水工建筑物复习纲要

'第一章绪论1．我国水资源的基本概况我国河川多年平均年径流量居世界第六位，人均水资源流量为世界人均占有量的1/4、列世界第121位。分布特点：（1）员辽阔、自然条件相差悬殊，水资源在时间和空间上分布不合理。（2）水资源分布与人口、耕地布局不相适应。2.水利工程的概念是指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利的目的而修建的工程。在时间上重新分配水源，做到防洪补枯，防止洪涝灾害和发展灌溉，发展水利、水电、航运事业。3、河道整治与防洪工程所承担的任务通过整治建筑物和其他措施，防止河道冲蚀，改道和淤积，使河流的外形和演变过程都能满足防洪和兴利的要求。其措施是建立“上拦下排，两岸分滞”的工程体系。4、农田水利工程所承担的任务通过建闸修渠等工程措施，形成良好的灌排系统，调节和改变农田水分状态和地区水利条件，符合农业生产发展的需要。其中包括：取水、疏水配水和排水工程。5、水力发电工程所承担的任务将巨大能量的水流转换为机械能，再通过发电机转换为电能的工程设施为水力发电工程。其中两个基本要素是：落差和流量。6、供水和排水工程所承担的任务供水是将水从天然水源取出，经净化加压，供给城市、工矿企业等用水部门；排水是排除工矿企业及城市废水、污水和地面雨水。7、航运工程所承担的任务包括船运和伐运。内河航运有天然水道（河流、湖泊）和人工水道（运河、水库）。8、水工建筑物按用途分类：挡水（闸和坝）、泄水（溢流坝、溢洪道、泄洪洞）、输水（疏水洞、引水管、渠道、渡槽）、取水（进水闸、扬水站）、整治（丁坝、顺坝、护岸）和专门建筑物（电站厂房、沉沙池、船闸、升船机、鱼道）六类。8、水工建筑物按使用时间分类：（1）永久建筑物：主要建筑物（闸、坝、泄水、输水、水电站厂房等）和次要建筑物（挡土墙、导流墙、工作桥及护岸等），（2）临时建筑物（围堰、导流建筑物等）。9、水工建筑物的特点：工程量大、投资多、工期长、工作条件复杂、施工条件复杂、对国民经济影响巨大。10、水利工程的分等和水工建筑物的分级？答案在书第8页11水利工程管理工作的基本任务（1）保证安全和完整的前提下充分发挥工程效益；（2）第二章1重力坝的特点？答：1、重力坝的优点：1）工作安全，运行可靠。2）对地形、地质条件适应性强。3）泄洪方便，导流容易。4）施工方便，维护简单。5）受力明确，结构简单。2、重力坝的缺点：1）坝体剖面尺寸大，材料用量多，材料的强度不能得到充分发挥。2）坝体与坝基接触面积大，坝底扬压力大，对坝体稳定不利。3）坝体体积大，混凝土在凝结过程中产生大量水化热和硬化收缩，将引起不利和温度应力和收缩应力。2重力坝的分类？ 答：（1）按坝的高度分类。坝高低于30m的为低坝，高于70m的为高坝，介于30~70m之间的为中坝。（2）按泄水条件分类。有溢流重力坝和非溢流重力坝。（3）按坝材料分类。有混凝土重力坝和浆砌石重力坝。（4）按坝体结构型式分类。①实体重力坝；②宽缝重力坝；③空腹（复孔）重力坝；④预应力锚固重力坝；⑤支墩坝（大头坝、连拱坝、平板坝）。3重力坝的基本剖面？答：重力坝承受的主要荷载是静水压力，控制剖面尺寸的主要指标是稳定和强度要求。重力坝的基本剖面选与水压力对应的、上游近于垂直的三角形。于1/3~2/3坝高处，上游坝坡系数常采用ｎ=0~0.2,下游坝坡系数常采用m=0.6~0.8，坝底宽约为B=(0.7~0.9)H.基本剖面的拟定，常采用工程类比法。4坝顶宽度？答：一般情况坝顶宽度可采用坝高的8%~10%，且不小于3m。碾压凝土坝坝顶宽不小于5m；5坝顶高程？答：非溢流重力坝的坝顶应高于校核洪水位，坝顶上游的防浪墙顶的高程应高于波浪高程，其与正常蓄水位或校核洪水位的高差Δh=h1%+hz+hc式中Δh——防浪墙顶至正常蓄水位或校核洪水位的高差，m；h1%——超值累积频率为1%时波浪高度,m,hz——波浪中心线高出正常蓄水位或校核洪水位的高度；m;hc——安全超高，m,坝顶或防浪墙顶高程=设计洪水位+Δh设坝顶或防浪墙顶高程=校核位+Δh设6重力坝荷载的类别？答：重力坝主要荷载，按随进间变异分三类：（1）永久作用。包括①坝体自重和永久性设备自重；②沙压力（有排少设施时可列为可变作用）；③压力。（2）可变作用。包括：①水压力；②扬压力（包括渗透压力和浮托力）；③动水压力（包括水流离心力，水流冲击力，脉动压力等）；④压力；⑤压力；⑥雪荷载；⑦动荷载。（3）偶然作用。包括：①地震作用；②校核洪水位时的静水压力。7荷载的组合？答：按承载能力极限状态设计时，应考虑基本组合和偶然组合两种作用效应组合。按正常使用状态设计时，应考虑短期组合和长期组合两种作用效应组合。1、荷载作用的基本组合（1）坝体的自重（2）以发电为主的水库，a、大坝上、下游面的静水压力；b、扬压力。（3）大坝上游淤沙压力，（4）大坝上下游侧向土压力。（5）以防洪为主的水库，a、大坝上下游面的静水压力；b、扬压力c、相应泄洪时的动水压力。（6）浪压力；（7）冰压力；（8）其他出现机会较多的作用。2、荷载作用的偶然组合（1）当水库泄放校核洪水时：①坝上下游面的静水压力；②扬压力；③相应泄洪时的动水压力。（2）地震力。（3）其他出现机会很少的作用。8重力坝产生滑动的可能界面？答：重力坝的稳定应根据坝基的质条件和坝体剖面形式，选择受力大，抗剪强度较低，最容易产生滑动的截面作为计算截面。9提高坝体抗滑稳定的几种工程措施？ 答：（1）利用水重。（2）采用有利的开挖轮廓线。（3）设置齿墙。（4）抽水措施。（5）加固地基。（6）横缝灌浆。（7）预加应力措施。（8）防渗排水。（9）空腹抛石。10溢流重力坝的泄流方式？答：溢流坝的泄水方式有堰顶溢流式和孔口溢流式两种。11溢流重力坝常见的消能方式？答：1、底流消能：多用于低水头、大流量的溢流重力坝。2、挑流消能：鼻坎一般用于基岩比较坚固的中、高溢流重力坝。常用的挑流鼻坎型号有连续式和差动式两种。3、面流消能：适用于下游尾水较深，水位变幅不大，下泄流量变化范围不大，以及河床和两岸有较高的抗冲能力的情况。4、消力戽消能12深式泄水孔按其作用分类及其作用？答：深式泄水孔按其作用分为泄洪孔、油沙孔、发电孔、灌溉孔、导流孔等。泄洪孔用于泄洪和根据洪水预报资料预泄洪水，可加大水库的调洪库容；冲沙孔用于排放库内泥沙、减少水库淤泥积；发电孔用于发电、供水；放水孔用于放空水库，以便检修大坝；灌溉孔要满足农业灌溉要求的水量和水温；导流孔主要用于施工期导流的需要。13深式泄水孔按其流态分类及其作用？答：深式泄水孔按其流态可分为压泄水孔和无压泄水孔。发电孔必须是有压流；而泄洪、冲沙、放水、灌溉、导流等可以是有压流也可以是无压流。14深式泄水孔按所处高度分类？深式泄水孔按所处高度不同可分为中孔和底孔；按布置的层数可分为单层泄水孔和多层泄水孔。15、通气孔和平压管的作用？答：平压管是埋在坝体内部，平衡检修闸门两侧水压以减少启门力的输水管道。平压管的直径应根据设计充时间确定，最长充水时间不超过8h。通气孔是向检修闸门和工作闸门之间的泄水孔道内充气和排气的通道。通气孔的断面设计一般取泄水孔断面面积的0.5%~1.0%。16混凝土的耐久性内容？答：（1）抗渗性。抗渗性能通常用W即抗渗等级表示。（2）抗冻性。通常用H即抗冻等级来表示。（3）抗磨性。（4）抗侵蚀性。（5）抗裂性。17混凝土的重力分缝原因和常缝类型？答：为了满足运用和施工的要求，防止温度变化和地基不均匀沉降导致坝体开裂，需要合理分缝。常见的有：横缝（又分永久性和临时性）、纵缝（按结构布置型式可分为：1、铅直纵缝；2、斜缝；3、错缝）、施工缝（坝体上下层浇筑块之间的结合面称水平施工缝。一般浇筑块厚度为1.5-4m，靠近基岩面用0.75~1.0m的薄层浇筑，利于散热，减少温升）。18重力坝对地基的要求？答：1、应具有足够的抗压和抗剪强度，以承受坝体的压力；2、应具有良好的整体性和均匀发，以满足坝基的抗滑稳定要求和减少不均匀沉降；3、应具有足够的抗渗性和耐久性，以满足渗透稳定的要求和防止渗水作用下岩体变质恶化。19地基的加固目的？答：1、提高基岩的整体性和弹性模量；2、减少基岩受力后的不均匀变形；3、提高基岩的抗压、抗剪强度；4、降低坝基的渗透性。 20重力坝的常用类型？答：1、碾压混凝土重力坝；2、浆砌石重力坝；3、宽缝重力坝；4、空腹重力坝；5、支墩坝（大头坝、连拱坝、平板坝）；6、预应力锚固重力坝；7、橡胶坝。21、重力坝在运用过程中的主要破坏形式？答：主要问题包括失稳、风化、磨损、剥蚀、裂缝、渗透、甚至破坏的现象。第三章1拱坝的特点？答：拱坝结构既有拱作用又有梁作用，因此具有双向传递荷载的特点。其所承受的水平荷载一部分由拱的作用传至两岸岩体，另一部分通过坚直梁的作用传到坝底基岩。2拱坝对地形的要求？答：理想的地形应是左右两岸对称，岸坡平顺无突变，在平面上向下游收缩的峡谷段，要有足够的岩体支承，以保证坝体的稳定。3拱坝对地质的要求？答：理想的地质条件是：基岩均匀单一、完整稳定、强度高、风度大、透水性小和耐风化。4供坝的形式？答：1、按拱坝的曲率分有单曲和双曲。2、按水平拱圈型式分为圆弧拱坝、多心拱坝、变曲率拱坝。5、拱坝的荷载及组合？答：（一）一般荷载1、水平径向荷载包括：静水压力、泥沙压力、浪压力及冰压力。静水压力是坝体上的最主要荷载，应由拱、梁系统共同承担，可通过拱梁分载法来确定拱系和梁系上的荷载分配。2、自重3、扬压力（二）温度荷载温度荷载是拱坝设计的主要荷载。（三）地震荷载6、拱坝坝身的泄水方式？答：拱坝坝身的泄水方式有：自由跌流式、鼻坎挑流式、滑雪道式及坝身泄水孔式等。7、拱坝泄流的特点？答：（1）水流过坝后具有向心集中现象，水舌入水处单位面积能量大，造成集中冲刷，因此消能防冲设计要防止发生危害性的河床集中冲刷。（2）拱坝河谷一般比较狭窄，当泄流量集中在河床中部时，两侧形成强力回流，淘刷岸坡，因此消能防冲设计要防止危及两岸坝肩的岸坡冲刷或淘刷。8、拱坝的消能形式：1、水垫消能2、挑流消能3、空中冲击消能4、底流消能。9、拱坝的分缝、接缝处理？答：1、不设置永久性横缝2、拱坝横缝一般沿径向或接近径向布置，对不太高的拱坝，也可用仅与1/2坝高处拱圈的半径方向一致的铅直面来分缝。横缝间距一般以15~20m.3、拱坝厚度较薄，一般可不设纵缝。对厚度大于40m的拱坝，可考虑设置纵缝。相邻坝块间的纵缝应错开、纵缝的间距约为20-40m。10、收缩缝按封拱时填灌方式不同可分为：窄缝和宽缝两种。宽缝又称回填缝，是在坝段0.7-1.2m的宽度，缝面设键槽，上游面设钢筋混凝土，然后用密实的混凝土填塞。11、拱坝的地基处理措施有：坝基开挖、固结灌浆、接触灌浆、防渗帷幕灌浆、坝基排水、断层破碎带和软弱夹层的处理等。 第四章土石坝问题一：稳定方面：不会产生水平整体位移，失稳的形式主要是坝坡的滑动或坝坡连同部分坝基一起滑动。为了保持坝坡稳定，需设置较平缓的上、下游坝坡和防渗排水设施。渗流方面：以坝体浸润线为界，线上的土为非饱和状态，线下土体则呈饱和状态。饱和土体，其抗剪强度指标也将相应降低，对坝坡稳定不利。为此，应设置防渗和排水措施，以减少水库的渗漏损失和保证坝坡的稳定性。冲刷方面：设计中，要求：1）坝体应有足够的超高2）坝坡应有相应的防冲措施。3）保证泄洪措施有足够的泄洪能力。沉陷方面：过大的沉陷将会降低坝顶的设计高程；而不均匀的沉陷将使坝体产生纵向、横向和各种走向的裂缝，危及坝身安全。观测资料表明，竣工后的坝体沉陷仍可达到坝高的0.5%～1.0%左右。因此，在设计坝顶高程时应适当考虑预留沉陷值—(1.0~2%)H。土石坝的分类方法：按坝高“低坝，中坝（30~70米），高坝按施工方法分：碾压式土石坝，水力冲填坝，定向爆破坝按材料分：1)土坝2)土石混合坝3)堆石坝。均质坝绝大部分由均一的土料分层填筑而成。筑坝料多用透水性较小的粘性壤土或砂质粘土，坝体具有防渗作用。因此，无需设置专门的防渗措施，问题二坝顶高程应为水库静水位加坝顶超高，坝顶超高可按式（4-1）计算图4-2坝顶超高计算图对有防渗体的土石坝，防渗体顶部的超高，并预留竣工后沉降量。具体要求是：正常运用情况，心墙坝超高值取0.3～0.6m，斜墙坝取0.6～0.8m；非常运用情况，防渗体顶部应不低于相应的静水位。当坝顶上游侧设有稳定、坚固和不透水且与防渗体紧密接合的防浪墙时，坝顶高程可用防浪墙墙顶的高程；但此时在正常运用情况下，坝顶最少应高出相应的静水位0.5m；在非常情况运用情况下，坝顶应不低于相应的静水位。最后指出：确定坝顶高程应分别按正常运用和非常运用情况计算，取其最大值作为设计坝顶高程。当坝址地震烈度大于6度时，应考虑地震影响。坝坡确定的基本规律：碾压式土石坝陡于水力冲填、水中填土坝；非粘性土分区坝陡于粘土均质坝坝坡。下游坝坡陡于上游坝坡。岩基坝坡陡于土基坝坡。坝的上部陡于下部。由上向下逐级变缓。每高差约15～20m，变化不宜大于0.25～0.50；常用坝坡一般取1:2.0～1:4.0。 问题三：渗流分析的目的：1）确定浸润线位置:为坝坡稳定计算和布置坝内观测管提供依据，根据浸润线的高低，选择排水设施型式和尺寸。2）确定渗透比降（坡降）：确定坝坡渗流逸出点和下游地基表面的渗透比降和不同土层的渗透比降，评判该处的渗透稳定性，以便确定是否应采取有效的防渗反滤保护措施。3）确定坝体与坝基的渗流量：估算水库的渗漏损失，以便加强防渗措施，把渗流量控制在允许的范围内。4）确定上游坝壳自由水面位置渗流分析的几种方法：解析法、手绘法、数值法渗透变形的几种形式：（1）管涌管涌是在渗流作用下，无粘性土中的细小颗粒从骨架孔隙中连续移动和流失的现象。（2）流土流土是在渗流作用下，土体从坝基表面隆起、顶穿或粗细颗粒同时浮起而流失的现象。（3）接触冲刷接触冲刷是当渗流沿两种不同的土层接触面流动时，沿层面夹带细小颗粒流失的现象，一般发生在两层级配不同的非粘性土中。（4）接触流失接触流失是渗流沿层次分明、渗流系数相差悬殊的两相邻土层的垂直面流动中，将渗透系数较小土层中的细小颗粒带入渗透系数较大土层中的现象。管涌Pc＜25%流土Pc≥35%中间为过渡型。防止渗透变形的几种措施：（1）设置垂直或水平防渗设施：拦截渗透水流，延长渗径，消刹水头，达到降低渗透比降的目的。（2）设置排水设施垂直和水平：减压井、排水渠、贴坡、棱体排水（3）盖重压渗措施（4）设置反滤层反滤层是提高坝体抗渗破坏能力、防止各种渗透变形特别是防止管涌的有效措施。在防渗体渗流出口处，如不符合反滤要求，必须设置反滤层问题四土石坝可能滑动的几种方式：（1）曲线滑动面，滑动面为曲线面。在粘性土中容易出现（2）直线或折线滑动面，这种滑动面多数发生在非粘性土料的坝坡。（3）复合滑动面，当坝基表面有软弱夹层时，滑动面上部呈弧形滑动、下部能呈直线滑动的复合滑动形式。土石坝的荷载类型：自重、渗透动水压力、孔隙水压力、地震惯性力计算边坡稳定的方法：不计条块间作用力瑞典圆弧法；简化的毕肖普法问题五坝体各组成部分对材料的要求： （1）防渗体对土料的要求:防渗土料用粘性土，1)渗透系数要求：均质坝应不大于1×10-4cm/s，心墙和斜墙应不大于1×10-5cm/s；2)水溶盐含量：均质坝、心墙坝应不大于3%；3)有机质含量（按质量计）：均质坝应不大于5%，心墙和斜墙应不大于2%；4)具有较好的塑性和稳定性；5)浸水与失水时体积变化较小。（2）坝壳土石料的要求p坝壳土石料应满足排水性能好、抗剪强度高、易压实和抗震稳定性良好的要求。p料场开采和坝区开挖的砂、砾石、卵石、石料和风化料及砾石均可作为坝壳的填筑材料。p均匀中细砂只能用于中、低坝坝壳浸润线以上的干燥区，高坝和地震区不宜采用这种土料。p下游坝壳应采用透水性能良好的土石料填筑。对软化系数低，不能压碎成砾石土的风化石料和软岩宜在坝壳的干燥区填筑。（3）反滤层、过渡层和排水体的要求：1）质地致密、抗水性和抗风化性能满足工程运用的技术要求；2）具有符合使用要求的级配和透水性；3）反滤料和排水体料中粒径小于0.0075mm的颗粒含量应不超过5%。§反滤料可利用天然或经过筛选的砂砾石料，也可采用块石、砾石轧制，或采用天然和轧制的混合料。III—V级低坝经论证可采用土工布作为反滤料。问题六：防渗体的类型及布置要求：按防渗体材料可分为：土质防渗体：粘性土心墙和斜墙等；非土质材料防渗体：沥青混凝土、钢筋混凝土心墙、斜墙、面板和复合土工膜等土质防渗体顶部最小厚度宜取3.0m。心(斜)墙顶部、上游墙面应设保护层，其厚度不得小于1.0m。土质防渗体与坝壳的上、下游接触面，如不能满足反滤要求，均须设置反滤层。排水设施的作用：、对渗入坝体内的水量。应设置排水设施，将渗水快速，有计划地排出坝外，以达到降低坝体浸润线和孔隙压力，防止渗流逸出区域产生渗透变形，保证坝坡稳定防止冻涨破坏的目的。几种常用排水体的形式：1．贴坡排水贴坡排水又称表面排水，它是在下游坝坡底部区域用石块或卵石加反滤层铺砌在坝坡表面。的排水设施。排水顶部超出坝体浸润线逸出点2.0m—1.5m。当下游有水时，排水顶面高程应高于波浪沿坡面的爬高；排水下游处应设置排水沟，并应具有足够的尺寸和深度，以便在沟内水面结冰后，下部仍有足够的排水断面。特点：这种形式的排水构造简单，省工节料，施工和检修都很方便。但不能降低坝体浸润线，且易因冰冻而失效；常用于中小型工程下游无水的均质坝或浸润线较低的中低坝。2．棱体排水棱体排水又称滤水坝趾，它是在下游坡脚处用块石堆筑而成的排水设施尺寸： 顶部高程：应大于该地区的冰结深度，并应满足波浪爬高的要求。高出下游水位1.0m—0.5m。顶部宽度：应根据施工和观测的要求确定，一般为1.0～2.0m。排水的内坡：一般为1：1.0～1：1.5；外坡：一般为1：1.5～1：2.0。为使逸出段的渗透比降分布均匀，在非岩性坝基上的棱体排水，应避免在棱体上游坝脚处出现锐角棱体排水体特点：安全可靠；可以降低坝体浸润线；可以增加坝坡的稳定性。缺点：需石料较多，造价也相对较高，且与坝体施工有干扰，检修有一定的困难。褥垫式排水是沿坝基表面由块石铺成的水平排水层。其伸入坝体内的深度一般不宜超过坝底宽的1/4～1/3；特点：能有效地降低坝体浸润线；增加坝基的渗透稳定，造价也较低；缺点：是不易检修，施工时容易堵塞。3．管式排水：4．综合型排水为充分发挥各种型式排水的优点，在实际工程中，常根据具体情况将2～3种不同型式的排水组合应用，称为综合型排水。例如：当下游高水位持续时间较长时，为节省石料，可考虑在下游正常水位以上用贴坡排水，以下用棱体排水；当浸润线较高采用棱体排水难以满足设计要求且下游有水时，可采用褥垫式排水与棱体排水组合或采用贴坡、棱体和褥垫式组合型排水型式。问题七土石坝地基处理的任务①控制渗流，要求处理后的地基不产生渗透变形和降低坝体浸润线，坝坡和坝基在各种情况下均要渗透稳定，渗流量在允许的范围内；②控制稳定，处理使坝基具有足够的强度，不致因坝基产生滑坡，软土层不致被挤出，砂土层不发生液化等；③控制变形，要求沉降量和不均匀沉降控制在允许的范围内（竣工后，不应大于坝高的1%），以免影响坝的正常运行。非岩石不同类地基的的处理方法：一、砂砾石地基处理；主要是解决渗流问题，处理方法：上防下排上防：黏土截水墙、混凝土防渗墙板桩和帷幕灌浆以及水平方向的防渗铺盖下排：铅直方向的减压井和反滤式排水沟以及水平方向的反虑式盖重二、软土地基处理1．细砂地基处理均匀饱和的细砂地基受振动时（遇地震时）极易液化，必须进行处理。1)全部挖除:当易液化地基厚度小且范围不广时。2)振动压密:当挖除困难或很不经济时，可进行振动压密或重锤夯实，其有效深度在1～2m之间，如采用重型振动碾，则可达2～3m，压实后土层可达中密或紧密状态。3)振冲强夯:当易液化细砂地基厚度较深时，宜采用振冲(碎石桩)、强夯等方法加密。2．淤泥地基处理淤泥地基含水率大，抗剪强度低，承载能力小，一般不适宜直接作为坝基，应进行处理。1)挖除:当淤泥土层较浅和分布范围不广时；2)压重法砂井排水法:当淤泥层较深，挖除难和不经济时，可采压重法或砂井排水法处理。 砂井尺寸:直径为30～40cm，井距约为（6～8）倍的井径，深度应伸入至潜在最危险滑动面以下。砂井的施工是在地基中打入封底的钢管，拔管后回填粗粒砂、砾石料。作用:一方面是加密地基，另一方面是通过砂井把地基土料的含水量从砂井中导出，从而加快地基固结，提高其承载力和抗剪强度。3．软粘性和淤泥地基处理挖除:软粘土地基土层较薄时宜全部挖除；砂井:当软粘土层较厚、分布范围较广、全部挖除难度较大或不经济时，可将表面强度很低的部分挖除，其余部分可用打砂井（同上）;插塑料排水带;加载预压、真空预压、振冲置换，以及调整施工速率等措施处理。问题八坝体与不同地基及岸坡连接一、坝体与土质坝基及岸坡的连接1、清基：把建筑物范围内（包括坝基和岸坡）的草皮、树根、含有植物的表土、蛮石、垃圾和其他废料清除，并将清理后的坝基表面土层压实。2、清除或处理：不符合设计要求的低强度、高压缩性软土和地震时易液化的土层；3、坝身防渗体应与坝基防渗设施连接：坝基防渗设施应座落在相对不透水土基上；坝基覆盖层与下游坝壳粗粒料接触处，应符合反滤要求，否则必须设置反滤层，以保证该处不发生渗透稳定问题。4、坝基开挖：为使防渗体与岸坡紧密结合，岸坡开挖应当大致平顺，避免做成台阶形状、反坡或突然变坡；注意：对岸坡本身的整体性和稳定性要求，防止蓄水后岸坡稳定条件恶化，要求土质岸坡沿坝轴方向开挖坡度不宜陡于1:1.5。5、土质防渗与岸坡连接：如因防渗体底面较窄而不满足防渗要求时，应加厚防渗体的断面和加强反滤层布置，以增加该处的防渗可靠性，渐变加厚断面二、坝体与岩石地基及岸坡的连接1.清基:要求清除坝基表面的垃圾、废料和杂物外，还应清除其表面松动的石块,凹处清除积土后应用混凝土回填。2.冲洗:开挖完毕后，宜用高压水枪冲洗干净;3.断层破碎带处理:对断层、张开节理裂隙应逐条开挖清理，并用混凝土或砂浆封堵。4.喷混凝土(水泥浆)坝基岩面上宜设混凝土盖板、喷混凝土或喷水泥砂浆，以利坝体底面与坝基岩面的结合。工程经验表明，在防渗体与岩石面之间建筑混凝土盖板对保证填土质量，便于施工、防止接触冲刷，特别是便于帷幕灌浆。5.预留保护层:对失水后很快风化的软岩（如灰岩、泥岩等），开挖时应留0.5m，待开始回填时，边开挖边回填，或开挖后用喷水泥砂浆或喷混凝土保护。非粘土土质防渗体与岩石接触处，在邻近接触面0.5～1.0米范围内，防渗体应改为粘土，并在略高于最优含水率情况下填筑，在填土前应用粘土浆对岩层表面涂刷抹面。 岸坡段防渗体底部渗经不足时，应加厚防渗体尺寸，直至满足要求为止。同时岩石岸坡开挖坡度应满足稳定要求。一般不宜陡于1:0.5。三、土石坝与混凝土建筑物的连接土石坝与混凝土建筑物的连接，使结合面具有足够的渗径长度和保护坝坡、坝脚不受冲刷的连接措施。土石坝与混凝土建筑物连接一般采用插入式和侧墙式（翼墙式和重力墩式等）两种型式。问题九土石坝检查工作的四个方面：经常检查、定期检查、特别检查、安全鉴定土石坝裂缝处理措施：开挖回填法、灌浆法、挖填灌浆结合法土石坝渗漏处理：上游截渗法（粘体斜墙法，抛土或放淤法，灌浆法，防渗墙法，黏土铺盖法，截水墙法），下游导渗法（导沟渗法，贴坡排水法，导渗砂槽法，排渗沟法，排水盖重法）土石坝的滑坡处理背水坡滑坡：采用上游防渗、下游压坡、导渗、放缓坝坡等措施因为淤泥等引起的滑坡，先挖除后回填因排水堵塞引起的，先恢复排水功能并筑压重台固脚因渗透引起的，要上游防渗透，下游修戕台第四章水闸问题一作用：控制水位、调节流量的低水头水工建筑物，是农田水利中龙头工程，常与堤坝、船闸、鱼道、水站、抽水站等建筑物组成水利枢纽，以满足防洪、排洪、航运、灌溉以及发电水利工程的需要。按所承担任务分：节制闸。调节水位，控制流量。枯水期借以抬高水位，以利取水和上游航运，洪水期用以控制流量。渠系建筑物中节制闸一般建于支渠分水口的下游，用以抬高水位，满足支渠引水需要。进水闸建在河道、湖泊的岸边或渠道，用来引水灌溉、发电或其他用水需要。灌溉渠系中建于干渠以下渠道首的进水闸，作用上报把上一级渠道的水分下一级渠道，分水闸、斗门、农门排水闸建在江河沿岸排水渠出口处，外河上涨时，关闸门防止洪水倒港灌，避免洪灾。当外河水位退落时，开闸排水防止涝害。具有双面挡水的作用。挡潮闸建在河流入流的河口地段，以防止海水倒灌。抬高内河水位，满足蓄淡灌溉。退潮排涝。有通航孔，还可平潮时通潮。具有双向挡水作用——排水闸、挡潮闸分洪闸:水闸的组成：上游连接段作用:将上游来水平顺地引进闸室,防止冲刷。组成及作同上游翼墙：引导水流平顺进闸。铺盖：起防渗作用,并要胡防冲作用。护坡、护底：保护河岸及河床不受冲刷。上游防冲槽：保护护岸头部,防止河床冲刷而护底方向发展。下游连接段包括消力池、海漫、下游防冲槽、下游翼墙 及护坡等（使水流经有效消能后平顺流出闸室，与下游河床段连接）。①消力池：紧接闸室布置，具有形成水跃和保护水跃范围内河床允许受冲刷作用，是消能的主要措施。②海漫：布置在消力池后面，继续消除余能，调整流速分布用块石砌成。③防冲槽：海漫的末端防冲措施，防止海漫后河床冲刷面上游发展。④下游翼墙：水流均匀护散，并保护两岸免受冲刷。⑤护坡：布海漫和防冲槽范围内，一般用块石。闸室段是水闸主体，包括底板、闸墩、库门、胸墙、岸墙、工作桥、交通桥。底板：闸室基础，承受闸室全部荷载，较均匀地将荷载传给地基并利用底板与地基土磨擦来维持闸室稳定，还有防冲防渗作用。闸墩：分隔闸孔、支取闸门和桥梁。工作桥：供布置启闭和工作人员操作机器之用。岸墙：闸室与河岸的连接结构，主要以挡土，并且有侧向防渗作用。问题二、水闸选择的要求：P184问题三：水闸消能防冲过闸水流特点:出闸流速较大，紊动强烈。上游水位差较小。出流型式随闸门开启程序而变化。冲刷原因:淹没水跃没有发生或水跃淹没过大。出流扩散下均匀，产生折冲水流。上、下游水位差较小，形成波状水跃，消能效率低消能方式基本消能方式：底流消能为主，由消力池、海漫、防冲槽等部分组成。其型式可根据水流情况、地形条件、施工能力消能效果等选用波状水跃的防止措施：①波状水跃的产生②波状水跃的防止折冲水流防止：①总体布置时，尽量使上游渠道有一段较长的顺直段，确保来水顺均匀。②控制下游翼墙的扩散角，扩散角宜7~12，使水流均匀扩散。③制订合理的闸的开启程序，注意均匀齐步，间隔对称等开启原则，力避开启、关闭时大起大落和多孔闸部分闸孔泄流的运用方式。问题四常用防渗及排水设施布置和要求类型： 水平防渗设备：铺盖垂直防渗设备：齿墙、板桩和防渗墙等铺盖板桩齿墙排水体与反滤层目的：改善排水为了继续降压，并将渗流安全地导向下游。型式：平铺式。材料：透水性强的粗砂、卵石。板桩作用：铺盖前端或室底板上游端时，降低渗透压力，设在闸室底板下游侧的矩板主要为减小出口处的渗透压力。布置：入土角度为闸上水头（0.6~1.0）倍。材料：木、竹、砼、钢筋混凝土问题五闸室结构布置包括底板、闸墩、胸墙、闸门、工作桥和交通桥等部分闸墩作用：分隔闸孔，支承闸以及上部结构胸墙作用：减少闸的高度，减轻立门重和降低对启闭机重量的要求工作桥作用：设置启闭机和管理人员操作启闭设备之用问题六闸门的分类：按工作性质分：工作闸门、事故闸门、检修闸门按材料分：钢闸门、钢筋混凝土闸门，木闸门及铸铁闸门等常用启闭机种类：卷扬式、螺杆式和油压式问题七水闸承受荷载的种类：自重、水重、水平水压力、扬压力、浪压力、泥砂压力、土压力、地震作用地基处理方法：换土垫层：适用于软土地基桩基础法沉井基础法问题八水闸两岸连接建筑物的作用P239（5条）问题九：P247第四章河道溢洪道问题一在水利枢纽中，为了防止洪水漫过坝顶，危及大坝和枢纽的安全，必须布置泄水建筑物，以宣泄水库按运行要求不能容纳的多余来水量。常用的泄水建筑物有河床式溢洪道、河岸溢洪道。对于以土石坝及某些轻型坝型为主坝的枢纽，常在坝体以外的岸边或天然垭口布置溢洪道，称河岸溢洪道。溢洪道除应有足够的泄洪能力外，还应保证在运用期间的自身安全和下泄水流与原河道水流得到良好的衔接。河岸溢洪道的型式河岸溢洪道其主要型式有正槽溢洪道、侧槽溢洪道、井式和虹吸式四种。 （1）正槽溢洪道：其泄槽与溢流堰轴线正交，过堰水流与泄槽轴线方向一致，正槽溢洪道适用于各种水头和流量，并且水流条件好，运用管理方便。因此，在实际工程中，大多数以土石坝为主坝的水利枢纽都采用这种溢洪道。（2）侧槽溢洪道：其溢流堰与泄槽的轴线接近平行，过堰水流在较短距离内转弯约90º，再经泄槽泄入下游。它适宜坝肩山体高，岸坡较陡的情况（3）井式溢洪道：，这种溢洪道由溢流喇叭口段、竖井段和泄洪隧洞段组成。水流进入环行溢流堰后，经竖井和泄水隧洞段流入下游。这种泄水设施的主要建筑物是泄水隧洞.缺点:水流条件复杂，超泄能力小，容易产生空蚀和振动。在工程实践中，布置这种泄洪设施往往与导流隧洞相结合，施工期采用隧洞导流，竣工后废洞利用。专门布置竖井式溢洪道泄洪在我国应用较少。（4）虹吸式溢洪道：，它是一种封闭式溢洪道，其工作原理是利用虹吸的作用泄水。当库水位达到一定的高程时，淹没了通气孔，水流经过堰顶并与空气混合，逐渐将曲管内的空气带出，使曲管内产生真空，虹吸作用发生而自动泄水。这种溢洪道的优点是能自动调节上游水位，不需设置闸门。其缺点是超泄能力较小，构造复杂，且工作可靠性较差，在大中型工程应用较少。以上四种类型的泄洪设施，前两种设施的整个流程是完全敞开的，故又称为开敞式溢洪道，而后两种又称为封闭式溢洪道。问题二正槽溢洪道一般由进水渠段、控制段、泄槽段、消能防冲设施和出水渠五个部分组成进水渠是水库与控制段之间的连接段;作用:进水及调整水流。控制段又称溢流堰段，是控制溢洪道泄洪流量的关键部位。泄槽的水流特点是高速、紊乱、掺气、惯性大，对边界变化非常敏感。河岸溢洪道消能设施:一般采用挑流消能或底流消能，有时也可采用其他型式的消能措施。出水渠的作用是使溢洪道下泄的洪水顺畅地流入下游河床。问题三侧槽溢洪道一般由控制段、侧槽、泄槽、消能防冲段和出水渠等部分组成。问题四非常泄洪道的启用标准：一般情况下，当库水位达到设计洪水位后即应启用。由于超设计标准的洪水是稀遇的，故非常溢洪道启用机会很少，为此非常溢洪道的结构布置可以简化些。一、漫流式漫流式非常溢洪道的布置与正槽溢洪道类似，堰顶高程应选用与非常溢洪道启用标准相应的水位高程。控制段（溢流堰）通常采用混凝土或浆砌石衬砌，设计标准应与正槽溢洪道控制段相同，以保证泄洪安全。控制段下游的泄槽和消能防冲设施，如行洪过后修复费用不高时可简化布置，甚至可以不做消能设施。控制段可不设闸门控制，任凭水流自由宣泄。溢流堰过水断面通常做成宽浅式，故溢流前缘长度一般较长。因此，这种溢洪道一般布置在高程适宜、地势平坦的山坳处，以减少土石方开挖量。二、自溃式自溃式非常溢洪道有漫顶溢流自溃式和引冲自溃式两种型式。 漫顶溢流自溃式由自溃坝（或堤）、溢流堰和泄槽组成。自溃坝布置在溢流堰顶面，坝体自溃后露出溢流堰，由溢流堰控制泄流量，如图6-17所示。自溃坝平时可起挡水作用，但当库水位达到一定的高程时应能迅速自溃行洪。为此，坝体材料宜选择无粘性细砂土，压实标准不高，易被水流漫顶冲溃。当溢流前缘较长时，可设隔墙将自溃坝分隔为若干段，各段坝顶高程应有差异，形成分级分段启用的布置方式，以满足库区出现不同频率稀遇洪水的泄洪要求。浙江南山水库自溃式非常溢洪道，采用2 m宽的混凝土隔墙将自溃坝分为三段。三、爆破引溃式与自溃式类似，爆破引溃式非常溢洪道是由溢洪道进口的副坝、溢流堰和泄槽组成。当溢洪道启用时，引爆预先埋设在副坝廊道或药室的炸药，利用爆破的能量把布置在溢洪道进口的副坝强行炸开决口，并炸松决口以外坝体，通过快速水流的问题五泄洪能力不足的处理：加高大坝加大泄洪断面改善溢洪设施增设泄洪设备清除阻洪设施第八章1、渠道的分级：灌溉渠道一般分为干、支、斗、农四级固定渠道。干、支渠主要起输水作用；称为输水渠道；斗、农渠主要起配水作用，称为配水渠道。1、渠道的布置要求：应综合考虑地形、地质、施工条件及挖填平稀、便于管理养护等各种因素。3、渡槽的概念和作用：渡槽是输送水流跨越渠道、河流、道路、山冲、谷口等的架空输水建筑物。4、渡槽的组成：渡槽由槽身、支承结构、基础及进出口建筑物等部分组成。5、渡槽的类型：分为梁式渡槽和拱式渡槽（1）梁式渡槽分为简支梁、双悬臂梁式、单悬臂梁式（2）拱式渡槽按材料可分为砌石、混凝土和钢筋混凝土等，按主拱圈的结构形式可分为板拱、肋拱和双曲拱等渡槽。6、渡槽总体布置的主要内容包括槽址选择、形式选择、进出口布置、基础布置。7、渡槽总体布置的基本要求是：流量、水位满足灌区需要；槽身长度短、基础、岸坡稳定，结构选型合理；进出口顺直通畅，避免填方接头；少占农田，交通方便，就地取材等。8、桥梁的类型答：桥梁的分类方法较多，常按用途不同、结构形式和受力特点渠道上的桥梁，按照荷载的不同可分为以下几种：（1）生产桥。桥面宽一般为2-2.5m.（2）拖拉机桥。桥面净宽一般为3.5-4.0m（3）低标准公路桥。桥面净宽4.5m按结构形式和受力特点分类，可分为梁式桥、拱桥和桁架桥等。9、桥面的构造：它主要包括行车道板、桥面铺装、人行道、栏杆、变形缝、排水设施等。10、荷载的分类：作用在桥梁上的荷载主要有：1、恒载（静荷载及永久荷载）包括梁上部结构物自重及附属设备重、填土重及土压力等。2、车辆荷载（活荷载）及其影响力，包括车辆及其产生的冲击力、制动以及所引起的土侧压力等。3、其他荷载及外力。包括人群荷载温度变化及混凝土收缩影响力、支座阻力、水的浮力、冰压力、漂浮力的撞击力以及施工荷载。11、桥梁上荷载的组合方式：桥梁的荷载组合有两种： 1、主要荷载组合：由恒载、车辆荷载、汽车荷载的冲击力、车辆荷载引起的土侧压力及人群荷载组成。2、附加荷载组合1）由恒载和平板挂车或履带车荷载组成（又称验算荷载组合）；2）由主要荷载组合中的一种或几种与可能同时作用的一种或几种荷载和外力级成。12、倒虹吸管作用：倒虹吸管是设置在渠道与河流、山沟、谷地、道路等相交处的压力输水建筑物。一般在下列情况时采用：（1）渠道跨越宽深河谷，修建渡槽、填方渠道或绕线方案困难或造价高时；（2）渠道与原有渠、路相交，因高差较小不能修建渡槽、涵洞时；（3）修建填方渠道影响原有河道泄流等。13、倒虹吸管的组成：倒虹吸管一般由进口、管身和出口三部分组成。14、倒虹吸管的形式根据流量大小及运用要求，可采用单管、双管或多管。根据管路埋设情况及高差大小，倒虹吸管的布置形式可分为：1、竖井式；2、斜管式；3、曲线式；4、桥式15、倒虹吸管进出口布置：进口段包括进入口、拦污栅、闸门、启闭台、进口变段及沉沙池等。进口具有平顺的轮廓，以减小水头损失，并应满足稳定、防冲和防渗等要求。1、进口的形式和布置（1）进口段应修建在地基较好，透水性小的地基上。（2）单管倒虹吸进口一般不设置闸门，通常在侧墙设闸门，以便在检修和清淤时使用，需要时临时安装插板挡水。（3）为了防止漂浮物或人畜落入渠内被吸入倒虹吸管内，在闸门前需设置栏污栅。（4）沉沙池的主要作用是拦截渠道水流携带的大粒径砂石和杂物，以防止进入倒虹吸管内引起管壁磨损和淤积堵塞。（5）倒虹吸管进口前一般设渐变段与渠道平顺连接，以减少水头损失。（6）大型或较为重要的倒虹吸管进口一般设置退水闸。2、出口的形式和布置出口段包括出水口、闸门、消力池、渐变段等，其布置形式与进口段相似。16、跌水和陡坡的概念：在东差建筑物中水流呈自由抛射状态跌落于下游消力池的叫跌水；水流受陡槽约束而沿槽身下汇的叫陡坡。17、单级跌水、多级跌水的运用条件及其组成部分：跌水有单级跌水和多级跌水两种形式，二者构造基本相同，一般单级跌水的跌差小于3~5m，超过此值时宜采用多级跌水。单级跌水常由进口连接段、跌水口、消力池和出口连接段所组成。多级跌水的组成和构造与单级跌水相同。只是将消力池作成几个阶梯，各级落差和消力池长度都相等，使每级具有相同的工作条件，并便于施工。多级跌水有设消力槛和不设消力槛两种形式。18、陡坡的组成及不同组成部分的布置：陡坡由进口连接段、控制堰口、陡坡段，消力池和出口连接段组成。（一）陡坡段的布置在平面布置上，陡坡底可作成等宽的、底宽扩散和菱形三种。陡坡段的横段面常作为梯形或矩形。（二）消力池及出口连接段陡坡出口消能一般都采用消力池，提高消能效果，消力池中常设一些辅助消能工，如消力齿、消力墩、消力肋及尾槛等。19、渡槽过水能力不足处理措施：1、减少过水断面的糙率2、加大过水断面面积3、调整渡槽上、下游比降4、调整槽身比降或调换槽身形式。 20、渡槽槽身漏水处理措施：1、对于一般非受力裂缝及其漏水的处理多采用表面涂抹、凿槽嵌补、环氧基液粘贴橡皮或玻璃丝布等方法2、渡槽接缝损坏而产生漏水，一般应进行接缝止水处理，如橡皮压板式止水、套环填料式止水、粘贴橡皮或玻璃丝布止水等，使用较多的是填料式和粘贴式止水。21、倒虹管漏水的处理措施：1、裂缝漏水的处理：（1）凡管壁裂缝宽度小于0.1mm的，对渗透和钢筋锈蚀均无显著影响，可不做处理，当裂缝宽度超过0.1mm时应进行处理，以防裂缝漏水，造成破坏。（2）裂缝的处理应达到管身补强和防渗漏的目的，如内衬钢板、钢丝网水泥砂浆、钢丝网环氧砂浆、环氧基液由玻璃丝布，聚氯乙烯胶泥填缝及涂抹环氧浆液等2、接头漏水的处理（1）对于受温度影响较大，仍需保持柔性接头的管理道，可先在接缝处充填沥青麻丝，然后在内壁表层用环氧砂浆贴橡皮。（2）为了防止钢制虹吸管接头漏水，首先要求设计时，采用加强管壁风度的有效措施，在运用管理中，每年的冬修都必须拆开伸缩节，进行止水材料的更换。第九章1、坝址和坝型的选择条件当河谷狭窄，地形条件良好时，适宜修建拱坝；河谷宽阔，地质条件较好，可以选用重力坝；河谷宽阔、河床覆盖层深厚，地质条件较差又有适宜的土石料时，可以选用土石坝。一、地质条件二、地形条件三、建筑材料四、施工条件五、综合效益2、枢纽布置的一般原则（1）枢纽布置应保证各建筑物在任何条件下都能正常工作。（2）在满足建筑物的强度和稳定的条件下，使枢纽总造价和年运行费较低。（3）枢纽布置应考虑施工导流、施工方法和施工进度等；应使施工方便、工期短、造价低。（4）枢纽中各建筑物布置紧凑，尽量将同一工种的建筑物布置在一起；尽量使一个建筑物发挥多种用途，充分发挥枢纽的综合效益。（5）尽可能使枢纽中的部分建筑物早日投产，提前受益。（6）考虑枢纽的远景，应对远期扩大装机容量、大坝加高、扩建等留有余地。（7）枢纽的外观与周围环境要协调，在可能的条件下尽量注意美观。3、枢纽布置方案选择时，需比较的项目：（1）主要工程量（2）主要建筑材料用量（3）施工条件（4）运用管理条件（5）建筑物位置与自然的适应情况（6）经济指标（7）其它'