水工建筑物考试重点

'重力坝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。水工建筑物的类别：①挡水建筑物：坝和水闸、堤防、海塘②泄水建筑物：溢流坝、坝身泄水孔、各式岸边溢洪道、泄水隧洞③输水建筑物：引水隧洞、渠道、渡槽④取水建筑物：引水隧洞的进口段、灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站⑤整治建筑物：丁坝、顺坝、导流堰、护底和护岸⑥专门建筑物：专为发电用的压力前池、调压室、电站厂房；专为灌溉用的沉沙池、冲沙闸；专为过坝用的船闸、升船机、鱼道和过木道等。2.水工建筑物与水利枢纽：为了满足防洪要求，获得灌溉，发电，供水等方面的效益，需要在河流的适宜地段修建不同类型的建筑物，用来控制与分配水流，这些建筑物称为水工建筑物，而由不同类型的水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。3.水利工程的特点：（1）工作条件复杂。（2）受自然条件制约，施工难度大（3）效益达，对环境影响也大（4）失事后果严重。4.解决水工问题的方法：理论分析，数值分析，实验研究法，原型观测与监测，工程经验。5.水利技术工作包含：勘测，规划，工程设计，工程施工，工程管理，科技开发。6.水利水电工程为什么要分等分级？水利工程工作失常，会直接影响经济效益，而工程失事，将给社会带来巨大的财产损失和人为的灾害。水利是国民经济的基础产业，工作失常会导致社会经济运转受到阻滞和破坏，甚至形成社会问题。因此，根据水利水电工程的规模，效益和在国民经济中的地位对其进行分等分级。7.建筑物安全储备的表达形式：单一安全系数法和分项系数极限状态设计法。8.水工建筑物失事情况统计。P199.水工建筑物的可靠度分析：安全性，耐久性，适用性。在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的概率。10.重力坝：用混凝土或者石料等材料修筑，主要依靠坝体自重保持稳定的坝。11.重力坝工作原理：重力坝在水压力与其他荷载作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定的要求；依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力产生的拉应力。12.作用与荷载：作用为外界环境对水工建筑物的影响。荷载为直接作用在结构体上的作用，在进行结构分析时，如果开始即可用一个明确的外力来代表外界环境的影响，则此作用称为荷载。13.重力坝承受的荷载与作用：自重﹑静水压力﹑扬压力﹑冻水压力﹑波浪压力﹑泥沙压力﹑冰压力﹑土压力﹑温度作用﹑风作用﹑地震作用。具体的参考课本14.地震惯性力：发生地震时由地震加速度和建筑物质量引起的惯性力。15.地震动水压力：地震时，坝前坝后的水也随着震动，形成作用在坝面上的激荡力，称为动水压力。16.荷载组合：基本组合与特殊组合。基本组合：（1）坝体及其上固定设备的自重；（2）正常蓄水位或设计洪水位时的静水压力；（3）相应于正常蓄水位或设计洪水位时的扬压力（4）泥沙压力（5）相应于正常蓄水位或设计洪水位时的浪压力（6）冰压力（7）土压力（8）相应于设计洪水位时的动水压力（9）其他出现几率较多的荷载。特殊组合：（1）校核洪水位时的静水压力（2）相应于校核洪水位时的扬压力（3）相应于校核洪水位时的浪压力（4）相应于校核洪水位时的动水压力（5）地震作用（6）其他出现几率很少的荷载。17.重力坝的抗滑稳定分析18.提高坝体抗滑稳定的工程措施：（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19.应力分析的目的：为了检验大坝在施工期间和运用期是否满足强度要求，同时也是研究，解决设计和施工中的某些问题。 20.应力分析的过程：首先进行荷载计算和荷载组合，然后选择适宜的方法进行应力计算，最后检验坝体各部分的应力是否满足强度要求。21.应力分析的方法：1.模型试验法2.材料力学法3.弹性理论的解析法4.弹性理论的差分法5.弹性理论的有限元法。22.重力坝的应力分析（材料力学法）：基本假定（1）坝体混凝土为均质，连续，各向同性的弹性材料（2）视坝段为固接于地基上的悬臂梁，不考虑地基变形对坝体应力的影响。并认为各坝段独立工作，横缝不传力。（3）假定坝体截面上的正应力σy按直线分布，不考虑廊道对坝体应力的影响。23.边缘应力的计算24.各种因素对坝体应力的影响：（1）地基变形模量对坝体应力的影响；（2）纵缝对坝体应力的影响；（3）坝体混凝土分区对坝体应力的影响；（4）分期施工对坝体应力的影响；（5）温度变化及施工过程对坝体应力的影响。具体参考书本P64-6825.重力坝的渗流分析：在渗流过程中，如果各运动要素与（如压力及流速）时间无关，称为稳定渗流场。混凝土与岩体都是透水材料，坝建成蓄水运行一段时间，在坝体与坝基内形成稳定渗流后，应将渗流压力按渗流体积力计算。只有当水库骤然蓄水至设计水位或者地基为不透水岩体时，可按库底水压力计算。26.施工期的温度应力包括地基约束引起的应力和内外温差引起的应力。27.温度控制的目的：一是防止混凝土温升过高、内外温差过大及气温骤降产生各种温度裂缝；二是为做好接缝灌浆，满足结构受力要求，提高施工功效，简化施工程序提供依据。28.坝体竣工后，经过较长时间的散热，当外界变化只影响靠近坝体表面的混凝土，而内部各点的温度变幅极微时，称为稳定温度。将稳定温度用等值线表示，即为坝体的稳定温度场。29.重力坝的基本剖面：指坝体在自重，静水压力和扬压力3项主要荷载作用下，满足稳定和强度的要求，并使工程量最小的三角形剖面。30.重力坝的承载能力极限状态：坝体沿地基面中软弱结构面滑动和坝址因超过筑坝材料的抗压强度而破坏的极限状态。重力坝的正常使用极限状态：坝踵不出现拉应力。31.抗震计算包括抗震强度和抗震稳定计算。32.抗震措施：①做好地基处理，适当提高底部混凝土标号，做好接触灌浆和固结灌浆；②在重量、刚度、变形、地质条件沿坝轴线有突变的位置，设置横缝；③确保施工质量，加强温控措施与养护，尽量减少表面裂缝；④适当增加顶部部位的刚度，减轻质量，提高砼标号，必要时可在上、下游面布设钢筋；⑤在坝内孔口及廊道附近拉应力区，适应增设钢筋；⑥为了便于检修，增设坝后桥。33.泄水重力坝：泄水重力坝既是挡水建筑物又是泄水建筑物，其泄水方式有坝顶溢流和坝身泄水孔泄水。泄水重力坝可承担泄洪，向下游输水，排沙，放空水库和施工导流等任务。34.空化和空蚀：在自然条件下，水体中含有很多很小的气核，当过坝水流中某点的压强降至饱和蒸汽压强时，气核迅速膨胀为小气泡，这种现象称为空化。若空泡溃灭发生在靠经过水坝面，局部冲击力大于材料的内聚力时，可使坝面遭到破坏，这种现象称为空蚀。35.水流脉动：泄水建筑物的水流属于高度紊动的水流，其基本特征为流速和压力随时间在不断地变化，即所谓脉动。36.冲击波：在高速水流边界发生变化处，如断面收缩，扩大，转弯处，将产生冲击波。37.常用的消能工形式：底流，挑流，面流，消力戽消能。其相关概念。 38.坝身泄水孔：（1）:有压泄水孔：布置在出口，门后为大气，可以部分开启：出口高程较低，作用水头较大，断面尺寸较小。缺点是，闸门关闭时，孔内承受较大的内水压力，对坝体应力与防渗都不利，常需钢板衬砌。（2）无压泄水孔：工作闸门布置在进口。为了形成无压水流，需要在闸门后将孔的顶部升高。闸门可以部分开启，闸门关闭后孔道内无水。明流段可不用钢板衬砌，施工简便，与有压泄水孔相比，对坝体削弱较大。39.坝高超过100m时，可以建在新鲜，微风化或弱风化下部基岩上；坝高在50-100m时，可建在微风化至弱风化上部基岩上；坝高小于50m时，可建在弱风化中部至上部基岩上；两岸岸坡较高部位的坝段，其利用基岩的标准可适当放松。40.坝基固结灌浆的目的：提高基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。一般在应力较大的坝踵和坝址附近进行固结灌浆。41.帷幕灌浆的目的：降低坝底渗流压力，防止坝基内产生机械或化学的管涌，减少坝基渗流量。42.坝基排水的目的：进一步降低坝底面的扬压力，应在防身帷幕后设排水孔幕。43.重力坝的分缝和分块（why、how）：（1）分缝：有横缝和纵缝。横缝垂直坝轴线，将坝体分成若干个独立的坝段，其作用是减小温度应力，适应地基不均匀变形和满足施工要求。横缝有永久性和临时性两种。纵缝平行坝轴线，将一个坝段分成几个坝块，待其温度接近稳定温度后再进行接缝灌浆，纵缝是为了适应混凝土的浇筑能力和减小施工期的温度应力。纵缝按其布置型式分为：铅直纵缝、斜缝、错缝。44.其他形式的重力坝：a)浆砌石重力坝：坝体是用块石或粗料石和胶结材料砌成的重力坝。b)宽缝重力坝：为了充分利用混凝土的抗压强度，将实体重力坝横缝的中下部扩宽为具有空腔的重力坝，称为宽缝重力坝。c)空腹重力坝：坝体内沿坝轴线方向设有较大空腔的重力坝称为空腹重力坝。d)支墩坝：由一系列支墩和挡水面组成，支墩沿坝轴线排列，前面设挡水面板，也依靠重力维持稳定的坝称为支墩坝。库水压力、泥沙压力等荷载通过面板传给支墩，再由支墩传到地基。（支墩坝按结构型式分为：大头坝、连拱坝、平板坝）45.碾压混凝土坝与常态混凝土坝相比，具有以下优点：a)工艺程序简单，施工快，工期短，可提前发挥工程效益；b)胶凝材料用量少；c)由于水泥用量少，结合薄层大仓面浇筑，坝体内部混凝土的水化热温升可大大降低，从而简化了温控措施；d)不设纵缝，节省了模板和接缝灌浆等费用，有的甚至整体浇筑，不设横缝；e)可使用大型通用施工机械设备，提高混凝土运输和填筑的工效；f)工程造价降低。46.重力坝的分缝和分块（why、how）：（1）分缝：有横缝和纵缝。横缝垂直坝轴线，将坝体分成若干个独立的坝段，其作用是减小温度应力，适应地基不均匀变形和满足施工要求。横缝有永久性和临时性两种。纵缝平行坝轴线，将一个坝段分成几个坝块，待其温度接近稳定温度后再进行接缝灌浆，纵缝是为了适应混凝土的浇筑能力和减小施工期的温度应力。纵缝按其布置型式分为：铅直纵缝、斜缝、错缝。1.拱坝为固接于基岩的空间壳体结构，在平面上呈凸向上游的拱形，其拱冠剖面呈竖直或向上游凸出的曲线形。坝体结构既有拱作用又有梁作用，所受荷载一部分通过拱的作用压向两岸，一部分通过竖直梁的作用传到坝底基岩。 2.拱坝的特点：（1）稳定特点。坝体的稳定主要依靠两岸拱端的反力作用，因此对坝址的地形、地质要求条件较高，对地基处理的要求也较严格。（2）结构特点。拱坝属于高次超静定结构，超载能力强，安全度高，当外荷载增大或大的某一部位发生局部开裂时，坝体的拱和梁的作用将会自行调整，使坝体应力重新分配。（3）荷载特点。坝身不设永久伸缩缝，温度变化和岩基变形对坝体应力的影响比较显著，设计时必须考虑基岩变形，并将温度作用列为一项主要荷载。3.拱坝的地形与地质条件：理想的地形为左右两岸对称，岸坡平顺无突变，在平面上向下游收缩的峡谷段。理想的地质条件为基岩比较均匀，坚固完整，有足够的强度，透水性小，能抵抗水的侵蚀，耐风化，岸坡稳定，没有大的断裂构造和软弱夹层，在荷载作用下不产生大的变形。4.拱坝的类型：（1）按建筑材料和施工方法分：常规混凝土拱坝，碾压混凝土拱坝，砌石拱坝。（2）按坝高分类：大于70m为高坝，30~70为中坝，小于30为低坝。（3）按拱圈线形分：单心圆，双心圆，三心圆，抛物线椭圆拱坝等。（4）按坝面曲率分：单曲拱坝与双曲拱坝。5.拱坝合理的体型为：在满足枢纽布置，运用与施工等要求的前提下，通过调整其外形与尺寸，使坝体材料强度得到充分发挥，不出现不利的应力状态，并保证坝基岩体的稳定，而工程量最省，造价最低。（即满足强度、稳定要求，同时造价要低、工程量最省）6.拱圈中心角：拱圈中心角越大，拱圈厚度越小，材料强度可以得到充分的利用。但是过大的中心角将使拱轴线与河岸基岩的、等高线间的交角过小，拱端推力过于趋向岸边，对坝肩稳定不利。7.拱拱冠梁的形式与尺寸：坝顶厚度，坝底厚度，剖面尺寸。在U形河谷中，宜采用上游铅直的单曲拱，在V形河谷中，宜采用具有竖向曲率的双曲拱坝。8.双曲拱坝的参数：凸点与坝顶的高程、凸度与最大倒悬度。具体表达式参考课本P154。9.拱坝的荷载与组合。自重：先浇筑，后一次封拱，由梁单独承担。其他如需要提前蓄水，坝体浇筑到某一高程之后提前封拱择优拱梁共同承担自重。10.对于薄拱坝可以不考虑扬压力的影响，对于重力拱坝与中厚拱坝应该考虑。11.温度作用为温度的改变值。温度应力的产生一方面由于温度的变化，一方面由于温度变形产生了约束。12.当坝体温度低于封拱温度时，坝轴线收缩，使坝体向下游变位。由此产生的弯矩与剪力的方向与水压力作用产生的相同，但轴力方向相反。坝体温度高于封拱温度则相反。因此，温降对坝体应力不利，温升将使拱端推力加大，对坝肩岩体稳定不利。13.拱坝的应力分析。（1）纯拱法：假定坝体由若干个独立的水平拱圈叠合而成，每层拱圈可作为弹性固端拱进行计算。拱圈的轴向力，剪力，拱端基岩变形不能忽略。（2）拱梁分载法：拱梁分载法是将拱坝视为由若干个水平拱圈与竖直悬臂梁组成的空间结构。坝体承受的荷载一部分由拱系承担，一部分由梁系承担，拱和梁的荷载分配由拱系和梁系在各交点处地变位一致的条件来确定。荷载分配可以采用试载法与解方程方法。（3）拱冠梁法：按照中央悬臂梁与若干层水平拱在其交点变位一致的原则分配荷载的方法。适用于对称以及接近对称的拱坝。（4）有限元法。等效应力法。14.拱坝的稳定分析。拱坝失稳包括：坝肩岩体失稳和沿基建面及其附近软弱面的上滑失稳。15.稳定分析方法：刚体极限平衡法，有限元法，地质力学模型试验法。16.拱坝坝身泄水方式：自由跌落式，滑雪道式及坝身泄水孔式。17.拱坝的消能与防冲形式：跌流消能，挑流消能，底流消能。18.拱坝分缝与接缝处理和地基处理。与重力坝对照。19.浆砌石拱坝的砌体分缝：（1）当气温接近年最高气温时，停止砌筑；当气温低于年平均气温时，施工不分缝。在气温超过年平均气温的季节，可分段浇筑，到气温接近或低于年平均气温时封拱。（2）坝体全年施工，砌筑时坝体分缝，在气温等于或略低于年平均气温时封拱。 20.碾压混凝土（RCC）的体型设计。坝体多采用单曲拱坝，且坝内孔、洞布置相对集中。泄洪建筑物尽量采用坝顶表孔或隧洞泄洪，当泄洪量比较大时，可以采用两者结合的方式。对发电系统，一般采用饮水式厂房布置。21.碾压混凝土拱坝与常态混凝土拱坝在应力分析上的不同主要表现在自重应力与温度应力上。常态混凝土拱坝是分段浇筑的，在横缝未灌浆前，各坝段单独承受，混凝土的自重作用只产生竖直的梁向应力，而不产生水平的拱向应力。同时，施工期坝体的温度变化不产生整体温度应力。而碾压混凝土是通仓浇筑的，自重应力一开始就受拱圈约束，自重作用不但产生竖直的梁向应力，还产生水平的拱向应力，碾压混凝土入仓温度即为封拱温度，施工期坝体混凝土的温度回降将引起很大的拱向拉应力，而温度回降值与混凝土的入仓温度直接相关。因此一般在低温季节浇筑混凝土，以降低入仓温度。1.土石坝的定义：是由土以及当地材料填筑而成的坝。2.土石坝的特点：（1）可以就地、就近取材，节省木材、钢材和水泥。减少工地的外线运输量。（2）能适应各种不同的地形，地质与气候条件。（3）大容量、多功能、高效率的施工机械的发展，提高了土石坝的压实密度，减小了土石坝的断面，加快了施工进度，降低了造价，促进了搞土石坝建设的发展。（4）由于岩体力学理论，试验手段和计算技术的发展提高了分析技术水平，加快了设计进度，进一步保障大坝安全设计的可靠性。（5）高边波，地下工程结构，高速水流消能防冲等土石坝配套工程设计和施工技术的发展，对加速土石坝的建设和发展起到了重要的促进作用。3.土石坝设计的基本要求：（1）具有足够的断面以保持坝体的稳定。（2）设置良好的防渗与排水设施以控制渗流。（3）根据现场条件选择筑坝土石料的种类、坝的结构形式以及各种土料在坝体内的配置。（4）坝基足够稳定。（5）泄洪建筑物具有足够的泄洪能力，坝顶在洪水位以上要有足够的安全超高，以防洪水漫顶，造成坝的失事。（6）采取适当的构造措施，使坝运用可靠与耐久。4.土石坝按坝高可以分为低坝、中坝与高坝。分类与拱坝相同。5.土石坝的分类：（1）按施工方法分：碾压式土石坝、充填式土石坝、水中填土坝、定向爆破土石坝。（2）按土料在坝身内的配置与防渗体所用的材料分：均质坝，土质防渗体分区坝（心墙吧、斜心墙坝、斜墙坝）非土质材料防渗体坝。6.坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和。有四种计算方法：（1）设计洪水位加上正常运用条件下的坝顶超高。（2）正常蓄水位加上正常运用条件的坝顶超高。（3）校核洪水位加上非常运用条件下的坝顶超高。（4）正常蓄水位加上非常运用条件下的坝顶超高，在加地震安全超高。坝顶超高d=R+e+A.R为波浪在坝坡上的设计爬高，e为风浪引起的坝前水位雍高，A为安全加高。最后坝高取四者计算的最大值。7.坝顶宽度：高坝顶宽可选10-15m，低坝可选5-10m。8.坝坡坡率的选择：（1）上游坝坡长期处于饱和状态加之水位有可能快速下降，，因此上游坝坡比下游的缓。（2）土质防渗体斜墙坝上游坝坡比心墙坝的缓，心墙坝的下游坝坡比斜墙坝的缓。（3）粘性土料的稳定坝坡为一曲面，上部坡陡，下部坡缓。砂土与堆石的稳定坝坡为一平面，可采用均一坡率。（4）由粉土，砂，轻壤土修建的均质坝，透水性较大，要适当放缓下游坝坡。（5）当坝基或者坝体土料沿坝轴线分布不一致时，应分段采用不同的坡率，在各段间设过渡区，使坝坡缓慢变化。9.中、低高度的均质坝，其平均坡率为1:3.土质防渗体心墙坝，下游坝壳为堆石时，坡率为1:1.5-1:2.5；下游为土料时，为1:2-1:3.上游坝壳采用堆石时，常用1:1.7-1:2.7，采用土料时，常用为1:2.5-1:3.5.斜墙坝下游坝坡取值宜偏陡，上游取值宜偏缓。10.土石坝的渗流分析内容包括：（1）确定坝体内浸润线及其下游逸出点的位置，绘制坝体及坝基内的等势线分布图与流网图；（2）确定渗流的主要参数——渗流流速与比降；（3）确定渗流量。 11.渗流分析的目的在于：（1）依据渗流力确定稳定的坝体形式与尺寸；（2）作为坝体防渗布置与土样布置的依据；（3）确定渗流量以后计算水流损失和确定排水系统的容量。12.渗流分析的水力学计算方法：渗流量q与渗流水深Hx的计算方法。13.土石坝的渗流变形及防护。渗流变形：（1）管涌：在渗流作用下，土中的细颗粒由骨架孔隙通道中被带走而流失的现象。主要发生在较疏松的无粘性土当中。（2）指在向上渗流作用下，表层局部土体被顶起或者粗细颗粒群发生浮动而流失的现象。（3）接触冲刷：指渗流沿着渗流系数不同的两种土层接触面上或是建筑物与地基接触面上流动时发生的现象。（4）接触流土：在渗流系数相差悬殊的两种土层交界面上，由于渗流垂直于层面流动，将渗流系数较小土层中的细颗粒带入渗流系数较大的土层中的现象。14.土石坝的稳定分析方法：建立在极限平衡理论基础之上的。假设达到极限平衡状态，土体将沿某一滑裂面产生剪切破坏而失稳，滑裂面上的各点，土体均处于极限平衡状态，满足摩尔-库伦强度条件。15.土的本构模型：岩土本构关系及其应力与应关系的研究是进行应力与变形分析的基础。16.非线性弹性E-B模型是一种双曲线形非线性弹的性模型，以土的切线模量E与体积模量B作为参数。17.由于心墙与坝壳土料变形性质的不同，在坝体内产生“拱”效应，使心墙部位显著卸载，而在过渡区内形成应力集中。18.坝壳料主要用于保持坝体的稳定，应具有比较高的强度。下游坝壳的水下部位及上游坝壳的水位变动区内则要求具有良好的排水性能。19.土石坝的防渗体定义：该部位土体比其他坝壳部位更不透水，，它的作用是控制坝体内浸润线的位置，并保持渗流稳定。防渗体厚度T由平均容许比降J确定。20.坝顶上游侧设防浪墙。21.坝体排水的形式：（1）棱体排水：在下游坝脚处用块石堆成棱体。可以降低浸润线，防止坝坡冻胀，保护尾水位的下游坝脚不受波浪冲刷，还可以与坝基排水相连。（2）贴坡排水：用1-2层堆石或者砌石加反滤层直接铺设在下游坝坡表面，不深入坝体的排水设施。（3）坝内排水:褥垫排水层，网状排水带，排水管，竖式排水体。22.反滤层作用：滤土排水，防止土工建筑物在渗流溢出处遭受管涌、流土等渗流变形的破坏以及不同土层界面处地接触冲刷。23.反滤层的两种类型：I型反滤，反滤层位于被保护土层的下部，渗流方向主要由上向下，如斜墙后的反滤层。ＩＩ型反滤：反滤层位于被保护土层的上部，渗流方向主要由下向上，如位于地基渗流溢出处的反滤层。渗流方向水平而反滤层为垂直的，属过渡型，如心墙，减压井等。Ｉ型反滤层要承受其防止渗流变形的保护土层的自重与渗流压力的双重作用，其防止渗流变形的条件更为不利。24.砂砾石坝基的处理。其主要问题：进行渗流控制，解决方法是做好防渗与排水。措施:(1)垂直防渗措施，包括粘性土截水槽，混凝土防渗墙，灌浆帷幕；（2）上游水平防渗铺盖；（3）下游排水设施，包括水平排水层，排水沟，减压井，透水盖重等25.坝体与混凝土建筑物的连接:插入式与翼墙式。26.混凝土面板堆石坝的分区：迎水面为混凝土面板；然后从上游向下游方向划分为垫层区，过渡区，主堆石区，下游堆石区；在周边缝下游侧设置特殊垫层区；100m以上的高坝，还宜在面板上游面底部设置上游铺盖区及盖重区。27.趾板：趾板是面板的底座，其作用是保证面板与河床及岸坡间的不透水连接，同时也作为坝基帷幕灌浆的盖板与滑模施工的起始工作面。1.水闸的组成部分及各部分的作用： 水闸由闸室、上游连接段、下游连接段三部分组成。闸室是水闸的主体，包括闸门、闸墩、边墩（岸墙）、底板、胸墙、工作桥、检修便桥、交通桥、启闭机等。闸门用来挡水和控制流量，闸墩用来分隔闸孔和支撑闸门、胸墙、工作桥、检修便桥、交通桥。底板是闸室的基础，用以将闸室上部结构的重量及荷载传至地基，并兼有防渗和防冲的作用。工作桥，交通桥和检修便桥用来安装启闭设备、操作闸门和联系两岸交通。上游连接段包括两岸的翼墙和护坡以及河床部分的铺盖，有时为保护河床免受冲刷还加做防冲槽和护底，上游连接段用以引导水流平顺的进入闸室，保护两岸及河床免遭冲刷，并与闸室等共同构成防渗地下轮廓，确保在渗透水流作用下两岸和闸基的抗渗稳定性。下游连接段包括护坦、海漫、防冲槽以及两岸的翼墙和护坡，用以消除过闸水流的剩余能量，引导出闸水流均匀扩散，调整流速分部和减缓流速，防止水流出闸后对下游的冲刷。2.闸孔设计与堰型的选择：闸孔设计包括：选择堰型、确定堰顶或底板高程、确定单孔尺寸及闸室总宽度。常用堰型有宽顶堰和低实用堰。宽顶堰泄流能力较稳定，但自由泄流时流量系数小，容易产生波状水跃；低实用堰自由泄流时流量系数较大，水流条件好，选择适宜的堰顶曲线可以消除波状水跃，但泄流能力受尾水位变化影响较大，泄流也不如宽顶堰稳定。当上游水位较高，为限制过闸单宽流量，需要抬高堰顶高程时，常选用低实用堰。3.闸室单孔宽度和闸室总宽度。我国大中型水闸的单孔宽度一般采用8~12m。闸室总宽度L=nl+(n-1)d，n为闸孔孔数，d位闸墩厚度，l为单孔宽度。4.地下轮廓线和防渗长度以及地下轮廓线的布置与基土的关系。不透水的铺盖、板桩及底板与地基的接触线，是闸基渗流的第一根流线，称为地下轮廓线。其水平段和垂直段长度的总和即为防渗长度。粘性土地基，布置地下轮廓线时主要考虑如何降低作用在底板上的渗流压力，以提高闸室的抗滑稳定性，对粘性土地基一般不用板桩；砂性土地基，布置轮廓线时应以防止渗流变形和减少渗漏为主。5.水闸的消能设计：平原地区的水闸，由于水头低，下游水位变幅大，一般都采用底流式消能。底流消能工的作用时通过在闸下产生一定淹没度的水跃消除余能，保护水跃范围内的河床免遭冲刷，故需要有适宜的淹没度。当为谁深度不能满足要求时，可采取：降低护坦高程；在护坦末端设消力坎；既降低护坦高程又建消力坎等措施形成消力池，促使水流在池内产生一定淹没度的水跃；有时还可在护坦上设消力墩等辅助消能工。6.提高闸室沿基底面的抗滑稳定性的措施有：（简答）（1）增加铺盖长度或帷幕灌浆深度，或在不影响抗渗稳定的前提下将排水设施向水闸底板靠近，以减少作用在底板上的渗流力；（2）利用上游钢筋混凝土铺盖作为阻滑板；（3）将闸门位置略向下游一侧移动，或将水闸底版向上游一侧加长，以便多利用一部分水重；（4）增加闸室底板的齿墙深度；（5）增设钢筋混凝土抗滑桩或预应力锚固结构。第七章岸边溢洪道1.正槽溢洪道与侧槽溢洪道正槽溢洪道由引水渠、控制段、泄槽、出口消能段、尾水渠等部分组成，溢流堰轴线与泄槽轴线接近正交，过堰水流方向与泄槽轴线方向一致。 侧槽溢洪道由溢流堰、侧槽、泄水道、出口消能段等部分组成，溢流堰大致沿河岸等高线布置，水流经过溢流堰泄入与堰大致平行的侧槽后，在槽内转向约90度，经侧槽或泄水隧洞流入下游。正侧对比：正、侧溢洪道的主要区别在于侧槽部分；侧槽溢洪道的水流相对较复杂；侧槽溢洪道的溢流堰多采用实用堰，正槽溢洪道的溢流堰常选用宽顶堰和实用堰；当坝址处山头较高，岸坡陡峭时可采用侧槽溢洪道，当坝址附近有马鞍形山口，山口高程接近水库正常蓄水位，其下游山沟能使下泄洪水很快回归河槽时，适于设置正槽溢洪道，另外岸边平缓或有阶状台地时也适宜采用正槽溢洪道。2.正槽溢洪道溢流堰的型式与选择：溢流堰按断面形状和尺寸分为：薄壁堰、宽顶堰、实用堰；按在平面布置上的轮廓线形状分为：直线形堰、折线形堰、曲线形堰、环形堰；按堰轴线与上游来水方向的相对关系分为：正交堰、斜堰，侧堰。宽顶堰在泄量不大或附近地形较平缓的中小型工程中应用较广；大中型水库，特别是岸坡较陡时多采用实用堰；驼峰堰时我国从工程实践中总结出来的一种新型的复合圆弧低堰，适用于软弱地基。3.泄槽的平面布置与纵、横剖面：正槽溢洪道在溢流堰多用泄水陡槽与出口消能段连接，以便将过堰洪水安全地泄向下游。泄槽在平面上宜尽可能采用直线、等宽、对称布置，这样可以使水流平顺、结构简单、试工方便。实际工程中常需设置收缩段、扩散段或弯曲段，溢流堰后先接收缩段，再接等宽泄槽，最后接出口扩散段。泄槽纵剖面设计主要时决定纵坡，纵坡必须大于临界坡度；横剖面在岩基上接近矩形，以使水流分布均匀，有利于下游消能，在土基上采用梯形但边坡不宜太缓，以防止水流外溢和影响流态，一般为1：1~1：1.5。第八章水工隧洞1.闸门在隧洞中的布置：（用途，位置，使用条件）（答题）泄水隧洞中一般要设置两道闸门：一道是工作闸门，用来调节流量和封闭孔口，能在动水中启闭，可以设在进口、出口或隧洞中的某一适宜位置；一道是检修闸门，用来挡水以便检修工作闸门或隧洞，设置在进口。工作闸门布置在进口的泄水隧洞一般是无压的；布置在出口的为有压隧洞；布置在洞内，闸门前为有压段，门后为无压段。2.隧洞进水口的型式及各种型式适用的条件：进水口按布置及结构型式分为：竖井式、塔式、岸塔式、斜坡式。竖井式适用于地质条件较好、岩体比较完整的情况；塔式常用于岸坡岩石较差，覆盖层较厚，不宜采用靠岸进水口的情况；岸塔式适用于岸坡较陡，岩体比较坚固稳定的情况；斜坡式一般只用于中小型工程或只用于安设检修闸门的进水口。3.洞身段衬砌的功能，类型及各类型的使用条件。（答题）衬砌的作用：限制围岩变形，保证围岩稳定；承受围岩压力、内水压力等荷载；防止渗漏；保证岩石免受水流、空气、温度、干湿变化等的冲蚀破坏作用；减小表面糙率。衬砌的主要类型：（1）平整衬砌，适用于围岩条件较好，能自行稳定，且水头、流速较低的情况；（2）单层衬砌，适用于中等地质条件、断面较大、水头及流速较高的情况；组合衬砌，适用于岩体条件较差，有软弱破碎的情况。4.围岩压力：围岩压力也称山岩压力，是隧洞开挖后因围岩变形或塌落作用在支护上的压力。围岩的弹性抗力：围岩的弹性抗力是衬砌受力朝向围岩变形，围岩对衬砌呈现出的一种被动抗力。第十章过坝建筑物1.船闸的类型：按级数分：单级船闸、多级船闸； 按线数分：单线船闸、多线船闸；按闸室的型式分：广厢船闸、有中间闸首的船闸、井式船闸。工程实例判断：三峡——三线五级船闸葛洲坝——三线船闸俄罗斯的卡马船闸——六级2.升船机的类型；按运行线路分为垂直升船机和斜面升船机两大类。垂直升船机有提升式、平衡重式和浮筒式等。工程实例判断：丹江口——提升式垂直升船机三峡——平衡重式垂直升船机德国的新亨利兴堡升船机——浮筒式垂直升船机俄罗斯拉斯诺雅尔斯克——斜面升船机3.无坝取水枢纽当引水比（引水流量与天然河道流量之比）不大、防沙要求不高、取水期间河道的水位和流量能够满足或基本满足要求时，只需在河道岸边适宜的地点选定取水口，即可从河道侧面引水，而无需修建拦河坝（闸）的取水方式称为无坝取水。4.有坝取水枢纽当河道水量丰富，但水位较低或引水量较大，无坝引水不能满足要求时应建拦河闸或溢流坝，用于抬高水位，以保证印取需要的水量。当遇到下述情况：(1)采用无坝取水方式需要开挖很长的引水渠，工程量大、造价高；（2）在通航河道上，由于引水量大而影响正常航运；（3）河道含沙量大，要求有一定的水头冲洗取水口前淤积的泥沙时，即使河道水位能满足要求，仍需修建拦河闸（坝）。5.交叉建筑物：渠道与山谷、河流、道路、山岭等相交时所修建的建筑物，如渡槽、倒虹吸管、涵洞等。'