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2020一级建造师《水利水电工程》考点预习汇总【九】

内容

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    2020一级建造师《水利水电工程》考点预习汇总【九】
    考点：水力荷载
    主要水力荷载：静水压力、扬压力、动水压力、浪压力和冰压力。
    一、静水压力
    垂直作用于建筑物(结构)表面某点处的静水压强按下式计算：
    P=yh
    水深为H时，单位宽度上水平静水压力P按下式计算：
    P=1/2yh2
    【例题?单选】尺寸为1.5m×1.0m×0.8m(长×宽×高)的箱体平放在水深为2.8m的水池底面，箱体顶面受到的静水压力为( )kN(水的重度取10kN/m3)。【2009】
    A.20
    B.27
    C.30
    D.42
    【答案】C
    二、扬压力
    矩形部分的合力为浮托力代表值，其余部分的合力为渗透压力代表值。对于在坝基设置抽排系统的，则主排水孔之前的合力为扬压力代表值;主排水孔之后的合力为残余扬压力代表值。
    【例题?多选】下列混凝土重力坝所受荷载中，属于扬压力的有( )。
    A.动水压力
    B.波浪压力
    C.浮托力
    D.泥沙压力
    E.渗透压力
    【答案】CE
    【解析】计算截面上的扬压力代表值，应根据该截面上的扬压力分布图形计算确定。其中，矩形部分的合力为浮托力代表值，其余部分的合力为渗透压力代表值。
    2020一级建造师《水利水电工程》考点预习【二】
    考点：渗流分析
    一、土石坝的渗流分析【必会】
    内容：①确定浸润线的位置;②确定渗流的主要参数——渗流流速与坡降;③确定渗流量。(13年考点)
    方法：水力学法和流网法。
    水力学方法可以用来近似确定浸润线的位置，计算渗流量、平均流速和坡降。
    二、闸基的渗流分析
    (1)闸基渗流计算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。
    (2)方法：直线比例法、流网法和改进阻力系数法。
    三、渗透系数
    渗透系数的大小主要取决于土的颗粒形状、大小、不均匀系数及水温，一般采用经验法、室内测定法、野外测定法确定。
    四、渗透变形【必会】
    可分为：管涌、流土、接触冲刷、接触流失，最主要的是管涌和流土。
    (一)管涌
    1.定义：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。
    2.首先从渗流逸出处开始，然后向上游逐步发展。
    3.一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。黏土土料较少发生管涌。
    (二)流土(13、14、17年考点)
    1.定义：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，都称为流土。
    2.流土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。
    (五)防止渗透变形的工程措施
    1.一类是改善岩土体的结构特性，提高其抵抗渗透变形的能力。采用水泥灌浆、化学灌浆、混凝土防渗墙、局部置换等方法提高软弱破碎物质的抗渗性。
    2.另一类是采取措施截断岩(土)体中的渗透水流或减小岩(土)体中渗透水流渗透比降，使其小于允许比降。最可靠的方法是在渗透土层中兴建防渗墙。
    (六)反滤层和过渡层
    1.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。
    2. 过渡层的作用是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。
    3.坝的反滤层必须符合：①使被保护的土不发生渗透变形;②渗透性大于被保护土，能通畅地排出渗透水流;③不致被细粒土淤塞失效。
    【例题?单选】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称为( )。【2017】
    A.管涌
    B.流土
    C.接触冲刷
    D.接触损失
    【答案】B
    【解析】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，都称为流土。
    2020一级建造师《水利水电工程》考点预习【三】
    考点：水流形态及消能方式
    一、水流形态
    包括：恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流、层流与紊流、急流与缓流。
    (三)层流与紊流
    紊流：当流速较大，各流层的液体质点形成涡体，在流动过程中互相混掺，该流动形态为紊流。实际工程中紊流是最为常见的流态，如闸后、跌水、泄水、水轮机中的水流均为紊流。
    (四)急流与缓流
    (1)急流：当水深小于临界水深，佛汝德数大于l的水流，称为急流。当急流受到建筑物或其他障碍物作用时，其干扰作用只影响下游，不影响上游。
    (2)缓流：当水深大于临界水深，佛汝德数小于l的水流，称为缓流。缓流表现形态为：当水流遇到障碍物时，障碍物对水流的干扰可向上游传播，表现为上游的水位壅高。
    二、消能方式
    采取的消能方式有:底流消能、挑流消能、面流消能、消力扉消能。
    练习题
    【例题?单选】下图所示消能方式属于( )消能。【2007】

    A.底流
    B.挑流
    C.面流
    D.消力戽
    【答案】C
    2020一级建造师《水利水电工程》考点预习【四】
    考点：施工导流与截流
    1F412011施工导流标准
    1.导流标准
    包括：导流建筑物级别、导流建筑物设计洪水标准、施工期临时度汛洪水标准和导流泄水建筑物封堵后坝体度汛洪水标准等。
    2.导流标准的确定
    (1)导流建筑物设计洪水标准：根据导流建筑物的级别和类型，并结合风险度分析合理确定。
    (2)坝体临时度汛洪水标准：根据坝型和坝前拦洪库容确定;
    (3)坝体度汛洪水标准：根据坝型和大坝级别确定，且汛前坝体上升高度应满足拦洪要求，帷幕灌浆及接缝灌浆高程应能满足蓄水要求。
    1F412012施工导流方式
    施工导流的基本方式可分为分期围堰导流和一次拦断河床围堰导流两类。按泄水建筑物型式可分为:明渠导流、隧洞导流、涵管导流以及施工过程中的坝体底孔导流、缺口导流和不同泄水建筑物的组合导流。
    一、分期围堰导流(15年考点)【必会】
    适用于：①导流流量大，河床宽，有条件布置纵向围堰;②河床中永久建筑物便于布置导流泄水建筑物;③河床覆盖层不厚。
    (一)束窄河床导流
    用于分期导流的前期阶段，特别是一期导流。
    (二)通过建筑物导流
    1.多用于分期导流的后期阶段。
    2.主要方式：混凝土坝体中的底孔导流，混凝土坝体上预留缺口导流、梳齿孔导流，平原河道上的低水头河床式径流电站可采用厂房导流，个别高、中水头坝后式厂房，通过厂房导流等。
    二、一次拦断河床围堰导流【必会】
    适用于枯水期流量不大且河道狭窄的河流。
    (一)明渠导流
    适用于岸坡平缓或有一岸具有较宽的台地、垭口或古河道的地形。
    (二)隧洞导流
    适用于河谷狭窄、两岸地形陡峻、山岩坚实的山区河流。(13年考点)
    (三)涵管导流
    适用于导流流量较小的河流或只用来担负枯水期的导流。一般在修筑土坝、堆石坝等工程中采用。
    1F412013截流方法

截流方式
戗堤法截流	平堵、立堵及混合堵(17年考点)
无戗堤法截流	建闸截流、水力冲填法、定向爆破截流、浮运结构截流等(12年考点)

    一、截流方式【必会】
    (一)截流采用戗堤法，宜优先采用立堵截流方式;在条件特殊时，经充分论证后可选用建造浮桥及栈桥平堵截流、定向爆破、建闸等其他截流方式。
    (二)混合堵
    1.立平堵。为充分发挥平堵水力条件较好的优点，降低架桥的费用，采用先立堵、后架桥平堵的方式。
    2.平立堵。对于软基河床，单纯立堵易造成河床冲刷，采用先平抛护底，再立堵合龙的方案。平抛多利用驳船进行。
    (三)截流方式选择:
    (1)截流落差不超过4.0m和流量较小时，宜优先选择单戗立堵截流。当龙口水流较大，流速较高，应制备特殊抛投材料。
    (2)截流流量大且落差大于4.0m和龙口水流能量较大时，可采用双戗、多戗或宽戗立堵截流。
    截流水力学计算应确定截流过程中的落差、单宽流量、单宽能量、流速等水力学参数及其变化规律，确定截流抛投材料的尺寸和重量。
    二、减小截流难度的技术措施
    1.加大分流量，改善分流条件
    2.改善龙口水力条件
    措施有双戗截流、三戗截流、宽戗截流、平抛垫底等。(10年考点)
    3.增大抛投料的稳定性，减少块料流失
    4.加大截流施工强度
    5.合理选择截流时段
    (1)通航河道，选择对航运影响较小时段;
    (2)严寒地区，避开河道流冰及封冻时段;
    (3)截流开始时间应尽可能提前进行，保证汛前围堰达到防汛要求。
    2020一级建造师《水利水电工程》考点预习【五】
    考点：围堰的类型
    一、围堰分类
    围堰类型可分为土石围堰、混凝土围堰、钢板桩围堰等。不同围堰形式应符合以下要求:
    (1)土石围堰能充分利用当地材料，对地基适应性强，施工工艺简单，应优先采用。
    (2)混凝土围堰宜优先选用重力式碾压混凝土结构。河谷狭窄且地质条件良好的堰址可采用混凝土拱围堰。
    (3)在地质条件好、能充分利用天然料和开挖石渣时可采用胶凝砂砾石围堰、堆石混凝土围堰。
    (4)装配式钢板桩格形围堰适用于在岩石地基或混凝土基座上建造，其最大挡水水头不宜大于30m;打入式钢板柱围堰适用于细砂砾石层地基，其最大挡水水头不宜大于20m。
    (5)结合当地材料分布、地区环境和施工特点，低水头围堰可采用浆砌石、钢筋石笼等围堰类型。
    (6)对于进/出水口或闸室前缘可采用混凝土叠梁、其他特种钢围堰，以及起围堰作用的预留岩坎(岩塞)等特殊类型。
    二、围堰的基本形式及构造【重要】
    (一)土石围堰
    (1)可与截流戗堤结合，可利用开挖弃渣，是应用最广泛的围堰形式。
    (2)防渗结构形式有：斜墙式、斜墙带水平铺盖式、垂直防渗墙式及灌浆帷幕式等。(15年考点)
    (二)混凝土围堰
    (1)混凝土围堰结构形式有重力式、拱型等形式。
    (2)宜建在岩石地基上。特点是挡水水头高，底宽小，抗冲能力大，堰顶可溢流。
    (3)在分段围堰法导流施工中，用混凝土浇筑的纵向围堰可以两面挡水，而且可与永久建筑物相结合作为坝体或闸室体的一部分。(16年单，土石围堰也可结合，如小浪底土石围堰)
    (三)钢板桩格形围堰
    适用于挡水高度小于15～18m，可以建在岩基或非岩基上，也可作过水围堰用。
    【例题?单选】下列围堰类型中，可以与永久建筑物相结合并作为其组成部分的是( )。【2016】
    A土石围堰
    B草土围堰
    C竹笼围堰
    D木笼围堰
    【答案】A
    【解析】围堰是导流工程中的临时性挡水建筑物，用来围护施工基坑，保证水工建筑物能在干地施工。在导流任务完成后，若围堰不能与主体工程结合成为永久工程的一部分，应予以拆除。草土围堰、木笼围堰、竹笼围堰寿命都比较短，因此本题用排除法，最后选土石围堰。

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