水利水電工程師章節(jié)考點(diǎn)：水利水電工程勘測(cè)與設(shè)計(jì)

1.水準(zhǔn)儀按精度分類：按精度劃分為4個(gè)等級(jí)：普通水準(zhǔn)儀(DS3、DS10)和精密水準(zhǔn)儀(DS05、DS1)，(數(shù)字越小，精度越高，DS05,05表示為±0.5mm);工程測(cè)量中一般使用DS3型微傾式普通水準(zhǔn)儀，D為“大地測(cè)量”,S“水準(zhǔn)儀”，3表示每公里往返測(cè)量高差中數(shù)的偶然中誤差為±3mm。按結(jié)構(gòu)分為微傾水準(zhǔn)儀、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀、激光水準(zhǔn)儀和數(shù)字水準(zhǔn)儀(又稱電子水準(zhǔn)儀)。

微傾水準(zhǔn)儀的使用步驟：安置儀器和粗略整平(簡(jiǎn)稱粗平)、調(diào)焦和照準(zhǔn)、精確整平(簡(jiǎn)稱精平)和讀數(shù)。

2.經(jīng)緯儀：按精度從高到低：DJ05、DJ1、DJ2、DJ6和DJ10等，D為“大地測(cè)量”，J“經(jīng)緯儀”，數(shù)字表示該儀器精度，“05”表示一測(cè)回方向觀測(cè)中誤差不超過±0.5″。根據(jù)刻度盤和讀數(shù)方式的不同，分為游標(biāo)經(jīng)緯儀、光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀。

經(jīng)緯儀的使用包括對(duì)中、整平、照準(zhǔn)和讀數(shù)四個(gè)操作步驟。

角度測(cè)量，包括水平角測(cè)量和豎直角測(cè)量，水平角用于確定地面點(diǎn)的平面位置，豎直角用于確定地面點(diǎn)的高程。經(jīng)緯儀也可用于低精度測(cè)量中的視距測(cè)量。

3.水準(zhǔn)尺：二等水準(zhǔn)測(cè)量使用因瓦水準(zhǔn)尺。精密水準(zhǔn)測(cè)量一般指國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量;國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量為普通水準(zhǔn)測(cè)量。

三、四等水準(zhǔn)測(cè)量采用的尺長(zhǎng)為3m，黑面叫主尺，紅面尺叫輔助尺。黑面分劃的起始數(shù)字為“0”，紅面起始數(shù)一般為4687或4787mm。水準(zhǔn)尺側(cè)面裝一個(gè)圓水準(zhǔn)器。

4.數(shù)字比例尺：1:10000以上為大比例尺;大于1:10000，小于等于1:100000為中比例尺;大于1:100000，小于等于1:1000000為小比例尺。

5.對(duì)于高程放樣中誤差要求不大于±10mm的部位，應(yīng)采用水準(zhǔn)測(cè)量法。

6.距離丈量用視距法測(cè)定，其視距長(zhǎng)度不應(yīng)大于50m。預(yù)裂爆破放樣，不宜采用視距法。

7.用視差法測(cè)定，端點(diǎn)法線長(zhǎng)度不應(yīng)大于70m。

8.混凝土建筑物立模細(xì)部輪廓點(diǎn)的放樣位置，以距設(shè)計(jì)線0.2～0.5m為宜。

9.一般情況下，滑坡、高邊坡穩(wěn)定監(jiān)測(cè)采用交會(huì)法;水平位移監(jiān)測(cè)采用視準(zhǔn)線法(活動(dòng)覘牌法和小角度法);垂直位移觀測(cè)，宜采用水準(zhǔn)觀測(cè)法，也可采用滿足精度要求的光電測(cè)距三角高程法;地基回彈宜采用水準(zhǔn)儀與懸掛鋼尺相配合的觀測(cè)方法。

10.誤差產(chǎn)生的原因有以下三個(gè)方面：人的原因;儀器的原因;外界環(huán)境的影響。可以分為系統(tǒng)誤差、偶然誤差和粗差三類。系統(tǒng)誤差：按一定的規(guī)律變化;偶然誤差：從表面上看沒有任何規(guī)律性;粗差：由于觀測(cè)者粗心或者受到干擾造成的，應(yīng)該可以避免。

11.邊坡的工程地質(zhì)條件分析

常見的邊坡變形破壞主要有：(四種類型)

松弛張裂：巖體被沖刷侵蝕掉或人工開挖，應(yīng)力重新調(diào)整分布;

蠕變：主要在重力作用下向臨空方向發(fā)生長(zhǎng)期緩慢的塑性變形;

崩塌：突然發(fā)生傾倒崩落;

滑坡：主要在重力作用下沿貫通的剪切破壞面發(fā)生滑動(dòng)破壞的現(xiàn)象。此外尚有塌滑、錯(cuò)落、傾倒等過渡類型。

另外泥石流也是一種邊坡破壞的類型。

12.土質(zhì)基坑工程地質(zhì)問題分析

(1)土質(zhì)基坑工程地質(zhì)問題主要包括兩個(gè)方面：邊坡穩(wěn)定和基坑降排水。

(2)在基坑施工中，為防止邊坡失穩(wěn)，保證施工安全，采取的措施有：設(shè)置合理坡度、設(shè)置邊坡護(hù)面、基坑支護(hù)、降低地下水位等。

(3)基坑降排水的目的主要有：增加邊坡的穩(wěn)定性;對(duì)于細(xì)砂和粉砂土層的邊坡，防止流砂和管涌的發(fā)生;對(duì)下臥承壓含水層的黏性土基坑，防止基坑底部隆起;保持基坑土體干燥，方便施工。

(4)軟土基坑開挖的降排水一般有兩種途徑：明排法和人工降水。其中，人工降水經(jīng)常采用輕型井點(diǎn)或管井井點(diǎn)降水方式。

(5)明排法的適用條件：

不易產(chǎn)生流砂、流土、潛蝕、管涌、淘空、塌陷等現(xiàn)象的黏性土、砂土、碎石土的地層;

基坑地下水位超出基礎(chǔ)底板或洞底標(biāo)高不大于2.0m。

(6)輕型井點(diǎn)降水的適用條件：

黏土、粉質(zhì)黏土、粉土的地層;

基坑邊坡不穩(wěn)，易產(chǎn)生流土、流砂、管涌等現(xiàn)象;

地下水位埋藏小于6.0m，宜用單級(jí)真空點(diǎn)井;當(dāng)大于6.0m時(shí)，場(chǎng)地條件有限宜用噴射點(diǎn)井、接力點(diǎn)井;場(chǎng)地條件允許宜用多級(jí)點(diǎn)井。

(7)管井降水適用條件：

第四系含水層厚度大于5.0m;

含水層滲透系數(shù)K宜大于1.0m/d。

13.水庫(kù)特征水位及特征庫(kù)容

(1)設(shè)計(jì)洪水位。水庫(kù)遇大壩的設(shè)計(jì)洪水時(shí)，在壩前達(dá)到的最高水位。它是水庫(kù)在正常運(yùn)用設(shè)計(jì)情況下允許達(dá)到的最高洪水位，也是擋水建筑物穩(wěn)定計(jì)算的主要依據(jù)。

(2)防洪高水位。水庫(kù)遇下游保護(hù)對(duì)象的設(shè)計(jì)洪水時(shí)，在壩前達(dá)到的最高水位。

(3)調(diào)洪庫(kù)容。校核洪水位至防洪限制水位之間的水庫(kù)容積。用于保證下游防洪安全(指其中的防洪庫(kù)容部分)及對(duì)校核洪水調(diào)洪削峰，保證大壩安全。

(4)興利庫(kù)容(有效庫(kù)容、調(diào)節(jié)庫(kù)容)。正常蓄水位至死水位之間的水庫(kù)容積。用以調(diào)節(jié)徑流，按興利要求提供水庫(kù)的供水量或水電站的流量。(2012、2017年考點(diǎn))

13.工程合理使用年限

水利水電工程合理使用年限，應(yīng)根據(jù)工程類別和等別按表1F411022-1確定。對(duì)綜合利用的水利水電工程，當(dāng)按各綜合利用項(xiàng)目確定的合理使用年限不同時(shí)，其合理使用年限應(yīng)按其中最高的年限確定。(就高不就低)

1級(jí)、2級(jí)永久性水工建筑物中閘門的合理使用年限應(yīng)為50年，其他級(jí)別的永久性水工建筑物中閘門的合理使用年限應(yīng)為30年。

注：水庫(kù)壅水建筑物不包括定向爆破壩、橡膠壩。

14.水工建筑物的基本設(shè)計(jì)方法

(1)理論分析。

(2)試驗(yàn)研究。

(3)原型觀測(cè)。

(4)工程類比。

15.建筑材料按其物理化學(xué)性質(zhì)可分為：

無機(jī)材料(①氣硬性膠凝材料：只能在空氣中硬化，有石灰、石膏與水玻璃等。②水硬性膠凝材料：不僅能在空氣中而且能更好地在水中硬化，有水泥等。)

有機(jī)材料(包括瀝青材料、植物材料和合成高分子材料等三類)

復(fù)合材料(合成樹脂及塑料、合成橡膠、合成纖維、土工合成材料等。土工合成材料：包括土工織物、土工膜、土工復(fù)合材料、土工特殊材料四大類。)三大類。

土工合成材料在水利水電工程中的應(yīng)用包括：

(1)防滲。土工膜或復(fù)合土工膜，土壩等工程的防滲。

(2)反濾、排水。

(3)防護(hù)工程。

(4)加筋土工程。提高土地穩(wěn)定性，如土工格柵、織物、格室等。

16.建筑石材

(1)火成巖:花崗巖;閃長(zhǎng)巖;輝長(zhǎng)巖;輝綠巖;玄武巖。

(口訣：玄輝輝閃花)

(2)水成巖:石灰?guī)r;砂巖。

(口訣：水砂石)

(3)變質(zhì)巖：片麻巖;大理巖。

(口訣：變大石片)

17.凝土的強(qiáng)度

混凝土的強(qiáng)度有抗壓、抗拉、抗彎及抗剪強(qiáng)度等，以抗壓強(qiáng)度最大，結(jié)構(gòu)中主要是利用混凝土的抗壓強(qiáng)度。

標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件(溫度20℃±2℃，相對(duì)濕度95%以上)下，養(yǎng)護(hù)到28d齡期，按照標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定方法測(cè)定的混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度(以MPa計(jì))。

影響混凝土強(qiáng)度的因素有：施工方法、施工質(zhì)量、水泥強(qiáng)度、水灰比、骨料種類及級(jí)配、養(yǎng)護(hù)條件及齡期等。

混凝土的抗拉強(qiáng)度，一般約為相應(yīng)抗壓強(qiáng)度的10%左右。

18.混凝土配合比的設(shè)計(jì)，實(shí)質(zhì)上就是確定四種材料用量之間的三個(gè)對(duì)比關(guān)系：水灰比、砂率、漿骨比。

19.細(xì)骨料：粒徑在0.16~5mm之間的骨料。按形成條件分為天然砂、人工砂;按細(xì)度模數(shù)FM分為粗砂(3.7～3.1)、中砂(3.0～2.3)、細(xì)砂(2.2～1.6)、特細(xì)砂(1.5～0.7)。粗骨料：粒徑大于5mm的骨料。普通混凝土常用卵石和碎石作粗骨料。分為特大石(150～80mm或120～80mm)、大石(80～40mm)、中石(40～20mm)、小石(20～5mm)四級(jí)。

20.建筑鋼材：工程所用的鋼筋有熱軋鋼筋、冷軋帶肋鋼筋、冷拉熱軋鋼筋(簡(jiǎn)稱冷拉鋼筋)及預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋四種。

反映鋼筋塑性性能的基本指標(biāo)是伸長(zhǎng)率和冷彎性能。

有物理屈服點(diǎn)的鋼筋：屈服強(qiáng)度是鋼筋強(qiáng)度的設(shè)計(jì)依據(jù)。

無物理屈服點(diǎn)的鋼筋：極限強(qiáng)度作為主要強(qiáng)度指標(biāo)。

屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和冷彎性能是有物理屈服點(diǎn)鋼筋進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)的四項(xiàng)主要指標(biāo)，而對(duì)無物理屈服點(diǎn)的鋼筋則只測(cè)定后三項(xiàng)。

21.水工建筑物的荷載：按作用隨時(shí)間的變異性，可分為永久作用荷載、可變作用荷載和偶然作用荷載。

可變作用荷載包括：靜水壓力、揚(yáng)壓力、動(dòng)水壓力、水錘壓力、浪壓力、外水壓力、風(fēng)荷載、雪荷載、冰壓力、凍脹力、溫度荷載、土壤孔隙水壓力、灌漿壓力等;

偶然作用荷載包括：地震作用、校核洪水位時(shí)的靜水壓力。

永久作用荷載包括：結(jié)構(gòu)自重和永久設(shè)備自重、土壓力、淤沙壓力、地應(yīng)力、圍巖壓力、預(yù)應(yīng)力。

22.土石壩的滲流分析包括：

①確定浸潤(rùn)線的位置;

②確定滲流的主要參數(shù)—滲流流速與坡降;

③確定滲流量。

進(jìn)行滲流分析的方法較簡(jiǎn)單的有水力學(xué)法和流網(wǎng)法。

23.閘基的滲流分析

計(jì)算水閘閘基地下輪廓線各點(diǎn)的滲透壓力、滲透坡降、滲透流速及滲流量。較為常用的方法有直線比例法、流網(wǎng)法和改進(jìn)阻力系數(shù)法。

24.滲透變形又稱為滲透破壞，是指在滲透水流的作用下，土體遭受變形或破壞的現(xiàn)象。一般可分為管涌、流土、接觸沖刷、接觸流失四種基本形式。

管涌和流土主要發(fā)生在單一結(jié)構(gòu)的土體(地基)中，接觸沖刷和接觸流失主要發(fā)生在多層結(jié)構(gòu)的土體(地基)中。

25.反濾層和過渡層

反濾層的作用是濾土排水，防止在水工建筑物滲流出口處發(fā)生滲透變形。反濾層要求：隨水流的方向顆粒由小到大排列。

26.消能方式。

底流消能：是靠水躍產(chǎn)生的表面旋滾與底部主流間的強(qiáng)烈紊動(dòng)、剪切和摻混作用。既適用于堅(jiān)硬巖基，也適用于較軟弱或節(jié)理裂隙較為發(fā)育的巖基。

挑流消能：利用溢流壩下游設(shè)置挑流坎，把高速水流挑射到下游空中，然后擴(kuò)散的摻氣水流跌落到壩下游河道內(nèi)。適用于堅(jiān)硬巖基上的高、中壩。

面流消能：主流與河床之間形成巨大的底部旋滾。適用于中、低水頭工程尾水較深，流量變化范圍較小，水位變幅較小，或有排冰、漂木要求的情況。一般不需要作護(hù)坦。

消力戽消能：是利用泄水建筑物的出流部分造成具有一定反弧半徑和較大挑角所形成的戽斗。適用于尾水較深，流量變化范圍較小，水位變幅較小，或有排冰、漂木要求的情況。一般不需要作護(hù)坦。

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