导图社区 一级建造师水利水电实务思维导图-第一章水利水电工程勘测与设计（2024版教材）
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一级建造师水利水电实务思维导图-第一章水利水电工程勘测与设计（2024版教材）
这是一篇关于水利水电工程勘测与设计的思维导图，图中主要内容包括：水利水电工程设计，水利水电工程勘测。
编辑于2024-09-12 13:29:44- 一级建造师 水利水电 实务
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水利水电工程勘测与设计
水利水电工程勘测
测量仪器的使用
水准仪
主要部件：望远镜、管水准器（或补偿器）、垂直轴、基座、脚螺旋
分类
按结构分为：微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪、数字水准仪（又称电子水准仪）
按精度划分
普通水准仪（DS3、DS10），用于国家三、四等水准及普通水准测量
精密水准仪（DS05、DS1），用于国家一、二等精密水准测量
DS3 型微倾式普通水准仪，“3”表示每公里往返测量高差中数的偶然中误差不超过±3mm
作用
测量出两地面点之间的高差，然后根据测得的高差和已知点的高程，推算出另一个点的高程
使用
微倾水准仪的使用步骤
包括安置仪器和粗略整平（简称粗平）、调焦和照准、精确整平（简称精平）、读数
安置水准仪和粗平：圆水准气泡居中称为粗平
调焦和照准
先目镜调焦，使十字丝清晰
后物镜调焦，水准尺成像清晰
精平：管水准气泡居中
读数：保留四位数
自动安平水准仪操作程序：粗平、照准、读数
经纬仪
主要部件：照准部、水平度盘和基座
分类
按精度划分
DJ05、DJ1、DJ2、DJ6和 DJ10等
DJ05中数字表示该仪器精度， “05”表示一测回方向观测中误差不超过±0.5″
按度盘刻度和读数方式划分：游标经纬仪 、光学经纬仪 、电子经纬仪
作用
角度测量（水平角、竖直角）
低精度测量中的视距测量
使用
包括对中、整平、照准和读数
对中和整平：用垂球对中、用光学对中器对中
照准：目镜调焦、粗瞄目标、物镜调焦、准确瞄准目标
读数：在屏幕上直接读数
电磁波测距仪
分类
按所采用的载波
微波测距仪
光电测距仪：激光测距仪、红外测距仪
按精度分：由高到低为I、Ⅱ、Ⅲ、IV
按量程：短程（测距L≤3km）、中程（3km<L≤15km）、远程（L>15km）
作用：用于小地区控制测量、地形测量、地籍测量和工程测量等
全站仪
测量水平角、天顶距（竖直角）和斜距，进行偏心测量、悬高测量、对边测量、面积计算等
卫星定位系统
全天候、高精度、自动化、高效益
在大地测量、建筑物变形测量、水下地形测量等方面得到广泛的应用
水准尺
二等水准测量使用因瓦水准尺；三、四等及其他使用普通水准尺，用干燥木料、铝合金或者玻璃纤维合成材料制成
按构造分折尺、塔尺和直尺
双面水准尺（主辅尺），尺长为 3m，是以厘米为分划单位
尺面每隔 1cm 涂有黑白或红白相间的分格，每分米有数字注记
黑面尺：主尺；红面尺：辅助尺
K：尺常数，4687mm或4787mm
水准尺侧面一般装有圆水准器
水利水电工程施工测量的要求
高程
某点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，称为该点的绝对高程或海拔，简称高程
青岛验潮站的验潮结果确定了新的黄海平均海面，称为“1985国家高程基准”
比例尺
地图上任一线段的长度 d 与地面上相应线段水平距离 D 之比
数字比例尺（d/D=1/M）
大比例尺：1:500、1:1000、1:2000、1:5000、1:10000
中比例尺：1:25000、1:50000、1:100000
小比例尺：1:250000、1:500000、1:1000000
图示比例尺
施工放样的基本工作
放样数据准备
放样前应根据设计图纸和有关数据及使用的控制点成果，计算放样数据，绘制放样草图
所有数据、草图均应经两人独立计算与校核
放样数据手册编制依据
测量成果：平面控制点、高程控制点、轴线点、测站点
几何数据：各种坐标(桩号)、方位、尺寸
现场放样所取得的测量数据，应记录在规定的放样手簿中
平面位置放样方法的选择
直角交会法、极坐标法、角度交会法、距离交会法
高程放样方法的选择
可分别采用水准测量法、光电测距三角高程法、解析三角高程法和视距法等
对于高程放样中误差要求不大于±10mm的部位，应采用水准测量法
采用经纬仪代替水准仪进行工程放样时
放样点离高程控制点不得大于50m
必须用正倒镜置平法读数，并取正倒镜读数的平均值进行计算
采用光电测距三角高程测设高程放样控制点时，注意加入地球曲率的改正
开挖工程测量
开挖工程测量的内容
开挖区原始地形图和原始断面图测量
开挖轮廓点放样
开挖竣工地形、断面测量
工程量测算
开挖工程细部放样
极坐标法：测站点必须靠近放样点
测角前方交会法：宜用三个交会方向，以“半测回”标定即可
后方交会法
距离丈量
钢尺或皮尺：以不超过一尺段为宜
视距法：视距长度不应大于50m；预裂爆破放样，不宜采用视距法
视差法：端点法线长度不应大于70m
距离近、差得远
细部点的高程放样
支线水准法、光电测距三角高程法或经纬仪置平测高法
断面测量和工程量计算
断面图测量
开挖工程动工前：实测开挖区原始断面图或地形图
开挖过程中：收方断面图或地形图（主要建筑物-1：200、1：500；大范围-1：1000）
开挖结束后：实测竣工断面图或竣工地形图（1：200）
开挖工程量的结算应以测量收方的成果为依据
开挖工程量的计算中面积计算方法可采用解析法或图解法（求积仪）
两次独立测量同一区域的开挖工程量其差值小于 5%（岩石）和 7%（土方）时，可取中数作为最后值
立模与填筑放样
内容
测设各种建筑物的立模或填筑轮廓点
对已架立的模板、预制（埋）件进行形体和位置的检查
测算填筑工程量等
建筑物的细部放样
细部轮廓点放样
放样位置，以距设计线0.2~0.5m为宜；土石坝填筑点，可按设计位置测设
放样和检核点位之差不大于√2m（m为轮廓点测量放样中误差）
立模、填筑轮廓点
填筑测算体积之差小于3%时，可取中数作为最后值
可直接由等级控制点测设，也可由测设的建筑物纵横轴线点（或测设点）测设
由轴线点或测站点放样细部轮廓点：极坐标法
不便于丈量距离的部位进行放样：用短边（200m以内）前方交会法
有众多三角点作为交会方向的部位：可采用后方交会法
已经精确测定了轴线的部位：轴线交会法
细部点的精确放样：角前方交会法、边角后方交会法或测边交会法等
混凝土建筑物的高程放样
连续垂直上升的建筑物，除了有结构物的部位（如牛腿、廊道、门洞等）外，高程放样的精度要求较低，主要应防止粗差的发生
对于溢流面、斜坡面以及形体特殊的部位，一般应与平面位置放样的精度相一致
混凝土抹面层，有金属结构及机电设备埋件的部位，高于平面位置的放样精度，应采用水准测量方法并注意检核
殊部位的模板架设后，应利用测放的轮廓点进行检查
施工期间的外部变形监测
内容
施工区的滑坡监测
高边坡开挖稳定性监测
围堰的水平位移和沉陷监测
临时性的基础沉陷（回弹）监测
裂缝监测
选点与埋设
基点
精度应不低于四等网的标准
必须建立在变形区以外稳固的基岩上
般应建造具有强制归心的混凝土观测墩
垂直位移的基点，至少要布设一组，每组不少于三个固定点
测点
测点应与变形体牢固结合，选在变形幅度、变形速率大的部位，且能控制变形体的范围
高边坡稳定监测点，宜呈断面形式布置在不同的高程面上，其标志应明显可见，尽量做到无人立标
采用视准线监测的围堰变形点，其偏离视准线的距离不应大于 20mm；垂直位移测点宜与水平位移测点合用；围堰变形观测点的密度，险要地段20~30m布设一个测点，一般地段50~80m布设一个测点
山体或建筑物裂缝观测点，应埋设在裂缝的两侧
观测方法的选择
滑坡、高边坡稳定监测：交会法
水平位移监测：视准线法（活动觇牌法和小角度法）
垂直位移监测：水准监测法、满足精度要求的光电测距三角高程法
地基回弹监测：水准仪与悬挂钢尺相配合的监测方法
坡坡稳定交会法 水平位移小牌牌 垂直观测水准高 地基回弹水钢悬
竣工测量
作业方法
随着施工的进程，按竣工测量的要求，逐渐积累竣工资料
待单项工程完工后，进行一次性的测量
土、石坝在心墙、斜墙、坝壳填筑过程中，每上料两层，须进行一次边线测量并绘成图表
测量误差
按照原因分类
人的原因 （主要来源）：整平误差、视差、照准误差、估读误差、水准尺竖立不直的误差
仪器的原因：仪器校正不完善的误差、对光误差、水准尺误差
外界条件的影响：仪器升降的误差、尺垫升降的误差、地球曲率的影响、大气折光的影响等
按照对观测结果的影响性质不同
系统误差：符号和数值上都相同，或按一定的规律变化；更换测量设备
偶然误差：没有任何规律性；多次测量取平均
粗差：由于观测者粗心或者受到干扰造成的错误；可以避免、舍弃重新观测
水利水电工程地质与水文地质条件分析
地质构造
倾斜构造
褶皱构造：未丧失其连续性的构造，其基本类型包括背斜和向斜
断裂构造：失去连续性和完整性，可分为节理、劈理、断层三类
地震
天然地震：构造地震、火山地震、陷落地震
人工地震：爆破、巨石坠落、人工地震
边坡的工程地质条件分析
边坡变形破坏的类型和特征
松弛张裂：岸坡岩体发生向临空面方向的回弹变形及产生近平行于边坡的拉张裂隙，一般称为边坡卸荷裂隙
蠕变：长期缓慢的塑性变形的现象，有表层蠕动和深层蠕动两种类型
崩塌：较陡边坡上的岩（土）体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动
滑坡（危害最大、分布最广）：边坡岩（土）体主要在重力作用下沿贯通的剪切破坏面发生滑动破坏的现象
影响边坡稳定的因素
地形地貌条件的影响
岩土类型和性质的影响
地质构造和岩体结构的影响
水的影响
其他因素的影响，包括风化因素、人工挖掘、振动、地震等
土质基坑工程地质问题分析
土质基坑工程地质问题主要包括两个方面：边坡稳定和基坑降排水
防止边坡失稳的措施：设置合理坡度、设置边坡护面、基坑支护、降低地下水位等
基坑降排水的目的
增加边坡的稳定性
对于细砂和粉砂土层的边坡，防止流砂和管涌的发生
对下卧承压含水层的黏性土基坑，防止基坑底部隆起
保持基坑土体干燥，方便施工
基坑开挖的降排水途径
明排法
不易产生流砂、流土、潜蚀、管涌、淘空、塌陷等现象的黏性土、砂土、碎石土的地层
基坑地下水位超出基础底板或洞底标高不大于2.0m
人工降水
管井降水
第四系含水层厚度大于 5.0m
含水层渗透系数K宜大于 1.0m/d
轻型井点
黏土、粉质黏土、粉土的地层
基坑边坡不稳，易产生流土、流砂、管涌等现象
地下水位埋藏小于6.0m，宜用单级真空井点
当大于6.0m时，场地条件有限宜用喷射井点、接力井点；场地条件允许宜用多级井点
水利水电工程设计
水利水电工程等级划分及工程特征水位
水利水电工程等别划分
工程分等、建筑分级
水利水电工程等别分等指标
按照工程规模、效益和在经济社会中的重要性分类
水工建筑物级别划分
永久性水工建筑物级别
水库及水电站工程的永久性水工建筑物级别
永久性水工建筑物级别
水库大坝高度超过一定规模，级别提高一级，防洪等级不提高
不能越级升级
最大高度超过200m的大坝建筑物，其级别应为1级
拦河闸永久性水工建筑物级别
2 级、3 级，如校核洪水过闸流量超过一定指标，建筑物级别可提高一级，但洪水标准可不提高
拦河闸永久性水工建筑物级别
超过过闸流量则升级
堤防工程级别
不是主要建筑物、也不是次要建筑物
根据其保护对象的防洪标准确定
堤防工程的级别
分洪道（渠）、分洪与退洪控制闸永久性水工建筑物级别，应不低于所在堤防永久性水工建筑物级别
临时性水工建筑物级别
分类依据：保护对象、失事后果、使用年限、规模
水利水电工程洪水标准
一般规定
分为设计洪水标准、校核洪水标准
按山区、丘陵区；平原、滨海区两类分别确定
山区、丘陵区挡水高度＜15m且上下游最大水头差＜10m时→平原、滨海区
平原、滨海区挡水高度＞15m且上下游最大水头差＞10m时→山区、丘陵区
江河采取梯级开发方式
水库及水电站工程永久性水工建筑物
水库大坝施工期洪水标准[重现期（年）]
山区、丘陵区水库工程永久性水工建筑物的洪水标准[重现期（年）]
平原区、 滨海区水库工程永久性水工建筑物的洪水标准[重现期（年）]
水库工程导流泄水建筑物封堵后坝体洪水标准[重现期（年）]
拦河水闸工程永久性水工建筑物
拦河闸、挡潮闸永久性水工建筑物洪（潮）水标准[重现期（年）]
临时性水工建筑物
临时性水工建筑物（围堰）洪水标准[重现期（年）]
水利水电工程抗震设防标准
水库特征水位及特征库容
水库特征水位
校核洪水位：校核情况下允许临时达到的最高洪水位
设计洪水位：水库遇大坝设计洪水时，在坝前达到的最高水位
防洪高水位：水库遇下游保护对象的设计洪水时，在坝前达到的最高水位
防洪限制水位：水库在汛期允许兴利的上限水位
正常蓄水位：水库正常运用情况下，为满足设计的兴利要求在供水期开始时应蓄到的最高水位
死水位：允许消落到的最低水位
消落深度
水库特征库容
总库容：最高洪水水位以下的水库静库容（确定水库工程规模指标）
防洪库容：防洪高水位 — 防洪限制水位
调洪库容：校核洪水位 — 防洪限制水位
兴利库容：正常蓄水位 — 死水位
重叠库容：防洪库容与兴利库容重叠部分的库容
死库容：死水位以下的水库容积
水利水电工程合理使用年限及耐久性
工程合理使用年限
一般规定
合理使用年限：按设计功能安全使用的最低要求年限
耐久性：在合理使用年限内保持其适用性和安全性的能力
达到合理使用年限后，如需继续使用，应进行全面安全鉴定，必要时应采取补强加固措施
水利水电工程各类永久性水工建筑物的合理使用年限，不应超过工程的合理使用年限
当永久性水工建筑物级别提高或降低时，其合理使用年限应不变
水利水电工程合理使用年限（单位：年）
三等五十四五三 水库特别五换三 治涝灌溉五五五 供水发电一百年 水库防洪交叉记 百年目标自此完
永久性水工建筑物的合理使用年限（单位：年）
耐久性设计要求
耐久性设计内容
明确工程及其水工建筑物的合理使用年限
确定建筑物所处的环境条件
提出有利于减轻环境影响的结构构造措施及材料的耐久性要求
提出结构的防冰冻、防腐蚀等措施
提出耐久性所需的施工技术要求和施工质量验收要求
明确钢筋的混凝土保护层厚度、混凝土裂缝控制等要求
提出解决水库泥沙淤积的措施
提出正常运用原则和管理过程中需要进行正常维修、检测的要求
水工建筑物所处的侵蚀环境条件
重度盐雾作用区为高涨潮岸线50m内的陆上室外环境
轻度盐雾作用区为离涨潮岸线50~500m内的陆上室外环境
冻融比较严重的二类、三类、四类环境条件下的建筑物，可将其环境类别分别提高为三类、四类、五类
混凝土保护层厚度的要求
必要构造要求
隔绝或减轻环境因素对混凝土、钢结构、水工金属结构、土石结构等的作用
控制混凝土结构、土石结构的裂缝和结构构造缝、间隙
钢筋提供足够厚度的混凝土保护层
钢结构、水工金属结构提供足够厚度的防腐层和合适的防腐蚀措施
混凝土保护厚度
从混凝土表面到钢筋（包括纵向钢筋、箍筋和分布钢筋）公称直径外缘之间的最小距离
后张法预应力筋，为套管或孔道外边缘到混凝土表面的距离
满足钢筋防锈、耐火以及与混凝土之间粘结力传递的要求
不应小于钢筋的公称直径，同时也不应小于粗集料最大粒径的1.25倍
合理使用年限为 50 年的水工结构钢筋的混凝土保护层厚度
混凝土强度等级不低于C30且浇筑质量有保证的预制构件或薄板，保护层厚度可按表中数值减小5mm
合理使用年限为150年时，其保护层厚度应专门研究确定
混凝土抗冻等级的要求
气候分区划分标准：严寒、寒冷[-10℃～-3℃]、温和
有关材料要求
合理使用年限为50年的水工结构配筋混凝土耐久性基本要求
合理使用年限为100年的水工结构配筋混凝土耐久性基本要求
普通混凝土
配置钢丝、钢绞丝的预应力混凝土构件的混凝土最低强度等级不宜小于C40；最小水泥用量不宜少于300kg/m³
桥梁上部结构及处于露天环境的梁、柱构件，混凝土强度等级不宜低于C25
混凝土中的氯离子含量不应大于0.06
合理使用年限为20年、30年的水工结构混凝土强度等级宜与合理使用年限为50年的水工结构一致
合理使用年限为150年的水工结构混凝土强度等级应作专门论证
大体积混凝土
优先选用中热硅酸盐水泥或发热量较低的硅酸盐水泥
碾压混凝土的水胶比应小于0.70
基础混凝土强度等级不应低于C15，过流表面混凝土强度等级不应低于C30
碾压混凝土坝表层混凝土强度等级不应低于C18015，上游面防渗层混凝土强度等级不应低于C18020且宜优先采用二级配碾压混凝土
采用掺加活性掺合料作为抑制碱集料反应，掺合料的种类、掺量应通过抑制试验确定，宜采用大掺量矿物掺合料
单掺磨细矿渣粉的掺量不宜少于50%，单掺粉煤灰掺量不宜少于20
水工建筑物结构受力状况及主要设计方法
水工建筑物的分类
按功能分
挡水建筑物、渠系建筑物、河道整治建筑物、专门建筑物
按使用期限分
永久性
主要建筑物：坝、泄水建筑物、输水建筑物、电站厂房
次要建筑物：挡土墙、导流墙、工作桥、护岸等
临时性
围堰、导流隧洞、导流明渠
水工建筑物结构荷载
永久荷载：淤沙压力等
可变荷载
偶然荷载：淤沙压力（有排沙设施时）、校核洪水时的静水压力、地震作用等
水工建筑物的基本设计方法
工程类比、试验研究、原型观测、理论分析
工试原理
水工建筑物结构设计的基本方法
单一安全系数法
S≤R/K
R：结构抗力
S：作用效应
K：安全系数
结构的安全级别
工作状况及作用效应组合
结构和地基的受力特点及计算所使用的方程
据经验制定，考虑因素
加大结构的安全系数，并不一定能按比例地增加结构的安全度
分项系数极限状态设计法
比单一的安全系数更接近工程实际
是以代表值和分项系数反映极限状态方程中各基本变量的不定性和变异性
分为承载能力极限状态、正常使用极限状态
水工建筑物抗滑稳定分析
重力坝失稳一般发生在坝底与基岩的接触面
采用整体宏观的半经验法
抗滑稳定分析的部位
校核重力坝沿坝基面的抗滑稳定
核算沿软弱夹层的抗滑稳定
对在三向荷载作用下的稳定问题进行研究
K=f（∑W − U）/ ∑P
K：抗滑稳定安全系数
f：接触面间的摩擦系数
水工建筑物应力分析
应力分析是校核强度和稳定的前提
强度问题包括对内力、应力、变形、位移和裂缝的研究
重力坝应力分析
理论分析法：材料力学法、有限元法
模型试验
拱坝应力分析
理论分析法：纯拱法、拱梁分载法、有限元法、壳体理论法
模型试验：偏光弹性试验、激光全息试验、脆性材料试验
原型观测
水工建筑物渗流分析
大坝灾难性破坏的原因及基本模式
溢洪道的泄洪能力不足
坝体连同部分地基沿软弱面发生滑移破坏
坝体因扬压力过大而沿坝基面滑动
坝体或坝基因管涌或流土而破坏
坝的上、下边坡发生滑移破坏
渗流起重要的作用
渗流分析
确定渗透压力
确定渗透坡降（或流速）
确定渗流量
土石坝渗流分析
确定浸润线的位置（土石坝特有）
确定渗流量
确定渗流的主要参数：坡降与渗流流速
水工建筑物沉降计算
确定坝体和坝基在自重作用下的沉降量与时间的关系及完工后的总沉降量
常用分层总和法计算
水工建筑物抗震设计
地震作用包括地震惯性力、水平向地震动水压力和地震动土压力等
地震作用计算方法有动力法和拟静力法两种
基本烈度：建筑物所在地区在今后一定时期内可能遭遇的最大地震烈度
设计烈度：抗震设计中实际采用的烈度，对于重要建筑物，其设计烈度可在基本烈度的基础上提高1度
水利水电工程建筑材料的应用
建筑材料的类型
按物理化学性质分
无机材料
非金属材料（矿物质材料）
无机胶凝材料
气硬性：石灰、石膏、水玻璃
水硬性：水泥
天然石料
按形成条件不同分为：岩浆岩（火成岩）、沉积岩（水成岩）、变质岩
按颗粒大小分为：土料、砂、石
按其开采加工程度的不同分为毛石、块石、粗料石、建筑板材
烧土与熔融制品：烧结砖、陶瓷、玻璃
金属材料
黑色金属：钢、生铁
有色金属：铜、铜合金、铝合金；紫铜片是水工建筑中常用的止水材料
有机材料：沥青材料、植物材料、合成高分子材料
复合材料
功能用途
建筑材料的应用条件
筑坝用土石料
坝壳料渗透系数不宜小于1×10^（-3）cm/s
常用于均质土坝的土料是砂质黏土和壤土，渗透系数不宜大于1×10^（-4)）cm/s，黏料含量一般为10%~30%
防渗体用土石料
防渗体黏土、砂壤土、壤土、黏质土渗透系数不宜大于1×10^（-5）cm/s
一般采用黏土、砂壤土、壤土、黏质土等材料
排水设施和砌石护坡用石料
可采用块石，也可采用碎石、卵石，不宜使用风化岩石
饱和抗压强度不小于40~50MPa，岩石孔隙率不大于3%，吸水率（按孔隙体积比计算）不大于0.8，重度应大于22kN/m
土工合成材料
包括土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特殊材料四大类
福特贴上植物膜
应用
防渗工程
宜采用土工膜、复合土工膜、加筋复合土工膜
承受较高拉力时，宜采用加筋复合土工膜
隔渗层受损后易于自愈时，采用土工合成材料膨润土防渗垫
路工程可采用现场涂（喷）沥青的薄膜土工织物
反滤、排水工程：无纺土工织物，或兼顾其他需要采用有纺土工织物
防护工程：可选用相应的土工合成材料需要利用工程措施实现
加筋土工程：土工格栅、土工织物、土工带和土工格室等
建筑石材
要求：耐水性、抗冻性、耐久性
分类
火成岩：花岗岩、闪长岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩
水成岩：石灰岩、砂岩
水里面有砂和石灰
变质岩：片麻岩、大理岩、石英岩
英国大片变质了
水泥
按用途和特性可分类
通用水泥：通用硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于600min
专用水泥：中、低热水泥、大坝水泥、道路水泥等
特性水泥：快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥、膨胀水泥等
水泥的适用范围
水位变化区域的外部混凝土、溢流面受水流冲刷部位的混凝土
选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥
避免采用火山灰质硅酸盐水泥
抗冻要求的混凝土
硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥
“变化、冲刷、抗冻”→硅酸盐
水中和地下部位的混凝土
矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等
大体积混凝土
矿渣硅酸盐大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等
“水中、地下、大体积”→渣、灰；大体积→大坝
水泥检验的要求
出厂质量证明书
厂名、出厂日期、抗压强度、强度等级、品种、安定性
两厂两强一品性
28d强度证明书
应复试的情况
用于承重结构工程的水泥，无出厂证明者
存储超过3个月（快硬水泥超过1个月）
质量证明书内容不明或对质量有怀疑者
进口水泥
水泥砂浆
主要技术指标：和易性
流动性：用沉入度表示
保水性
用泌水率表示
工程上采用较多的是分层度这一指标
砂浆的分层度以1~2cm为宜
水泥混凝土
主要技术指标
和易性
流动性、黏聚性、保水性
榴莲包
影响因素：①水泥的品种、水泥细度；②水泥浆的用量、水泥浆的稠度；③砂率；④外加剂的掺入；⑤时间和温度等
强度
抗压强度
标准测定：边长为15cm的标准立方体试件，在标准养护条件（温度20±2℃,相对湿度95%
影响因素：①水泥强度及水胶比；②集料种类及级配；③施工方法及施工质量、养护条件及龄期等
抗拉强度
为相应抗压强度的10%
测定方法有劈裂抗拉试验法及轴心抗拉试验法
耐久性
包括抗渗性、抗冻性、抗冲磨性、抗侵蚀性、抗碳化性
抗渗性
抗渗等级分为：W2、W4、W6、W8、W10、W12等
W2：混凝土能抵抗0.2MPa的水压力而不渗水
影响因素：水泥品种、水胶比、集料最大粒径、外加剂、掺合料、养护方法和龄期
抗冻性
混凝土在饱和状态下，经多次冻融循环作用而不严重降低强度（抗压强度下降不超过25%，重量损失不超过5%）
分为：F50、F100、F150、F200、F250及F300等
影响因素：①混凝土的密实度；②孔隙构造和数量；③孔隙的充水程度
水工建筑物不同部位混凝土的要求
Ⅰ区：上下游最高水位以上的表层，主要有抗冻性要求
Ⅱ区：上下游最高水位与最低水位之间的表层，除抗冻要求外，还有强度、抗渗性、抗侵蚀性要求
Ⅲ区：上下游最低水位以下的表层，除对抗渗性、强度要求较高外，对低热、抗侵蚀性也有一定要求
Ⅳ区：靠近坝基部位，对强度和低热要求较高
Ⅴ区：坝体内部，通常采用低热、低强度混凝土
Ⅵ区：有水流通过的部位，对抗冲磨性、抗侵蚀性和抗冻性要求高
混凝土的配合比
混凝土的配合比设计：水胶比、砂率、浆骨比
单位用量表示法：以每立方米混凝土中各项材料的重量来表示
水胶比 = 水 / 胶凝材料（水泥+活性掺合料）
砂率 = 砂 /（砂+石子）
浆骨比 = （水+水泥） / （砂+石子）
集料
集料必须坚硬、致密、耐久、无裂隙
细集料
粒径在0.16~5mm的集料
按形成条件分为：天然砂、人工砂
按细度模数F·M分：特细砂（F·M=0.7～1.5）、细砂（F·M=1.6～2.2）、中砂（F·M=2.3～3.0）、粗砂（F·M=3.1～3.7）
粗集料
粒径大于5mm的集料
常用卵石和碎石作粗集料
分为四级：小石（5～20mm）、中石（20～40mm）、大石（40～80mm）、特大石（80～150mm或80～120mm）
最大粒径
构件断面最小边长的1/4
素混凝土板厚的1/2
不应超过钢筋净间距的2/3
粒径组合
当最最大粒径为40mm时，分成D20、D40两级
当最大粒径为80mm时，分成D20、D40、D80三级
当最大粒径为150（120）mm时，分成D20、D40、D80、D150（D120）四级
外加剂
改善和易性：减水剂、引气剂、泵送剂
调节凝结时间、硬化性能：速凝剂、早强剂、缓凝剂
改善混凝土耐久性：引气剂、防水剂、阻锈剂、养护剂
粉煤灰
按煤种分为F类和C类
F类是由无烟煤或烟煤煅烧收集的粉煤灰
C类是由褐煤或次烟煤锻烧收集的粉煤灰，其氧化钙含量一般大于10%
混凝土施工质量控制
原材料的质量检测和控制
拌和混凝土质量的检测和控制
凝土材料称重允许偏差
混凝土检测项目和抽样频次
浇筑过程中的混凝土检测和控制
仓面应进行混凝土坍落度检测，每班至少2次
检查已浇筑混凝土是否初凝，检测混凝土温度
硬化混凝土的检测
物理方法（超声波、射线、红外线）检测裂缝、孔隙和弹模系数等
钻孔压水，并对芯样进行抗压、抗拉、抗渗等各种试验
钻孔取样，对芯样加工后进行试验
埋设仪器（温度计、测缝计、渗压计、应力应变计、钢筋计等）观测建筑物各种性状的变化
混凝土施工质量评定
主要反映在抗压、抗拉、抗冻、抗渗等指标以及外观质量上，以抗压强度为主要指标
两个标准
设计强度是否有足够的保证率
强度的均匀性是否良好
原材料的质量检测和控制
建筑钢材
建筑钢材的分类
钢结构用钢材：钢闸门及压力钢管
钢筋混凝土用钢筋及钢丝
钢筋的强度和变形指标
强度指标
极限强度（无物理屈服点）、屈服强度（有物理屈服点）
抗震结构要求的钢筋屈强比不大于 0.8
塑性指标
伸长率（拉断前的变形能力）、冷弯性能（常温下承受弯曲变形能力）
有物理屈服点钢筋的质量检验：屈服强度、极限强度、伸长率和冷弯性能 无物理屈服点的钢筋的质量检验：极限强度、伸长率和冷弯性能
力学性能
抗拉性能（抗拉屈服强度、抗拉极限强度、伸长率）
硬度（压痕的深度或压痕单位表面积上所受的压力）
冲击韧性（冲断试件时每单位截面积上所消耗的功）
工艺性能
焊接性能、冷弯性能
钢筋检验
资料检查
出厂质量证明书或试验报告单
标牌上应注有生产厂家、生产日期、牌号、产品批号、规格、尺寸等标记
生产厂家和日期，规格尺寸问号二
外观检查
查看锈蚀程度及有无裂缝、结疤、麻坑、气泡、砸碰伤痕等，并应测量钢筋的直径
秀才往外看，碰上结巴刨粪坑
力学性能试验
以 60t 同一炉（批）号、同一规格尺寸的钢筋为一批
随机选取2根各截取一个抗拉试件和一个冷弯试件进行检验
钢筋端部要先截去500mm再取试样
对钢号不明的钢筋，需经质量合格后方可使用，检验时抽取的试件不得少于 6 组
检验项目
拉力
屈服点、抗拉强度和伸长率
有一个指标不符合规定，即认为拉力检验项目不合格
冷弯
冷弯试件弯曲后，不得有裂纹、剥落或断裂
不合格处理
抽样检验不合格时，应及时对同一取样批次另取两倍数量进行检验，如仍不合格，则定位不合格，不得使用
绿色建材
可循环可利用建材、高强度高耐久建材、绿色部品部件、绿色装饰装修材料、节水节能建材等
水工纤维混凝土
掺加钢纤维或合成纤维作为增强材料的混凝土
钢纤维混凝土
可采用碳钢纤维、低合金钢纤维或不锈钢纤维等
形状分为平直形、异形（为压痕形、波形、端钩形、大头形和不规则麻面形等）
破坏时，钢纤维以从混凝土中拔出居多，非拉断
合成纤维混凝土
可采用聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维和聚甲醛纤维等
甲乙丙先
从产品外观可分为单丝纤维、膜裂网状纤维和粗纤维等
拌和
宜采用强制式拌合机
一次拌合量不宜大于拌合设备额定搅拌量的80%
宜先干拌后湿拌；宜适当延长拌和时间；宜采用无碱速凝剂产品
原材料的计量允许偏差
浇筑与养护
浇筑施工不得中断，浇筑过程中不得加水
采用喷射工艺时，应采用湿喷法
对特殊要求部位的混凝土宜延长养护时间
质量检验
原材料质量检验
拌合物及浇筑质量检验
原材料配量、拌合时间以及离析和泌水检验每班次或每8h应不少于2次
原材料配量、拌合时间以及离析和泌水检验每班次或每8h应不少于2次
混凝土质量检验
一般规定
以设计龄期抗压强度为主
常态纤维混凝土以150mm立方体试件在标准养护条件下的抗压强度为准
喷射纤维混凝土以从完成标样的大板试件切割加工而成的100mm立方体为准
取样以机口取样为主，每组混凝土试件应在同一储料斗或运输车厢内取样制作
可在浇筑地点取一定数量的试件进行比较
取样数量
水力荷载
静水压力
静水压强
p=γh
p：计算点处的静水压强（kN/m²）
h：计算点处的作用水头（m），按计算水位与计算点之间的高差确定
γ：水的重度（kN/m³）
单位宽度上水平静水压力
P=（1/2）γH²
P：单位宽度作用面上的水平静水压力（kN）
H：水深（m）
扬压力
上浮力
上浮力是由坝体下游水深产生的浮托力
矩形部分的合力为浮托力代表值
渗透压力
渗透压力是在上、下游水位差作用下产生的向上的静水压力
其余部分的合力为渗透压力代表值
动水压力
水流流速和方向改变时，对建筑物过流面所产生的压力
包括时均压力和脉动压力
浪压力
波浪的几何要素包括波高、波长、波速等
冰压力
静冰压力
冰盖膨胀对建筑物表面产生的冰压力称为静冰压力
与冰层厚度、开始升温时的气温及温升率有关
动冰压力
冰盖解冻破裂后，冰块随水流漂移，撞到建筑物上而产生撞击力
与冰层厚度、冰块流速及流向、冰的抗压强度、建筑物迎冰面的体形有关
渗流分析
土石坝的渗流分析
目的
确定浸润线的位置；确定渗流主要参数（渗透坡降与流速）；确定渗流量
常用方法
水力学法
假定坝体内土质是均质的，渗流是层流
流网法
是一种图解法，渗流场内由流线和等势线构成的网格称为流网
流网是具有曲线正方形（或矩形）网格的图形
闸基的渗流分析
目的
计算水闸闸基地下轮廓线各点的渗透压力、渗透坡降、渗透流速及渗流量
常用方法
流网法
直线比例法
计算简捷、精度较低；在工程规划和可研阶段使用
改进阻力系数法
是在独立函数法、分段法和阻力系数法等方法的基础上发展起来的
我国目前广泛采用的一种计算方法
渗透系数
取决于土的颗粒形状、大小、不均匀系数及水温
采用经验法、室内测定法、野外测定法确定
K=QL / AH
Q：通过实测的流量（m³/s）
A ：渗流的土样横断面面积（m²）
L ：通过渗流的土样高度（m）
H：实测的水头损失（m）
渗透变形
管涌
在渗流作用下，非黏性土土体内的细小颗粒沿着粗大颗粒间的孔隙通道移动或被渗流带出，致使土层中形成孔道而产生集中涌水的现象
一般发生在无黏性砂土、砂砾土的下游坡面和地基渗流的逸出处
流土
在渗流作用下，非黏性土土体内的颗粒群同时发生移动的现象；或者黏性土土体发生隆起、断裂和浮动等现象
主要发生在黏性土及较均匀的非黏性土体的渗流出口处
接触冲刷
渗流沿着两种渗透系数不同的土层接触面或建筑物与地基的接触面流动时，在接触面处的土壤颗粒被冲动而产生的冲刷现象
接触流失
在层次分明、渗透系数相差悬殊的两层土中，当渗流垂直于层面时，将渗透系数小的一层中的细颗粒带到渗透系数大的一层中的现象
防止渗透变形的工程措施
第一类：岩体内
改善岩土体的结构特性，提高其抵抗渗透变形的能力
水泥灌浆、化学灌浆、混凝土防渗墙、局部置换
第二类：外部（防渗墙）
设置水平与垂直防渗体
设置排水沟或减压井
对有可能发生管涌的地段，应铺设反滤层
对有可能产生流土的地段，则应增加渗流出口处的盖重，盖重与保护层之间也应铺设反滤层
反滤层和过渡层
反滤层
反滤层的作用是滤土排水，防止在水工建筑物渗流出口处发生渗透变形
反滤层要求
使被保护的土不发生渗透变形
渗透性大于被保护土，能通畅地排出渗透水流
不致被细粒土淤塞失效
过渡层
避免在刚度相差较大的两种土料之间产生急剧变化的变形和应力
反滤层可以起过渡层的作用，而过渡层却不一定能满足反滤要求
水流形态及消能方式
水流形态
恒定流与非恒定流
恒定流：流场中任何空间上所有的运动要素（如时均流速、时均压力、密度等）都不随时间而改变的水流
非恒定流：流场中任何空间上有任何一个运动要素随时间而改变的水流
均匀流与非均匀流
均匀流：水流的流线为相互平行的直线时的水流
非均匀流：水流的流线不是相互平行的直线时的水流；分为渐变流和急变流
层流与紊流
层流：流速较小，各流层的液体质点有条不紊地运动，互不混搀
紊流：流速较大，各流层的液体质点形成涡体，在流动过程中互相混搀
急流与缓流
急流
当水深小于临界水深，弗汝德数大于1的水流
只影响下游
缓流
当水深大于临界水深，弗汝德数小于1的水流
上游水位壅高
消能与防冲方式
底流消能
利用水跃消能，将泄水建筑物泄出的急流转变为缓流，高流速的主流在底部
用于低水头、大流量、地质条件差的泄水建筑物，水闸基本采用此种消能方式
面流消能
在主流与河床之间形成巨大的底部旋滚，旋滚流速较低，避免高速水流对河床的冲刷，高流速的主流位于表层
适用于中、低水头工程尾水较深、流量变化范围小、水位变幅较小情况，一般不需要作护坦
挑流消能
利用溢流坝下游设置挑流坎（挑流鼻坎）消能，形成冲刷坑
适用于坚硬岩基上的高、中坝
消力戽消能
利用泄水建筑物的出流部分造成具有一定反弧半径和较大挑角所形成的戽斗消能
适用于尾水较深、流量变化范围小、水位变幅较小情况，一般不需要作护坦
水垫消能
利用下游水深形成的水垫来消耗水流能量
拱坝泄流釆用坝顶泄流或孔口泄流方式时采用
空中对冲消能
利用拱冠两侧对称设置溢流表孔或泄水孔，使两侧挑射水流在空中形成对冲，消耗能量
狭窄河谷修建拱坝时采用