二建水利习题1 - 图文

2F310000 水利水电工程技术

2F310000 水利水电工程技术

2F311000 水利水电工程建筑物及建筑材料 2F311010 水利水电工程建筑物的类型及组成 2F311020 水利水电工程勘察与测量 2F311030 水利水电工程建筑材料 永久水工建筑物

2F311011 水利水电工程等级划分及特征水位 一、水工建筑物等级划分 （一）水利水电工程等级划分

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：表2F311011－1数据；对于综合利用的水利水电工程，当各项任务指标对应的等别不同时，其整个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 工保护城镇程工程规水库总库容及工矿企83等模 （10m） 业的重要别 性 Ⅰ Ⅱ 大（1）≥10 型 大（2）10～1.0 型 治涝 灌溉 供水 发电 装机容量4（10kW） 供水保护农田治涝面积灌溉面积对象444（10亩） （10亩） （10亩） 重要性 ≥200 ≥150 特别重要 ≥500 重要 特别≥120 重要 500～100 200～60 150～50 重要 120～30 100～30 60～15 50～5 30～5 ＜5 13～3 ＜3 中等 30～5 Ⅲ 中型 1.0～0.10 中等 Ⅳ Ⅴ 小（1）0.1～0.01 一般 型 小（2）0.01～0.001 型 5～0.5 一般 5～1 ＜0.5 ＜1

拦河水闸工程的等别，应根据其最大过闸流量确定。 拦河水闸工程分等指标

工程等别 Ⅰ Ⅱ 工程规模 大（1）型 大（2）型 最大过闸流量（m/s） ≥5000 5000～1000 3 第1页

Ⅲ Ⅳ Ⅴ 中型 小（1）型 小（2）型 1000～100 100～20 ＜20 灌溉、排水泵站的等别，应根据其装机流量与装机功率确定。 灌溉、排水泵站分等指标

工程等别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 工程规模 大（1）型 大（2）型 中型 小（1）型 小（2）型 分等指标 装机流量（m3/s） ≥200 200～50 50～10 10～2 ＜2 装机功率（10kW） ≥3 3～1 1～0.1 0.1～0.01 ＜0.01 4 注：1.装机流量、装机功率系指包括备用机组在内的单站指标；

2.当泵站按分等指标分属两个不同等别时，其等别按其中高的等别确定；

3.由多级或多座泵站联合组成的泵站系统工程的等别，可按其系统的指标确定。

（二）水工建筑物的级别划分

水工建筑物的级别反映了工程对水工建筑物的技术要求和安全要求。 1.永久性水工建筑物级别

根据永久建筑物所在工程的等别，以及建筑物重要性确定为五级。主次建筑物级别见表2F311011－4。注意工程等别和主次建筑物的对应性。 永久性水工建筑物级别 工程等别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ

主要建筑物 1 2 3 次要建筑物 3 3 4 工程等别 Ⅳ Ⅴ 主要建筑物 4 5 次要建筑物 5 5 按建筑物使用时间的长短来分： 永久性建筑物和临时性建筑物。

永久性建筑物是指工程运行期间长期使用的水工建筑物，按其重要性分为： 主要建筑物--失事后会造成灾害或严重影响工程效益； 次要建筑物--失事后不会造成灾害，影响不大易恢复；

临时性建筑物是指工程施工期间暂时使用的建筑物。如施工导流明渠、围堰等。

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堤防工程的级别根据堤防工程的防洪标准确定。防洪对象的防洪要求－防洪标准－堤防工程级别。

堤防工程的级别

防洪标准[重现期（年）] ≥100 ＜100，且≥50 ＜50，且≥30 ＜30，且≥20 ＜20，且≥10 堤防工程级别 1 2 3 4 5 穿堤水工建筑物的级别，按其所在堤防工程的级别和建筑物规模相应的级别中的最高级别确定。 2.临时性水工建筑物级别

（确定级别是为了确定导流标准，进而确定导流设计流量）

按保护对象、失事后果、使用年限和导流建筑物规模等指标，划分为3、4、5级共三级。 注意：

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。

二、水工建筑物的分类及作用

为满足防洪、发电、灌溉、航运等兴利除害的要求，河道上通常要建造控制水位、调节流量等作用的水工建筑物。水工建筑物一般按其作用、用途和使用时间等进行分类。 （一）按作用分类

1.挡水建筑物，如各种坝和水闸以及沿江河海岸修建的堤防、海塘等。 2.泄水建筑物，如各种溢流坝、坝身泄水孔、岸边溢洪道等。 3.输水建筑物，如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸等。

4.取（进）水建筑物，如引水隧洞的进水口段、灌溉渠首和供水用的扬水站等。 5.整治建筑物，如顺坝、丁坝、导流堤、护底和护岸等。

6.专门建筑物，如专为发电用的引水管道、压力前池、调压室、电站厂房；专为灌溉用的沉砂池、冲砂闸；专为过坝用的升船机、船闸、鱼道、过木道等。 （二）按用途分类

水工建筑物按其用途可分为一般性建筑物和专门性建筑物。 （三）按使用时间的长短分类

水工建筑物按其使用时间的长短分为永久性建筑物和临时性建筑物。

1.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。

2.临时性建筑物是指工程施工期间暂时使用的建筑物，如施工导流明渠、围堰等。主要作用是为永久性建筑物的施工创造必要的条件。

三、水库与堤防的特征水位 （一）水库的特征水位

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。 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。

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。 4.正常蓄水位（正常高水位、设计蓄水位、兴利水位）。 5.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。

6.死水位。允许消落到的最低水位。

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兴利库容：死水位～正常蓄水位

防洪库容：防洪限制水位～防洪高水位 调洪库容：防洪限制水位～校核洪水位 （二）堤防工程特征水位

1.设防（防汛）水位：开始组织人员防汛的水位。

2.警戒水位：防汛人员必须开赴防汛前线，准备抢险的水位。警戒水位>设防（防汛）水位。 3.保证水位：河道遇堤防的设计洪水时在堤前达到的最高水位。 2F311012 土石坝与堤防的构造及作用 一、土石坝的类型

土石坝一般按坝高、施工方法或筑坝材料等进行分类。 1.按坝高分类

土石坝按坝高可分为低坝、中坝和高坝。《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001规定：高度在30m以下的为低坝；高度在30（含30m）～70m（含70m）的为中坝；高度超过70m的为高坝。 2.按施工方法分类

土石坝按施工方法可分为碾压式土石坝、水力冲填坝、定向爆破堆石坝等，其中碾压式土石坝最常见，它是用适当的土料分层堆筑，并逐层加以压实（碾压）而成的坝，它又可分为三种：

（1）均质坝。坝体断面不分防渗体和坝壳，坝体基本上是由均一的黏性土料（壤土、砂壤土）筑成，如图2F311012-1（a）所示。

（2）土质防渗体分区坝。包括黏土心墙坝和黏土斜墙坝，即用透水性较大的土料作坝的主体，用透水性较小的黏土作防渗体的坝。防渗体设在坝体中央的或稍向上游且略为倾斜的坝称为黏土心墙坝，防渗体设在坝体上游部位且倾斜的坝称为黏土斜墙坝，是高、中坝中最常用的坝型，如图2F311012-1（b）、（c）、（d）所示。

（3）非土料防渗体坝。以沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料（如土工膜）为防渗体的坝。

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按其位置也可分为心墙坝和面板坝两种，如下图（e）、（f）所示。

二、土石坝的构造及作用

土石坝基本剖面是梯形，主要由坝顶、防渗体、上下游坝坡、坝体排水、地基处理等部分组成。

1.坝顶构造：

（1）坝顶宽度。坝顶宽度应根据构造、施工、运行和抗震等因素确定。如无特殊要求，高坝可选用10～15m，中、低坝可选用5～10m。

（2）护面。护面的材料可采用碎石、砌石、沥青或混凝土，Ⅳ级以下的坝下游也可以采用草皮护面。

（3）防浪墙。坝顶上游侧常设混凝土或浆砌石修建的不透水的防浪墙，墙基要与坝体防渗体可靠地连接起来，以防高水位时漏水，防浪墙的高度一般为1.0～1.2m（指露出坝顶部分）。 2.防渗体：心墙、斜墙、铺盖、截水墙等。

（1）作用：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。 （2）斜墙布置在坝体的上游。（迎水面如下游围堰） 3.土石坝的护坡与坝坡排水

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（1）护坡作用：防止波浪淘刷、顺坝水流冲刷、冰冻和其他形式的破坏。 （2）坝坡排水：除干砌石或堆石护面外，均必须设坝面排水。（干砌石或堆石本身能够排水） 4.坝体排水

排水设施形式：贴坡排水、棱体排水、褥垫排水、管式排水、综合式排水。 坝体排水的作用：降低坝体浸润线及孔隙水压力，防止坝坡土冻胀破坏。 知识点：

（1）贴坡排水顶部应高于坝体浸润线的逸出点；贴坡排水不能降低浸润线。（渗流仍从原坡面逸出，常用于中小型工程下游无水的均质坝或浸润线较低的中等高度坝。看下图。

贴坡排水（单位：m）

1-浸润线；2-护坡；3-反滤层；4-排水体；5-排水沟

（2）棱体排水，顶部高程应超出下游最高水位，超出高度应大于波浪沿坡面的爬高，并使坝体浸润线距坝坡的距离大于冰冻深度。应避免棱体排水上游坡脚出现锐角，可降低浸润线，防止坝坡冻胀和渗透变形，保护下游坝脚不受尾水淘刷，多用于河床部分（有水）的下游坝脚处。

（3）反滤层，材料粒径沿渗流方向由小到大排列。（反滤层是允许渗流，但防止细小土粒被渗流带走）

三、堤防的构造及作用

土质堤防的构造与作用和土石坝类似，包括堤顶、堤坡与戗台、护坡与坡面排水、防渗与排水

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设施、防洪墙等。

防渗体的顶部应高出设计水位0.5m以上。

2F311013 混凝土坝的构造及作用

混凝土坝的主要类型有重力坝、拱坝和支墩坝三种。

一、重力坝类型

重力坝主要依靠自身重量产生的抗滑力维持其稳定性。重力坝用混凝土或浆砌石筑成，坝轴线一般为直线，并有垂直于坝轴线方向的横缝将坝体分成若干段，横剖面基本上呈三角形。

1.按坝体高度分为：高坝－坝高大于70m；低坝－坝高小于30m；中坝－介于二者之间的。土石坝也可依次分类。

2.按施工方法：浇筑混凝土重力坝、碾压混凝土重力坝。

二、重力坝的构造及作用

为了减小坝体的渗透压力，靠近上游坝面设置排水管幕，排水管幕与上游坝面的距离一般为作用水头的1/25～1/15，且不小于2.0m。排水管间距2～3m。

1.横缝：有永久性的和临时性的两种，永久性横缝可兼作沉降缝和温度缝。 2.纵缝：为了适应混凝土浇筑能力、散热和减小施工期的温度应力。 3.水平施工缝：是施工过程中新老混凝土结合面。 4.坝内廊道

为了满足帷幕灌浆、排水、观测和检修坝体的需要。 基础灌浆廊道设置在上游坝踵处。

三、重力坝的荷载与作用

重力坝承受的荷载与作用主要有：①自重（包括固定设备重量）；②静水压力；③扬压力；④动水压力；⑤波浪压力；⑥泥沙压力；⑦冰压力；⑧土压力；⑨温度作用；⑩风作用；⑾地震作用等。

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，水流通过基岩节理、裂隙而产生的向上的静水压力。

四、拱坝的结构特点和类型 1.拱坝的结构特点

拱坝的轴线为弧形，能将上游的水平水压力变成轴向压应力传向两岸，主要依靠两岸坝肩维持其稳定性；拱坝是超静定结构，有较强的超载能力，受温度的变化和坝肩位移的影响较大。 2.拱坝的类型

定圆心等半径拱坝：圆心的平面位置和外半径都不变的一种拱坝。 等中心角变半径拱坝：拱坝坝面自上而下中心角不变而半径逐渐减小。

变圆心变半径双曲拱坝：圆心的平面位置、外半径和中心角均随高程而变的坝体形式。

五、支墩坝的结构特点和类型

支墩坝是由一系列顺水流方向的支墩和支承在墩子上游的挡水面板所组成，如下图所示。按挡水面板的形式，支墩坝可分为平板坝、连拱坝和大头坝。

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支墩坝的形式

（a）平板坝；（b）连拱坝；（c）大头坝

2F311014 水闸的组成及作用 一、水闸类型

（1）水闸按其所承担的任务分为进水闸、节制闸、泄水闸、排水闸、挡潮闸等。 （2）水闸按闸室结构形式分为开敞式水闸和涵洞式水闸。

①开敞式水闸：闸室上面没有填土，如图2F311014-1所示。当引（泄）水流量较大、渠堤不高时，常采用开敞式水闸。

②涵洞式水闸：主要建在渠堤较高、引水流量较小的渠堤之下，闸室后有洞身段，洞身上面填土。根据水力条件的不同，涵洞式可分为有压和无压两种。

二、水闸的组成部分及作用

水闸由闸室和上、下游连接段三部分组成，见教材图：2F311014-1。掌握每一部分的具体组成内容。

1-上游防冲槽；2-上游护底；3-铺盖；4-闸室底板；5-护坦（消力池）；6-海漫；7-下游防冲槽；8-闸墩；9-闸门；10-胸墙；11-交通桥；12-工作桥；13-启闭机；14-上游护坡；15-上游翼墙；16-边墩；17-下游翼墙；18-下游护坡 1.闸室

闸室是水闸的主体，起挡水和调节水流的作用。它包括底板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥和交通桥等。

整体式平底板抗震性能较好。中等密实以下的地基或地震区适宜采用整体式底板。 分离式闸墩底板基底压力较大，适用于地质条件较好、地基承载力较大的地基。

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2.上游连接段

上游连接段由铺盖、护底、护坡及上游翼墙组成。

铺盖：主要作用是延长渗径长度以达到防渗目的，兼有防冲功能。 3.下游连接段

下游连接段通常包括护坦（消力池）、海漫、下游防冲槽以及下游翼墙与护坡等。

1）护坦（消力池）与两侧翼墙底板及闸室底板之间，均应设置沉陷缝。缝的位置如在闸基防渗范围内，缝中应设止水。

2）海漫：其作用是继续消除水流余能。海漫材料一般采用浆砌或干砌块石。在海漫末端设置防冲槽与下游河床相连，以保护海漫末端不受冲刷破坏。

三、橡胶坝的组成及作用 1.橡胶坝的类型

橡胶坝分袋式、帆式及钢柔混合结构式三种坝型，比较常用的是袋式坝型。坝袋按充胀介质可分为充水式、充气式和气水混合式；按锚固方式可分锚固坝和无锚固坝，锚固坝又分单线锚固和双线锚固等。

2.橡胶坝的组成部分及其作用

橡胶坝由坝袋段和上、下游连接段三部分组成，如下图所示。

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橡胶坝的组成部分

1—上游防冲槽；2—上游护底；3—铺盖；4—坝底板；5—护坦（消力池）；6—海漫； 7—下游防冲槽；8—上游护坡；9—上游翼墙；10—坝袋；11—边墩（岸墙）； 12—下游翼墙；13—下游边坡；14—控制室

3.橡胶坝由坝袋段和上、下游连接段三部分组成。

（1）坝袋段是橡胶坝的主体，起挡水、调节坝上水位及过坝水流的作用。它包括底板、坝袋、边墩和中墩等。

①底板。一般多采用平底板。对于较大跨度的单个坝段，底板在垂直水流方向上设沉降缝。 ②中墩。中墩的作用主要是分隔坝段，安放溢流管道，支承枕式坝两端堵头。 ③边墩。边墩的作用主要是挡土，安放溢流管道，支承枕式坝端部堵头。 ④坝袋。坝袋的作用主要是挡水，并通过充坍坝来控制坝上水位及过坝流量。 （2）橡胶坝上、下游连接段的组成及作用与水闸基本一致。 2F311015 泵站的布置及水泵的分类 一、泵站总体布置

泵站工程按建站目的不同，分为灌溉泵站、排涝泵站、排灌结合泵站、供水泵站、加压泵站、多功能泵站等。不同类型的泵站，其布置形式也不同，其中灌溉泵站、排涝泵站、排灌结合泵站是水利工程最常用的泵站。

二、泵站进出水建筑物

泵站进出水建筑物一般包括引水渠、沉砂及冲砂建筑物、前池、进水池、出水管道、出水池或压力水箱等。

三、水泵的分类及性能 （一）叶片泵的分类

按工作原理不同分为：离心泵、轴流泵、混流泵。 （二）叶片泵抽水装置

由叶片泵、动力机、传动设备、管路及其附件构成的能抽水的系统称为叶片泵抽水装置。 （三）叶片泵的性能参数 扬程－单位重量的水从泵进口到泵出口所增加的能量。 设计扬程－水泵铭牌上所标出的扬程，又称额定扬程。 泵的工作扬程总是大于实际扬程。

效率。水泵铭牌上的效率是对应于通过设计流量时的效率，该效率为泵的最高效率。 水泵内的能量损失：水力损失、容积损失和机械损失。 允许吸上真空高度或必需汽蚀余量。表征叶片泵汽蚀性能的参数，用来确定泵的安装高程，单位为m。

四、泵房的结构形式

泵房结构形式有移动式和固定式两大类。移动式分为囤船型和缆车型；固定式泵房分为分基型、干室型、湿室型、块基型四种。

2F311016 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.水电站的进水口分有压和无压两种，它是水电站引水系统的首部。 3.引水建筑物有动力渠道、引水隧洞和压力管道等。

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4.平水建筑物包括压力前池和调压室。

5.厂区枢纽包括主厂房、副厂房、主变压器场、高压开关站等，是发电、变电和配电的场所。

2F311017 渠系建筑物的构造及作用

渠系建筑物主要有：渡槽、涵洞、倒虹吸管、跌水与陡坡等。

一、渡槽的构造及作用

按支承结构渡槽可分为梁式渡槽和拱式渡槽两大类。小型渡槽一般采用简支梁式结构，截面采用矩形。

梁式渡槽槽身结构一般由槽身和槽墩（排架）组成，主要支承水荷载及结构自重。 拱式渡槽的槽身不再是承重结构，主拱圈是拱式渡槽的主要承重结构。

二、涵洞的构造及作用

根据水流形态的不同，涵洞分有压、无压和半有压式。 洞身构造有基础、沉降缝、截水环等。

截水环。对于有压涵洞要在洞身四周设若干截水环或用黏土包裹形成涵衣，用以防止洞身外围产生集中渗流。

三、倒虹吸管的构造和作用

倒虹吸管有竖井式、斜管式、曲线式和桥式等，主要由管身和进、出口段三部分组成。

镇墩与支墩。在管身的变坡及转弯处或较长管身的中间应设置镇墩，以连接和固定管道。镇墩附近的伸缩缝一般设在下游侧。在镇墩中间要设置支墩，以承受水荷载及管道自重的法向分量。

五、渠道断面及施工（新增） 1.断面

明渠断面形式有梯形、矩形、复合形、弧形底梯形、弧形坡脚梯形、U 形；无压暗渠断面形式有城门洞形、箱形、正反拱形和圆形。

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2.施工

新建半挖半填渠道基槽的开挖，应先开挖基槽，再将渠道两岸填方部分填筑至设计高程，然后整修渠槽。

浆砌石防渗结构的砌筑顺序如下：

（1）梯形明渠，宜先砌筑渠底后砌渠坡。砌渠坡时，从坡脚开始，由下而上分层砌筑；U形、弧形底梯形和弧形坡脚梯形明渠，从渠底中线开始，向两边对称砌筑。

（2）矩形明渠，宜先砌两边侧墙，后砌渠底；拱形和箱形暗渠，可先砌侧墙和渠底，后砌顶拱或加盖板。

2F311020 水利水电工程勘察与测量

2F311021 工程地质和水文地质的条件与分析 1.产状三要素：走向、倾向和倾角。

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2.断裂构造分为：节理和断层。

节理：沿断裂面两侧的岩层未发生位移或仅有微小错动。 断层：在断裂层两侧的岩块发生了显著位移。 断层有：正断层、逆断层、平移断层。 【技巧】正断层——上下下上；逆断层——上上下下。记住逆断层即可。 3.坝基稳定问题：渗透稳定、沉降稳定和抗滑稳定。 坝区渗漏：坝基渗漏和绕坝渗漏。

4.边坡变形破坏主要有：松弛张裂、蠕动变形、崩塌、滑坡等。 5.软土基坑工程地质问题包括：土质边坡稳定和基坑降排水。

6.解决边坡失稳的措施有：设置合理坡度、边坡护面、基坑支护、降低地下水位。

7.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。

8.软土基坑开挖的降排水途径：明排法、人工降水（轻型井点或管井井点）。

9.渗透变形（渗透破坏）一般分为：管涌、流土、接触冲刷、接触管涌或接触流土。

2F311022 水利水电工程施工放样 一、基础知识

1.我国自1988年1月1日起开始采用1985国家髙程基准作为高程起算的统一基准。 2.地形图比例尺分类：1∶500、1∶1000、1∶2000、1∶5000、1∶10000为大比例尺；1∶25000、1∶50000、1∶100000为中比例尺；1∶250000、1∶500000、1∶1000000为小比例尺。

3.比例尺的运用。给出比例尺，能够将图上距离换算为实际距离；或者能够将实际距离换算为图上距离。

二、土坝的施工放样

内容：坝轴线测设，坝身控制测量，清基开挖线、坡脚线放样，坝体边坡线放样及修坡桩测设。 1.坝轴线测设－直线坝型土坝坝顶中心线即为坝轴线。

2.坝身控制测量－坝身控制测量包括平面控制测量和高程控制测量。

高程控制测量。用于土坝施工放样的高程控制，除在施工范围外布设三等或四等精度的永久性水准点外，还应在施工范围内设置临时性水准点。

3.清基开挖线－坝体与原地面的交线。采用套绘断面法或经纬仪扫描法。 4.坡脚线放样－坝体与地面的交线。

5.坝体边坡线放样－坝体各个断面上料桩的标定通常采用轴距杆法或坡度尺法。

三、水闸施工放样

内容：测设水闸的主轴线、闸墩中线、闸孔中线、闸底板的范围及各细部的平面位置和高程。

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图2F311022-3 水闸平面位置示意图

1－坝体；2－侧墙；3－闸墩；4－检修闸门；

5－工作闸门；6－水闸中线；7－闸孔中线；8－闸墩中线；9－水闸中心轴线；10－闸室 1.水闸主轴线放样（看图2F311022－3）

在施工现场标定轴线端点A、B位置，测AB长度，标定中点O的位置；在O点安置经纬仪，测设AB的垂线CD（另一主轴线）。主轴线测定后，应向两端延长至施工影响范围之外，每端各埋设两个固定标志以表示方向。

2.闸底板放样（看图2F311022－4） 首先放出底板立模线的位置。

由O点在CD上放出G、H，由G、H放出E、F、I、K。

底板的高程放样根据底板的设计高程及临时水准点的高程，采用水准测量的方法。

图2F311022-4 水闸放样的主要点线

3.闸墩的放样 先放出闸墩中线，再以中线为依据放样闸墩的轮廓线。放样时，首先根据计算出的有关放样数据，以水闸主要轴线AB和CD为依据，在现场定出闸孔中线、闸墩中线、闸墩基础开挖线以及闸底板的边线等。待水闸基础打好混凝土垫层后，在垫层上再精确地放出主要轴线和闸墩中线等，根据闸墩中线放出闸墩平面位置的轮廓线。

2F311023 测量仪器的使用

一、常用测量仪器及作用（变化） 水准仪按精度不同划分为4个等级，分为普通水准仪（DS3、DS10）和精密水准仪（DS05、DS1）。普通水准仪用于国家三、四等水准及普通水准测量，工程测量中一般使用DS3型微倾式普通水准仪。精密水准仪用于国家一、二等精密水准测量。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。

水准仪主要部件有望远镜、管水准器（或补偿器）、垂直轴、基座、脚螺旋。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水准仪（又称电子水准仪）。

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经纬仪按精度不同分为：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ10。D表示大地测量；J表示经纬仪。数字表示仪器精度。 根据度盘刻度和读数方式的不同，分为游标经纬仪，光学经纬仪和电子经纬仪。 （注意：目前我国主要使用光学经纬仪和电子经纬仪，游标经纬仪早已淘汰）

卫星定位系统目前投入使用的有：中国北斗卫星导航系统、美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统、欧盟伽利略定位系统。

二等水准测量使用因瓦水准尺。三、四等水准测量或其他普通水准测量使用的水准尺是用干燥木料或者玻璃纤维合成材料制成，按其构造分为折尺、塔尺、直尺等数种，其横剖面成丁字形、槽形、工字形等。尺长为3m，是以厘米为分划单位的区格式双面水准尺。

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黑面尺（主尺）；红面尺（辅助尺）

二、常用仪器使用 1.水准仪

（1）微倾水准仪使用步骤：安置仪器、粗略整平、调焦和照准、精确整平、读数。 1）粗平－调整三个脚螺旋，使圆水准气泡居中。

2）消除视差－先调目镜调焦螺旋看清十字丝，再转动物镜调焦螺旋，直至尺像与十字丝平面重合。

4）读数－当符合水准气泡居中时，根据十字丝中丝在水准尺上读数。读数总是由注记小的一端向大的一端读出。

（2）自动安平水准仪操作程序为粗平一照准一读数。 2.经纬仪

步骤：对中、整平、照准、读数。

整平：仪器旋到任何位置时，气泡都居中为止。

照准：目镜调焦、粗瞄目标、物镜调焦、准确瞄准目标。

三、测量误差

1.误差产生的原因：人的原因；仪器的原因；外界环境的影响。 2.误差分类：系统误差、偶然误差、粗差。注意每种误差的内涵。 2F311030 水利水电工程建筑材料

建筑材料—指建造各种工程时所应用的材料

2F311031 建筑材料的类型和特性 一、建筑材料的分类

（一）按化学成分（重点）－能对具体材料进行归类 1.无机材料

金属材料—包括钢铁材料及各种有色金属材料。

非金属材料—天然石材、烧土制品、水泥、石灰、混凝土、砂浆等。 2.有机材料—木材、竹材、沥青、合成高分子材料。

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3.复合材料—钢筋混凝土、纤维混凝土、塑铝混凝土、聚合物混凝土、玻璃钢、纤维增强塑料。 （二）按材料来源分类—天然材料、人工材料 1.天然建筑材料，如土料、砂石料、木材等。

2.人工材料，石灰、水泥、金属材料、土工合成材料、高分子聚合物等。

（三）按功能分类—结构材料、防水材料、胶凝材料、装饰材料、防护材料、隔热保温材料等。 1.结构材料—混凝土、型钢、木材等。

2.防水材料—防水砂浆、防水混凝土、紫铜止水片、膨胀水泥防水混凝土等。 3.胶凝材料—石膏、石灰、水玻璃、水泥、沥青等。

4.装饰材料—天然石材、建筑陶瓷制品、装饰玻璃制品、装饰砂浆、装饰水泥、塑料制品等。 5.防护材料—钢材覆面、码头护木等。

6.隔热保温材料—石棉板、矿渣棉、泡沫混凝土、泡沫玻璃、纤维板等。

二、建筑材料的基本性质 要点：

1.区分空隙率与孔隙率

孔隙率－材料中孔隙体积所占的百分比。

空隙率－粉状或颗粒状材料在某堆积体积内，颗粒之间的空隙体积所占的比例。 2.抗渗性

（1）用渗透系数K表示。K值越大，抗渗性能越差。 （2）对于混凝土和砂浆材料，用抗渗等级W表示，如W4：表示试件抵抗静水水压力的能力为0.4MPa。 3.抗冻性

用抗冻等级F表示。如F50：材料抵抗50次冻融循环，而强度损失未超过25%，质量损失未超过5%。

2F311032 混凝土的分类和质量要求

粒径在0.15～4.75mm之间的为砂，即细骨料，粒径大于4.75mm的为石，即粗骨料。

一、混凝土骨料的分类和质量要求

粒径在0.15～4.75mm之间的为砂，即细骨料，粒径大于4.75mm的为石，即粗骨料。 （一）细骨料 1.砂的分类

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砂按技术要求分为：Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。Ⅰ类宜用于强度等级大于C60的混凝土；Ⅱ类宜用于强度等级为C30～C60及有抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土和砂浆配制。

2.用砂的级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数MX表示砂的粗细程度。细度模数越大，表示砂越粗。MX在3.7～3.1之间的为粗砂，MX在3.0～2.3之间的为中砂，MX在2.2～1.6之间的为细砂，MX在1.5～0.7 之间的为特细砂。 （二）粗骨料 1.分类

普通混凝土常用的粗骨料有碎石和卵石（砾石）。碎石是由天然岩石或大卵石经破碎、筛分而得的粒径大于4.75mm的岩石颗粒。卵石是由天然岩石经自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的粒径大于4.75mm的岩石颗粒，按其产源可分为河卵石、海卵石、山卵石等几种。碎石与水泥的粘结性较好；卵石与水泥的粘结性较差。 按技术要求分为：Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。Ⅰ类宜用于强度等级大于C60的混凝土；Ⅱ类宜用于强度等级为C30～C60及抗冻、抗渗或有其他要求的混凝土；Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土。 2.粗骨料公称粒级的上限称为该粒级的最大粒径。粗骨料的最大粒径在条件许可的情况下，尽量选大。 3.计算普通混凝土配合比时，一般以干燥状态的骨料为准，而大型水利工程常以饱和面干状态的骨料为基准。

二、砼的分类和质量要求

（一）砼的分类：注意按施工方法的分类 （二）砼的主要质量要求

1.和易性：保水性、黏聚性、流动性。流动性通过坍落度试验测定。 （1）和易性的指标及测定方法

一般常用坍落度定量地表示拌合物流动性的大小。坍落的高度（以mm计）称为坍落度。坍落度越大，表明流动性越大。按坍落度大小，将混凝土拌合物分为：低塑性混凝土（坍落度为10～40mm）、塑性混凝土（坍落度为50～90mm）、流动性混凝土（坍落度为100～150mm）、大流动性混凝士（坍落度≥160mm）。 对于干硬性混凝土拌合物（坍落度小于10mm），采用维勃稠度（VB）作为其和易性指标。 （2）影响混凝土拌合物和易性的因素

影响拌合物和易性的因素很多，主要有水泥浆含量、水泥浆的稀稠、含砂率的大小、原材料的种类以及外加剂等。

①水泥浆含量的影响。单位体积混凝土内水泥浆含量越多，拌合物的流动性越大；但若水泥浆过多，混凝土拌合物将会出现流浆、泌水现象，使拌合物的黏聚性及保水性变差。因此，混凝土内水泥浆的含量，以使混凝土拌合物达到要求的流动性为准，不应任意加大。 ②含砂率的影响。

砼含砂率（简称砂率）是指砂的用量占砂、石总用量（按质量计）的百分数。合理砂率是在水胶比及水泥用量一定的条件下，使混凝土拌合物保持良好的黏聚性和保水性并获得最大流动性的含砂率。即在水胶比一定的条件下，当混凝土拌合物达到要求的流动性，而且具有良好的黏聚性及保水性时，水泥用量最省的含砂率，即最佳砂率。 ③水泥浆稀稠的影响。

当水胶比较小时，水泥浆较稠，拌合物的黏聚性较好，泌水较少，但流动性较小，相反，水胶比较大时，拌合物流动性较大但黏聚性较差，泌水较多。普通混凝土常用水胶比一般在0.40～0.75范围内。

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2.强度

混凝土的强度包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度和抗剪强度等。 （1）混凝土抗压强度

混凝土的立方体抗压强度。

边长为150mm的立方体试件，在标准养护（温度20±2℃、相对湿度95%以上）条件下，养护至28d龄期，用标准试验方法测得的极限抗压强度，称为混凝土标准立方体抗压强度，以fcu表示。 在立方体极限抗压强度总体分布中，具有95%强度保证率的立方体试件抗压强度，称为混凝土立方体抗压强度标准值（以MPa计），以fcu，k表示。

混凝土强度等级按混凝土立方体抗压强度标准值划分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14个等级。例如，强度等级为C25的混凝土，是指25MPa≤fcu，k＜30MPa的混凝土。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不小于C30。 （2）混凝土的抗拉强度

我国采用立方体的劈裂抗拉试验来测定混凝土的抗拉强度，称为劈裂抗拉强度。混凝土的抗拉强度一般为抗压强度的1/10～1/20。 3.耐久性

抗渗性表示：抗渗等级； 抗冻性表示：抗冻等级； 提高耐久性的主要措施。

混凝土的耐久性是一个综合性概念，包括抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗碳化、抗磨性、抗碱-骨料反应等性能。

（1）混凝土的抗渗性

混凝土的抗渗性用抗渗等级（W）表示，即以28d龄期的标准试件，按标准试验方法进行试验所能承受的最大水压力（MPa）来确定。混凝土的抗渗等级可划分为W2、W4、W6、W8、W10、W12等6个等级，相应表示混凝土抗渗试验时一组6个试件中4个试件未出现渗水时的最大水压力分别为0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa、1.2MPa。

提高混凝土抗渗性能的措施有：提高混凝土的密实度，改善孔隙构造，减少渗水通道；减小水胶比；掺加引气剂；选用适当品种的水泥；注意振捣密实、养护充分等。 （2）混凝土的抗冻性

分为F50、F100、F150、F200、F250、F300、F400等7个等级，相应表示混凝土抗冻性试验能经受50、100、150、200、250、300、400次的冻融循环。

提高混凝土抗冻性最主要的措施是：提高混凝土的密实度；减小水胶比；掺加外加剂；严格控制施工质量，注意捣实，加强养护等。 （3）提高混凝土耐久性的主要措施

①严格控制水胶比。②混凝土所用材料的品质，应符合有关规范的要求。③合理选择骨料级配。④掺用减水剂及引气剂。⑤保证混凝土施工质量。 2F311033 胶凝材料的分类和用途 一、分类

按化学组成分为：有机胶凝材料和无机胶凝材料。 有机胶凝材料常见的如沥青。 无机胶凝材料分为： 水硬性，如：水泥。

气硬性，如：石灰和水玻璃。

1.石灰可塑性好、强度低、耐水性差、体积收缩大，一般不宜单独使用。 2.水玻璃俗称“泡花碱”。具有较强的粘结力。

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水玻璃的用途：

（1）灌浆材料，常用于加固地基。（2）涂料。（3）防水剂。（4）耐酸材料。（5）耐热材料。（6）粘合剂。

二、水泥 1.通用水泥

通用水泥是指大量用于一般土木建筑工程的水泥，包括硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和复合水泥。使用最多的为硅酸盐类水泥，如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。 2.专用水泥

专用水泥是指有专门用途的水泥。下面介绍水利工程中常用的大坝水泥和低热微膨胀水泥。 大坝水泥包括中热和低热水泥。低热、中热水泥适用于大坝工程及大型构筑物等大体积混凝土工程。

低热微膨胀水泥适用于要求低热和补偿收缩的混凝土、大体积混凝土、要求抗渗和抗硫酸盐侵蚀的工程。 3.特性水泥

（1）快硬硅酸盐水泥

快硬水泥是以3d抗压强度表示强度等级的水硬性胶凝材料，初凝不得早于45min，终凝不得迟于10h。

（2）快凝快硬硅酸盐水泥

双快水泥初凝不得早于10min，终凝不得迟于60min。主要用于紧急抢修工程，以及冬期施工、堵漏等工程。施工时不得与其他水泥混合使用。（凝结快，强度增长快） （3）抗硫酸盐硅酸盐水泥

抗硫酸盐水泥适用于受硫酸盐侵蚀的海港、水利、地下隧涵等工程。 （4）白色硅酸盐水泥 （5）铝酸盐水泥

主要用于紧急抢修和早强要求的特殊工程，适用于冬期施工，主要缺点是后期强度倒缩，在使用3～5年后高铝水泥混凝土的强度只有早期强度的一半左右，抗冻渗和耐蚀等性能亦随之降低。高铝水泥不宜用于结构工程；使用温度不宜超过30℃；不得与其他水泥混合使用。 注意：

1）低热、中热水泥适用于大坝工程及大型构筑物等大体积混凝土工程。

2）双快水泥主要用于紧急抢修工程，以及冬期施工、堵漏等工程。施工时不得与其他水泥混合使用。

3）铝酸盐水泥主要用于紧急抢修工程和有早强要求的特殊工程，适用于冬期施工。缺点是后期强度倒缩。不宜用于结构工程。施工时不得与其他水泥混合使用。

三、灌浆所用水泥的技术要求

灌浆工程所采用的水泥品种，通常可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐或复合硅酸盐水泥。 灌浆水泥应妥善保存，严格防潮并缩短存放时间；不得使用受潮结块的水泥。

回填灌浆、固结灌浆和帷幕灌浆所用水泥的强度等级应不低于32.5，坝体接缝灌浆、各类接触灌浆所用水泥的强度等级应不低于42.5。

水泥灌浆宜使用纯水泥浆液。在特殊地质条件下或有特殊要求时，根据需要通过现场灌浆试验论证，可使用下列类型的浆液：细水泥浆液、稳定浆液、水泥基混合浆液、膏状浆液、其他浆液。 水泥基混合浆液指掺有掺合料的水泥浆液，包括黏土水泥浆、粉煤灰水泥浆、水泥砂浆等。

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2F311034 外加剂的分类和应用 一、分类

1.改善混凝土拌合物流动性能的外加剂：减水剂、引气剂、泵送剂。 2.调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂：缓凝剂、早强剂、泵送剂。 3.改善混凝土耐久性的外加剂：引气剂、防水剂、阻锈剂。

4.改善混凝土其他性能的外加剂：引气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂等。

二、常用外加剂

引气剂：不宜用于蒸养混凝土及预应力混凝土。

缓凝剂：主要适用于大体积混凝土、炎热气候下施工的混凝土，以及需长时间停放或长距离运输的混凝土；不宜用在日最低温5℃以下施工的混凝土，也不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。

三、外加剂使用

1.一般不能直接加入混凝土搅拌机内。

2.为保证减水剂的减水效果，有同掺法、后掺法、分次掺入三种方法。

2F311035 钢材的分类和应用 一、分类

1.按化学成分分为：碳素结构钢、普通低合金钢。

碳素结构钢根据含碳量的不同又分为低碳钢（含碳量小于0.25%），中碳钢（含碳量0.25%～0.60%）；高碳钢（含碳量0.60%～1.40%）。 2.钢筋按生产工艺分类

分为热轧钢筋、热处理钢筋、冷拉钢筋、钢丝（直径不大于5mm）。

热轧钢筋按强度分为：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级。随着级别增大，钢筋强度提高，塑性降低。 3.钢筋按外形分类

分为光面钢筋（直径不小于6mm）和变形钢筋（直径不小于10mm）。 4.钢筋按力学性能分类

可分为有物理屈服点的钢筋和无物理屈服点的钢筋。前者包括热轧钢筋和冷拉热轧钢筋；后者包括钢丝和热处理钢筋。

二、钢筋的主要力学性能

有物理屈服点的钢筋的屈服强度是钢筋强度的设计依据。 反映钢筋塑性性能的基本指标是伸长率和冷弯性能。

热处理钢筋和钢丝无物理屈服点，热轧钢筋和冷拉热轧钢筋有物理屈服点。

屈服强度、极限强度、伸长率和冷弯性能是有物理屈服点钢筋进行质量检验的四项主要指标，而对无物理屈服点的钢筋则只测定后三项。

三、注意热轧钢筋的牌号含义和选用要求

如：HRB335表示热轧带肋钢筋，屈服强度为335MPa。 冷拉I级钢筋适用于非预应力受拉钢筋。

冷拉钢筋不宜用于负温度、受冲击或重复荷载作用的结构。

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2F311036 土工合成材料的分类和应用

我国把土工合成材料分为：土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特种材料四大类。 土工膜是透水性极低的土工合成材料。

土工复合材料：复合土工膜、塑料排水带、软式排水管。

土工特种材料：土工格栅、土工网、土工模袋、土工格室、土工管、土工包、土工合成材料黏土垫层。

土工合成材料主要功能：反滤、排水、隔离、防渗、防护和加筋。 2F312000 水利水电工程施工导流

施工技术内容体系（以某一水闸施工为例）

导流内容体系

重点：导流方案选择（导流方法及适用），围堰堰顶高程。 土石围堰施工、抢险技术

2F312010 导流

2F312011 导流标准

在河流上修建水工建筑物，施工期间往往与通航、筏运、渔业、灌溉或水电站运行等水资源综合利用的要求发生矛盾。

在河流上修建水利水电工程时，为了使水工建筑物能在干地上进行施工，需要用围堰围护基坑，并将河水引向预定的泄水通道往下游宣泄，这就是施工导流。

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一、导流标准－选定导流设计流量的标准。导流设计流量是选择导流方案、确定导流建筑物的主要依据。

导流标准确定：依据：1）导流建筑物级别，2）导流建筑物类型，3）风险度分析。 二、导流时段－按照导流的各个施工的阶段划分的延续时间。 三、导流设计流量

依据导流标准、导流时段来确定

1.土坝、堆石坝、支墩坝等在洪水来临前不能完建时，围堰的导流时段一般以全年为标准，导流设计流量按导流标准选择相应洪水重现期的最大流量。 2.若洪水来临前坝身能起拦洪作用，则围堰的导流时段为洪水来临前的施工时段（枯水期挡水），导流设计流量为该时段内按导流标准选择相应洪水重现期的最大流量。

2F312012 导流方法

施工导流的基本方法可分为分期围堰法导流和一次拦断河床围堰导流两类。

一、分期围堰法导流

分期围堰法导流，就是用围堰将水工建筑物所在的河段分段分期围护起来的施工方法。河水通过束窄河床、坝体缺口、坝体底孔等下泄。 分期围堰法：

1.束窄河床导流

束窄河床导流，是通过束窄后的河床泄流，通常用于分期导流的前期阶段，特别是一期导流。 2.通过已完建或未完建的永久建筑物导流

通过建筑物导流的主要方式包括设置在混凝土坝体中的底孔导流，混凝土坝体上预留缺口导流、梳齿孔导流，平原河道上的低水头河床式径流电站可采用厂房导流，个别高、中水头坝后式厂房，也有通过厂房导流的。这种方式多用于分期导流的后期阶段。

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分期导流一般适用于下列情况（水文、地形、地质）： ①导流流量大，河床宽，有条件布置纵向围堰； ②河床中永久建筑物便于布置导流泄水建筑物； ③河床覆盖层不厚。

挡水建筑物：上下游围堰、纵向围堰。

泄水建筑物：束窄原河床，混凝土坝的坝体预留缺口、坝体底孔，明槽，平原河道低水头河床径流电站的厂房等。

典型适用：流量较大的平原河道或河谷较宽的山区河流上修建混凝土坝枢纽时较为常用。

二、一次拦断河床围堰导流

一次拦断河床围堰导流是指在河床内距主体工程轴线（如大坝、水闸等）上下游一定的距离，修筑围堰，一次性截断河道，使河道中的水流经河床外修建的临时泄水道或永久泄水建筑物下泄，故又称河床外导流。一次拦断河床围堰导流一般适用于枯水期流量不大且河道狭窄的河流，按其导流泄水建筑物的类型可分为明渠导流、隧洞导流、涵管导流等。在实际工程中也采用明渠隧洞等组合方式导流。

挡水建筑物：上下游围堰

泄水建筑物：明渠导流；隧洞导流；涵管导流。 （一）明渠导流

明渠导流是在河岸或河滩上开挖渠道，在基坑的上下游修筑横向围堰，河道的水流经渠道下泄。 1.布置

1）明渠进出口应同上下游水流相连，与主河道的交角以30°为宜； 2）明渠进出口应与上下游围堰相隔适当距离，一般以50～100米为宜； 3）明渠离基坑应有相当距离；

4）明渠应尽可能与永久建筑物相结合。 2.适用

岸坡平缓或有一岸具有较宽的台地、垭口或古河道的地形。 （二）隧洞导流

隧洞导流是在河岸边开挖隧洞，在基坑的上下游修筑围堰，水流由隧洞下泄。 1.布置

1）隧洞进出口应同上下游水流相连，与主河道的交角以30°为宜； 2）隧洞进出口应与上下游围堰相隔适当距离，一般大于50米； 3）导流隧洞应尽可能与永久建筑物相结合。 2.适用

河谷狭窄、两岸地形陡峻、山岩坚实的山区河流。 3.工程实例

龙羊峡水电站导流

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图 青海省龙羊峡水电站隧洞导流

1-混凝土坝；2-上游围堰；3-下游围堰；4-导流隧道；5-临时溢洪道 毛家村水库导流

图 毛家村水库导流隧洞与永久隧洞结合布置 1-永久隧洞；2-导流隧洞；3-混凝土堵头 （三）涵管导流

涵管导流是利用涵管进行导流，适用于导流流量较小的河流或只用来担负枯水期的导流。一般在修筑土坝、堆石坝等工程中采用。由于涵管过多对坝身结构不利，且使大坝施工受到干扰，因此坝下埋管不宜过多，单管尺寸也不宜过大。涵管应在干地施工，通常涵管布置在河滩上，滩地高程在枯水位以上。

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三峡导流示例

三峡一期导流布置图

三峡二期导流布置图

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三峡三期导流布置图 案例考点： 1.导流方案选择

要点：依据导流方法适用性选择或判断。 2.依据导流思想的排序

要点：以疏为核心，先有泄流建筑物，再施工围堰。 3.度汛问题 案例分析：

某水利枢纽加固改造工程包括以下工程项目：

（1）浅孔节制闸加固。主要内容包括：底板及闸墩加固、公路桥及以上部分拆除重建等。浅孔闸设计洪水位29.5m；

（2）新建深孔节制闸。主要内容包括：闸室、公路桥、新挖上、下游河道等。深孔闸位于浅孔闸右侧（地面高程35.0m左右）；

（3）新建一座船闸。主要内容包括：闸室、公路桥、新挖上、下游航道等； （4）上、下游围堰填筑； （5）上、下游围堰拆除。

施工导流采用深孔闸与浅孔闸互为导流。深孔闸在浅孔闸施工期内能满足非汛期十年一遇的导流标准。枢纽所处河道的汛期为每年的6、7、8三个月。

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2005年汛期枢纽工程基本具备设计排洪条件。

【问题】

1.按照合理布置的原则，指出示意图中代号①、②、③、④、⑤所对应的临时设施的名称。 2.指出枢纽加固改造工程项目中哪些是控制枢纽工程加固改造工期的关键项目，并简要说明合理的工程项目建设安排顺序。

『参考答案』

1.①——地磅房；②——混凝土拌合系统；③——油料库；④——预制构件厂；⑤——生活区。

2.新建深孔闸（含新挖上、下游河道）、上下游围堰填筑、浅孔闸加固、上下游围堰拆除。 第一步施工新建深孔闸（含新挖上下游河道），使之在2004年汛后尽早具备导流条件；

第二步随后实施上下游围堰填筑； 第三步再实施浅孔闸加固工作；

第四步实施上下游围堰拆除，2005年汛前枢纽工程基本具备设计排洪条件。

新建船闸（含新挖上下游航道）均无度汛要求，可作为深、浅孔闸工程的调剂工作面。

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2F312013 围堰的类型及施工要求 土石围堰

草土围堰

混凝土围堰

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汾河二库横向围堰

万家寨碾压混凝土围堰

三峡纵向围堰

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小浪底峡截流

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万家寨截流

飞来峡截流

四川大桥截流

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珊溪截流

西藏乌鲁瓦提截流

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2F313000 水利水电工程主体工程施工 2F313010 土石方开挖工程 2F313011 土方开挖技术

一、土的工程分类（开挖方法、开挖难易） 1.土的分级（开挖方法） 分为4级。

开挖方法上，用铁锹或略加脚踩开挖的土为Ⅰ类；用铁锹，且需用脚踩开挖的土为Ⅱ类；用镐、三齿耙开挖或用锹需要力加脚踩开挖的土为Ⅲ类；用镐、三齿耙等开挖的土为IV类。见表2F313011。 重点掌握如何依据开挖方法来进行土的分级。

【例题】用铁锹且需脚踩开挖的土一般为（ ）级。 A.Ⅰ B.Ⅱ C.Ⅲ D.Ⅳ

『正确答案』B

『答案解析』本题考查的是土的工程分类。用铁锹，且需用脚踩开挖的土为Ⅱ类。

二、开挖方式

自上而下开挖；上下结合开挖；先河槽后岸坡开挖；分期分段开挖。 三、开挖方法

机械开挖、人工开挖。

1.机械开挖（挖掘机、推土机、装载机、铲运机） 注意不同机械各自的适用性

正铲：适用于停机面以上的土方。

正铲挖掘机。正铲挖掘机是土方开挖中常用的一种机械。它具有稳定性好、挖掘力大、生产率高等优点。适用于I～IV类土及爆破石渣的挖掘。

正铲挖掘机的挖土特点是：向前向上，强制切土，主要挖掘停机面以上的掌子。按其与运输工具相对停留位置的不同，有侧向开挖和正向开挖两种方式（如图2F313011-1所示），采用侧向开挖时，挖掘机回转角度小，生产效率高。

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反铲：主要挖掘停机面以下的掌子，多用于开挖深度不大的基槽和水下石渣。 索铲：适用于停机面以下的掌子，多用于开挖深度较大的基槽，沟渠和水下土石。

抓铲：抓铲挖掘机可以挖掘停机面以上及以下的掌子。水利水电工程中常用于开挖土质比较松软（I～II类土）、施工面狭窄而深的集水井、深井及挖掘深水中的物料，其挖掘深度可达30m以上。

多斗挖掘机。多斗挖掘机是一种连续工作的挖掘机械，从构造上可以分为链斗式、斗轮式、滚切式等三种。

链斗式挖掘机的主要特点是挖斗连接在挠性构件（斗链）上，通过斗链带动斗的运动，把挖掘的土壤带出掌子面。斗轮式挖掘机的主要特点是挖斗固定在刚性构件（斗轮）上，通过轮斗带动挖斗运动，把挖掘的土壤带出掌子面。滚切式挖掘机可通过刀齿对土壤的铣切挖出成型断面的沟槽，这种挖掘机在水电工程中很少使用。

由于连续作业式挖掘机装有多只挖斗，土壤不断被挖取并不断被带出掌子面，因此它的作业过程是连续进行的。它与单斗挖掘机相比，具有下列特点：

①连续作业式挖掘机的作业过程是连续进行的，运行不另占时间。

②连续作业式挖掘机在作业时，工作装置在掌子面中作均匀而连续的运动，其所承受的静载荷和动载荷比单斗挖掘机小，因此，它的质量轻，在同样生产率情况下，连续作业式挖掘机的自重只有单斗挖掘机的50%～60%。

③连续作业式挖掘机的动力消耗少，生产率高，在同样功率装备下，连续作业式挖掘机的生产率是单斗挖掘机的1.5～2.5倍。

④连续作业式挖掘机能够一次挖到很大的深度或高度，而且掌子面形状比较规整，一般不需要再进行人工修整。

⑤连续作业式挖掘机操纵比较简单，装载时对车辆造成的冲击小。

但是，连续作业式挖掘机也有一些缺点，主要是挖掘能力小，不能挖掘硬土、岩石或冻土；只能挖掘不夹杂大块（尺寸大于斗宽的0.2倍）的I～Ⅲ级土壤，或十分均匀而没有夹杂物的IV级土壤。同时连续作业式挖掘机是专用性机器，通用性差。这些缺点就限制了它的应用范围。

推土机：是一种在拖拉机上安装有推土工作装置（推土铲）的常用的土方工程机械。它可以独立完成推土、运土及卸土三种作业。在水利水电工程中，它主要用于平整场地，开挖基坑，推平填方及压实，堆积土石料及回填沟槽等作业，宜用于100m以内运距、I～Ⅲ类土的挖运，但挖深不宜大于1.5～2.0m，填高不宜大于2～3m。

铲运机：综合完成铲土、装土、运土、卸土。它适用于IV级以下的土壤工作。一般拖式铲运机（用履带式机械牵引）的经济运距为500m以内，自行式轮胎铲运机的经济运距为800～1500m。 按铲运机的卸土方式可分为强制式、半强制式和自由式三种。 按铲运机的装载方式分为普通式和链板式两种。

装载机：装载松散物料的工程机械。不仅可以对堆积的松散物料进行装、运、卸作业和短距离的运土。也可以对岩石、硬土进行轻度挖掘和推土作业，还可以进行清理，刮平场地，起重、牵引等作业。装载机按行走装置分为轮式和履带式两种。按卸载方式可分为前卸式、后卸式、侧卸式和 第40页

回转式四种。按额定载重量可分为小型（＜1t）、轻型（1～3t）、中型（4～8t）、重型（＞lOt）四种。

2.人工开挖

不具备机械开挖条件时或机械设备不足时采用人工开挖。

（1）地下水位较高时，注意排水。具体：先挖出排水沟，再分层下挖。 （2）临近设计高程时，留：0.2～0.3m的保护层。

（3）线状布置的工程（溢洪道、渠道），采用分段施工的平行流水作业组织方式。

（4）开挖坚实黏性土和冻土时，采用爆破松土与人工、推土机、装载机等开挖方式配合来提高开挖效率。

四、土方开挖一般要求

注意：合理布置开挖工作面和出土路线。合理选择和布置出土地点和弃土地点，做好挖填方平衡。开挖边坡，要防止塌滑。地下水位以下土方的开挖，做好排水工作。 五、渠道开挖

人工开挖、机械开挖 1.人工开挖

（1）干地开挖渠道—自中心向外，分层下挖。

（2）受地下水影响渠道—一次到底法、分层下挖法（中心排水沟法、翻滚排水沟法）。

2.机械开挖

（1）推土机开挖：挖深不易超过1.5～2.0米，填筑堤顶高度不易超过2～3米，坡度不易陡于1:2。

（2）铲运机开挖：半挖半填渠道或全挖方渠道就近弃土。

铲运机开挖渠道：铲运机开挖渠道的开行方式有环形开行和“8”字形开行。 a.横向环形开行—渠道开挖宽度大于铲土长度，而填土或弃土又大于卸土长度；反之采用纵向环形开行。

b.8字形开行—工作前线较长，填挖高差较大时采用。

2F313012 石方开挖技术

一、岩石分类按形成条件分类：火成岩（岩浆岩）、水成岩、变质岩。 火成岩：主要包括花岗岩、闪长岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩等。 水成岩：主要包括石灰岩和砂岩。

变质岩：主要包括片麻岩、大理岩和石英岩。

二、岩石的分级依据坚固系数分级。注意根据坚固系数的具体分级。

岩石根据坚固系数的大小分级，前10级（V～XIV）的坚固系数在1.5～20之间，除V级的坚固系数在1.5～2.0之间外，其余以2为级差。坚固系数在20～25之间，为XV级；坚固系数在25以上，为XVI级。

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三、开挖方法（露天石方开挖、地下工程开挖） （一）露天石方开挖的方法（爆破法）

1.开挖方法：钻孔爆破松动、挖掘机或装载机配合自卸汽车出渣。 2.常用爆破方法：浅孔爆破、深孔爆破、洞室爆破、预裂爆破。 3.爆破方法基本工序：钻孔－装药－起爆－挖装－运卸。

4.露天石方（岩基）爆破开挖的技术要求。如：岩基上部除结构要求外均应按梯段爆破方式开挖。

（二）地下工程开挖方法

钻爆法（以此为主）、机械开挖（掘进机、顶管法、盾构法）。 三、爆破技术

浅孔爆破、深孔爆破、洞室爆破、预裂爆破、光面爆破。

（一）孔眼爆破（炮孔布置原则，布孔的技术参数，药量计算，堵塞长度验算） 根据孔径的大小和孔眼的深度可分为浅孔爆破法和深孔爆破法。

浅孔爆破法：孔径小于等于75mm、深度小于5m。适用于小规模爆破，适应性较强，有利于控制开挖面的形状和规格，使用的钻孔机具简单易操作；但生产效率低。

水利水电建设中，浅孔爆破广泛用于基坑、渠道、隧洞的开挖和采石场作业等。

深孔爆破法：孔径大于75mm，孔深大于5m。适用于大规模、高强度爆破，如大型基坑开挖和大型采石场开采。

上述两种爆破方法可以起到互补的作用。 炮孔布置原则

1）炮孔方向不宜与最小抵抗线方向重合；

2）充分利用有利地形，尽量利用和创造自由面；

3）一般应将炮孔与层面、节理等垂直或斜交；不宜穿过较宽的裂隙； 4）当布置有几排炮孔时，应交错布置成梅花形； 5）浅孔爆破法常采用阶梯开挖法。 浅孔、深孔适用性

浅孔：广泛用于基坑、渠道、隧洞的开挖和采石场作业。 深孔：大型基坑开挖和大型采石场开采的主要方法。

浅、深孔相比较：后者单位体积岩石所需的钻孔工作量较小，单位耗药量低。 炮孔布置参数示意图

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深孔爆破的主要参数有：梯段高度H、底盘抵抗线ωp、炮孔间距a和排距b、超钻深度h、钻孔深度L、堵塞长度L2及单孔装药量Q等。

提高深孔爆破质量的措施：多排孔微差爆破；挤压爆破；合理装药结构；倾斜孔爆破。 （二）洞室爆破 （三）预裂爆破法

预裂爆破是沿设计开挖轮廓钻一排预裂炮孔，在开挖区未爆之前先行爆破，从而获得一条预裂缝，利用这条预裂缝，在开挖区爆破时切断爆区裂缝向保留岩体发展，防止或减弱爆破震动向开挖轮廓以外岩体的传播，达到保护保留岩体或邻近建筑物免受爆破破坏的目的。 预裂炮孔的角度应与开挖轮廓边坡坡度一致，宜一次钻到设计深度。如果基础不允许产生裂缝，则预裂炮孔至设计开挖面应预留一定距离。 （四）光面爆破法

光面爆破是利用布置在设计开挖轮廓线上的光面爆破炮孔，将作为围岩保护层的“光爆层”爆除，从而获得一个平整的洞室开挖壁面的一种控制爆破方式。 2F313020 地基与基础工程 2F313021 地基开挖与清理 一、土坝地基的开挖与清理 （一）土基开挖与清理 注意点：

1.坝体断面范围内的低强度、高压缩性软土及地震时易液化的土层应清除或处理。

2.开挖的岸坡应大致平顺，不应成台阶状、反坡或突然变坡，岸坡上缓下陡时，变坡角应小于20度，岸坡不宜陡于1：1.5。

3.应留有0.2～0.3m保护层，待填土前进行人工开挖。 （二）岩基开挖与清理

岩石岸坡一般不陡于1：0.5。

二、混凝土坝地基的开挖与清理

高坝：应挖至新鲜或微风化基岩；中坝宜挖至微风化或弱风化基岩。 开挖过程注意事项（此处可能出现多选）

（1）坝段的基础面上下游高差不宜过大，并尽可能开挖成大台阶状。

（2）两岸岸坡坝段基岩面，尽量开挖成有足够宽度的台阶状，以确保向上游倾斜；若基岩面高差过大或向下游倾斜，宜开挖成大台阶状，保持坝体的侧向稳定。对于靠近坝基面的缓倾角软弱夹层，埋藏不深的溶洞、溶蚀面应尽量挖除。

（3）开挖至距离基岩面0.5～1.0m时，应采用手风钻钻孔，小药量爆破，以免造成基岩产生或

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增大裂隙。

（4）遇到易风化的页岩、黏土岩时，应留有0.2～0.3m的保护层，待浇筑混凝土前再挖除。

2F313022 地基处理技术 一、地基处理的基本方法 （一）灌浆 按目的分为：

固结灌浆—改善岩基的力学性能，减少基础变形和不均匀沉陷。灌浆面积大、深度较浅、压力较小。

帷幕灌浆—形成一道防渗帷幕，截断基础渗流，降低扬压力。灌浆深度较深、压力较大。 接触灌浆—加强建筑物和岩石之间的结合程度。 化学灌浆－能灌入微细裂缝。 高压喷射灌浆 高压喷射灌浆是采用钻孔将装上特制合金喷嘴的注浆管下到预定位置，然后用高压泵将浆液通过喷嘴喷射出来，冲击破坏土体，使土粒在喷射流束的冲击力、离心力和重力等综合作用下，与浆液搅拌混合。待浆液凝固以后，在土内就形成一定形状的固结体。 （二）防渗墙

防渗墙是使用专用机具钻凿圆孔或直接开挖槽孔，孔内浇灌混凝土、回填黏土或其他防渗材料等或安装预制混凝土构件形成连续的地下墙体。也可用板桩、灌注桩、旋喷桩或定喷桩等各类桩体连续形成防渗墙。较浅的透水地基用黏土截水槽，下游设反滤层；较深的透水地基用槽孔型和桩柱体防渗墙，槽孔型防渗墙由一段段槽孔套接而成，桩柱体防渗墙由一个个桩柱套接而成。 （三）置换法

置换法是将建筑物基础底面以下一定范围内的软弱土层挖去，换填无侵蚀性及低压缩性的散粒材料，从而加速软土固结、提高地基承载力的一种方法。 （四）排水法

排水法是采取相应措施如砂垫层、排水井、塑料多孔排水板，使软基表层或内部形成水平或垂直排水通道，然后在土壤自重或外荷压载作用下，加速土壤中水分的排除，使土壤固结的一种方法。 （五）挤实法

挤实法是将某些填料如砂、碎石或生石灰等用冲击、振动或两者兼而有之的方法压入土中，形成一个个的柱体，将原土层挤实，从而增加地基强度的一种方法。 （六）桩基础

端承装、摩擦桩、振冲砂（或碎石）桩、高速旋喷桩。

二、不同地基处理的适用方法（单选、多选） 1.岩基处理适用方法：灌浆、局部开挖回填等。

2.砂砾石地基处理适用方法：开挖、防渗墙、帷幕灌浆、设水平铺盖等。 3.软土地基处理的适用方法：开挖、桩基础、置换法、排水法、挤实法等。

4.湿陷性黄土地基处理的适用方法有土或灰土垫层、砂或砂垫层、强夯法、重锤夯实法、桩基础、预浸法等。

5.膨胀土地基处理的适用方法有换填、土性改良、预浸水等。

6.岩溶地段地基处理的适用方法有回填碎石（片石）、（帷幕）灌浆等。

7.冻土地基处理的适用方法有基底换填碎石垫层、铺设复合土工膜、设置渗水暗沟，填方设隔热板等。

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2F313023 灌浆技术 一、灌浆材料 灌浆材料可分为两大类，一类是用固体颗粒的灌浆材料（如水泥、黏土或膨润土、砂等）制成的浆液；另一类是用化学灌浆材料（如硅酸盐、环氧树脂、聚氨酯、丙凝等）制成的浆液。水利水电工程中大量常用的浆液主要有水泥浆、水泥黏土浆、黏土浆、水泥黏土砂浆等。

二、灌浆方式 1.按浆液的灌注流动方式，分为纯压式和循环式。

（1）纯压式是一次把浆液压入钻孔中，扩散到地基缝隙中，灌注过程中，浆液单向从灌浆机向钻孔流动的一种灌浆方式。

（2）循环式是灌浆时浆液进入钻孔，一部分被压入地基缝隙中，另一部分由回浆管路返回拌浆筒中的一种灌浆方式。

2.按灌浆孔中灌浆程序，分为一次灌浆和分段灌浆。

（1）一次灌浆是将孔一次钻完，全孔段一次灌浆。在灌浆深度不大，孔内岩性基本不变，裂隙不大而岩层又比较坚固等情况下可采用该方法。

（2）分段灌浆是将灌浆孔划分为几段，采用自下而上或自上而下的方式进行灌浆。适用于灌浆孔深度较大，孔内岩性又有一定变化而裂隙又大的情况，此外，裂隙大且吸浆量大，灌浆泵不易达到冲洗和灌浆所需的压力等情况下也可采用该方法。

三、灌浆工艺与技术要求 （一）固结灌浆 1.灌浆工艺

施工程序。固结灌浆施工程序依次是钻孔、钻孔冲洗、压水试验、灌浆（分序施工）、封孔和质量检查等。

压水试验。灌浆前进行简易压水试验，采用单点法，试验孔数一般不宜少于总孔数的5%。 2.主要技术要求

（1）固结灌浆孔应按分序加密，浆液应按先稀后浓的原则进行。 （2）固结灌浆压力一般控制在0.3～0.5MPa。 （二）帷幕灌浆 1.主要参数

帷幕灌浆主要参数有防渗标准、深度、厚度、灌浆孔排数和灌浆压力等。 2.技术要求

要注意一下2017年教材新增的内容P74 3.施工顺序，有盖重的坝基固结灌浆应在混凝土达到要求强度后进行。基础灌浆宜按照先固结、后帷幕的顺序进行。水工隧洞中的灌浆宜按照先回填灌浆、后固结灌浆、再接缝灌浆的顺序进行。 （三）化学灌浆 化学浆液的特性。

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适用于灌注和加固混凝土结构的细微裂隙、基岩的细裂隙和断层破碎带等低渗透性地层，低温、动水状况下可固化，凝结时间可控、凝结过程不受水和空气干扰等情况下的灌浆作业。 需要大家掌握的：

P71：1.土坝开挖与清理：（2）、（3）、（4）； 二、混凝土坝地基的开挖与清理：（1）～（4）； P72：1.灌浆：（1）～（5）各自的作用；

P73：重点是二、不同地基处理的适用方法：（1）～（3）采用何种灌浆处理方法； P74：重点要注意教材新增内容：3.施工顺序。 2F313030 土石坝和堤防工程 北京密云水库

毛家村土坝

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飞来峡副坝

2F313031 料场规划

料场规划的基本内容包括空间规划、时间规划和质与量的规划。 一、空间规划

指对料场的位置、高程的恰当选择，合理布置。

运距短（不能因为料场的开采影响坝体的稳定、防渗）； 重车下坡，轻车上坡； 左右岸、上下游；

高料高用，低料低用； 料场爆破的震动影响。

土石料的上坝运距应尽可能短。高程上有利于重车下坡，减少运输机械功率的消耗。坝的上下游、左右岸最好都选有料场，这样有利于上下游左右岸同时供料，减少施工干扰，保证坝体均衡上升。用料时原则上应低料低用，高料高用，当高料场储量有富余时，亦可高料低用。同时料场的位置应有利于布置开采设备、交通及排水通畅。对石料场尚应考虑与重要建筑物、构筑物、机械设备等保持足够的防爆、防震安全距离。 二、时间规划

根据施工强度和坝体填筑部位变化选择料场使用时机和填料数量。 上坝强度高用近料场，上坝强度低用远料场； 上游易淹的料场先用，下游不易淹的料场后用； 含水量高的料场旱季用，含水量低的料场雨季用。 第47页

三、质的规划

在选择和规划使用料场时，应对料场的地质成因、产状、埋深、储量以及各种物理力学指标进行全面勘探和试验。

2天然土石料应满足上坝料的要求；

2质量好的土石料用于主要部位，质量差的土石料用于次要部位；

2充分考虑人工筛分的可能性，即把超径的骨料留下来做坝壳的填充料。 四、量的规划

储量在任何时候都应满足上坝强度；充分利用开挖料。在考虑料场实际可开采量时，应考虑料场勘测的精度、天然料容重和坝体压实料容重的差异，以及开挖运输、坝面清理、返工削坡的损失。

五、料场规划的基本要求

料场规划应对主要料场和备用料场分别加以考虑。前者要求质好、量大、运距近，且有利于常年开采；后者通常在淹没区外，当前者被淹没或因库区水位抬高，土料过湿或其他原因中断使用时，则用备用料场保证坝体填筑不致中断。 实际可开采量与坝体填筑量的比为： 土料：2～2.5；砂砾料：1.5～2； 水下砂砾料：2～3；石料：1.5～2；

反滤料应根据筛后有效方量确定，一般不宜小于3。 2F313032 土方填筑技术

一、土方填筑压实机械

压实机械设备的作用有3种类型：静压碾压，振动碾压、夯击。 压实机械及压实方法 1.羊脚碾 2.气胎碾 3.振动碾

4.夯板（羊脚夯、振动夯）

碾压的作用力为静压力，其大小不随时间变化。

夯击的作用力为瞬间动压力，其大小随时间和落高变化。

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震动的作用力为周期性的重复动压力，其大小随时间周期变化。 羊脚碾在压实过程中，还能对表层土进行刨毛。 压实方法有进退错距法和圈转套压法。 二、土料压实标准

对黏性土用干密度ρd来控制，对非黏性土用相对密度Dr来控制。 在现场用相对密度来控制施工质量不大方便，通常将其转换成对应的干密度来控制。其换算公式为：

式中，r1、r2——分别为土料极松散和极密实时的干密度。

三、压实参数的确定

压实参数包括：碾压机具的重量、含水量、碾压遍数、铺土厚度，振动碾还应包括：振动频率及行走速率。 平碾 羊脚碾 选择三种单选择三种羊脚宽压力或碾碾接触压力或重 碾重 气胎碾 夯板 振动碾 机械参数 气胎的内压力对确定的一种夯板的自重和和碾重各选择机械碾重为定直径选择三种 三种 值 施工参数 1.选三种铺土1.选三种铺1.选三种铺土1.选三种铺土厚度 土厚度 厚度 厚度 2.选择三种夯2.选择三种2.选择三种碾2.选择三种碾实遍数 碾压遍数 压遍数 压遍数 3.选三种夯板3.选三种含3.选三种含水3.选三种含水落距 水量 量 量 4.选三种含水量 1.选三种铺土厚度 2.选择三种碾压遍数 3.充分洒水① 按最优参数按最优参数试按最优参数试按最优参数试按最优参数试复核试验参数 试验 验 验 验 验 全部试验组数 13 每个参数试验3310 2场地大小（m）

序号 压实机械名称 健松土厚度A（cm） 碾压遍数n 黏性土 非黏性土 13 6310 16 6310 19（16）② 10（7）③ 838 10320 第49页

1 80型履带拖拉机 2 10t平碾 16－20－24 3 5t双联羊脚 19－23－27 4 30t双联羊脚 50－58－65 5 13.5t震动平碾 75－100－150 6 25t气胎碾 28－34－40 7 50t气胎碾 40－50－60 8 2－3t夯板 80－100－150

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