在工程項目建設中，水利水電的知識庫

01、水利水電工程等級劃分及特征水位

一：水工建筑物等級劃分

1、水利水電工程分等指標(第一頁表格），分為一二三四五等，分別是防洪、灌溉、發電、供水和治澇。

2、永久性水工建筑物級別：根據所在工程的等別、建筑物的重要性確定為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級，穿堤水工建筑物按最高級別確定。

3、臨時性水工建筑物級別：按第二頁下方表格確定，對于3級臨時性水工建筑物，符合該級別規定的指標不得少于兩項。

二：水工建筑物的分類及作用

1、按作用分類：擋水建筑物，泄水建筑物、輸水建筑物、取（進）水建筑物、整治建筑物以及專門為灌溉、發電、過壩需要而興建的建筑物。

2、取（進）水建筑物：輸水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的進水口段、灌溉渠首和供水用的揚水站等。

3、整治建筑物：用以改善河流的水流條件、調整河勢、穩定河槽、維護航道以及為防護河流、水庫、湖泊中的波浪和水流對岸坡沖刷的建筑物，如順壩、丁壩、導流堤、護底和護岸等。

4、專門建筑物：為灌溉、發電、過壩等需要興建的建筑物。如專為發電用的引水管道、壓力前池、調壓室、電站廠房；專為灌溉用的沉砂池、沖砂閘；專為過壩用的升船機、船閘、魚道、過木道等。

三：水庫與提防的特征水位

1、水庫的特征水位：校核洪水位、設計洪水位、防洪高水位、正常蓄水位、防洪限制水位、死水位。

2、提防工程特征水位：設防（防汛）水位（開始防汛的水位）、警戒水位（準備搶險的水位）、保證水位（設計的洪水位）。

02、土石壩與提防的構造及作用

一、土石壩的類型

1、按壩高分：低壩（30m以下）、中壩（30~70m之間）、高壩（70m以上）。

2、按施工方法分：碾壓式土石壩（最常見，分為：均質壩（低壩）、土質防滲體分區壩、非土料防滲體壩）、水力沖填壩、定向爆破堆石壩。

二、土石壩的構造及作用

1、壩頂構造：壩頂寬度（高壩選10~15m、中低壩選5~10m）、護面（Ⅳ級以下的壩下泳也可以采用草皮護面）、防浪墻（1~1.2m）。

2、防滲體：主要有心墻、斜墻、鋪蓋、截水墻等。作用：減少通過壩體和壩基的滲流量；降低浸潤線，增加下游壩坡的穩定性；降低滲透坡降，防止滲透變形。

（1）心墻一般布置在壩體中部。斜墻在壩體上游。黏性心墻和斜墻頂部水平厚度一般不小于3m，防滲壩體與壩頂之間保護層不宜小于1m。

3、土石壩的護坡與壩坡排水：

（1）護坡：防止波浪淘刷、順壩水流沖刷、冰凍和其他形式破壞。

（2）壩坡排水：縱橫向聯通的排水溝。壩較長時：50~100m設一橫向排水溝。

4、土石壩排水設施：

（1）排水設施：貼坡排水（常用于中小型工程下游無水的均質壩或浸潤線較低的中等高度壩）、棱體排水、褥墊排水、管式排水、綜合式排水。

（2）反濾層：2~3層粒徑不同的砂石料。

三、提防的構造與作用

堤高超過6m的背水坡應設戧臺，風浪大的海堤、湖堤臨水設置消浪平臺。

03、水閘的組成及作用

水閘是一種即能擋水又能泄水的低水頭水工建筑物。

一、水閘的類型

1、按承擔任務：進水閘、節制閘、泄水閘、排水閘、擋潮閘。

2、按閘室結構：開敞式水閘、涵洞式水閘。

二、水閘的組成部分及其作用

1、閘室：是水閘的主體，起擋水和調節水流的作用。包括：

（1）底板：?整體式底板：底板與閘墩連成整體。中等密實以下的地基或地震區適宜采用整體式底板。?分離式底板：底板與閘墩之間用用沉降縫分開。基地壓力較大、適用于中等密實以上地基。

（2）閘墩：多用C15~C30的混凝土澆筑。

（3）工作橋。

（4）胸墻：擋水。減小閘門高度。5m以下用板式結構，5m以上用板梁式結構。

2、上游連接段：

（1）鋪蓋：防滲，不透水性，防沖。混凝土鋪蓋最常見，常用C15混凝土澆筑，厚度0.2~0.4m。

（2）護底與護坡：防止沖刷，長度為3~5倍堰頂水頭。

（3）上游翼墻：結構形式有重力式、懸臂式、扶壁式和空箱式等。

?重力式翼墻：適用于地基承載力較高、高度在5~6m以下的。

?懸臂式翼墻：高度在6~9m，地質條件較好的。

?扶壁式翼墻：8~9m以上、地質條件較好的。

空箱式翼墻：高度較高、地質條件較差的。

3、下游連接段：

（1）護坦：縫中應設止水。

（2）海漫與防沖槽（齒墻）：消除水流余能，調整流速。海漫構造要求：表面粗糙、透水性好、有一定柔性。

下游翼墻與護坡：總擴散角在15°~24°之間。

04、混凝土壩的構造及作用

一、重力壩的分縫與止水

1、橫縫：一般為15~20m，不均勻沉降較大時，需留縫寬1~2cm。

2、縱縫：沿縫面應布設灌漿系統。壩體溫度冷卻到穩定溫度，縫寬達0.5mm以上時再進行灌漿。

二、拱壩的類型

定圓心等半徑拱壩、等中心角變半徑拱壩、變圓心變半徑雙曲拱壩。

05、水電站的組成及作用

水電站由進水口、引水建筑物、平水建筑物和廠區樞紐組成。

1、引水建筑物：有動力渠道、引水隧洞和壓力管道。

（1）動力渠道：有非自動調節和自動調節渠道兩種。非自動不能調節流量，自動能調節流量。

（2）引水隧洞：彎曲半徑大于5倍洞徑，轉角不宜大于60°.

2、平水建筑物：包括壓力前池（設在無壓引水的末端）、調壓室。

3、廠區樞紐的主廠房：施工中、蝸殼外圍混凝土、機墩、發電機風罩等為二期混凝土，其他為一期混凝土。

06、渠系建筑物的構造及作用

一、渡槽的構造及作用

1、梁式渡槽的槽身結構：有矩形和U型，簡支矩形槽身適應跨度為8~15m，U型槽身適應跨度為15~20m。

2、涵洞的構造及作用：涵洞分有壓、無壓、半有壓式。

（1）涵洞的洞身斷面形式：??

a.?圓形管涵：適用于有壓涵洞或小型無壓涵洞。?

b.箱形涵洞：大中型有壓或無壓涵洞。

?c.蓋板涵洞：小型無壓涵洞。

d.拱涵。

（2）洞身構造：?基礎。?沉降縫：縫中要設止水。?截水環或涵衣：產生集中滲流。

水利水電工程勘察與測量

07、水利水電工程施工放樣

一、基礎知識

1、高程：地面點到高度起算面的垂直距離稱為高程。黃海平均海平面，稱為“1985國家高程基準”。

2、比例尺：

（1）數字比例尺：1：500、1：1000、1：5000、1：10000為大比例尺地形圖。1：25000、1：50000、1：100000為中比例尺地形圖。1：250000、1：500000、1：1000000為小比例尺地形圖。

（2）圖示比例圖：17頁中間左圖，分別表示1：500、1：1000、1：2000三種直線比例尺。

二、土壩的施工放樣

1、壩軸線測設：采用交會法或極坐標法。壩軸線的兩端點應埋設永久性標志。

2、壩身控制測量：

（1）平面控制測量：平行于壩軸線的控制線的測設和垂直于壩軸線的控制線的測設。

（2）高程控制測量：施工范圍外布設三等或四等精度的永久性水準點外，還應在施工范圍內設置臨時性水準點。臨時水準點應根據施工進度及時設置，并與永久水準點構成附合或閉合水準路線，按等外精度施測。

3、清基開挖線放樣：先清基，清基開挖線放樣采用套繪斷面法或經緯儀掃描法。

4、坡樣線放樣：放出坡腳線，即壩體與地面的交線。

5、壩體邊坡線放樣：采用軸距桿法或坡度尺法。

6、修坡樁測設：用水準儀或經緯儀施測。

7、護坡樁測設：從壩腳線開始，沿壩坡面高差每隔5m布設一排木制護坡樁。

三、水閘的施工放樣

水閘的施工放樣包括：測設水閘的主軸線AB和CD，閘墩中線、閘孔中線、閘底板的范圍以及各細部的平面位置和高程等。

1、水閘主軸線的放樣：其測設誤差應小于10″。

08、測量儀器的使用

一、常用測量儀器及其作用

1、水準儀分類及作用:按精度不同分為普通水準儀和精密水準儀。工程測量使用DS3型微傾式普通水準儀，數字3代表儀器精度，即每公里往返測量高差中數的偶然中誤差為﹢3mm。

2、經緯儀分類及作用：按精度不同分為DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ10等，07、1、2、6、10表示該儀器精度。

3、水準尺：雙面水準尺的一面分劃黑白相間稱為黑面尺（也叫主尺），另一方面分劃紅白相間成為紅面尺（也叫輔助尺）。黑面分劃的起始數字為“0”，紅面底部起始數字不是”0”,一般為4687mm或4787mm。

二、測量誤差

誤差分類：系統誤差（誤差按一定規律變化）、偶然誤差（沒有任何規律）、粗差（粗心造成）。

09、工程地質和水文地質條件

一、水工建筑物的工程地質和水文地質條件

1、地質構造：

（1）產狀：包括走向、傾向、傾角。

（2）斷裂構造：兩種類型，節理（裂隙）和斷層(兩側的巖塊發生顯著位移，又分正斷層、逆斷層、平移斷層）。

2、地形地貌條件：

（1）地形：地表形態。

（2）地貌：地表形態的成因、類型，以及發育程度。

二、水利水電工程地質問題分析

1、邊坡的工程地質問題分析：

邊坡變形破壞類型：

（1）松弛張裂。

（2）蠕動變形，重力作用下。

（3）崩塌。

（4）滑坡，重力作用下。

影響邊坡穩定的因素：地形地貌條件的影響，巖土類型和性質的影響，地質構造和巖體結構的影響，水的影響，其他因素。

軟土基坑工程地質問題分析：

（1）問題主要包括：土質邊坡穩定和基坑降排水。

（2）防止邊坡失穩，保證施工安全的措施有：采取合理坡度、設置邊坡護面、基坑支護、降低地下水位等。

（3）開挖降排水途徑：明排法和人工降水。

水利水電工程建筑材料

10、建筑材料的類型和特性

一、建筑材料的分類

1、按材料的化學成分分類：

（1）無機材料：金屬材料、非金屬材料。

（2）有機材料：植物材料、合成高分子材料、瀝青材料。

（3）復合材料。

二、建筑材料的基本性質

1、表觀密度和堆積密度：

（1）表觀密度：材料在自然狀態下，單位體積的質量。，包含材料內部孔隙在內的表觀體積。

（2）堆積密度：粉狀、顆粒狀或纖維狀材料在堆積狀態下，單位體積的質量。

2、密實度和孔隙率：

（1）密實度：材料體積內被固體物質所充實的程度。

（2）孔隙率：材料中孔隙體積所占的百分比。

3、填充率與空隙率：

（1）填充率：被其顆粒填充的程度。

（2）空隙率：空隙體積所占的比例。

4、與水有關的性質：

（1）親水性與憎水性：是否能被水浸潤。

（2）吸水性：材料吸水飽和時吸收水分的體積占干燥材料自然體積之比值。

（3）吸濕性。

（4）耐水性：在飽和水作用下不破壞。

（5）抗滲性：材料抵抗壓力水滲透的性質稱為抗滲性（或稱不透水性）。

（6）抗凍性：用抗凍等級F表示。

材料的耐久性：包括抗滲性、抗凍性、耐化學腐蝕性、耐磨性、抗老化性等。

11、混凝土的分類和質量要求

一、混凝土骨料的分類和質量要求

砂稱為細骨料，其粒徑在0.15~4.75mm之間;石稱為粗骨料，起粒徑大于4.75mm。

1、細骨料：

（1）砂的分類：?按技術要求分：Ⅰ類適用于強度等級大于C60的混凝土;Ⅱ類適用于C30~C60及有抗凍、抗滲或其他要求的混凝土；Ⅲ類適用于小于C30的混凝土和砂漿配制。?按粗細程度分：粗砂、中砂、細砂。

（2）砂的主要質量要求

2、粗骨料：

（1）粗骨料分類：碎石（粒徑大于4.75mm）、卵石（粒徑大于4.75mm）。

（2）粗骨料的質量要求：?最大粒徑及顆粒級配：粒徑越大，可節省水泥用量。高強混凝土，骨料粒徑不大于40mm。?骨料的含水狀態：干燥狀態、氣干狀態、飽和面干狀態和濕潤狀態。一般以干燥狀態為基準，大型水利工程以飽和面干狀態為基準。

二、混凝土的分類和質量要求

1、按坍塌落度大小，將混凝土拌合物分為：低塑性混凝土（坍落度為10~40mm）、塑性混凝土（50~90mm)、流動性混凝土（100~150mm)、大流動性混凝土（≧160mm）。

2、干硬性混凝土拌合物（坍落度小于10mm），采用維勃稠度（VB）。

3、測定混凝土立方體試件抗壓強度：選用邊長100mm的立方體，換算系數0.95，邊長200mm，換算系數1.05。混凝土棱柱體抗壓強度：Fck≈0.67Fcu,k。

4、混凝土抗拉強度一般為抗壓強度的1/10~1/20。

提高混凝土耐久性的主要措施：

（1）嚴格控制水灰比。

（2）混凝土所用材料的品質。

（3）合理選擇骨料級配。

（4）摻用減水劑及引氣劑。

（5）保證混凝土施工質量。

12、膠凝材料的分類和用途

一、水泥

1、通用水泥：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥。（后三種為大體積）

2、專用水泥：大壩水泥包括中熱和低熱水泥。

3、特性水泥：

（1）快硬硅酸鹽水泥：初凝不得早于45min，終凝不得遲于10h。

（2）快凝快硬硅酸鹽水泥：初凝不得早于10min，終凝不得遲于60min。

13、外加劑的分類和應用和用途

一、工程中常用的外加劑

1、減水劑：增加流動性、減少水泥用量，密實度提高，提高抗滲、抗凍、抗化學腐蝕及抗銹蝕等能力，改善混凝土的耐久性。

2、早強劑：指能加速混凝土早期強度發展的外加劑。

3、引氣劑：改善混凝土拌合物的和易性，顯著提高抗滲性、抗凍性，但混凝土強度略有降低。

4、緩凝劑：指能延緩混凝土凝結時間。

5、防凍劑：降低混凝土冰點。

6、速凝劑：使混凝土迅速凝結硬化。

7、膨脹劑：提高混凝土的抗滲性和抗裂性。

14、鋼材的分類和應用

1、普通低合金鋼（合金元素總含量小于5%）

2、鋼筋強度和變形指標：鋼筋屈強比不大于0.8

3、伸長率是鋼筋試件拉斷后的伸長值與原長的比值。反應鋼筋拉斷前的變形能力。冷彎性能是鋼筋在常溫下承受彎曲變形的能力。

4、屈服強度、極限強度、伸長率和冷彎性能是有物理屈服點鋼筋進行質量檢驗的四項主要指標，而對無物理屈服點的鋼筋則只測定后三項。

15、土工合成材料的分類和應用

土工合成材料分：土工織物、土工膜、土工格柵、土工復合材料（復合土工膜、塑料排水帶、軟式排水管（滲水軟管））。

土工特種材料主要功能：反濾、排水、隔離、防滲、防護和加筋。

水利水電工程施工導流

16、導流標準

一、施工導流：貫穿于整個工程施工的全過程。

二、導流方案：劃分導流時段，選定導流標準和導流設計流量，確定導流建筑物形式、布置、構造和尺寸，擬定導流建筑物的修建、拆除、封堵的施工方法，擬定河道截流、攔洪度汛和基坑排水的技術措施，通過技術比較，選擇一個最經濟合理的導流方案。

三、導流標準：選定導流設計流量的標準。導流標準的確定，應結合風險度分析，使所選標準經濟合理。導流建筑物級別為3-5級。結合風險度分析，確定相應的洪水標準。

四、導流時段：土壩、堆石壩、支墩壩一般不允許過水，施工期較長，洪水來臨未建完，導流時段就要以全年為標準。

17、導流方法

一、分段圍堰法導流（分期導流）：

（1）束窄河床導流。

（2）通過已完建或未完建的永久建筑物導流：預留缺口導流、梳齒孔導流。

二、全段圍堰法導流（一次性截斷河道）：1、明渠導流。2、隧洞導流。3、涵管導流。

18、圍堰類型及施工要求

一、圍堰的類型：按導流期間基坑淹沒條件分 過水圍堰、不過水圍堰。

二、圍堰的拆除：拆除工作一般是在運行期限的最后一個汛期過后，用挖土機或爆破開挖等方法。

19、汛期施工險情判斷與搶險技術

險情主要有：漏洞、管涌、漫溢等。

一、漏洞：初期難以看到旋窩，撒漂浮物判定，在水面打旋或集中一處，此處水下即有進水口。常用有效方法：軟性材料塞堵。洞口多且集中，篷布蓋堵。

二、管涌的搶護方法：

（1）反濾圍井（砂石反濾圍井、土工織物反濾圍井、梢料反濾圍井）。

（2）反濾層壓蓋。

漫溢：在堰頂上加筑子堤。將表層刨毛，以利新老土層結合，并在堰軸線開挖一條結合槽，深20cm左右，底寬30cm左右。

截流

20、截流方法

一、拋投塊料截流：

（1）平堵。

（2）立堵。

（3）混合堵。

二、截流爆破：壩址處于峽谷地區、巖石堅硬、岸坡陡峻、交通不便或缺乏運輸設備時，采用此法。

三、下閘截流。

21、龍口布置和截流材料的選擇

一、龍口位置的選擇：河流主床部位，耐沖河床上，附近應有較寬闊的場地。

二、龍口寬度的確定：寬度盡可能窄些，以不引起龍口及其下游河床的沖刷為限。

三、截流材料種類選擇：主要有塊石、石串、裝石竹籠等。截流水力條件較差時，還須采用混凝土塊體。大中型工程截流中，混凝土塊體的運用較普遍。

四、截流材料尺寸的確定：尺寸或重量取決于龍口流速。

五、截流材料數量的確定：

1、不同粒徑材料數量的確定：常用的方法是將合龍過程按高程（平堵）或寬度（立堵）劃分成若干區段，然后按分區最大流速計算出所需材料粒徑和數量。平堵截流時，最大粒徑材料數量按總量的70%~80%考慮。立堵截流時，按困難區段拋投總量的1/3考慮。

2、備料量：戧堤頂寬視截流施工需要，取10~18m。大塊石、鋼筋石籠或混凝土四面體等考慮一定備用，備用系數取1.2~1.3。

水利水電工程主體工程施工

22、土方開挖技術

一、開挖方式

自上而下開挖、上下結合開挖、先岸坡后河槽開挖、分期開挖等。

二、開挖方法

1、機械開挖：

（1）挖掘機：?單斗挖掘機：正鏟、反鏟、索鏟、抓鏟。?多斗挖掘機。

（2）推土機：用于100m以內運距，Ⅰ~Ⅲ類土的挖運，挖深不宜大于1.5~2.0m，填高不宜大于2~3m。

（3）鏟運機：適用于Ⅰ-Ⅲ級土，經濟運距為100~500m。

（4）裝載機：按額定載重量分為小型（<1t)、輕型（1~3t)、中型（4~8t）、重型（>10t）。

2、人工開挖：應留出0.2~0.3m的保護層暫不開挖，待上部結構施工時，再予以挖除。

三、土方開挖的一般技術要求

合理布置開挖工作面和出土路線。確定開挖分層、分段。

23、石方開挖技術

一、巖石的分類

巖石的分級：前10級（V~XIV）的堅固系數在1.5~20之間，除V級的堅固系數在1.5~20之間外，其余以2為級差。堅固系數在20~25之間，為XV級；堅固系數在25以上，為XVI級。

二、石方開挖方法

1、露天石方開挖方法：

（1）石方開挖普遍采用鉆孔法爆破松動。

（2）常用爆破方法：淺孔爆破法、深孔爆破法、洞室爆破法、預裂爆破法等。

2、露天石方（巖基）爆破開挖的技術要求：按梯段爆破方式開挖。

三、爆破技術

1、淺孔爆破法：

（1）孔徑小于75mm、深度小于5m的鉆孔爆破稱為淺孔爆破。

（2）淺孔爆破法鉆孔工作量大，生產效率低。

（3）布置時注意：炮孔堵塞物弱于巖石，爆炸產生的氣體容易從這里沖出，致使爆破效果大為降低。炮孔應垂直或斜交。

2、深孔爆破法：

（1）孔徑大于75mm、孔深大于5m的鉆孔爆破稱為深孔爆破。深孔爆破法適用于VII~XIV級巖石。

（2）深孔爆破主要參數：梯段高度H、底盤抵抗線ωp、炮孔間距ɑ和排距b、超鉆深度h、鉆孔深度L、堵塞長度L2及單孔裝藥量Q等。提高爆破質量：多排孔微差爆破和擠壓爆破。