水利水電工程建筑物與建筑材料

水利水電工程技術

水利水電工程建筑物與建筑材料

水利水電工程建筑物的類型與組成（建筑物、等級劃分）

建筑物包括：土石壩、水閘

水利水電工程勘察與測量

水利水電工程建筑材料（水泥、混凝土、鋼材）

永久水工建筑物

水利水電工程等級劃分與特征水位一、水工建筑物等級劃分

.水利水電工程等級劃分

水利水電工程根據其工程規模、效益與在國民經濟中的重要性，劃分為五等。

注意點：表一數據；對于綜合利用的水利水電工程，當各項任務指標對應的等別不同時.，其整個工程等別

應按其中的最高等別確定。

攔河水閘工程的等別，應根據其最大過閘流量確定。

灌溉、排水泵站的等別，應根據其裝機流量與裝機功率確定。

.水工建筑物的級別劃分

水工建筑物的級別反映了工程對水工建筑物的技術要求和安全要求。

（）永久性水工建筑物級別

根據永久建筑物所在工程的等別，以與建筑物重要性定為五級。主次建筑物級別見表一。注意工程等別和

主次建筑物的對應性。

按建筑物使用時間的長短來分：

永久性建筑物和臨時性建筑物。

永久性建筑物是指工程運行期間長期使用的水工建筑物，按其重要性分為：

主要建筑物失事后會造成災害或嚴重影響工程效益：

次要建筑物失事后不會造成災害，影響不大易恢復；

臨時性建筑物是指工程施工期間暫時使用的建筑物。如施工導流明渠、圍堰等。

堤防工程的級別根據堤防工程的防洪標準確定。防洪對象的防洪要求一防洪標準一堤防工程級別。

（）臨時性水工建筑物級別

（確定級別是為了確定導流標準，進而確定導流設計流量）

按保護對象、失事后果、使用年限和導流建筑物規模等指標，劃分為、、級共三級。

注意：

對于同時分屬于不同級別的監時性水工建筑物，其級別應按照其中最高級別確定。

對于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、水工建筑物的分類與作用

為滿足防洪、發電、灌溉、航運等興利除害的要求，河道上通常要建造控制水位、調節流量等作用的水工

建筑物。水工建筑物一般按其作用、用途和使用時間等進行分類。

（-）按作用分類

.擋水建筑物，如各種壩和水閘以與沿江河海岸修建的堤防、海塘等。

.泄水建筑物，如各種溢流壩、壩身泄水孔、岸邊溢洪道等。

.輸水建筑物，如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸等。

.取（進）水建筑物，如引水隧洞的進水口段、灌溉渠首和供水用的揚水站等。

.整治建筑物，如順壩、丁壩、導流堤、護底和護岸等。

.專門建筑物，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。

（二）按用途分類

水工建筑物按其用途可分為一般性建筑物和專門性建筑物。

（三）按便用時間的長短分類

水工建筑物按其使用時間的長短分為永久性建筑物和臨時性建筑物。

.永久性建筑物是指工程運行期間長期使用的水工建筑物。根據其重要性又分為主要建筑物和次要建筑物。

.臨時性建筑物是指工程施工期間暫時使用的建筑物，如施工導流明渠、圍堰等。主要作用是為永久性建

筑物的施工創造必要的條件。

三、水庫與堤防的特征水位

（-）水庫的特征水位

.校核洪水位。水庫遇大壩的校核洪水時在壩前達到的最高水位。

.設計洪水位。水庫遇大壩的設計洪水時在壩前達到的最高水位。

,防洪高水位。水庫遇下游保護對象的設計洪水時在壩前達到的最高水位。

.正常蓄水位（正常高水位、設計蓄水位、興利水位）。

.防洪限制水位（汛前限制水位）。水庫在汛期允許興利的上跟水位，也是水庫汛期防洪運用時的起調水

位。

.死水位。允許消落到的最低水位。

興利庫容：死水位?正常蓄水位

防洪庫容：防洪限制水位?防洪高水位

調洪庫容：防洪限制水位?校核洪水位

（-）堤防工程特征水位

.設防（防汛）水位：開始組織人員防汛的水位。

.警戒水位：防汛人員必須開赴防汛前線，準備搶險的水位。警戒水位》設防（防汛）水位。

.保證水位：河道遇堤防的設計洪水時在堤前達到的最高水位，

土石壩與堤防的構造與作用

一、土石壩的類型

土石壩一般按壩高、施工方法或筑壩材料等進行分類。

.按壩高分類

土石壩按壩高可分為低壩、中壩和高壩。《碾壓式土石壩設計規范》一規定：高度在以下的為低壩；高

度在（含）?（含）之間的為中壩：高度超過的為高壩。

.按施工方法分類

土石壩按施工方法可分為碾壓式土石壩、水力沖填壩、定向爆破堆石壩等，其中碾壓式土石壩最常見，它

是用適當的土料分層堆筑，并逐層加以壓實（碾壓）而成的壩，它又可分為三種：

（）均質壩。壩體斷面不分防滲體和壩殼，壩體基本上是由均一的黏性土料（壤土、砂壤土）筑成，如圖

（）所示。

（）土質防滲體分區壩。包括黏土心墻壩和黏土斜墻壩，即用透水性較大的土料作壩的主體，用透水性較

小的黏土作防滲體的壩。防滲體設在壩體中央的或稍向上游且略為傾斜的壩稱為黏土心墻壩，防滲體設在壩體

上游部位且傾斜的壩稱為黏土斜墻壩，是高、中壩中最常用的壩型，如圖（）、（）、（）所示。

（）非土料防滲體壩。以瀝青混凝土、鋼筋混凝上或其他人工材料（如上工膜）為防滲體的壩。按其位置

也可分為心墻壩和面板壩兩種，如圖（）、（）所示。

二、土石壩的構造與作用

土石壩基本剖面是梯形，主要由壩頂、防滲體、上下游壩坡、壩體排水、地基處理等部分組成。

.壩頂構造：

（）壩頂寬度。壩頂寬度應根據構造、施工、運行和抗震等因素確定。如無特殊要求，高壩可選用?，中、

低壩可選用?。

O護面。護面的材料可采用碎石、砌石、瀝青或混凝土，IV級以下的壩下游也可以采用草皮護面。

（）防浪墻。壩頂上游側常設混凝土或漿砌石修建的不透水的防浪地，墻基要與壩體防滲體可靠地連接起

來，以防高水位時漏水，防浪墻的高度一?般為?（指露出壩頂部分）。

.防滲體：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。

）斜墻布置在現體的上游.（迎水面如下游圍堰）

.土石壩的護坡與壩坡排水

（）作用：防止波浪淘刷、順壩水流沖刷、冰凍和其他形式的破壞。

（）壩坡排水：除干砌石或堆石護面外，均必須設壩面排水。（干砌石或堆石本身能夠排水）

.壩體排水

排水設施形式：貼坡排水、棱體排水、裙墊排水、管式排水、綜合式排水。

壩體排水的作用：降低壩體浸潤線與孔隙水壓力，防止壩坡土凍脹破壞。

知識點：

）貼坡排水頂部應高于壩體浸潤線的逸出點；貼坡排水不能降低浸潤線。（滲流仍從原坡面逸出，常用于

中小型工程下游無水的均質壩或浸澗線較低的中等高度壩。看圖）。

B2F311012-3排水

1一??9?2一密一應?事.4一S—

）棱體排水，頂部高程應超出下游最高水位，超出高度應大于波浪沿坡面的爬高，并使壩體浸澗線距壩坡

的距離大于冰凍深度。應避免棱體排水上游坡腳出現銳角，可降低浸潤線，防止壩坡凍脹和滲透變形，保護下

游壩腳不受尾水淘刷，多用于河床部分（有水）的下游壩腳處。

）反濾層，材料粒徑沿滲流方向由小到大排列。（反濾層是允許滲流，但防止細小土粒被滲流帶走）

三、堤防的構造與作用

土質堤防的構造與作用和土石壩類似，包括堤頂、堤坡與俄臺、護坡與坡面排水、防滲與排水設施、防洪

墻等。

混凝土壩的構造與作用

混凝土壩的主要類型有重力壩、拱壩和支墩壩三種。

一、重力壩類型

重力壩主要依靠自身重量產生的抗滑力維持其穩定性。重力壩用混凝土或漿砌石筑成,壩軸線一般為直線,

并有垂直于壩軸線方向的橫縫將壩體分成若干段，橫剖面基本上呈三角形。

.按壩體高度分為：高壩一壩高大于；低壩一壩高小于：中壩一介于二者之間的。土石壩也可依次分類。

.按施工方法：澆筑混凝土重力壩、碾壓混凝土重力壩。

二、重力壩的構造與作用

.防滲層厚度一般為?水頭，但不小于。

.為了減小壩體的滲透壓力，靠近上游壩面設置排水管幕，排水管幕與上游壩面的距離一般為作用水頭

的?，且不小于。排水管間距?。

.橫縫：有永久性的和臨時性的兩種，永久性橫縫可兼作沉降縫和溫度縫。

.水平施工縫：是施工過程中新老混凝土結合面。

.基礎灌漿廊道設置在上游壩踵處。

三、重力壩的荷教與作用

重力壩承受的荷載與作用主要有：①自重（包括固定設備重量）：②靜水壓力：③揚壓力：④動水壓力:

⑤波浪壓力：⑥泥沙壓力：⑦冰壓力：⑧土壓力；⑨溫度作用：⑩風作用：地震作用等。

揚壓力包括上浮力與滲透壓力。上浮力是由壩體下游水深產生的浮托力。

四、拱壩的結構特點和類型

,拱壩的結構特點

拱壩的軸線為弧形，能將上游的水平水壓力變成軸向壓應力傳向兩岸，主要依靠兩岸壩肩維持其穩定性:

拱壩是超靜定結構，行較強的超載能力，受溫度的變化和壩肩位移的影響較大。

.拱壩的類型

定圓心等半徑拱壩：圓心的平面位置和外半徑都不變的一種拱壩。

等中心角變半徑拱壩：拱壩壩面自上而下中心角不變而半徑逐漸減小。

變圓心變半徑雙曲拱壩：圓心的平面位置、外半徑和中心角均隨高程而變的壩體形式。

五、支墩壩的結構特點和類型

支墩壩是由一系列順水流方向的支墩和支承在墩子上游的擋水面板所組成，如圖所示。按擋水面板的形式,

支墩壩可分為平板壩、連拱壩和大頭壩。

圖2F311013?5支墩壩的形式

⑷平板壩，彷）連換壩；M大頭壩

水閘的組成與作用一、水閘類型

（）水閘按其所承擔的任務分為進水閘、節制閘、泄水閘、排水閘、擋潮閘等。

（）水閘按閘室結構形式分為開敞式水閘和涵洞式水閘。

①開敞式水閘：閘室上面沒有填土，如圖所示。當引（泄）水流量較大、渠堤不高時，常采用開散式水閘。

②涵洞式水閘：主要建在渠堤較高、引水流量較小的渠堤之下，閘室后有洞身段，洞身上而填土。根據水

力條件的不同，涵洞式可分為有壓和無壓兩種。

二、水閘的組成部分與作用

水閘由閘室和上、下游連接段三部分組成，見教材圖：一。掌握每一部分的具體組成內容。

上游防沖槽；上游護底：鋪蓋：閘室底板：護坦（消力池）：海漫；下游防沖槽；閘墩；閘門：胸墻；交

通橋：工作橋：啟閉機：上游護坡：上游翼墻：邊墩：下游翼墻：下游護坡

.閘室

閘室是水閘的主體，起擋水和調節水流的作用。它包括底板、閘墩、閘門、胸墻、工作橋和交通橋等。

整體式底板適用于地質條件笈差、可能產生不均勻沉降的地基。整體式平底板抗震性能較好。中等密實以

卜的地基或地宸區適宜采用整體式底板。

分離式閘墩底板基底壓力較大，適用于地質條件較好、地基承我力較大的地基。

.上游連接段

上游連接段由鋪蓋、護底、手坡與上游翼墻組成。

鋪蓋：主要作用是延長滲徑長度以達到防滲目的，兼有防沖功能。

?下游連接段

下游連接段通常包括護坦（消力池）、海漫、下游防沖槽以與下游翼墻與護坡等。

）護坦（消力池）與兩側翼墻底板與閘室底板之間，均應設置沉陷縫。縫的位置如在陽基防滲范圍內，縫

中應設止水。

）海漫：其作用是繼續消除水流余能。海漫材料一般采用漿砌或干砌塊石。在海漫末端設置防沖槽與下游

河床相連，以保護海漫末端不受沖刷破壞.

泵站的布置與水泵的分類一、泵站總體布置

泵站工程按建站目的不同，分為灌溉泵站、排澇泵站、排灌結合泵站、供水泵站、加壓泵站、多功能泵站

等。不同類型的泵站，其布置型式也不同，其中灌溉泵站、排澇泵站、排灌結合泵站是水利工程最常用的泵站。

灌溉泵站。單純灌溉的泵站比較簡單，分有引渠和無引渠兩種，有引渠灌溉泵站通常河中水流經進水閘通

過引水渠引到泵站前池，再由水泉提到山水池并送入灌溉渠道進行灌溉，在汛期不需要灌溉時將進水閘關閉。

對于揚程不高而灌區距水源較遠的泵站，常將水泵的進水管直接架設在河道或水庫中，這樣就省去了從進水閘

到前池之間的用渠，習慣上稱為無引渠泵站。

排澇泵站。單純排澇的泵站布置型式通常出水池緊靠河堤，出水池的出口與泄水涵洞相連，通過水泵提到

出水池的澇水經泄水涵洞泄入外河。有的不用泄水涵洞而用明渠泄水。泄水閘可起防洪作用，當外河水位高而

又不需要提水排澇時，泄水閘關閉。

排灌結合泵站。對于既有灌溉任務，又有排澇任務的排灌結合的泵站工程，配套建筑物相應較多，更要講

究合理布置。為合理布置，首先應當確定必不可少的配套建筑物與其調節運用關系。

二、泵站進出水建筑物

泵站進出水建筑物一般包括引水渠、沉砂與沖砂建筑物、前池、進水池、出水管道、出水池或壓力水箱等。

引水渠。當泵站的泵房遠離水源時，應利用引水渠（岸邊式泵站可設涵洞）將水源引至前池和進水池。泵

站的引水渠分為自動調節引渠和非自動調節引渠。

沉砂與沖砂建筑物。當水源（河流）含砂量較大時，除在進水口前設置攔砂設施外，還應增設沉砂池，以

與沖砂口門，以減少高速含砂水流對水泵和管道的磨損和破壞。

前池。銜接引渠和進水池的水工建筑物。根據水流方向可將前池分為兩大類，即正向進水前池和側向進水

前池。

進水池.水泵（立式軸流泵：或水泵進水管（臥式離心泵、混流泵）直接吸水的水工建筑物，一般布置在

前池和泵房之間或泵房的下面（濕室型泵房）。

出水管道。水泵房至出水池之間有一段壓力管道稱為出水管道。

出水池。銜接水泵出水管與灌溉（或排水）干渠（或承泄區）的水工建筑物，根據水流出流方向，出水池

分為正向出水池和側向出水池。

壓力水箱。一種封閉形式的出水建筑物，箱內水流-?般無自由水面，大多用于排水泵站且承泄區水位變幅

較大的情況。按水流方向來分，壓力水箱有正向出水和側向出水前種。

三、水泵的分類與性能

（一）葉片泵的分類

按工作原理不同分為：離心泵、軸流泵、混流泵。

（-）葉片泵抽水裝置

由葉片泵、動力機、傳動設箏、管路與其附件構成的能抽水的系統稱為葉片泵抽水裝置。

（三）葉片泵的性能參數

揚程一單位重量的水從泵進口到泵出口所增加的能量。

設計揚程一水泵銘牌上所標出的揚程，又稱額定揚程。

泵的工作揚程總是大于實際揚程。

效率水泵銘牌上的效率是對應于通過設計流量時的效率，該效率為泵的最高效率。

水泵內的能量損失可分為一:部分，即水力損失、容積損失和機械損失。

允許吸上真空高度或必須汽蝕余量。表征葉片泵汽蝕性能的參數，用來確定泵的安裝高程，單位為。

四、泵房的結構形式

泵房結構形式右移動式和固定式兩大類。移動式分為囤船型和纜車型：固定式泵房分為分基型、干室型、

濕室型、塊基型四種。

水電站的組成與作用

.水電站由進水口、引水建筑物、平水建筑物和廠區樞紐組成，

.水電站的進水口分有壓和無壓兩種，它是水電站引水系統的苜部。

.引水建筑物有動力渠道、弓水隧洞和壓力管道等。

.平水建筑物包括壓力前池和調壓室。

.廠區樞紐包括主廠房、副廠房、主變壓器場、高壓開關站等，是發電、變電和配電的場所。

渠系建筑物的構造與作用

在渠道上修建的水工建筑物稱為渠系建筑物，類型主要有渡槽、涵洞、倒虹吸管、跌水與陡坡等。

一、渡槽的構造與作用

按支承結構渡槽可分為梁式渡槽和拱式渡槽兩大類。渡槽由輸水的槽身與支承結構、基礎和進出口建筑物

等部分組成。小型渡槽一般采用簡支梁式結構，截面采用矩形。

梁式渡槽槽身結構一股由槽身和槽墩（排架）組成，主要支承水荷載與結構自重。

主拱圈是拱式渡槽的主要承重結構。

二、涵洞的構造與作用

截水環。對于有壓涵洞要在洞身四周設若干截水環或用翦土包裹形成涵衣，用以防止洞身外圍產生集中滲

流。

三、倒虹吸管的構造和作用

鎮墩與支墩。在管身的變坡與轉彎處或較長管身的中間應設置鎮墩，以連接和固定管道。鎮墩附近的伸縮

縫一般設在下游側。在鎮墩中間要設置支地，以承受水荷載與管道自重的法向分量。

四、跌水與陡坡的構造和作用

陡坡與跌水的主要區別在于陡坡是以斜坡代替跌水墻。

水利水電工程勘察與測量工程地質和水文地質的條件與分析

知識點：

.產狀有三要素，即走向、傾向和傾角。

.斷裂構造分為：節理和斷層.

節理.：沿斷裂面兩側的巖層未發生.位移或僅有微小錯動。

斷層：在斷裂層兩側的巖塊發生了顯著位移。

斷層有：正斷層、逆斷層、平移斷層。

.由于壩區巖體中存在的某些地質缺陷，可能導致產生的工程地質問題主要有壩基穩定（包括滲透穩定、

沉降穩定和抗滑穩定）和壩區滲透問題（包括壩基滲漏和繞壩滲漏）。

.軟土基坑工程地質問題包括：土質邊坡穩定和基坑降排水。邊坡變形破壞主要有：松弛張裂、需動變形、

崩塌、滑坡等。

.在邊坡的破壞形式中，滑坡是分布最廣、危害最大的一種。

.解決邊坡失穩的措施有；采取合理坡度、設置邊坡護面、基坑支護、降低地下水位。

.軟土基坑開挖的降排水途徑：明排法、人工降水（輕型井點或管井井點）。

.滲透變形（滲透破壞）一般分為：管涌、流土、接觸沖刷、接觸管涌或接觸流土。

水利水電工程施工放樣

注意此節可能出現案例。主要掌握土壩和水閘放樣內容、放樣實施。

一、基礎知識

?地形圖比例尺分類：：、：、：、：、：為大比例尺；：、：、：為中比例尺；：、：、：為小比例尺。

.比例尺的運用。給出比例尺，能夠將圖上距離換算為實際距離：或者能夠將實際距離換算為圖上距離。

二、土壩的施工放樣

內容：壩軸線測設，壩身控制測量，清基開挖線、坡腳線放樣，壩體邊坡線放樣與修坡樁測設，

.壩軸線測試一直線壩型土壩壩頂中心線即為壩軸線。

.壩身控制測量一壩身控制測量包括平面控制測量和高程控制測量。

.清基開挖線一壩體與原地面的交線。采用套繪斷面法或經緯義掃描法。

.坡腳放樣線一壩體與地面的交線。

.壩體邊坡線放樣一壩體各個斷面上料樁的標定通常采用軸距桿法或坡度尺法。

三、水閘施工放樣

內容：測設水閘的主軸線、閘墩中線、閘孔中線、閘底板的范圍與各細部的平面位置和高程。

K2F311022-3水洞平面位置示空圖

一壩體：一惻墻：一閘墩：一檢修閘門；一工作閘門：一水閘中線：一閘孔中線：一閘墩中線：一水閘中

心軸線；一閘室

.水閘主軸線放樣（看圖一）

在施工現場標定軸線端點、位置，測長度，標定中點的位置；在點安置經緯儀，測設的垂線（另一主軸線）。

主軸線測定后，應向兩端延長至施工影響范圍之外，每端各埋設兩個固定標志以表示方向。

.閘底板放樣（看圖）

首先放出底板立模線的位置.

由點在上放出、，由、放出、、、。

底板的高程放樣根據底板的設計高程與臨時水準點的高程，采用水準測量的方法。

圖水閘放樣的主要點線

.閘墩的放樣（細看教材）。

先放出閘墩中線，再以中線為依據放樣閘墩的輪廓線。放樣時，首先根據計算出的有關放樣數據，以水閘

主要軸線和為依據，在現場定出閘孔中線、閘墩中線、閘墩基礎開挖線以與閘底板的邊線等。待水閘基礎打好

混凝土墊層后，在墊層.上再精確地放出主要軸線和閘墩中線等，根據閘墩中線放出閘墩平面位置的輪廓線。

測量儀器的使用一、水準儀、經緯儀、水準尺

國產水準儀按精度分為：、、、。衣示：大地測量；表示：水準儀。數字表示儀器精度。如表示：每公里

往返測量高差中數的偶然中誤差為正負。

經緯儀按精度不同分為：、、、、。表示大地測量：表示經緯儀。數字表示儀器精度。

精密的水準測量一般指國家一、二等水準測量，國家三、四等水準測量為普通水準測量。

二、常用儀器使用

.水準儀

步驟：安置儀器、粗略整平、調焦和照準、精確整平、讀數。

()粗平一調整三個腳螺旋，使圓水準氣泡居中。

()消除視差一先調目鏡調焦螺旋看清十字絲，再轉動物鏡調焦螺旋，直至尺像與十字絲平面重合。

()讀數一當符合水準氣泡居中時，根據十字絲中絲在水準尺上讀數。讀數總是由注記小的一端向大的一

端讀出。

.經緯儀

步驟：對中、整平、照準、讀數.

整平：氣泡居中為止。

照準：目鏡調焦、粗瞄目標,物鏡調焦、準確瞄準目標。

三、測量誤差

.誤差產生的原因：人的原因；儀器的原因；外界環境的影響.

.誤差分類：系統誤差、偶然誤差、粗差。注意每種誤差的內涵。

水利水電工程建筑材料

建筑材料一指建造各種工程時所應用的材料

建筑材料的類型和特性一、建筑材料的分類

()按化學成分(重點)一能對具體材料進行歸類

?無機材料

金屬材料一包括鋼鐵材料與各種有色金屬材料。

非金屬材料一天然石材、燒土制品、水泥、石灰、混凝土、砂漿等。

.有機材料一木材、竹材、瀝青、合成高分子材料。

.復合材料一鋼筋混凝土、纖維混凝土、塑鋁混凝土、聚合物混凝土、玻璃鋼、纖維增強塑料。

()按材料來源分類一天然材料、人工材料

.天然建筑材料如土料、砂石料、木材等。

.人工材料一石灰、水泥、金屬材料、土工合成材料、高分子聚合物等。

()按功能分類一結構材料'防水材料、膠凝材料、裝飾材料、防護材料、隔熱保溫材料等。

.結構材料一混凝土、型鋼、木材等。

.防水材料一防水砂漿、防水混凝土、紫銅止水片、膨脹水泥防水混凝土等。

.膠凝材料一石膏、石灰、水玻璃、水泥、瀝青等。

.裝飾材料一天然石材、建筑陶瓷制品、裝飾玻璃制品、裝飾砂漿、裝飾水泥、塑料制品等。

.防護材料一鋼材覆面、碼頭護木等。

.隔熱保溫材料一石棉板、礦渣棉、泡沫混凝土、泡沫玻璃、纖維板等。

二、建筑材料的基本性質

要點：

.區分空隙率與孔隙率

孔隙率一材料中孔隙體積所占的百分比。空隙率一粉狀或顆粒狀材料在某堆積體積內，顆粒之間的空隙

體積所占的比例。

.抗滲性

)用滲透系數表示。值越大，抗滲性能越差。

)對于混凝土和砂漿材料，用抗滲等級表示，如：表示試件抵抗靜水水壓力的能力為。

.抗凍性

用抗凍等級表不。如：材料抵抗次凍融循環，強度損失未超過規定值。

混凝土的分類和質量要求

粒徑在?之間的為砂，即細骨料，粒徑大于的為石，即粗骨料。

一、混凝土骨料的分類和質量要求

q假定容1

拌和物和易性三w個s方g面A工a_

（aWx±b）as產tuts蛆

耐久性

（一）細骨料

.砂的分類

砂按技術要求分為：I類、1【類、HI類。I類宜用于強度等級大于的混凝土；H類宜用于強度等級為?與

有抗凍、抗滲或其他要求的混凝土：in類宜用于強度等級小于的浣凝土和砂漿配制。

.用砂的級配區表示砂的顆粒級配，用細度模數表示砂的粗細程度。細度模數越大，表示砂越粗。在?之

間的為粗砂，在?之間的為中砂，在?之間的為細砂，在?之間的為特細砂。

（二）粗骨料

.分類

普通混凝土常用的粗骨料有碎石和卵石（礫石）,碎石是由天然巖石或大卵石經破碎、篩分而得的粒徑大

于的巖石顆粒。卵石是由天然巖石經自然風化、水流搬運和分選、堆積形成的粒徑大于的巖石顆粒，按其產源

可分為河卵石、海卵石、山卵石等幾種。碎石與水泥的粘結性較好；卵石與水泥的粘結性較差。

按技術要求分為：I類、II類、HI類。I類宜用于強度等級大于的混凝土；II類宜用于強度等級為?與抗

凍、抗滲或有其他要求的混凝土；W類宜用于強度等級小于的混凝土。

.粗骨料公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒徑。粗骨料的最大粒徑在條件許可的情況下，盡星選大。

.計算普通混凝土配合比時，一般以干燥狀態的骨料為準，而大型水利工程常以飽和面干狀態的骨料為基

準。

二、混凝土的分類和質量要求

（一）混凝土的分類：注意按施工方法的分類

（-）混凝土的主要質量要求

.和易性：保水性、黏聚性、流動性。流動性通過坍落度試驗測定。

（）和易性的指標與測定方法

一般常用坍落度定量地表示拌合物流動性的大小。坍落的高度（以計）稱為坍落度。坍落度越大，表明流

動性越大。按坍落度大小，將混凝土拌合物分為：低塑性混凝土（坍落度為?）、塑性混凝土（坍落度為?）、

流動性混凝土（坍落度為?）、大流動性混凝土（坍落度2）。

對于干硬性混凝土拌合物（坍落度小于），采用維勃稠度（）作為其和易性指標。

（）影響混凝土拌合物和易性的因素

影響拌合物和易性的因素很多，主要有水泥漿含量、水泥漿的稀稠、含砂率的大小、原材料的種類以與外

加劑等。

①水泥漿含量的影響。單位體積混凝土內水泥漿含量越多，拌合物的流動性越大；但若水泥漿過多，混凝

土拌合物將會出現流漿、泌水現象，使拌合物的黏聚性與保水性變差.因此，混凝土內水泥漿的含量，以使混

凝土拌合物達到要求的流動性為準，不應任意加大。

②含砂率的影響。

混凝土含砂率（簡稱砂率）是指砂的用量占砂、石總用量（按質量計）的百分數。合理砂率是在水灰比與

水泥用量一定的條件下，使混凝土拌合物保持良好的黏聚性和保水性并獲得最大流動性的含砂率。即在水灰比

一定的條件下，當混凝土拌合物達到要求的流動性，而且具有良好的黏聚性與保水性時，水泥用量最省的含砂

率，即最佳砂率。

③水泥漿稀倜的影響。

當水灰比較小時，水泥漿較凋，拌合物的黏聚性較好，泌水較少，但流動性較小，相反，水灰比較大時，

拌合物流動性較大但黏聚性較差，泌水較多。普通混凝土常用水灰比一般在一范圍內。

.強度

O混凝土抗壓強度

混凝土的立方體抗壓強度。

邊長為的立方體試件，在標準養護（溫度土C、相對濕度以上）條件下，養護至齡期，用標準試驗方法

測得的極限抗壓強度，稱為混凝土標準立方體抗壓強度，以表示。

在立方體極限抗壓強度總體分布中，具有強度保證率的立方體試件抗壓強度，稱為混凝土立方體抗壓強度

標準值（以計），以.表示。

混凝土強度等級按混凝土立方體抗壓強度標準值劃分為.........................等個等級。例如，強

度等級為的混凝土，是指v的混凝土。預應力混凝土結構的混凝土強度等級不小于。

O混凝土的抗拉強度

我國采用立方體的劈裂抗拉試驗來測定混凝土的抗拉強度，稱為劈裂抗拉強度。混凝土的抗拉強度一般為

抗壓強度的?。

.耐久性：

①抗滲性表示：抗滲等級：

②抗凍性表示：抗凍等級；

③提高耐久性的主要措施。

混凝土的耐久性是一個綜合性概念，包括抗滲、抗凍、抗侵蝕、抗碳化、抗磨性、抗堿骨料反應等性能。

（）混凝土的抗滲性

混凝土的抗滲性用抗滲等級（）表示，即以齡期的標準試件，按標準試驗方法進行試驗所能承受的最大水

樂力（）來確定。混凝土的抗滲等級可劃分為........等個等級，相應表示混凝土抗滲試驗時一組個試件中

個試件未出現滲水時的最大水壓力分別為..........

提高混凝土抗滲性能的措施有：提高混凝土的密實度，改善孔隙構造，減少滲水通道；減小水灰比：摻

加引氣劑；選用適當品種的水泥；注意振搗密實、養護充分等。

（）混凝土的抗凍性

分為...........等個等級，相應表示混凝土抗凍性試驗能經受............次的凍融循環。

提高混凝土抗凍性最主要的措施是：提高混凝土的密實度；減小水灰比；摻加外加劑；嚴格控制施工質

量，注意搗實，加強養護等。

（）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，應符合有關規范的要求。③合理選擇骨料級配。④摻用減

水劑與引氣劑。⑤保證混凝土施工質量。

膠凝材料的分類和用途一、分類

按化學組成分為：有機膠凝財料和無機膠凝材料。

有機膠凝材料常見的如瀝青。

無機膠凝材料分為：

水硬性，如：水泥.

氣硬性，如：石灰和水玻璃。

.石灰為人工材料，耐水性差、體積收縮大，i股不宜單獨使用。

.水玻璃涂在天然石材表面可提高其防水性和抗風化性。水玻璃可配制成防水劑。

水玻璃的用途：

（）灌漿材料。常用于加固地基。（）涂料。（）防水劑。（）耐酸材料。（）耐熱材料。（）粘合劑。

水泥：

（一）通用水泥

通用水泥是指大量用于一般上木建筑工程的水泥，包括硅酸鹽水泥、普通水泥、礦渣水泥、火山灰水泥、

粉煤灰水泥和豆合水泥。使用最多的為硅酸鹽類水泥，如硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火

山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等。

（-）專用水泥

專用水泥是指有專門用途的水泥。下面介紹水利工程中常用的大壩水泥和低熱微膨脹水泥。

大壩水泥包括中熱和低熱水泥。低熱、中熱水泥適用于大壩工程與大型構筑物等大體積混凝土工程。

低熱微膨脹水泥適用于要求低熱和補償收縮的混凝土、大體積混凝土、要求抗滲和抗硫酸鹽侵慎的工程。

（三）特性水泥

.快硬硅酸鹽水泥。

快硬水泥是以抗壓強度表示強度等級的水硬性膠凝材料，初凝不得早于，終凝不得遲于。

.快凝快硬硅酸鹽水泥。

雙快水泥初凝不得早于，終凝不得遲于。主要用于緊急搶修工程，以與冬季施工、堵漏等工程，施工時

不得與其他水泥混合使用。

.抗硫酸鹽硅酸鹽水泥。

抗硫酸鹽水泥適用于受硫酸鹽侵蝕的海港、水利、地下隧涵等工程,

.白色硅酸鹽水泥。

.鋁酸鹽水泥。

主要用于緊急搶修和早強要求的特殊工程，適用于冬期施工，主要缺點是后期強度倒縮，在使用?年后高

鋁水泥混凝土的強度只有早期強度的一半左右，抗凍滲和耐蝕等性能亦隨之降低。高鋁水泥不宜用于結構工程;

使用溫度不宜超過C：不得與其他水泥混合使用。

注意：

）低熱、中熱水泥適用于大壩工程與大型構筑物等大體積混凝土工程。

）雙快水泥主要用于緊急搶修工程，以與冬季施工、堵漏等工程。施工時不得與其他水泥混和使用。

）鋁酸鹽水泥主要用于緊急搶修工程和有早強要求的特殊工程，適用于冬期施工。缺點是后期強度倒縮。

不宜用于結構工程。施T時不得與其他水泥混和使用。

灌漿工程所采用的水泥品種，通常可采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽或復合硅酸鹽水泥。

灌漿水泥應妥善保存，嚴格防潮并縮短存放時間：不得使用受潮結塊的水泥。

外加劑的分類和應用一、分類

改善混凝土拌和物流動性的外加劑：減水劑、引氣劑、泵送劑。

調節混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑：緩凝劑、早強劑、泵送劑。

改善混凝土耐久性的外加劑：引氣劑、防水劑、阻銹劑。

改善混凝土其他性能的外加劑：引氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑等。

二、常用外加劑

引氣劑：不宜用于蒸養混凝土與預應力混凝土。

緩凝劑：主要適用于大體積混凝土、炎熱氣候下施工的混凝上，以與需長時間停放或長距離運輸的混凝上;

不宜用在日最低溫。。以下施工的混凝土，也不宜單獨用于有早弼要求的混凝土與蒸養混凝土.

三、外加劑使用

.一般不能直接加入混凝土攪拌機內。

.為保證減水劑的減水效果，有同摻法、后摻法、分次摻入三種方法。

鋼材的分類和應用一、分類

.按化學成分分為：碳素結構鋼、普通低合金鋼。

.鋼筋按生產工藝分類

分為熱軋鋼筋、熱處理鋼筋、冷拉鋼筋、鋼絲（直徑不大于）。

熱軋鋼筋按強度分為：I、1I、IH、IV級。隨著級別增大，鋼筋強度提高，塑性降低。

.鋼筋按外形分類

分為光面鋼筋（直徑不小于）和變形鋼筋（直徑不小于）。

二、其他知識點

反映鋼筋塑性性能的基本指標是伸長率和冷彎性能。

熱處理鋼筋和鋼絲無物理屈服點，熱軋鋼筋和冷拉熱軋鋼筋有物理屈服點。

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。

三、注意熱軋鋼筋的牌號含義和港用要求

如：表示熱軋帶肋鋼筋，屈服強度為。

冷拉級鋼筋適用于非預應力受拉鋼筋。

冷拉鋼筋不宜用于負溫度、受沖擊或重復荷載作用的結構。

土工合成材料的分類和應用

我國把土工合成材料分為：土工織物、土工膜、土工第合材料、土工特種材料四大類。

土工復合材料：復合土工膜、塑料排水帶、軟式排水管。

土工特種材料：土工格柵、土工網、土工模袋、土工格空、土工管、土工包、土工合成材料黏土墊層。這

幾種材料的功能：反濾、排水、隔離、防滲、防護和加筋。

水利水電工程施工導流

水利水電工程施工導流

.導流方法：分期圍堰導流和一次攔斷河床圍堰導流。

.分期導流：窄束河床導流和通過已建或在建的永久建筑物導流。

.一次攔斷河床圍堰導流：明渠導流、隧洞導流、涵管導流.

.下游困堰的堰頂高程由下式決定：

8

式中：一一下游圍堰的堰頂高程（）：

——下游水位高程（），可以直接由原河流水位流量關系曲線中找出：

一一波浪爬高（）；

6一—圍堰的安全超高（），一般對于不過水圍堰可按規定選擇，對于過水圍垠可不予考慮。

.汛期施工險情：漏洞、管涌、漫溢。

.漏洞險情的搶護方法：塞堵法、筑堵法、俄堤法。

.采用拋投塊料截流，按不同的拋投合龍方法可分為平堵、立堵、混合堵二種。

內容體系（以某一水閘施工為例）

導流內容體系

水利水電工程施工導流

重點：導流方案選擇（導流方法與適用），圍堰堰頂高程

土石圍垠施工、搶險技術

導流導流標準

在河流上修建水工建筑物，施工期間往往與通航、筏運、漁業、灌溉或水電站運行等水資源綜合利用的要

求發生矛盾。

在河流上修建水利水電工程時，為了使水工建筑物能在干地上進行施工，需要用圍堰圍護基坑，并將河水

引向預定的泄水通道往下游宣泄，這就是施工導流.

一、導流標準一選定導流設計流量的標準。導流設計流量是選擇導流方案、確定導流建筑物的主要依據。

導流標準確定：依據：）導流建筑物級別；）導流建筑物類型；）風險度分析。

二、導流時段一按照導流的各個施工的階段劃分的延續時間。

三、導流設計流量

依據導流標準、導流時段來確定

.土壩、堆石壩、支墩壩等在洪水來臨前不能完建時，圍堰的導流時段一般以全年為標準，導流設計流量

按導流標準選擇相應洪水重現期的最大流量。

.若洪水來臨前壩身能起攔洪作用，則圍堰的導流時段為洪水來臨前的施工時段（枯水期擋水），導流設

計流量為該時段內按導流標準選擇相應洪水重現期的最大流量。

導流方法

施工導流的基本方法可分為分期圍堰法導流和一次攔斷河床圍堰導流兩類

一、分期圍堰法導流

分期圍堰法導流，就是用圍堰將水工建筑物所在的河段分段分期圍護起來的施工方法。河水通過束窄河床、

壩體缺口、壩體底孔等下泄。

分期圍堰法

■■M.7-FM.$一工■/門?,lA-UWn，

11-Cftft*)??￡*?.12-衣。■的,■￡假律

.束窄河床導流

束窄河床導流，是通過束窄后的河床泄流，通常用于?分期導流的前期階段，特別是一期導流。

.通過已完建或未完建的永久建筑物導流

通過建筑物導流的主要方式包括設置在混凝土壩體中的底孔導流，混凝土壩體上預留缺口導流、梳齒孔導

流，平原河道上的低水頭河床式徑流電站可采用廠房導流，個別高、中水頭壩后式廠房，也有通過廠房導流的。

這種方式多用于分期導流的后期階段。

分期導流一般適用于下列情況（水文、地形、地質）：

①導流流量大，河床寬，有條件布置縱向圍堰：

②河床中永久建筑物便于件置導流泄水建筑物：

③河床覆蓋層不厚。

擋水建筑物：上下游圍堰、縱向圍堰。

泄水建筑物：束窄原河床，混凝土壩的壩體預留缺口、壩體底孔，明槽，平原河道低水頭河床徑流電站的

廠房等。

典型適用：流量較大的平原河道或河谷較寬的山區河流上修建混凝土壩樞紐時較為常用。

二、一次攔斷河床圍堰導流

?次攔斷河床圍堰導流是指在河床內距主體工程軸線（如大壩、水閘等）上下游一定的距離，修筑圍堰,

一次性截斷河道，使河道中的水流經河床外修建的臨時泄水道或永久泄水建筑物下泄，故又稱河床外導流。一

次攔斷河床圍堰導流一般適用于枯水期流量不大且河道狹窄的河流，按其導流泄水建筑物的類型可分為明渠

導流、隧洞導流、涵管導流等。在實際工程中也采用明渠隧洞等組合方式導流。

擋水建筑物：上下游圍堰

池水建筑物：明渠導流；隧洞導流；涵管導流。

（-）明渠導流

明渠導流是在河岸或河灘上開挖渠道，在基坑的上下游修筑橫向圍堰，河道的水流經渠道下泄C

.布置

）明渠進出口應同上下游水流相連，與主河道的交角以為宜：

）明集進出口應與上下游圍堰相隔適當距離，一般以一米為宜；

）明渠離基坑應有相當距離：

）明渠應盡可能與永久建筑物相結合。

.適用

岸坡平緩或有一岸具有較寬的臺地、城口或古河道的地形。

（二）隧洞導流

隧洞導流是在河岸邊開挖隧洞，在基坑的上下游修筑困堰，水流由隧洞卜泄。

.布置

）隧洞進出口應同上下游水流相連，與主河道的交角以為宜：

）隧洞進出口應與上下游圍堰相隔適當距陽，i般大于米：

）導流隧洞應盡可能與永久建筑物相結合。

.適用

河谷狹窄、兩岸地形陡峻、山巖堅實的山區河流。

.工程實例

龍羊峽水電站導流

圖。海■怠單跳水電站■■號就

1一■atJUfb2一上■■填J

毛家村水庫導流

B1-7毛霰村水岸導hH1洞與永久陡積結合布置

1一永久?■.ACSUMi

（三）涵管導流

涵管導流是利用涵管進行導流,適用于導流流量較小的河流或只用來擔負枯水期的導流。一般在修筑土壩、

堆石壩等工程中采用。由于?涵管過多對壩身結構不利，且使大壩施工受到干擾，因此壩下埋管不宜過多，單管

尺寸也不宜過大。涵管應在干地施工，通常涵管布置在河灘上，灘地高程在枯水位以上。

三峽i期導流布置圖

三峽導流示例

案例考點：

.導流方案選擇

要點：依據導流方法適用性選擇或判斷。

.依據導流思想的排序

要點：以疏為核心，先有泄流建筑物，再施工圍堰。如：某年考題：某加固工程包括：新建深孔閘、老閘

加固、新建船閘、上下游圍堰修建、上下游圍堰拆除，請排序。

圍堰的類型與施工要求

土石圍堰

草十.圍堰

混凝土圍堰

汾河二庫橫向圍堰

萬家寨碾壓混凝土圍堰

三峽縱向圍堰

一、圍堰的類型

困堰按材料分土石圍堰、混凝土雨堰、草土園堰、木籠因堰、竹籠圍堰、鋼板樁格形圍堰等。按圍堰與水

流方向的相對位置分橫向圍堰、縱向圍堰。按導流期間基坑淹沒條件分過水圍堰、不過水圍堰。過水圍堰除需

要滿足一般圍堰的基本要求外，還要滿足堰頂過水要求。

.土石圍堰

土石圍堰由土石填筑而成，多用作上下游橫向圍堰。它能充分利用當地材料，對基礎適應性強，施工工藝

簡單。土石圍堰可做成過水圍堰，允許汛期圍堰過水，但需做好溢流面、堰址下游基礎和兩岸接頭的防沖保護。

土石圍堰的防滲結構形式有土質心墻和斜墻、混凝土心墻和斜墻、鋼板樁心墻與其他防滲墻結構。

.混凝土圍堰

混凝土圍堰是用常態混凝十.或碾壓混凝土建筑而成。混凝土圍堰宜建在巖石地基上。混凝土圍堰的特點是

擋水水頭高，底寬小，抗沖能力大，堰頂可溢流。尤其是在分段圍堰法導流施工中，用混凝土澆筑的縱向圍堰

可以兩面擋水，而且可與永久建筑物相結合作為壩體或閘室體的一部分。混凝土圍堰結構形式有重力式、拱型

等形式。

?草土圍堰

草土圍堰是一種草土混合結構。草土圍堰能就地取材，結構簡單，施工方便，造價低，防滲性能好，適應

能力強，便于拆除，施工速度快。但草土圍堰不能承受較大的水頭，一般適用于水深不大于?，流速小于?的

中、小型水利工程。

.竹籠圍堰

竹籠圍堰是用內填塊石的竹籠堆段而成的擋水建筑物，在迎水面一般用木板、混凝土面板或填黏土阻水。

采用木面板或混凝土面板阻水時，迎水面直立；用黏土防滲時，迎水面為斜墻。竹籠圍堰的使用年限一般為?

年，最大高度約為。

.鋼板樁格形圍堰

鋼板樁格形圍堰是由一系列彼此相連的格體形成外殼，然后在內填以土料或砂料構成。格體是土或砂料和

鋼板樁的組合結構，由橫向拉力強的鋼板樁連鎖圍成一定幾何形狀的封閉系統。鋼板樁格形圍堰按擋水高度不

同，其平面形式有圓筒形格體、扇形格體、花湍形格體，應用較多的是圓筒形格體。圓筒形格體鋼板樁圍堰，

一般適用的擋水高度小于?，可以建在巖基或非巖基上，也可作過水圍堰用。

二、選擇圍堰類型的基本要求三、圍堰堰頂高程的確定(案例點)

縱向圍堰堰頂高程要與束窄河段宣泄導流設計流量時的水面時線相適應。縱向圍堰的頂面常做成階梯狀或

傾斜狀，上游部分與上游圍堰同高，下游部分與下游圍堰同高。

下游圍堰的堰頂高程由式():

5

上游圍堰的堰頂高程由式（）:

6

四、圍堰施工（變化）

.土石南堰的施工（案例）

圍堰的施工有水上、水下兩部分。水上部分的施工與一般土石壩相同，采用分層填筑，碾壓施工，并適時

安排防滲墻施工：水下部分的施工，土料、石渣、堆石體的填筑可采用進占法，也可采用各種駁船施填水下材

料。

）土石圍堰與岸坡的接頭，主要通過擴大接觸面和嵌入岸坡的方法，以延長塑性防滲體的接觸范國，防止

集中繞漆破壞.

）與縱向圍堰接頭處理

土石圍堰與混凝土縱向圍堰的接頭，通常采用刺墻形式插入土石圍堰的塑性防滲體中，并將接頭的防滲體

斷面擴大，以保證在任一高程處均能滿足滲徑長度要求。

）圍堰拆除：時間、順序、方法圍堰拆除一般是在使用期的最后一個汛期過后，隨上游水位的下降，逐層

拆除圍堰背水坡和水上部分。土石圍堰的拆除可用挖掘機開挖、爆破、挖泥船開挖或人工開挖等。

.混凝土圍堰的施工

混凝土圍堰多為重力式。狹窄河床的上游圍堰，在堰肩地質條件允許的情況下，也可采用拱形結構。混凝

上圍堰的施工與混凝土壩相似。混凝土圍堰一般需在低上石圍堰保護卜干地施工，但也可創造條件在水卜澆筑

混凝土或預填骨料灌漿。

混凝土圍堰的拆除，一般只能用爆破法炸除，但應注意，必須使.主體建筑物或其他設施不受爆破危害。

.鋼板樁格形圍堰施工

鋼板樁格形圍堰的修建和拆除機械化程度高，鋼板樁回收可達，邊坡垂直、斷面小、占地少，安全可靠。

鋼板樁格形圍堰修建工序：定位、打設模架支柱、模架就位、安插打設鋼板樁、安裝圍模和拉桿、拆除支柱和

模架、填充砂礫料至設計高度。

鋼板樁圍堰的拆除。工程完工后，基坑充水使圍堰的兩側水位平衡，圍堰內的砂礫料分層挖除，拆除鋼拉

桿和圍槐，用振動錘拔除鋼板樁。

案例解析

背景資料：

某水閘除險加固工程主要工程內容包括：加固老閘，擴建新閘，開挖引河等。新閘設計流量。工程平面布

置示意圖如圖所示。

r-i圖3工程平面布置示意圖

施工合同約定工程施工總工期為年。工程所在地主近期為--月份，擴建新閘、加固老閘安排在非汛期施工，

相應施工期設計洪水水位為，該工程施工中發生了如下事件：

事件一：施工單位根據本工程具體條件和總體進度計劃安排，提出的施工導流方案如圖所示。工程附近無

現有河道可供施工導流，施工單位采用的導流方案為一次攔斷河床（全段）圍堰法施工，具體施工組織方案是

在一個非汛期施工完成擴建新閘和加固老閘，在新閘和老閘上、下游填筑施工圍堰，期間利用新挖導流明渠導

流。監理單位審核后，認為開挖導流明渠工程量:較大，應結合現場條件和總體工期安排，優化施工導流方案和

施工組織方案。

事件二：施工單位優化施工導流方案和施工組織方案報監理單位審批，并開展施工導流工程設計，其中施

工圍堰采用均質土圍堰，圍堰工程級別為級，波浪高度為。

事件三：施工單位在圍堰施工完畢后，、工即進行基坑初期排水，基坑初期水深為。開始排水的當天下午，

基坑水位下降了，此時圍堰頂部在基坑側局部出現縱向裂縫，邊坡出現坍塌現象。施工單位與時采取措施進行

處理，處理完成并經監理單位同意后繼續進行后續工作。

【問題】

.根據事件一，提出適宜的施工導流方案與相應的施工組織方案。

.根據《水利水電工程施工組織設計規范》（一），計算事件二中施工圍堰的設計頂高程。

.根據事件三，基坑圍堰出現險情后，施工單位應采取哪些技術措施？

【參考答案】

.新建引河和河道互為導流，擴建新閘和開挖引河時用老閘進行導流，加固老閘時用新閘進行導流。施工

組織方案：先進行新建引河、新建閘施工，利用老河道導流：完工后在老河道上下游進行圍堰截流，利用新河

道導流，進行老閘加固；完工后拆除圍堰。

.設置合理坡度、設置邊坡護面、基坑支護、減緩降水速度等,

汛期施工險情判斷與搶險技術

常見險情：漏洞、管涌、漫溢。

一、漏洞

（-）原因：填土質量不好、有架空。

（二）特征：貫穿堰身，通過孔洞直接流向圍堰背水側。出口一般在背水坡或堰腳附近。

（三）探測：水面觀察、潛水探漏、投放顏料觀察水色。

（四）搶險（針對漏洞進口處理）（案例）

.塞堵漏洞：塞堵漏洞進口是最有效最常用的方法。先塞堵，再封堵閉氣，直至完全斷流。適用于漏洞單

一，但流量大的情況。

.蓋堵漏洞

（）復合土工膜排體或篷布蓋堵。適用于洞口多且集中的情況。

（）就地取材蓋堵。適用于洞口附近流速小，十.質松軟或洞口周圍已有許多裂縫時，可用該法C

注意點：洞口覆蓋后，必須立即封嚴四周（避免四周進水）。

.俵堤法：臨水坡漏洞多而小，范圍較大時，拋黏土填筑前設或臨水院子堤.

考核點：給出工程具體情況，請考生選擇搶險方法。

【例題】某工程在汛期圍堰經探測發現漏洞洞口多且比較集中，此時搶險方法可選擇（）。

.塞堵

.熨合土工膜排體蓋堵

.就地取材蓋堵

.能堤法

「正確答案」

『答案解析」本題考查的是漏洞。復合土工膜排體蓋堵適用于洞口較多且較為集中。

二、管涌（一般出現在滲流出口處，為非粘性土的特性）堵出口

（-）搶險原則：制止涌水帶砂，留有滲水出路。

（二）方法

.反濾圍井

適用于單個管涌或管涌數目多且集中的情況，圍井內必須用透水料鋪填，切忌用不透水材料。

（）砂石反濾圍井

（）土工織物反濾圍井

土工織物鋪設一定要形成封閉的反濾層，土工織物周圍應嵌入土中，土工織物之間用線縫合。然后在土工

織物上面用塊石等強透水材料壓蓋，加壓順序為先四周后中間，最終中間高、四周低，最后在管涌區四周用土

袋修筑圍井。圍井修筑力法和井內水位控制與砂石反淀圍井相同。

（）梢料反濾圍井

.反濾層壓蓋

適用于大面積管涌或管涌群。反濾層壓蓋必須用透水性好的砂石、土工織物、梢料等材料，切忌使用不透

水材料。

三、漫溢

措施：在堰頂上加筑子堤。

案例分析

【背景資料】

某水庫溢洪道加固工程，控制段共孔，每孔凈寬。加固方案為：底板頂面增澆厚混凝土，閘墩外包厚混凝

±,拆除重建排架、啟閉機房、公路橋與下游消能防沖設施。

溢洪道加固施工時，在鋪蓋上游填筑土圍堰斷流施工，圍堰斷面如圖所示。隨著汛期臨近，堰前水位不斷

上升，某天突然發現堰后有大面積管涌群，施工單位為防止事故發生，與時就近挖取黏性十.進行封堵，隨后上

游水位繼續上漲，封堵失敗，圍埋決口，導致剛澆筑的溢洪道底板、F游消能防沖設施被沖毀，造成直接經濟

損失萬元。事故發生后，施工單位按“三不放過原則”，組織有關單位制定處理方案，報監理機構批準后，對

事故進行了處理，處理不影響工程正常使用，對工程使用壽命影響不大。

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【問題】

.本工程事故發生前施工單位對管涌群采取的處理措施有何不妥？并簡要說明本工程管涌的搶擴原則和正

確搶護措施。

【參考答案】用黏性土封堵不妥。搶護管涌險情的原則是制止涌水帶砂，而留有滲水出路。這樣既可以使

砂層不再被破壞，乂可以降低附近滲水壓力，使險情得以控制和稔定。

應采用反濾層壓蓋。在堰內出現大面積管涌或管涌群時，如果料源充足，可采用反濾層壓蓋的方法。反濾

層壓蓋必須用透水性好的砂石、土工織物、梢料等材料，切忌使用不透水材料。

截流截流方法一、截流的基本方法

.在導流泄水建筑物接近完工時，即以進占方式自兩岸或一岸建筑鼓堤形成龍口，并將龍口防擴起來，待

導流泄水建筑物完工以后，擇時以最短時間將龍口堵住，截斷河流。

.截流過程

“敢堤”一為了截流，先在河床的?側或兩側向河床中筑堤，該堤稱為鼓堤：

過程：進占一龍口范圍加固一合龍一閉氣。

.截流的基本方法

O基本方法

拋投塊料截流、爆破截流、下閘截流、其它（木籠、鋼板樁、草土、枳槎堰、水力沖填法截流等）。

）拋投塊料截流

在龍口拋投石塊或人工塊體截斷水流，迫使河水經導流建筑物卜泄。（特別適用于大流量、大落差的河道

上的截流）

平堵一適用于易沖刷的地基上。（圖示）

立堵一不適用于地質不好的河道上。（圖示）

混合堵

）爆破截流定向爆破技術

）下閘截流在泄水道中預先修建閘墩，最后下閘截斷水流。

（）工程實例（圖示）

立堵法

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平堵法

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龍口布置和截流材料的選擇一、龍口位置的選擇

.一般來說，龍口應設置在河床主流部位，方向力求與主流順直，使截流前河水能較順暢地經由龍口下泄。

.龍口應選擇在耐沖河床上，以免截流時因流速增大，引起過分沖刷。如果龍口河床覆蓋層較薄，則應清

除：否則，應進行護底防沖。

.龍口附近應力較寬闊的場地，以便布置截流運輸路線和制作、堆放截流材料。

二、龍口寬度的確定

.盡可能窄些。

.龍口保護包括：護底和裹頭。

.龍口寬度與防護措施根據：流量、龍口的抗沖流速確定。

原則上龍口的寬度應盡可能窄些，這樣合龍的工程量就小些，僦流的延續時間也短些，但以不引起龍口與

其下游河床的沖刷為限。

三、截流材料尺寸的確定

在截流中，合理選擇截流材料的尺寸或重量，對于截流的成敗和節省截流費用具有很大意義。尺寸或重量

取決于龍口流速。

四、截流材料數量的確定

(-)不同粒徑材料數量的確定

(二)備料量

備料量的計算，以設計俄堤體積為基礎，并應考慮各項損失。平堵截流的設計俄堤體積計克比較第雜，需

按俄堤不同階段的輪廓計算。立堵截流能堤斷面為梯形，設計能堤體積計算比較簡單。俄堤頂寬視越流施工需

要而定，通常取?，可保證?輛汽車同時卸料。

一般備用系數可取?。

案例分析：

背景資料

某施工單位承包了東風水庫工程施工，制定的施工方案中部分內容如下：

水庫大壩施工采用全段雨堰法導流。相關工作內容有：①截流：②圍堰填筑：③圍堰拆除：④導流隧洞開

挖：⑤下閘蓄水；⑥基坑排水；⑦壩體填筑。

問題：

指出施工方案中①?⑦工作的合理施工順序.

答案解析：

④導流隧洞開挖①截流②圍堰填筑⑥基坑排水⑦壩體填筑③圍堰拆除⑤下閘蓄水。

葛洲壩截流

三峽截流

小浪底快截流

萬家寨嘏流

飛來峽截流

四川大橋截流

珊溪截流

西藏烏魯瓦提截流

謝謝大家！

水利水電工程主體工程施工

水利水電工程主體工程施工土石方開挖工程

土方開挖技術

石方開挖技術

土方開挖技術一、土的工程分類（開挖方法、開挖難易）

.土的分級（開挖方法）

土的工程分類表

土的自然濕密度

士的名稱外觀與其組成特性開挖工具

等級（）

疏松、粘著力差或易進水，略

砂土、種植土用鐵鍬或略加腳踩開挖

有部性

壤土、淤泥、含根種植土開挖時能成塊，并易打碎用鐵鍬，需用腳踩開挖

黏土、干燥黃土、干淤泥、含少量用鎬、三齒耙開挖或用鍬需用力

III粘手，看不見砂粒，或干硬

碎石的黏土加腳踩開挖

結構堅硬，分裂后成塊狀，或

堅硬黏土、砂質黏土、含用石黏土用鎬、三齒杷等開挖

含黏粒、礫石較多

開挖方法上，用鐵鍬或咯加腳踩開挖的土為I類：用鐵鍬，且需用腳踩開挖的土為n類：用鎘、三齒

耙開挖或用鍬需要力加腳踩開挖的土為川類；用鎬、三齒耙等開挖的土為類。見表。

重點掌握如何依據開挖方法來進行土的分級。

例如：用鐵鍬且需腳踩開挖的土一般為（）級。

.I.II

.III.N

『正確答案」

『答案解析』本題考查的是土的工程分類。用鐵鍬，且需用腳踩開挖的土為n類。

二、開挖方式

自上而下開挖：上下結合開挖；先河槽后岸坡開挖：分期分段開挖。

三、開挖方法

機械開挖、人工開挖

.機械開挖（挖掘機、推土機、裝載機、鏟運機）

注意不同機械各自的適用性

正鏟：適用于停機面以上的土方。

正鏟挖掘機。正鏟挖掘機是土方開挖中常用的一種機械。它具有穩定性好、挖掘力大、生產率高等優點。

適用于?類土與爆破石渣的挖掘。

正鏟挖掘機的挖土特點是：向前向上，強制切土，主要挖掘停機面以上的掌子。按其與運輸工具相對停留

位置的不同，右側向開挖和正向開挖兩種方式（如圖所示），采用側向開挖時，挖掘機回轉角度小，生產效率

高。

5

反鏟：主要挖掘停機面以下的學子，多用于開挖深度不大的基槽和水下石渣。

索鏟：適用于停機而以下的掌子，多用于開挖深度較大的基槽，溝渠和水下