位和地势复杂程度在5-20m范畴内选择。2.开挖工程量的运算中面积运算方法可
7、采纳解析法或图解法(求积仪)。3.两次独立测量同一区域的开挖工程量其差值小于5%(岩土)和7%(土方)时,可取中数作为最后值。四、立模与建筑放样(一)建筑物立模放样点的检查L建筑物基础块(第一层)轮廓点的放样,必须全部采纳相互独立的方法进行检核放样和检核点位之差不应大于后m(m为轮廓点的测量放样中误差)。(二)填筑工程量测算1.混凝土浇筑块体收方,基础部位应按照基础开挖竣工图运算。1.两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。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;高边坡开挖稳固性监测;围堰的水平位移和沉陷观测;临时性的基
8、础沉陷(回弹)和裂缝监测等。变形观测的基点,其精度应不低于四等网的标准。(二)选点与埋设1.垂直位移的基点,至少要布设一组,每组许多于三个固定点。(三)测点的选择与埋没1.山体或建筑物裂缝观测点,应埋没在裂缝的两侧。(三)观测方法的选择:一样情形下,滑坡、高边坡稳固监测采纳 交 会 法;水平位移监测采纳视准线法;垂直位移监测,宜采纳水准观测法,也可采纳满足精度要求的光电测距三角高程法;地基回弹宜采纳水准仪与悬挂钢尺相配合的观测方法。六、竣工测量(一)竣工测量的内容和方法1.要紧水工建筑物基础开挖建基面的1:200 1:500地地势图(高程平面图)或纵、横断面图。(二)填筑竣工测量土、石坝在心墙
9、、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。(三)测量误差1.误差产生的缘故产生误差的缘故概括起来有以下三种:人的缘故、仪器的缘故、外界环境的缘故。2.误差的分类与处理原则:误差按其产生的缘故和对观测结果阻碍性质的不同,可分为系统误差、偶然误差和粗差三类;粗差是由于观测者粗心或者受到干扰造成的错误,是大于限差的误差,错误应该能够幸免,包含有错误的观测值应该舍弃,并重新进行观测。1F411013 了解工程地质与水文地质条件与分析(一)土石类型及性质土和岩石(简称岩土)是水土建筑物的地基、建筑材料或建筑介质(如地下建筑物的围岩)。如坝基,差不多分为两大类:岩 基(
10、硬基)和土基(软基)。一、水工建筑物的工程地质和水文地质条件(-)地质结构:包括地质构造(褶皱及断裂构造)和 岩(土)体结构。地质构造按形状可分为倾斜褶皱和断裂构造。土体结构是指未固结成岩的第四季土层的结构,包括各种成因类型土层的成层特点、岩相变化和空间分布规律。(二)地势面貌地势,一样指地表形状、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,常以地势图予以综合反映。地貌,要紧指地表形状的成因、类型,以及发育程度等。(三)天然建筑材料1.关于料场的储量,在初查时期(对应于工程的可行性研究时期),勘查储量一样许多于设计需要量的3倍,勘察储量与实际储量误差,应不超过4 0%;详
11、查 时 期(对应于工程的初步设计时期)勘察储量一样许多于设计需要量的2倍,勘查储量与实际储量误差,应不超过1 5%。2.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咨询题要紧有坝基稳固咨询题(包括渗透、沉降和抗滑稳固)和坝区渗漏咨询题(包括坝基和绕坝渗漏)。水利水电工程地质咨询题分析(一)边坡的工程地质分析常见的边坡变形破坏要紧有放松张裂、蠕动变形、倒塌、滑坡四种。放松张裂:一样称为边坡卸荷裂隙。蠕动变形:有表层蠕动和深层蠕动两种类型。(二)水库工程地质咨询题分析水库有两类:地面水库、地下水库。例如库水升高浸润岸库,风浪作用冲蚀岸库,地下水位上升浸没洼地等。因此产生了各种工程地质咨
12、询题,诸如水库渗漏、水库浸没、水库塌岸、水库淤积、水库诱发地震等咨询题。(三)软土基坑工程地质咨询题分析1.软土基坑工程地质咨询题要紧包括两个方面:土质边坡稳固和基坑降排水。L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。2.软土基坑排水的目的要紧有:增加边坡的稳固性;关于细砂和粉砂土层的边坡,防止流沙和管涌的发生;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。3.软土基坑开挖的降排水一样有两种途径:明排法和人工降水。其中,人工降水经常采纳轻型井点或管井井点降水方式。(1)明排水的适用条件基坑地
13、下水位超出基础底板或洞底标高不大于2.0m。(2)治理降水的适用条件:1.第四系含水层厚度大于5.0m;1F411020 水利水电工程设计1F411021 把握水利水电工程等级划分及工程特点水位一、水利水电工程等别划分水利水电工程的等别划分为五等,按表1F411021-1确定。见P15页。1.关于综合利用的水利水电工程,其工程等别按其中的最高等别确定。2.平原区拦河水闸工程的等别。按表1F411021-2确定。见P16页。二、水工建筑物级别划分(-)堤防工程级别(见P17页表1F411021-7)(二)临时性水工建筑物级别(见 P17页表1F411021-8)关于3 级临时性水工建筑物,符合该
14、级别规定的指标不得少于两项。水利水电工程洪水标准(一)一样规定1.在水利水电工程设计中不同等级的建筑物所采纳的按其某种频率或重显现期表示的洪水称为洪水标准,包括洪峰流量和洪水流量。2.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。3.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10m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15m,且上下游最大水头差大于10m时,其洪水标准宜按山区、丘陵标准确定。(二)山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物1.对混凝
15、土坝、浆砌石坝,如洪水漫顶将造成极严峻的缺失时,1级建筑物的校核洪水标准,通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10000年标准。2.山区、丘陵区水利水电工程的永久性泄水建筑物消能防洪设计的洪水标准,可低与泄水建筑物的洪水标准。水利水电工程抗震设防标准工程抗震设防类别(把握认真)五、水库特点水位及水库特点库容(一)水库特点水位1.校准洪水位。水库遇大坝的校核洪水时,在坝前达到的最高水位。是确定大坝顶高程及进行大坝安全校准的要紧依据。2.设计洪水位。是挡水建筑物稳固运算的要紧依据。3.防洪高水位。水库遇下游爱护对象的设计洪水时,在坝前达到的最高水位。只有水库承担承担下游
16、防洪任务时,才需确定这一水位。4.防洪限制水位。水库在汛期承诺兴利的上限水位,也是水库汛期防洪运用时的起调水位。5.正常蓄水位。6.死水位。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)水库特点库容1.静库容。2.防洪库容。防洪高水位至限制水位之间的水库容积。1F411022 把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。按其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、水共建筑物按功能分类(一)通用性水工建筑物河道整治建筑物: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以及为防护水库、湖泊中的波浪和水
17、流对岸坡冲刷的建筑物,如丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等。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施工期间长期使用的水工建筑物,按照其重要性又分为要紧建筑物和次要建筑物1F41102 3 把握水利水电工程建筑材料的应用建筑材料的类型(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。无机材料无机凝胶材料:按硬化条件不同,分为气硬性和水硬性两类。天然石料: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、粗料石和建筑板材等。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。合成高分子材料土工合成材料:
18、包括土工织物、土工膜、土工复合材料、土工专门材料四大类。建筑材料按材料源可分为天然建筑材料和人工材料两类。建筑材料按其功能分类(见书P 2 4页)建筑材料的应用条件(一)防渗体用土石料。一样采纳黏土、砂壤土、壤土、黏质土等材料。土工合成材料:防渗。反滤、排水。护岸护底工程。、防汛抢险方面。建筑石材土木建筑物对石料的要求是有较好的耐水性、抗冻性、耐久性。火成岩水成岩变质岩水泥1.水泥按其用途和特点可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥。2.通用水泥是指GB175-2007中规定的六种硅酸盐水泥。通用硅酸盐水泥密度,初凝时刻不得早于45rnin,终凝时刻不得迟于600min.3.水泥的适用范畴1)幸免
19、采纳火山灰质硅酸盐水泥。2)有抗冻要求的混凝土,提升混凝土的抗冻性。当环境水兼硫酸盐腐蚀时,应优先选用抗硫酸盐硅酸盐水泥。3.水泥检验的要求。水泥应有生产厂家的出厂质量证明书(包括厂名、品种、强度等级、出厂日期、抗压强度、安定性等代表该产品质量的内容)以及28d强度证明书。(三)水泥砂浆水泥砂浆的具体技术指标包括流淌性和保水性两个方面。1.流淌性常用沉入度表示。2.保水性即保有水分的能力。保水性可用泌水率表示,但工程上采纳较多的是分层度这一指标。砂浆的分层度以1 2 c m 为宜。(四)水泥混凝土反应水泥混凝土的质量的要紧技术指标有:和易性、强度及耐久性。1.和易性水泥混凝土搅合物的和易性包括
20、流淌性、黏聚性、保水性三个反面。坍落度的测试方法是,用一个上口为100mm,下口为200mm,高为300mm的喇叭状的坍落度桶,灌入混凝土后捣实,然后拔起桶,混凝土因自重产生坍落现象。用 桶 高(300mm)减去坍落后混凝土最高点的高度,其差值为坍落度,如差值10mm,则坍落度为10.2 .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,结构中要紧是利用混凝土的抗压强度。混凝土抗压程度是把混凝土拌合物做成边长为15cmde标准立方体试件,养护到28d龄期。按照抗压强度的大小将混凝土分为不同的强度等级如CIO、C15、C20、C30、C40等。混凝土的抗拉强度,一样约为相应抗压强度
21、的1 0%左右。抗拉强度的测定方法有劈裂抗拉实验法及轴心抗拉试验法。3.混凝土的耐久性:包括抗渗、抗冻、抗冲磨、抗腐蚀、抗碳化性。1)抗渗等级分为:W2、W4、W6、W8、W10、W12 等。2)抗冻等级分为:F50、F100,F150、F200、F250 及 F300 等。4.混凝土的配合比:混凝土的配合比是指混凝土中水泥、水、砂及石子材料用量之间的比例关系。常采纳的方法有:单位用量表示法、相对用量表示法。混凝土配合比的设计,实质上确实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。混凝土的细骨料见P 2 8表1 F 4 1 1 0 2 3 1。混凝土的粗骨料:见P 2 8表1
22、F 4 1 1 0 2 3 2。建筑钢材建筑钢材分为钢结构用钢材和钢筋混凝土用钢筋及钢丝。钢材的力学性能要紧有抗拉性能(抗拉屈服强度、抗拉极限强度、伸长度)、硬度和冲击韧性等;工艺性能有焊接性能及冷弯性能。1F411024 熟悉水利荷载水工建筑物的荷载按作用随时刻的变异性,可分为永久性作用荷载、可变作用荷载和偶然作用荷载。一、枢纽建筑物的静水压力1)持久设计状况,上游采纳水库的正常的蓄水位(或防高水位),下游采纳可能显现的不利水位。2)偶然设计状况,上游采纳水库的校准洪水位,下游采纳水库在该水位泄洪时的水位;二、图 1F411024 坝底面扬压力分布图(P32)三、水闸的扬压力:一样情形下,渗
23、透压力可采纳高进阻力系数法或流网法运算。四、浪压力因波浪对水工建筑物临水面形式的浪压力与波浪的几何要素直截了当有关。波浪的几何要素包括波高、波长、波速等。五、冰压力 冰压力包括静冰压力和冻冰压力。1F41102 5 熟悉渗流分析土石坝的渗流分析渗流分析的内容包括:1、确定浸润线的位置;2、确定渗流的要紧参数一一渗流流速与坡降;3、确定渗流量。进行渗流分析的方法较简单的有水力学法和流网法。(一)水力学法水力学法假定坝体内土质量是均质的。流网法渗流场内由流线和等势线构成的网格称为流网。闸基的渗流分析闸基渗流运算的目的是运算水闸闸基地下轮廓线各点的渗透压力、渗透坡降、渗透流速及渗流量。进行渗流分析的
24、近似方法有直线比例法(又称渗径系数法)、直线展开法、加权直线法、柯斯拉独立变数法、巴莆洛夫斯基分段法、邱加也夫阻力系数法、改进阻力系数法、流网法。三、渗透系数渗透系数是反映土的渗流特点的一个综合指标。渗透系数的大小要紧取决于土的颗粒形状、大小、不平均系数及水温,一样采纳体会法、室内测定法、野外测定法确定。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。一样可分为管涌、流土、接触冲刷、接触流失四种差不多形式。(-)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,致使图层中形成孔道而产生集中涌水的现象称为管涌。(二)流土流土现象要紧
25、发生在黏性土及较为平均的非黏性土体德渗流出口处。接触冲刷接触流失:管涌和流土要紧发生在单一结构的土体(地基)中,接触冲刷和接触流失要紧发生在多层结构的土体(地基)中。四种渗透破坏类型中,最要紧的是管涌和流土。五、把握防止渗透变形的工程措施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。1F411026 熟悉水流形状及消能方式一、水流形状水流形状包括:恒定流与非恒定流、平均流与非均流(分为渐变流和急变流)、层流与紊流、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)都不随时刻而改变的水流称为恒定流。隧洞中的水流的所有运动
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