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2020一級建造師《水利水電工程》考點(diǎn)預(yù)習(xí)匯總【九】
考點(diǎn)：水力荷載
主要水力荷載：靜水壓力、揚(yáng)壓力、動(dòng)水壓力、浪壓力和冰壓力。
一、靜水壓力
垂直作用于建筑物(結(jié)構(gòu))表面某點(diǎn)處的靜水壓強(qiáng)按下式計(jì)算：
P=yh
水深為H時(shí)，單位寬度上水平靜水壓力P按下式計(jì)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(yáng)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(shè)置抽排系統(tǒng)的，則主排水孔之前的合力為揚(yáng)壓力代表值;主排水孔之后的合力為殘余揚(yáng)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(yáng)壓力的有( )。
A.動(dòng)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(jì)算截面上的揚(yáng)壓力代表值，應(yīng)根據(jù)該截面上的揚(yáng)壓力分布圖形計(jì)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(diǎn)預(yù)習(xí)【二】
考點(diǎn)： 滲流分析
一、土石壩的滲流分析【必會(huì)】
內(nèi)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(diǎn))
方法：水力學(xué)法和流網(wǎng)法。
水力學(xué)方法可以用來近似確定浸潤線的位置，計(jì)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(jì)算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。
(2)方法：直線比例法、流網(wǎng)法和改進(jìn)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(yàn)法、室內(nèi)測定法、野外測定法確定。
四、滲透變形【必會(huì)】
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(nèi)的細(xì)小顆粒沿著粗大顆粒間的孔隙通道移動(dòng)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(diǎn))
1.定義：在滲流作用下，非黏性土土體內(nèi)的顆粒群同時(shí)發(fā)生移動(dòng)的現(xiàn)象;或者黏性土土體發(fā)生隆起、斷裂和浮動(dòng)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(jié)構(gòu)特性，提高其抵抗?jié)B透變形的能力。采用水泥灌漿、化學(xué)灌漿、混凝土防滲墻、局部置換等方法提高軟弱破碎物質(zhì)的抗?jié)B性。
2.另一類是采取措施截?cái)鄮r(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(yīng)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(hù)的土不發(fā)生滲透變形;②滲透性大于被保護(hù)土，能通暢地排出滲透水流;③不致被細(xì)粒土淤塞失效。
【例題?單選】在滲流作用下，非黏性土土體內(nèi)的顆粒群同時(shí)發(fā)生移動(dòng)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(nèi)的顆粒群同時(shí)發(fā)生移動(dòng)的現(xiàn)象;或者黏性土土體發(fā)生隆起、斷裂和浮動(dòng)等現(xiàn)象，都稱為流土。
2020一級建造師《水利水電工程》考點(diǎn)預(yù)習(xí)【三】
考點(diǎn)：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(dāng)流速較大，各流層的液體質(zhì)點(diǎn)形成渦體，在流動(dòng)過程中互相混摻，該流動(dòng)形態(tài)為紊流。實(shí)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(jī)中的水流均為紊流。
(四)急流與緩流
(1)急流：當(dāng)水深小于臨界水深，佛汝德數(shù)大于l的水流，稱為急流。當(dāng)急流受到建筑物或其他障礙物作用時(shí)，其干擾作用只影響下游，不影響上游。
(2)緩流：當(dāng)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(dāng)水流遇到障礙物時(shí)，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(xí)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(diǎn)預(yù)習(xí)【四】
考點(diǎn)： 施工導(dǎo)流與截流
1F412011施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)
1.導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)
包括：導(dǎo)流建筑物級別、導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)、施工期臨時(shí)度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)流泄水建筑物封堵后壩體度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)等。
2.導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的確定
(1)導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)導(dǎo)流建筑物的級別和類型，并結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)度分析合理確定。
(2)壩體臨時(shí)度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)壩型和壩前攔洪庫容確定;
(3)壩體度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)壩型和大壩級別確定，且汛前壩體上升高度應(yīng)滿足攔洪要求，帷幕灌漿及接縫灌漿高程應(yīng)能滿足蓄水要求。
1F412012施工導(dǎo)流方式
施工導(dǎo)流的基本方式可分為分期圍堰導(dǎo)流和一次攔斷河床圍堰導(dǎo)流兩類。按泄水建筑物型式可分為:明渠導(dǎo)流、隧洞導(dǎo)流、涵管導(dǎo)流以及施工過程中的壩體底孔導(dǎo)流、缺口導(dǎo)流和不同泄水建筑物的組合導(dǎo)流。
一、分期圍堰導(dǎo)流(15年考點(diǎn))【必會(huì)】
適用于：①導(dǎo)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(dǎo)流泄水建筑物;③河床覆蓋層不厚。
(一)束窄河床導(dǎo)流
用于分期導(dǎo)流的前期階段，特別是一期導(dǎo)流。
(二)通過建筑物導(dǎo)流
1.多用于分期導(dǎo)流的后期階段。
2.主要方式：混凝土壩體中的底孔導(dǎo)流，混凝土壩體上預(yù)留缺口導(dǎo)流、梳齒孔導(dǎo)流，平原河道上的低水頭河床式徑流電站可采用廠房導(dǎo)流，個(gè)別高、中水頭壩后式廠房，通過廠房導(dǎo)流等。
二、一次攔斷河床圍堰導(dǎo)流【必會(huì)】
適用于枯水期流量不大且河道狹窄的河流。
(一)明渠導(dǎo)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(dǎo)流
適用于河谷狹窄、兩岸地形陡峻、山巖堅(jiān)實(shí)的山區(qū)河流。(13年考點(diǎn))
(三)涵管導(dǎo)流
適用于導(dǎo)流流量較小的河流或只用來擔(dān)負(fù)枯水期的導(dǎo)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(diǎn)) |
無戧堤法截流 | 建閘截流、水力沖填法、定向爆破截流、浮運(yùn)結(jié)構(gòu)截流等(12年考點(diǎn)) |
一、截流方式【必會(huì)】
(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(shí)，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(diǎn)，降低架橋的費(fèi)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?zhàn)o(hù)底，再立堵合龍的方案。平拋多利用駁船進(jìn)行。
(三)截流方式選擇:
(1)截流落差不超過4.0m和流量較小時(shí)，宜優(yōu)先選擇單戧立堵截流。當(dāng)龍口水流較大，流速較高，應(yīng)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(shí)，可采用雙戧、多戧或?qū)拺炅⒍陆亓鳌?BR> 截流水力學(xué)計(jì)算應(yīng)確定截流過程中的落差、單寬流量、單寬能量、流速等水力學(xué)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(shù)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(diǎn))
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(qiáng)度
5.合理選擇截流時(shí)段
(1)通航河道，選擇對航運(yùn)影響較小時(shí)段;
(2)嚴(yán)寒地區(qū)，避開河道流冰及封凍時(shí)段;
(3)截流開始時(shí)間應(yīng)盡可能提前進(jìn)行，保證汛前圍堰達(dá)到防汛要求。
2020一級建造師《水利水電工程》考點(diǎn)預(yù)習(xí)【五】
考點(diǎn)：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(yīng)符合以下要求:
(1)土石圍堰能充分利用當(dāng)?shù)夭牧?，對地基適應(yīng)性強(qiáng)，施工工藝簡單，應(yīng)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(jié)構(gòu)。河谷狹窄且地質(zhì)條件良好的堰址可采用混凝土拱圍堰。
(3)在地質(zhì)條件好、能充分利用天然料和開挖石渣時(shí)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(xì)砂礫石層地基，其最大擋水水頭不宜大于20m。
(5)結(jié)合當(dāng)?shù)夭牧戏植?、地區(qū)環(huán)境和施工特點(diǎn)，低水頭圍堰可采用漿砌石、鋼筋石籠等圍堰類型。
(6)對于進(jìn)/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(yù)留巖坎(巖塞)等特殊類型。
二、圍堰的基本形式及構(gòu)造【重要】
(一)土石圍堰
(1)可與截流戧堤結(jié)合，可利用開挖棄渣，是應(yīng)用最廣泛的圍堰形式。
(2)防滲結(jié)構(gòu)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(diǎn))
(二)混凝土圍堰
(1)混凝土圍堰結(jié)構(gòu)形式有重力式、拱型等形式。
(2)宜建在巖石地基上。特點(diǎn)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(dǎo)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(jié)合作為壩體或閘室體的一部分。(16年單，土石圍堰也可結(jié)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(jié)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(dǎo)流工程中的臨時(shí)性擋水建筑物，用來圍護(hù)施工基坑，保證水工建筑物能在干地施工。在導(dǎo)流任務(wù)完成后，若圍堰不能與主體工程結(jié)合成為永久工程的一部分，應(yīng)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。