二级建造师水利水电实务教材.doc
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1、二级建造师水利水电实务教材2F311000水利水电工程建筑物及建筑材料2F310000水利水电工程技术2F311000水利水电工程建筑物及建筑材料2F31 水利水电工程施工导流2F313000水利水电工程主体工程施工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2F311010 水利水电工程建筑物类型及组成2F311011掌握水利水电工程等级划分及特征水位一、水利水电工程等级划分1.水利水电工程等别水利水电工程依照其工程规模、效益及在国民经济中主要性,划分为五等。注意点:对于综合
2、利用水利水电工程,当按各分项利用项目标分等指标确定等别不一样时,其工程等别应按其中最高等别确定。2.水工建筑物级别划分水工建筑物级别反应了工程对水工建筑物技术要求和安全要求。(1)永久水工建筑物级别依照永久建筑物所在工程等别及建筑物主要性定为五级。主次建筑物级别见表2F3110112。注意工程等别和主次建筑物对应性。按建筑物使用期限来分:永久性建筑物和暂时性建筑物。永久性建筑物是指工程运行期间长久使用建筑物按其主要性分为: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。暂时性建筑物是指工程施工期间使用建筑物。如施工围堰、栈桥等。堤防工程级别依照堤
3、防工程防洪标准确定。防洪对象防洪要求防洪标准堤防工程级别。(2)暂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、使用年限和工程规模等指标,划分为3、4、5级共三级。注意:对于同时分属于不一样级别暂时性水工建筑物,其级别应按照其中最高级别确定。对于3级暂时性水工建筑物,符合该级别要求指标不得少于两项。二、水工建筑物分类及作用水利上为满足防洪、发电、浇灌、航运等兴利除害要求,通常要建造控制水位、调整流量等作用水工建筑物。水工建筑物通常按其作用、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堤防、海塘等。2.泄
4、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,如引水隧洞进水口段、浇灌渠首和供水用扬水站等。5.整改建筑物,如顺坝、丁坝、导流堤、护底和护岸等。6.专门建筑物,如专为发电用引水管道、压力前池、调压室、电站厂房;专为浇灌用沉砂池、冲砂闸;专为过坝用升船机、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通常性建筑物和专门性建筑物。 (三)按使用时间长短分类水工建筑物按其使用时间长短分为永久性建筑物和暂时性建筑物。1.永久性建筑物是指工程运行期间长久使用水工建筑物。依照其主要性又分为主要建筑物和次
5、要建筑物。2.暂时性建筑物是指工程施工期间暂时使用建筑物,如施工导流明渠、围堰等。主要作用是为永久性建筑物施工创造必要条件。三、水库与堤防特征水位(一)水库特征水位1.校核洪水位。水库遇大坝校核洪水时在坝前达成最高水位。2.设计洪水位。水库遇大坝设计洪水时在坝前达成最高水位。3.防洪高水位。水库遇下游保护对象设计洪水时在坝前达成最高水位。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上限水位,也是水库汛期防洪利用时起调水位。6.死水位。允许消落到最低水位。(2)堤防工程特征水位1)设防(防汛)水位:开始组织人员防汛水位。2)警戒水位:防汛
6、人员必须开赴防汛前线,准备抢险水位。警戒水位设防(防汛)水位。3)确保水位:河流遇堤防设计洪水时在堤前达成最高水位。2F311012掌握土石坝与堤防结构及作用一、土石坝类型常见分类方法:1.按坝高:30m以下为低坝;3070m之间为中坝;70m以上为高坝。2.施工方法:碾压式土石坝,水力冲填坝,定向爆破堆石坝。其中碾压式土石坝按防渗体不一样分为:均质坝,土质防渗体分区坝,非土料防渗体坝。考点:土质防渗体分区坝黏土心墙坝,防渗体设在坝体中央或稍向上游略为倾斜。二、土石坝结构及作用土石坝基本剖面是梯形,主要由坝顶结构、防渗体、上下游坝坡、坝体排水、地基处理等细部结构组成。1.坝顶结构:1)四级以下
7、坝下游可采取草皮护坡。2)有防浪墙坝顶,宜采取单向向下游倾斜横坡。2.防渗体:1)作用:降低经过坝体和坝基渗流量;降低浸润线,增加下游坝坡稳定性;降低渗透坡降,预防渗透变形。2)斜墙布置在坝体上游。(迎水面以下游围堰)3.土石坝护坡与坝坡排水1)坝坡排水:除干砌石或堆石护面外,其余均必须设坝面排水。(干砌石或堆石本身能够排水)4.土石坝排水设施排水设施形式:贴坡排水、棱体排水、褥垫排水、管式排水、综合排水。知识点:1)贴坡排水顶部应高于坝体浸润线逸出点;贴坡排水不能降低浸润线。(渗流仍从原坡面逸出,常见于中小型工程下游无水均质坝或浸润线较低中等高度坝。看P6图2F3110123)。2)棱体排水
8、,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爬高,并使坝体浸润线距坝坡距离大于冰冻深度。应防止棱体排水上游坡脚出现锐角,可降低浸润线,预防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)下游坝脚处。3)反滤层材料粒径沿渗流方向由小到大排列。(反滤是允许渗流,但预防细小土粒被渗流带走)三、堤防结构及作用结构同土石坝类似2F311013掌握水闸组成及作用一、水闸类型按过闸流量大小:小于100m3/s为小型水闸,1001000m3/s为中型水闸,大于1000m3/s为大型水闸。按闸室结构形式分为:开敞式和涵洞式开敞式:有胸墙、无胸墙二、水闸组成部分及作用水闸由闸室和上、
9、下游连接段三部分组成见教材图:2F3110131。掌握每一部分详细组成内容。1-上游防冲槽;2-上游护底;3-铺盖;4-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.闸室闸室是水闸主体,起挡水和调整水流作用。它包含底板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥和交通桥等。整体式平底板抗震性能很好。中等密实以下地基或地震区适宜采取整体式底板。对多孔水闸,为适应地基不均匀沉降和减小底板内温度应力,需要沿水流方向设变形缝(温度沉降缝)将闸室分成若干段,每个闸段
10、通常不超出20m。分离式闸墩底板基底压力较大,通常宜建在中等密实以上地基上。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防渗,兼有防冲功效。3.下游连接段下游连接段通常包含护坦、海漫、下游防冲槽(齿墙)以及下游翼墙与护坡等。1)护坦与两侧翼墙底板及闸室底板之间,均应设置沉陷缝。缝位置如在闸基防渗范围内,缝中应设止水。2)海漫:其作用是继续消能。海漫材料通常采取浆砌或干砌块石。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。2F311014熟悉混凝土坝结构及作用混凝土坝主要类型有重力坝、拱坝和支墩坝三种一、重力坝类型重力坝主要依靠本身重
11、量产生抗滑力维持其稳定性。重力坝用混凝土或浆砌石筑成,坝轴线通常为直线,并有垂直于坝轴线方向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。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、重力坝结构及作用为了减小坝体渗透压力,靠近上游坝面设置排水管幕,排水管幕与上游坝面距离通常为作用水头1/151/25,且大于2.0m。排水管间距23m。1.横缝:有永久性和暂时性两种,永久性横缝可兼作沉降缝和温度缝。2.水平施工缝:是施工过程中新老混凝土结合面。 三、拱坝主要依靠坝肩维持稳定四、支墩坝能够分为
12、:平板坝、连拱坝、大头坝2F311015熟悉泵站布置及水泵分类一、叶片泵分类按工作原理不一样分为:离心泵、轴流泵、混流泵。二、叶片泵性能参数扬程:单位重量水从泵进口到泵出口所增加能量。设计扬程:水泵铭牌上所标出扬程,又称额定扬程。泵工作扬程总是大于实际扬程。效率:水泵铭牌上效率是对应于经过设计流量时效率,该效率为泵最高效率。2F311016熟悉水电站组成及作用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.水电站进水口分有压和无压两种,它是水电站引水系统首部。3.引水建筑物有动力渠道、引水隧洞和压力管道等。4.平水建筑物包含压力前池和调压室。5.厂区枢纽包含主厂房、副厂房、主变压
13、器场、高压开关站等,是发电、变电和配电场所。2F311017熟悉渠系建筑物结构及作用一、渡槽结构及作用按支承结构渡槽可分为梁式、拱式、桁架式等,渡槽由输水槽身及支承结构、基础和进出口建筑物等部分组成。小型渡槽通常采取简支梁式结构,截面采取矩形。二、涵洞结构及作用截水环或涵衣。对于有压涵洞要在洞身四面设若干截水环或用黏土包裹形成涵衣,用以预防洞身外围产生集中渗流。三、倒虹吸管结构和作用镇墩与支墩。在管身变坡及转弯处或较长管身中间应设置镇墩,以连接和固定管道。镇墩附近伸缩缝通常设在下游侧。在镇墩中间要设置支墩,以承受水荷载及管道自重法向分量。2F311020水利水电工程勘察与测量2F311021掌
14、握水利水电工程施工放样注意此节可能出现案例。主要掌握土坝和水闸放样内容、放样实施。一、基础知识关键点1:地形图百分比尺分类:1:500、1:1000、1: 、1:5000、1:10000为大百分比尺;1:25000、1:50000、1:100000为中百分比尺;1:250000、1:500000、1:1000000为小百分比尺。二、土坝施工放样内容: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。(一)直线坝型土坝坝顶中心线即为坝轴线。采取交会法或极坐标法将坝轴线放样到地面上。(二)坝身控制测量包含平面控制测量和高程控制测量平面控制测量平行于坝轴线控制线测设和垂直
15、于坝轴控制线测设。(三)清基开挖线坝体与原地面交线。采取套绘断面法或经纬仪扫描法。(四)坡脚放样线坝体与地面交线。(五)坝体边坡线放样坝体各个断面上料桩标定通常采取轴距杆法或坡度尺法。放样过程坝轴线测设、清基开挖线、坝身控制测量(贯通于整个填筑过程)、坡脚线放样、坝体边坡线放样及修坡桩测设三、水闸施工放样内容:测设水闸主轴线,闸墩中线,闸孔中线,闸底板范围及各细部平面位置和高程。图2F311021-3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2F3110213)在施工现场标定轴线端点A、
16、B位置,测AB长度,标定中点O点位置;在O点安置经纬仪,测设AB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2F3110213)目标:首先放出底板立模线位置由O点在CD上放出G、H,由G、H放出E、F、I、K。底板高程放样依照底板设计高程及暂时水准点高程,采取水准测量方法。3.闸墩放样(细看教材)。先放出闸墩中线,再以中线为依据放样闸墩轮廓线。放样时,首先依照计算出关于放样数据,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边线等。待水闸基础打好混凝土垫层后,在垫层上再精准地
17、放出主要轴线和闸墩中线等,依照闸墩中线放出闸墩平面位置轮廓线。2F311022掌握测量仪器使用一、水准仪、经纬仪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偶然中误差为正负3mm。经纬仪按精度不一样分为: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。二、常见仪器使用1、水准仪步骤:安置仪器、粗略整平、调焦和照准、精准整平、读数。知识点: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
18、物镜调焦螺旋,直至尺像与十字丝平面重合。3)读数当符合水准气泡居中时,依照十字丝中丝在水准尺上读数。读数总是由注记小一端向大一端读出。2、经纬仪步骤:对中、整平、照准、读数。三、测量误差考点1:误差产生原因:人原因、仪器原因、外界环境影响。考点2:误差分类:系统误差、偶然误差、粗差。注意每种误差内涵。2F311023 了解工程地质和水文地质条件与分析知识点:1、断裂结构分为:节理和断层节理:沿断裂面两侧岩层未发生位移或仅有微小错动。断层:在断裂层两侧岩块发生了显著位移。断层有:正断层、逆断层、平移断层。因为坝区岩体中存在一些地质缺点,可能造成产生工程地责问题主要有坝基稳定问题(包含渗透稳定、沉
19、降稳定和抗滑稳定)和坝区渗漏问题(包含坝基渗漏和绕坝渗漏)。2、边坡变形破坏主要有:松弛张裂、蠕动变形、崩塌、滑坡等。3、软土基坑工程地责问题包含:土质边坡稳定和基坑降排水。处理边坡失稳方法有:采取合理坡度、设置边坡护面、基坑支护、降低地下水位。软土基坑降排水路径:明排法、人工降水(轻型井点、管井降水)。4、渗透变形(渗透破坏)通常分为:管涌、流土、接触冲刷、接触管涌、接触流土。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材料2F311031掌握建筑材料类型和特征1. 建筑材料分类(1)按化学成份(重点)能对详细材料进行归类a.无机非金属材料天然石料、烧土制品、无机胶凝
20、材料如石灰、水泥等。b.金属材料包含钢铁材料及各种有色金属材料。c.有机质材料木材、竹材、沥青、合成高分子材料。d.复合材料钢筋混凝土、纤维混凝土、塑料混凝土、聚合物混凝土、玻璃钢、纤维增强塑料。(2)按材料起源分类天然材料、人工材料a.天然建筑材料如土料、砂石料、石棉、木材及其简单采制成品(如建筑石材)等。b.人工材料石灰、水泥、沥青、金属材料、土工合成材料、高分子聚合物等。(3)按功效分类结构材料、防水材料、胶凝材料、装饰材料、防护材料、隔热保温材料等。a.结构材料混凝土、型钢、木材等。b.防水材料防水砂浆、防水混凝土、镀锌薄钢板、紫铜止水片、膨胀水泥防水混凝土、遇水膨胀橡胶嵌缝条等。c.
21、胶凝材料石膏、石灰、水玻璃、水泥、混凝土等。d.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。e.防护材料钢材覆面、码头护木等。f.隔热保温材料石棉纸、石棉板、矿渣棉、泡沫混凝土、泡沫玻璃、纤维板等。二、建筑材料基本性质关键点:1、区分空隙率与孔隙率孔隙率材料中孔隙体积占百分比。空隙率粉状或粒状材料在某堆积体积内,颗粒之间空隙体积所占百分比。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,强度损失未超
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