水工建筑物设计与施工

'绪论1.水利工程：对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利目的而兴建的各项工程，总称为水利工程。2.水利枢纽：在水域的适当地点，为了一种或多种目的而集中布置若干个不同类型的水工建筑物，各自发挥不同作用并协调工作，构成一有机综合体，称为水利枢纽。3.水工建筑物按用途及其功能分类：水工建筑物按用途可分为多种用途的通用性建筑物和专门用途的专门性建筑物两大类（1）通用性建筑物按作用分类有：①挡水建筑物：用于拦截河流，形成水库或壅高水位。如各种坝、堤和海塘、水闸等。②泄水建筑物：用以宣泄水库（或渠道）在洪水期间或其他情况下的多余水量，以保证坝（或渠道）的安全。如各种溢流坝、溢洪道、泄水隧洞、分洪闸、泄水涵管等。③取水建筑物：用以从水库或河流放水、引水、提水的各种水工建筑物。是输水建筑物的首部，如进水闸、抽水站、各类深式取水口等。④输水建筑物：将水流输送到用水地点的各种水工建筑物。如河渠中的隧洞、涵洞、渡槽、倒虹吸管、管道等；⑤整治建筑物，为改善水流状态，防止水道冲淤破坏的各种水工建筑物。如丁坝、顺坝、导流堤、护岸、护底等。4.水利枢纽和水工建筑物规范标准:26 26 26 1雪野水利枢纽工程,以防洪为主，兼有城市供水、灌溉、养殖和旅游开发等综合利用功能，。总库容2.21亿m3，兴利库容11400万立方米，死库容280万立方米。该枢纽的水工建筑物包括大坝（30.3m）、溢洪闸、输水洞、电站等组成。2泰安胜利水库枢纽工程，库容4600万立方米，该枢纽的水工建筑物包括大坝（27.1m）、溢洪道、放水洞、电站等组成。试确定该枢纽等别和各水工建筑物级别。第一章重力坝1.工作原理：①满足稳定——利用自重在坝基面产生的摩擦力以及坝与地基间的凝聚力来抵抗水平水压力而维持稳定。②满足强度——利用自重引起的压应力来抵消由水压力产生的拉应力。2.工作特点优点：(1)安全可靠。重力坝剖面尺寸大，应力较低，筑坝材料强度高，耐久性好，因而抵抗水的渗漏、洪水漫顶、地震和战争破坏的能力都比较强。据统计，重力坝在各种坝型中失事率是较低的。(2)对地形、地质条件适应性强。重力坝段类似于固结在地基的短悬臂梁，所以在任何形状的河谷都可以修建。因为坝基承担的压应力不高，所以对地基的要求也较低，当坝的高度不大时甚至可以修建在土基上。(3)枢纽泄洪问题容易解决。重力坝可以做成溢流的，还可以设置坝身泄水孔辅助泄洪，一26 般不用另设河岸式泄水道，枢纽布置紧凑。(4)便于施工导流。在施工期间可以利用坝体导流，不需另设导流洞。(5)施工方便。大体积混凝土，可以采用现代机械化施工，在放样、立模和混凝土浇筑方面都比较简便。(6)结构作用明确。重力坝沿坝轴线用横缝分成若干坝段，各坝段独立工作，结构作用明确，应力分析和稳定计算都比较简单。缺点：断面较大，带来一系列问题(1)坝体剖面尺寸大，水泥用量多，坝体应力普遍较低，材料强度不能充分发挥(2)施工期大体积混凝土的温度应力和收缩应力较大，对温度控制的要求较高；(3)坝体与地基接触面积大，因而坝底的扬压力较大，对稳定不利；3.重力坝的类型（1）坝体高度高（>70m）、中（30-70m）、低坝（<30m）（2）坝体筑坝材料混凝土重力坝和浆砌石重力坝（3）泄水条件有溢流重力坝和非溢流重力坝（4）坝体结构型式分类26 4.作用在重力坝上的重要荷载：8个自重、上下游坝面静水压力、溢流坝反弧段动水压力、扬压力、浪压力、泥沙压力、冰压力、地震荷载5.扬压力：重力坝挡水后，在水位差作用下，上游水将通过坝体的孔隙和坝基裂隙向下游渗透，渗透水对坝体和坝基产生渗透水压力（水力学中称为“渗透动水压力）6.扬压力：含坝基和坝体内扬压力7.渗透水压力的特点：①同一点上各向压强相等——各向同性②垂直于作用面——方向③其铅直分力称为扬压力8.坝基扬压力包括两部分　　　　①下游水深引起的浮托力；②由上下游水位差引起的渗透压力；　即：坝基扬压力＝浮托力＋渗透压力9.一般情况下：设计烈度=基本烈度特殊情况下：设计烈度=基本烈度+1°（抗震设防类别为甲类）10.对于设计烈度6度以下时，地震荷载相对较小，设计中不考虑。对于7～9度时，应进行抗震设计，而大于9度时，应专门研究。11.重力坝的稳定分析（1）抗剪强度公式:坝体与坝基间看成是一个摩擦接触面，而不是胶结面。(a)当接触面呈水平时，其抗滑稳定安全系数为：26 b)当接触面倾向上游时，并有β的夹角时，其抗滑稳定安全系数为：（2）抗剪断公式认为坝体与基岩胶结良好，直接采用接触面上的抗剪断参数f′、c′计算抗滑稳定安全系数，即：26 f′——抗剪断摩擦系数c′——抗剪断凝聚力11.抗剪强度公式和抗剪断公式选用抗剪公式形式简单，f选择经验丰富，应用广，忽略了凝聚力，不合乎实际；抗剪断公式直接用接触面上的抗剪断参数f’、c’，物理概念明确，比较符合坝体的实际情况，逐渐采用较多。我国《SDJ21—78》补充规定中建议：当坝基内不存在可能导致深层活动的软弱面时，应按抗剪断强度公式计算；对中型工程中的中、低坝，也可按抗剪强度公式计算。12.抗滑稳定措施：（1）上游加斜坡，利用坝上水重（2）将坝基面开挖成倾上上游的斜面（3）横缝灌浆（4）抽水措施14.基本剖面：基本剖面是指坝体在自重、上游水压力和扬压力三个主要荷载作用下，满足稳定和应力要求并使其剖面最小的三角形剖面。形状：三角形剖面，顶点与水库最高水位齐平26 15.实用剖面：(1)图（a）上游面铅直，n=0适用条件：适于基面f、c值较大or坝内布置泄水孔情况，垂直面易于布置孔口进口设备缺点：重心偏于上游，空库or低水位时下游坝面易产生拉应力。(2)图(b)：工程中经常采用特点：上游坝面上部铅直而下部呈倾斜，既可利用部分水重来增加稳定性，又可保留铅直的上部便于管道进口布置设备和操作的优点。  上游折坡的起坡点位置应结合应力控制条件和引水、泄水建筑物的进口高程来选定。一般在坝高的1/3～2/3的范围内。(3)图(c)：为上游面呈倾斜的基本三角形加坝顶而成适用于基岩面f、c值较低情况。倾斜的上游坝面可以增加坝体自重和利用一部分水重，以满足抗滑稳定的要求。修建在地震区的重力坝，可采用此种剖面。16.泄水重力坝:坝身设有溢流面、底孔、中孔等泄水措施的重力坝称为泄水重力坝。——既是泄水建筑物，又是挡水建筑物。17.泄水重力坝的下游消能形式:(1)挑流消能(2)底流消能(3)面流消能(4)消力戽消能坝身泄水孔－无压坝身泄水孔－有压26 挑流消能方式应用最广，底流消能方式次之，而戽流和面流消能方式一般应用较少18.地基处理的目的1）保证坝基具有足够的强度。若不满足要求，可采取挖除、置换或灌浆措施。2）防止坝基渗漏。以减小渗流量，减小扬压力，防止砼渗透破坏。3）使坝基有足够的整体性、均匀性和刚度。以满足抗滑稳定的要求和减少不均匀沉降。4）使坝基有足够的耐久性。防止岩体性质在水的长期作用下发生恶化。19.坝基处理的内容(措施)（一）开挖、清基（二）岩基的固结灌浆（三）岩基的帷幕灌浆（四）岩基排水（五）断层破碎带处理第三章土石坝1.土石坝：使用当地材料（土料、石料）采用一定的施工方法（抛填、碾压、水力）填筑的挡水坝2.土石坝的类型：（1）碾压式土石坝（2）水力冲填式坝（3）水中填土坝（4）定向爆破坝3.按材料在坝体内的配置和防渗体位置分：（1）均质土坝（2）心墙坝（3）斜墙坝（4）多种土质坝4.浸润线：土石坝横断面与浸润面的交线称为浸润线。5.常见的渗透变形的型式：管涌，流土，接触流失，接触冲刷。6.土石坝的构造（内部）：防渗体，排水设施，反滤层，护坡，坝顶构造，各种连接措施。7.土坝的排水设备：坝体排水，坝坡排水，坝基排水。坝体排水：表面排水—贴坡排水，堆石棱体排水，坝内排水。坝坡排水：纵向排水沟，横向排水沟，岸坡排水沟。坝基排水：减压井，排水沟，砂井。8.排水设施主要作用：降低坝体浸润线，有利于下游坝坡稳定并防止土坝可能出现的渗透破26 坏。9.贴坡排水：不能有效地降低浸润线，适用场合：中小型且下游无水的均质坝及防渗体浸润线较低的中等高度的土坝。堆石棱体排水：能降低浸润线，适用场合：较高的土坝及石料较多的地区。坝内排水：当下游无水时，能有效地降低浸润线，适用场合:下游无水或水位较低的情况.常用于水力冲填坝。10.反滤层作用：滤土排水，防止土工建筑物在渗流逸出处遭受管涌、流土等渗流变形的破坏以及不同土层界面处的接触冲刷。对下游侧具有承压水的土层，还可起压重的作用。11.反滤层设计原则：a.一层的颗粒不能穿过下一层的孔隙，同一层内的颗粒不应移动；　b.土料除0.1mm以下颗粒不应穿过反滤；c.反滤不应被堵塞。12.反滤层位置：按《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定：土质防渗体（心墙、斜墙、铺盖、截水槽等）与坝壳或坝基透水层之间以及渗流逸出处都必须设置反滤层。13.土石坝的组成：均质坝，防渗体，坝壳，排水、护坡，反滤料及过渡层。14.均质坝土料：绝大多数采用粘性壤土。防渗体土料：一般可用粘性土。坝壳土料：级配良好的无粘性土（砂、砾石、卵石、碎石等）。排水、护坡土料：用新鲜岩石、卵石、碎石，不宜用风化料。反滤料及过渡层土料：应尽量采用天然砂砾筛分，也可用人工碎石。15.土石料填筑标准的确定：土料填筑标准的确定是土石坝设计的重要内容，它直接影响到施工过程和造价的大小。对粘性土，主要是确定填筑干容重及含水量；对非粘性土，主要是确定孔隙比和相对密度。16.对粘性土，主要是确定填筑干容重及含水量；对非粘性土，主要是确定孔隙比和相对密度。17.渗流分析任务：（1）确定坝体浸润线和下游渗流出逸点的位置，为坝体稳定、应力与变形的计算和排水体的选择提供依据。（2）计算坝体与坝基的渗流量,以便估计水库渗漏损失和确定坝体排水设备的尺寸。（3）计算坝体与坝基渗流逸出处的渗透坡降，以及不同土层之间的渗透坡降，以验算其渗26 透稳定性。18.渗流分析方法：流体力学法，水力学方法，流网法。19.防止渗透变形的工程措施：1、设置水平或垂直防渗体，以延长渗径，减小渗透坡降和阻截渗流；2、设置减压设备和盖重；3、设置反滤层。20.选择1.关于土石坝坝坡，下列说法不正确的有（）。A、上游坝坡比下游坝坡陡B、上游坝坡比下游坝坡缓C、粘性土料做成的坝坡，常做成变坡，从上到下逐渐放缓，相邻坡率差为0.25或0.5D、斜墙坝与心墙壁坝相比,其下游坝坡宜偏陡些,而上游坝坡可适当放缓些2.反滤层的结构应是（）。A、层次排列应尽量与渗流的方向水平B、各层次的粒径按渗流方向逐层增加C、各层的粒径按渗流方向逐渐减小，以利保护被保护土壤D、不允许被保护土壤的细小颗粒（小于0.1mm的砂土）被带走3．粘性土不会发生（）。A、管涌B、流土C、管涌或流土D、不确定4．下列关于反滤层的说法不正确的是（）。A、反滤层是由2～3层不同粒径的无粘性土料组成，它的作用是滤土排水B、反滤层各层材料的粒径沿渗流方向由大到小布置。C、相邻两层间，较小层的颗粒不应穿过粒径较大层的孔隙D、各层内的颗粒不能发生移动5．土石坝上、下游坝面如设变坡，则相邻坝面坡率差值一般应在（）围内。A、0.35—0.45B、0.15—0.25C、0.25—0.50D、0.50—0.756．一般坝顶不允许溢流的坝型为（）。A、拱坝B、浆砌石坝C、土石坝D、混凝土重力坝7．不能够降低土坝坝体浸润线的排水设备有（）。26 A、堆石棱体排水B、褥垫式排水C、贴坡式排水D、管式排水8.粘性土的填筑标准是（）。A、最优含水率B、孔隙率C、相对密度D、设计干重度及相应的含水率21.判断：1．上游坝坡长期处于水下饱和状态，水库水位也可能快速下降，为了保持坝坡稳定，上游坝坡常比下游坝坡为缓。（）2．土石坝的坝坡特征为，上部坡缓，下部坡陡。（）3．心墙坝的上、下游坝坡均比斜墙坝的缓。（）4．有限深透水地基上的心墙坝,一般都做有截水槽以拦截透水地基渗流。心墙土料的渗透系数常比坝壳土料的小得多,故可近似地认为上游坝壳中无水头损失,心墙前的水位仍为水库的水位。（）5．在渗流作用下，坝体或坝基中的细小颗粒被渗流带走逐步形成渗流通道的现象称为流土。（）6．粘性土的颗粒之间存在有凝聚力（或称粘结力），渗流难以把其中的颗粒带走，一般不易发生流土。（）7．反滤层一般是由2-3层不同粒径的非粘性土、砂和砂砾石组成的。层次排列应尽量与渗流的方向垂直，各层次的粒径则按渗流方向逐层减小。（）8．土石坝失稳形式主要是坝坡滑动或坝坡与坝基一起滑动。（）22.对比三大坝型的稳定分析：重力坝的稳定分析：校核大坝整体沿坝基面或软弱面发生滑动。拱坝的稳定分析：校核坝肩的稳定性，是沿坝肩的某一断面或软弱面产生滑动。土坝的稳定分析：是局部坝体或坝体连同部分坝基沿某一滑动面滑坡。23.提高土石坝坝坡稳定性措施：1、提高填土的填筑标准2、坝脚加压重或放缓边坡3、加强防渗、排水措施4、加固地基26 第二章拱坝土石坝与混凝土坝的比较第四章河岸溢洪道1.泄水建筑物分类：泄水建筑物：溢洪道（按其位置可分为）河床式河岸式深式泄水建筑物：坝身泄水孔坝下埋管水工隧洞2.在什么情况下采用坝外泄水建筑物？在水利枢纽中，1）如所用的坝型不适宜在坝上过水，2）或河谷狭窄而要求泄量很大，难在坝上布置泄放全部泄水，3）或有天然垭口适宜布置河岸溢洪道时。26 ∴需布置坝外泄水建筑物——河岸泄水建筑物。3.河岸泄水建筑物分类：——根据任务和运用要求分：溢洪道Spillway隧洞SpillwayTunnel4.河岸溢洪道的适用场合1.土石坝；2.河谷狭窄；3.泄量很大的水利枢纽，河床河岸同时布置，如第一、第二溢洪道；4.有天然垭口，在高程上合适，地质上抗冲能力强。5.河岸溢洪道的分类按水流方向是否变化分为：l正槽溢洪道—过堰水流方向与堰下泄槽纵轴线方向一致，此型式应用最广。l侧槽溢洪道Side-FlowSpillway—水流过堰后急转弯近90°，再经过泄槽或斜井或隧洞下泄；l井式溢洪道ShaftSpillway—水流从平面上呈环形的溢流堰四周向心汇入，再经竖井和隧洞下泄。l虹吸溢洪道SiphonSpillway—利用虹吸作用，使水流翻过堰顶的虹吸管，再经泄槽下泄。主要是希望在小水头时得到较大的泄量。6.正槽溢洪道组成（5部分）：进水渠（引水渠）、控制段（溢流堰段）、泄槽、出口消能段、出水渠段第七章水闸1.水闸的类型l节制闸（拦河闸）l进水闸（渠首闸）l冲沙闸l分洪闸l排水闸（排涝闸、泄水闸、退水闸）l挡潮闸l排冰闸26 2.水闸的组成部分及其作用由闸室、上游连接段和下游连接段三部分组成。（一）闸室是水闸的主体，起着控制水流和连接两岸的作用。组成：底板、闸门（胸墙）、闸墩、工作桥（启闭设备）、交通桥。底板：闸室的基础，它将闸墩、上部结构的重量、以及底板自重和所承受的水重一起传给地基。闸室的稳定主要靠底板与地基的摩擦力来维持，同时它还有防冲和防渗的作用。闸门：控制水流。闸门分为检修闸门和工作闸门。工作闸门用于正常运用时挡水、控制下泄流量。交通桥：满足交通要求。（二）上游连接段作用：引导水流平顺地进入闸室，保护上游河床及岸坡免受冲刷，并有防渗作用。组成：上游防冲槽、铺盖、上游翼墙、上游两岸护坡。上游翼墙：引导水流平顺进入闸室，保护两岸不受冲刷，并起到两岸防渗的作用。铺盖：主要起防渗作用，但其表明还应满足防冲要求。上游防冲槽：是保护铺盖上游端的加固工事，防止铺盖上游端冲刷后向下游扩展。（三）下游连接段泄水的出流段。作用：消能、防冲、安全排出经闸基及两岸的渗流。组成：护坦、海漫、下游防冲槽、下游翼墙及两岸护坡等。下游翼墙：使出闸水流均匀扩散，同时兼有防冲作用。护坦：用来消除水流动能的主要设施，并具有防冲作用。3.水闸的消能防冲一般只采用底流消能方式4.护坦与海漫的区别：护坦：不透水，主要靠漩滚消能。海漫：透水，促使水流流速逐渐衰减，并改变流速分布，使海漫末端的流速沿水深的分布接近天然河道正常分布状态，以减小水流的冲刷能力，主要是防冲作用。5.海漫构造要求:（1）海漫具有一定的柔性，以适应地基的变形。（2）有足够的透水性，以利排出渗水，增加稳定性，减小渗压。26 （3）表面比较粗糙，以利于消除余能。（4）海漫应有足够的抗冲能力。6.地下轮廓线：不透水的铺盖、板桩及底板与地基的接触线，即是闸基渗流的第一根流线，称为地下轮廓线，其长度即为水闸的防渗长度。7.提高闸室抗滑稳定性的工程措施①增加闸室底板的齿墙深度；②将闸门的位置向低水头一侧移动，或将水闸底板向高水位一侧加长；③适当增加闸室结构的尺寸；④增加防渗体的长度（铺盖、板桩），或在不影响防渗安全的前提下，将排水设施向闸室底板靠近，以减小渗透压力。⑤设置阻滑板，其阻滑力S作为强度储备。如有钢筋混凝土铺盖，可将铺盖与底板以钢筋铰接起来，使铺盖兼起阻滑板的作用。26 水利工程施工复习第一章：1.施工导流：在河流上进行水利水电工程建设时，为了使水工建筑物能在干地上进行施工，需要用围堰维护基坑，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。2、施工导流的基本方法：①段围堰法导流；•1.分段围堰法适用的条件分段围堰法导流一般适用于河床宽、流量大、施工期较长的工程，尤其在通航河流和冰凌严重的河流上。•2.分段围堰法特点分段围堰法导流，前期都利用束窄的原河道导流，后期要通过事先修建的泄水道导流，常见的有以下几种。①束窄河床导流（前期）②底孔导流（后期）③坝体缺口导流（后期）④厂房导流（后期）②全段围堰法导流。•分类：明渠导流、隧洞导流、涵管导流和渡槽导流。（1）明渠导流适用条件：适用于岸坡平缓或有宽广滩地的平原河道。（2）隧洞导流适用条件：一般山区河流，河谷狭窄，两岸地形陡峻，山岩坚实，采用隧洞导流较为普遍。（3）涵管导流一般在修筑土坝、堆石坝工程中采用。（4）渡槽导流一般只用于小型工程的枯水期导流。3、围堰：是导流工程中的临时挡水建筑物，用来围护施工基坑，保证水工建筑物能在干地施工。在导流任务完成以后，如果围堰对永久建筑物的运行有妨碍或没有考虑作为永久建筑物的一部分时，应予以拆除。4、截流概念、在施工导流中，只有截断原河床水流，才能把河水引向导流泄水建筑物下泄，在河床中全面开展主体建筑物的施工，这就是截流。5、截流程序、整个截流过程包括戗堤的进占、龙口范围的加固、合龙和闭气等工作。26 6、截流的基本方法：1立堵法（立堵法截流是将截流材料，从龙口一端向另一端或从两端向中间抛投进占逐渐束窄龙口，直至全部拦断。）2.平堵法（平堵法截流事先要在龙口架设浮桥或栈桥，用自卸汽车沿龙口全线从浮桥或栈桥上均匀地抛填截流材料直至戗堤高出水面为止。）3.平立堵法（有的工程先用平堵法保护河床或垫高河床以减少水深，再用立堵法合龙完成截流，这称为平立堵法）4.立平堵法（有的工程先用立堵法进占，而后在小范围龙口内用平堵法截流，这称为立平堵法）7、基坑排水的分类：按排水方式分为：明式排水和人工降低地下水位两种。8、人工降低地下水位的方法按排水工作原理可分为管井法和井点法两种。第二章爆破工程1、爆破漏斗当爆破在有临空面的有限介质表面附近进行时，若药包的爆破作用具有使部分破碎介质直接飞逸出临空面的能量时，往往形成一个倒立圆锥形的爆破坑，形如漏斗，称为爆破漏斗。2、（一）浅孔爆破（孔深小于5m，孔径小于75mm）（二）深孔爆破（孔深大于5m，孔径大于75mm）3、浅孔爆破法适用于爆破工作面较小、规模较小，地下复杂或有严格要求的爆破。深孔爆破法常用于大型工程深基坑开挖、大型采石场采石及大型劈坡开挖。4、爆破操作安全要求（判断）1.装填炸药应按照设计规定的炸药品种、数量、位置进行。装药要分次装入，用竹棍轻轻压实，不得用铁棒或用力压入炮孔内，不得用铁棒在药包上钻孔安设雷管或导爆索，必须用木或竹棒进行。当孔深较大时，药包要用绳子吊下，或用木制炮棍护送，不允许直接往孔内丢药包。2.起爆药卷应设置在孔全长的1/3～1／2位置上（从炮孔口算起），雷管应置于装药中心，聚能穴应指向孔底，导爆索只许用锋利刀一次切割好。3.遇有暴风雨或闪电打雷时，应禁止装药、安设电雷管和联结电线等操作。4.在潮湿条件下进行爆破，药包及导火索表面应涂防潮剂加以保护，以防受潮失效。5.爆破孔洞的堵塞应保证要求的堵塞长度，充填密实不漏气。填充直孔可用干细砂、砂子、粘土或水泥等惰性材料。最好用1:2～3（粘土:粗砂）的泥砂混合物，含水量在20％，分层轻轻压实，不得用力挤压。水平炮孔和斜孔宜用2：1土砂混合物，作成直径比炮孔小5～8mm，长100～150mm的圆柱形炮泥棒（或泥蛋）填塞密实。填塞长度应大于最小抵抗线26 长度的10％～15％，在堵塞时应注意勿捣坏导火索和雷管的线脚。6.导火索长度应根据爆破员在完成全部炮眼和进入安全地点所需的时间来确定，其最短长度不得少于lm。第三章土石坝工程1、土石坝包括各种碾压式土坝、堆石坝和土石混合坝，是一种充分利用当地材料的坝型。2、分类：①按施工方法：碾压式土石坝、抛填式堆石坝、水中填土坝、水力冲填坝（包括水坠坝）和定向爆破堆石坝等。①坝体结构型式：均质坝、土质防渗体分区坝、非土质材料（人工材料）防渗体坝。3、准备作业：施工导流，三通一平，架设通讯线路，修建生产、生活、办公用房、排水清基、坝基开挖、基础处理等4、根据工作装置的不同分为单斗挖掘机和多斗挖掘机。单斗式挖掘机：只有一个铲土斗的挖掘机械，为了适应不同施工作业的需要，可以将其工作装置加以更换，形成正向铲、反向铲、索铲和抓铲四种作业方式。5、水力开挖主要有水枪开挖和吸泥船开挖。6．土料的压实外力按其作用原理分为碾压、夯击和振动三类。碾压和夯击用于各类土，振动法仅适用于砂性土。常用的机械有羊脚碾、气胎碾、振动碾、夯实机械。羊脚碾仅适用于压实粘性土，不适用于压实非粘性土。振动碾最适合于碾压非粘性土。气胎碾既适合于碾压粘性土料又适合于碾压非粘性土料，有利于坝体防渗土料和坝壳料同时上升。夯实机械用于夯实砂砾料，也可以用于夯实粘性土。最适于在碾压机械难于施工的部位压实土料。7、土石料的压实标准及压实参数的选择1、粘性土料压实标准主要以压实干表观密度和施工含水量这两个指标来控制。砂土和砂砾石压实标准主要以干表观密度和相对密度作为设计和施工控制指标。石渣和堆石体压实标准宜用空隙率作为设计和施工控制指标。2、参数：施工控制含水量、铺土厚度、压实遍数第四章混凝土工程混凝土的制备：26 1.钢筋和模板作业是钢筋混凝土工程的重要辅助作业。合理组织钢筋和模板作业，不仅对保证施工安全和混凝土工程质量，加快施工进度具有重大意义，而且会带来明显的经济效益2.钢筋的加工钢筋的加工包括调直、除锈、配料、画线、剪切、弯曲、绑扎与焊接、冷加工处理等工序。3.模板的主要作用是对新浇塑性混凝土起成型和支承作用，同时还具有保护和改善混凝土表面质量的作用。4.模板按架立和使用特点分为固定模板、拆移模板、移动模板、滑升模板。固定式模板多用于起伏的基础部位或特殊的异形结构如蜗壳或扭曲面，因大小不等、形状各异难以重复使用；拆移式、移动式、滑升式可重复或连续在形状一致或变化不大的结构上使用，有利于实现标准化和系列化。5.模板的拆除：在同一浇仓的模板按“先装的后拆，后装的先拆”的原理，按步骤，有次序的进行，不能乱撬。6.大体积混凝土的温度控制措施26 （一）减少混凝土的发热量1.减少每立方米混凝土的水泥用量（1）根据坝体的应力场对坝体进行分区，对于不同分区采用不同标号的混凝土。（2）采用低流态或无坍落度干硬性贫混凝土。（3）改善骨料级配，选取最优级配，减少砂率，优化配合比设计，采取综合措施，以减少每立方米水泥用量。（4）掺用混合材料。粉煤灰，掺和料的用量可达水泥用量的25%～40%。（5）采用高效减水剂。高效减水剂不仅能节约水泥用量约20%，使28天龄期混凝土的发热量减少25%～30%，且能提高混凝土早期强度和极限拉伸值。2.采用低发热量的水泥降（二）低混凝土的入仓温度1.合理安排浇筑时间在施工组织上安排春、秋季多浇，夏季早晚浇，中午不浇，这是最经济有效降低入仓温度的措施。2.加冰或加冷水拌和混凝土混凝土拌和时，将部分拌和水改为冰屑，利用冰的低温和冰融解时吸收潜热的作用。实践证明混凝土拌和水温降低1℃，可使混凝土出机口温度降低0.2℃左右。这样，可最大限度将混凝土温度降低约20℃。（三）加速混凝土散热1.采用自然散热冷却降温2.在混凝土内预埋水管通水冷却第五章基础工程1.水工建筑物对地基基础的基本要求（1）具有足够的强度，能够承担上部结构传递的应力；（2）具有足够的整体性和均一性，能够防止基础的滑动和不均匀沉陷；（3）有足够的抗渗性，以免发生严重的渗漏和渗透破坏；26 （4）具有足够的耐久性，以防在地下水长期作用下发生侵蚀破坏。2.岩基灌浆按目的不同，有固结灌浆、帷幕灌浆和接触灌浆。3.岩基灌浆按灌注压力不同，有高压灌浆（灌浆压力大于3MPa）和低压灌浆（灌浆压力小于3MPa）。4.岩基灌浆按灌注材料不同，主要有水泥灌浆、水泥粘土灌浆和化学灌浆5.灌浆为确保岩基灌浆的质量注意以下问题：（1）钻孔灌浆次序：地基灌浆一般按照先固结后帷幕的顺序。（2）灌浆方法：按照灌浆时浆液灌注和流动的特点，灌浆方法有纯压式和循环式两种。按照钻孔灌浆的顺序，有全孔一次灌浆和分段灌浆两种。（3）灌浆压力：灌浆压力通常是指作用在灌浆段中部的压力，灌浆压力是控制灌浆质量的一个主要指标。6.锚固结构锚固结构一般由内锚固段（锚根）、自由段（锚束）、外锚固段（锚头）组成整个锚杆。其中内锚固段是必须有的，其锚固长度及锚固方式取决于锚杆的极限抗拔能力；锚头设置与否及自由段的长度，取决于是否要施加预应力及施加的范围；整个锚杆的配置，取决于锚杆的设计拉力。7.振动沉模防渗墙振动沉模技术是利用振冲力将空腹模板沉入土中，向空腹内注浆，边振动边拔模，浆沉留于孔中形成单块板墙，再将单板连成整体形成防渗连续墙。该技术适于砂性土、粘性土、淤泥、砂砾石地基等。造墙深度在20m以内，墙体厚度在8～25cm。8.固结体的形状与喷射流移动方向有关。目前常见的注浆方式有：（1）旋喷：旋转喷射，垂直提升，可形成圆柱桩，墙体厚，多用于长桩；（2）摆喷：摆动喷射，垂直提升，可形成扇形桩，墙厚中等，可作桩间防渗；（3）定喷：定向喷射，垂直提升，可形成板墙，墙厚较小，防渗墙的修筑以此法为好。9.水利工程中地基处理的方法因具体的地基情况和建筑物对地基的要求而不同，一般采用的方法：开挖清基——天然地基（满足强度、均匀）；置换回填——人工地基（满足强度、均匀、防渗）；26 接触灌浆——人工地基（满足抗滑、防渗）；固结灌浆——人工复合地基（满足加固、防渗）；帷幕灌浆——人工复合地基（满足防渗）；岩体锚固——人工复合地基（满足加固）；砂砾层灌浆——人工复合地基（满足加固、防渗）；地下连续墙——人工复合地基（满足防渗，加固）；砂土振冲挤密——人工复合地基（满足加固）；粘土振冲置换——人工复合地基（满足加固）；土工合成材料防渗墙——人工复合地基（垂直铺塑满足防渗）。按照加固地基的原理进行分类，除了清基开挖，建筑界目前将地基处理的方法分为置换、排水固结、灌入固化物、振密或挤密、加筋、冷热处理、托换、纠倾共八大类。第六章地下建筑工程1.平洞的施工程序平洞（倾角＜6°）施工方法有两种，即常用的钻眼爆破法及全断面掘进法（TunnelBoringMachine，简称TBM法）。平洞开挖方法（1）全断面开挖法——指平洞的设计断面一次性钻孔爆破成型，平洞的衬砌或支护，可在全洞贯通后进行，也可在掘进相当距离后进行。特点是：当地质条件较好，围岩坚固稳定，不需要临时支护或仅需局部支护的大小断面平洞中，又有完善的机械设备，均可采用全断面开挖方法，洞内工作面较大，有利于机械化施工。（2）断面分部开挖——台阶法（正台阶、反台阶）当缺乏大型施工机械设备而无法进行全断面开挖时，可采用断面分层开挖方法。即将工作面分为上下两层，上层超前2～4m，上下层同时爆破的掘进方法。断面衬砌的顺序，常见的有自下而上（地质条件好晚衬）、自上而下（地质条件差早衬）两种方式。2.竖井和斜井的施工程序竖井和斜井是水电站地下厂房中常见的建筑物，竖井和斜井高度较高，断面相对较小。26 井线与水平夹角大于75°的为竖井；井线与水平夹角为40～75°的为斜井；洞线与水平夹角为6～40°的为斜洞3.竖井——施工特点是竖向作业，即竖向开挖、竖向出碴和竖向衬砌。（1）全断面法——自上而下全断面竖井开挖法与隧洞的全断面施工类似。（2）导井法——即在竖井中部先开挖导井（断面积4～5m2），然后扩大的施工方法。4.斜井倾角＞48°的斜井，施工条件与竖井相近，可按竖井方法施工。倾角＜30°的斜洞，一般采用自下而上的全断面开挖法，用卷扬机提升出碴，开挖完成后衬砌。倾角在30～48°的斜井，可采用自下而上挖导井，自上而下扩大开挖的方法，利用重力溜碴，由下部通道出碴。5.隧洞灌浆隧洞灌浆有回填灌浆和固结灌浆。前者的作用是填塞围岩与衬砌间空隙，所以只限于拱顶一定范围内；后者的作用是加固围岩，提高围岩的整体性和强度，所以其范围包括断面四周的围岩。水工隧洞灌浆应按先回填后固结的顺序进行，回填灌浆应在衬砌混凝土达到70%设计强度后尽早进行。回填灌浆结束7天后再进行固结灌浆。喷锚支护是喷混凝土支护、锚杆支护、喷混凝土锚杆支护、喷混凝土锚杆钢筋网支护和喷混凝土锚杆钢拱架支护等不同支护型式的统称。它是地下工程支护的一种新型式，亦是奥地利隧道工程新方法（新奥法）的主要支护措施。6.喷混凝土的施工方法有干喷、潮喷、湿喷、半湿喷四种。主要区别是投料的程序不同，尤其是加水和速凝剂的时机不同。目前常用喷射混凝土有：素喷混凝土、钢筋网喷射混凝土、钢纤维喷射混凝土。钢筋网喷射混凝土是在喷射混凝土之前，在岩面上挂设钢筋网，然后再喷射素混凝土。主要用于软弱破碎围岩，更多的是与锚杆构成联合支护，在我国隧洞工程中应用较多。26 26'