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2020一級建造師《水利水電工程》考點預習匯總【九】
考點：水力荷載
主要水力荷載：靜水壓力、揚壓力、動水壓力、浪壓力和冰壓力。
一、靜水壓力
垂直作用于建筑物(結構)表面某點處的靜水壓強按下式計算：
P=yh
水深為H時，單位寬度上水平靜水壓力P按下式計算：
P=1/2yh2
【例題?單選】尺寸為1.5m×1.0m×0.8m(長×寬×高)的箱體平放在水深為2.8m的水池底面，箱體頂面受到的靜水壓力為( )kN(水的重度取10kN/m3)?！?009】
A.20
B.27
C.30
D.42
【答案】C
二、揚壓力
矩形部分的合力為浮托力代表值，其余部分的合力為滲透壓力代表值。對于在壩基設置抽排系統(tǒng)的，則主排水孔之前的合力為揚壓力代表值;主排水孔之后的合力為殘余揚壓力代表值。
【例題?多選】下列混凝土重力壩所受荷載中，屬于揚壓力的有( )。
A.動水壓力
B.波浪壓力
C.浮托力
D.泥沙壓力
E.滲透壓力
【答案】CE
【解析】計算截面上的揚壓力代表值，應根據(jù)該截面上的揚壓力分布圖形計算確定。其中，矩形部分的合力為浮托力代表值，其余部分的合力為滲透壓力代表值。
2020一級建造師《水利水電工程》考點預習【二】
考點： 滲流分析
一、土石壩的滲流分析【必會】
內容：①確定浸潤線的位置;②確定滲流的主要參數(shù)——滲流流速與坡降;③確定滲流量。(13年考點)
方法：水力學法和流網(wǎng)法。
水力學方法可以用來近似確定浸潤線的位置，計算滲流量、平均流速和坡降。
二、閘基的滲流分析
(1)閘基滲流計算閘基地下輪廓線各點的滲透壓力、滲透坡降、滲透流速及滲流量。
(2)方法：直線比例法、流網(wǎng)法和改進阻力系數(shù)法。
三、滲透系數(shù)
滲透系數(shù)的大小主要取決于土的顆粒形狀、大小、不均勻系數(shù)及水溫，一般采用經(jīng)驗法、室內測定法、野外測定法確定。
四、滲透變形【必會】
可分為：管涌、流土、接觸沖刷、接觸流失，最主要的是管涌和流土。
(一)管涌
1.定義：在滲流作用下，非黏性土土體內的細小顆粒沿著粗大顆粒間的孔隙通道移動或被滲流帶出，致使土層中形成孔道而產(chǎn)生集中涌水的現(xiàn)象。
2.首先從滲流逸出處開始，然后向上游逐步發(fā)展。
3.一般發(fā)生在無黏性砂土、砂礫土的下游坡面和地基滲流的逸出處。黏土土料較少發(fā)生管涌。
(二)流土(13、14、17年考點)
1.定義：在滲流作用下，非黏性土土體內的顆粒群同時發(fā)生移動的現(xiàn)象;或者黏性土土體發(fā)生隆起、斷裂和浮動等現(xiàn)象，都稱為流土。
2.流土現(xiàn)象主要發(fā)生在黏性土及較均勻的非黏性土體的滲流出口處。
(五)防止?jié)B透變形的工程措施
1.一類是改善巖土體的結構特性，提高其抵抗?jié)B透變形的能力。采用水泥灌漿、化學灌漿、混凝土防滲墻、局部置換等方法提高軟弱破碎物質的抗?jié)B性。
2.另一類是采取措施截斷巖(土)體中的滲透水流或減小巖(土)體中滲透水流滲透比降，使其小于允許比降。最可靠的方法是在滲透土層中興建防滲墻。
(六)反濾層和過渡層
1.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。
2. 過渡層的作用是避免在剛度相差較大的兩種土料之間產(chǎn)生急劇變化的變形和應力。反濾層可以起過渡層的作用，而過渡層卻不一定能滿足反濾要求。
3.壩的反濾層必須符合：①使被保護的土不發(fā)生滲透變形;②滲透性大于被保護土，能通暢地排出滲透水流;③不致被細粒土淤塞失效。
【例題?單選】在滲流作用下，非黏性土土體內的顆粒群同時發(fā)生移動的現(xiàn)象稱為( )?！?017】
A.管涌
B.流土
C.接觸沖刷
D.接觸損失
【答案】B
【解析】在滲流作用下，非黏性土土體內的顆粒群同時發(fā)生移動的現(xiàn)象;或者黏性土土體發(fā)生隆起、斷裂和浮動等現(xiàn)象，都稱為流土。
2020一級建造師《水利水電工程》考點預習【三】
考點：水流形態(tài)及消能方式
一、水流形態(tài)
包括：恒定流與非恒定流、均勻流與非均勻流、層流與紊流、急流與緩流。
(三)層流與紊流
紊流：當流速較大，各流層的液體質點形成渦體，在流動過程中互相混摻，該流動形態(tài)為紊流。實際工程中紊流是最為常見的流態(tài)，如閘后、跌水、泄水、水輪機中的水流均為紊流。
(四)急流與緩流
(1)急流：當水深小于臨界水深，佛汝德數(shù)大于l的水流，稱為急流。當急流受到建筑物或其他障礙物作用時，其干擾作用只影響下游，不影響上游。
(2)緩流：當水深大于臨界水深，佛汝德數(shù)小于l的水流，稱為緩流。緩流表現(xiàn)形態(tài)為：當水流遇到障礙物時，障礙物對水流的干擾可向上游傳播，表現(xiàn)為上游的水位壅高。
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。
練習題
【例題?單選】下圖所示消能方式屬于( )消能?！?007】
A.底流
B.挑流
C.面流
D.消力戽
【答案】C
2020一級建造師《水利水電工程》考點預習【四】
考點： 施工導流與截流
1F412011施工導流標準
1.導流標準
包括：導流建筑物級別、導流建筑物設計洪水標準、施工期臨時度汛洪水標準和導流泄水建筑物封堵后壩體度汛洪水標準等。
2.導流標準的確定
(1)導流建筑物設計洪水標準：根據(jù)導流建筑物的級別和類型，并結合風險度分析合理確定。
(2)壩體臨時度汛洪水標準：根據(jù)壩型和壩前攔洪庫容確定;
(3)壩體度汛洪水標準：根據(jù)壩型和大壩級別確定，且汛前壩體上升高度應滿足攔洪要求，帷幕灌漿及接縫灌漿高程應能滿足蓄水要求。
1F412012施工導流方式
施工導流的基本方式可分為分期圍堰導流和一次攔斷河床圍堰導流兩類。按泄水建筑物型式可分為:明渠導流、隧洞導流、涵管導流以及施工過程中的壩體底孔導流、缺口導流和不同泄水建筑物的組合導流。
一、分期圍堰導流(15年考點)【必會】
適用于：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布置導流泄水建筑物;③河床覆蓋層不厚。
(一)束窄河床導流
用于分期導流的前期階段，特別是一期導流。
(二)通過建筑物導流
1.多用于分期導流的后期階段。
2.主要方式：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，通過廠房導流等。
二、一次攔斷河床圍堰導流【必會】
適用于枯水期流量不大且河道狹窄的河流。
(一)明渠導流
適用于岸坡平緩或有一岸具有較寬的臺地、埡口或古河道的地形。
(二)隧洞導流
適用于河谷狹窄、兩岸地形陡峻、山巖堅實的山區(qū)河流。(13年考點)
(三)涵管導流
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。
1F412013截流方法
截流方式 | |
戧堤法截流 | 平堵、立堵及混合堵(17年考點) |
無戧堤法截流 | 建閘截流、水力沖填法、定向爆破截流、浮運結構截流等(12年考點) |
一、截流方式【必會】
(一)截流采用戧堤法，宜優(yōu)先采用立堵截流方式;在條件特殊時，經(jīng)充分論證后可選用建造浮橋及棧橋平堵截流、定向爆破、建閘等其他截流方式。
(二)混合堵
1.立平堵。為充分發(fā)揮平堵水力條件較好的優(yōu)點，降低架橋的費用，采用先立堵、后架橋平堵的方式。
2.平立堵。對于軟基河床，單純立堵易造成河床沖刷，采用先平拋護底，再立堵合龍的方案。平拋多利用駁船進行。
(三)截流方式選擇:
(1)截流落差不超過4.0m和流量較小時，宜優(yōu)先選擇單戧立堵截流。當龍口水流較大，流速較高，應制備特殊拋投材料。
(2)截流流量大且落差大于4.0m和龍口水流能量較大時，可采用雙戧、多戧或寬戧立堵截流。
截流水力學計算應確定截流過程中的落差、單寬流量、單寬能量、流速等水力學參數(shù)及其變化規(guī)律，確定截流拋投材料的尺寸和重量。
二、減小截流難度的技術措施
1.加大分流量，改善分流條件
2.改善龍口水力條件
措施有雙戧截流、三戧截流、寬戧截流、平拋墊底等。(10年考點)
3.增大拋投料的穩(wěn)定性，減少塊料流失
4.加大截流施工強度
5.合理選擇截流時段
(1)通航河道，選擇對航運影響較小時段;
(2)嚴寒地區(qū)，避開河道流冰及封凍時段;
(3)截流開始時間應盡可能提前進行，保證汛前圍堰達到防汛要求。
2020一級建造師《水利水電工程》考點預習【五】
考點：圍堰的類型
一、圍堰分類
圍堰類型可分為土石圍堰、混凝土圍堰、鋼板樁圍堰等。不同圍堰形式應符合以下要求:
(1)土石圍堰能充分利用當?shù)夭牧?，對地基適應性強，施工工藝簡單，應優(yōu)先采用。
(2)混凝土圍堰宜優(yōu)先選用重力式碾壓混凝土結構。河谷狹窄且地質條件良好的堰址可采用混凝土拱圍堰。
(3)在地質條件好、能充分利用天然料和開挖石渣時可采用膠凝砂礫石圍堰、堆石混凝土圍堰。
(4)裝配式鋼板樁格形圍堰適用于在巖石地基或混凝土基座上建造，其最大擋水水頭不宜大于30m;打入式鋼板柱圍堰適用于細砂礫石層地基，其最大擋水水頭不宜大于20m。
(5)結合當?shù)夭牧戏植肌⒌貐^(qū)環(huán)境和施工特點，低水頭圍堰可采用漿砌石、鋼筋石籠等圍堰類型。
(6)對于進/出水口或閘室前緣可采用混凝土疊梁、其他特種鋼圍堰，以及起圍堰作用的預留巖坎(巖塞)等特殊類型。
二、圍堰的基本形式及構造【重要】
(一)土石圍堰
(1)可與截流戧堤結合，可利用開挖棄渣，是應用最廣泛的圍堰形式。
(2)防滲結構形式有：斜墻式、斜墻帶水平鋪蓋式、垂直防滲墻式及灌漿帷幕式等。(15年考點)
(二)混凝土圍堰
(1)混凝土圍堰結構形式有重力式、拱型等形式。
(2)宜建在巖石地基上。特點是擋水水頭高，底寬小，抗沖能力大，堰頂可溢流。
(3)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。(16年單，土石圍堰也可結合，如小浪底土石圍堰)
(三)鋼板樁格形圍堰
適用于擋水高度小于15～18m，可以建在巖基或非巖基上，也可作過水圍堰用。
【例題?單選】下列圍堰類型中，可以與永久建筑物相結合并作為其組成部分的是( )?！?016】
A土石圍堰
B草土圍堰
C竹籠圍堰
D木籠圍堰
【答案】A
【解析】圍堰是導流工程中的臨時性擋水建筑物，用來圍護施工基坑，保證水工建筑物能在干地施工。在導流任務完成后，若圍堰不能與主體工程結合成為永久工程的一部分，應予以拆除。草土圍堰、木籠圍堰、竹籠圍堰壽命都比較短，因此本題用排除法，最后選土石圍堰。