1、第一章一建水利实务1F411000水利水电工程勘测与设计1F411010水利水电工程勘测1F411011测量仪器的使用一、常用测量仪器及其作用1.水准仪分类及作用普通水准仪用于国家三、四等水准及普通水准测量；精密水准仪用于国家一、二等精密水准测量。国产水准仪按精度分为：DS05、DS1、DS3、DS10。D表示：大地测量；S表示：水准仪。数字表示仪器精度。如3表示：每公里往返测量高差中数的偶然中误差为正负3mm。水准仪按结构分为：微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪、数字水准仪（又称电子水准仪）2.经纬仪分类及作用经纬仪按精度不同可分为DJ05、DJ1、DJ2、DJ6和DJ10等，D、J分别
2、为“大地测量”和“经纬仪”的汉语拼音第一个字母，数字表示该仪器精度，如“05”表示一测回方向观测中误差不超过0.5。根据度盘刻度和读书方式的不同，分为：游标经纬仪、光学经纬仪、电子经纬仪。经纬仪是进行角度测量的主要仪器，包括水平角测量和竖直角测量。另外，经纬仪也可用于低精度测量中的视距测量。3.电磁波测距仪分类及作用4.全站仪及其作用5.卫星定位系统6.水准尺二、常用测量仪器的使用（一）水准仪的使用步骤：安置仪器、粗略整平、调焦和照准、精确整平和读数。（1）安置水准仪和粗平。先选好平坦、坚固的地面作为水准仪的安置点，然后张开三脚架使之高度适中，架头大致水平，再用连接螺旋将水准仪固定在三脚架头上
3、，将架腿的脚尖踩实。调整三个脚螺旋，使圆水准气泡居中称为粗平。（2）调焦和照准。产生视差的原因是目标影像与十字丝分划板不重合，它将影响读数的正确性；必须消除视差，办法是先调目镜调焦螺旋看清十字丝，再继续仔细地转动物镜调焦螺旋，直至尺像与十字丝平面重合。（3）精平。转动微倾螺旋，同时察看水准管气泡观察窗，当符合水准管气泡成像吻合时，表明已精确整平。（4）读数。当符合水准管气泡居中时，立即根据十字丝中丝在水准尺上读数。不论使用的水准仪是正像或是倒像，读数总是由注记小的一端向大的一端读出。通常读数保留四位数。（二）经纬仪的使用步骤：对中、整平、照准、读数1F411012水利水电工程施工测量的要求一、
4、基础知识（一）高程我国自1988年1月1日起开始采用l985国家高程基准作为高程起算的统一基准。二、施工放样的基本工作（一）放样数据准备放样前应根据设计图纸和有关数据及使用的控制点成果，计算放样数据，绘制放样草图，所有数据、草图均应经两人独立计算与校核。（二）平面位置放样方法的选择平面位置放样的基本方法有：直角交会法、极坐标法、角度交会法、距离交会法等几种。（三）高程放样方法的选择1.高程放样方法的选择，主要根据放样点高程精度要求和现场的作业条件。可分别采用水准测量法、光电测距三角高程法、解析三角高程法和视距法等。2.对于高程放样中误差要求不大于10mm的部位，应采用水准测量法。3.采用经纬仪
5、代替水准仪进行工程放样时，放样点离高程控制点不得大于50m。三、开挖工程测量（一）开挖工程测量的内容开挖工程测量应包括下列内容：开挖区原始地形图和原始断面图测量；开挖轮廓点放样；开挖竣工地形、断面测量和工程量测算。（二）开挖工程细部放样1.开挖工程细部放样，需在实地放出控制开挖轮廓的坡顶点、转角点或坡脚点，并用醒目的标志加以标定。2.开挖工程细部放样方法有极坐标法、测角前方交会法、后方交会法等，但基本的方法主要是极坐标法和前方交会法。3.距离丈量可根据条件和精度要求从下列方法中选择：（1）用钢尺或经过比长的皮尺丈量，以不超过一尺段为宜。在高差较大地区，可丈量斜距加倾斜改正。（2）用视距法测定，
6、其视距长度不应大于50m。预裂爆破放样，不宜采用视距法。（3）用视差法测定，端点法线长度不应大于70m。（三）断面测量和工程量计算1.开挖工程动工前，必须实测开挖区的原始断面图或地形图；开挖过程中，应定期测量收方断面图或地形图；开挖工程结束后，必须实测竣工断面图或竣工地形图，作为工程量结算的依据。2.断面间距可根据用途、工程部位和地形复杂程度在520m范围内选择。设计有特殊要求的部位按设计要求执行。3.断面图和地形图比例尺，可根据用途、工程部位范围大小在1：2001：1000之间选择，主要建筑物的开挖竣工地形图或断面图，应选用1：200；收方图以1：500或1：200为宜；大范围的土石覆盖层开
7、挖收方可选用1：1000。4.断面点间距应以能正确反映断面形状，满足面积计算精度要求为原则。一般为图上13cm施测一点。地形变化处应加密测点。断面宽度应超出开挖边线310m。5.开挖施工过程中，应定期测算开挖完成量和工程剩余量。开挖工程量的结算应以测量收方的成果为依据。开挖工程量的计算中面积计算方法可采用解析法或图解法（求积仪）。6.两次独立测量同一区域的开挖工程量其差值小于5%（岩石）和7%（土方）时，可取中数作为最后值。四、立模与填筑放样（一）立模和填筑放样的内容立模和填筑放样应包括下列内容：测设各种建筑物的立模或填筑轮廓点；对已架立的模板、预制（埋）件进行形体和位置的检查；测算填筑工程量
8、等。（二）建筑物的细部放样（三）建筑物立模放样点的检查4.建筑物基础块（第一层）轮廓点的放样，必须全部采用相互独立的方法进行检核。放样和检核点位之差不应大于 122 type=#_x0000_t75 m（m为轮廓点的测量放样中误差）。（四）填筑工程量测算1.混凝土浇筑和土石料填筑工程量，必须从实测的断面（或平面）图上计算求得。2.混凝土浇筑块体收方，基础部位应根据基础开挖竣工图计算；基础以上部位，可直接根据水工设计图纸的几何尺寸及实测部位的平均高程进行计算。3.土石料填筑量收方，应根据实测的各种填料分界线，分别计算各类填料方量。4.两次独立测量同一工程，其测算体积之较差，在小于该体积的3%时，
9、可取中数作为最后值。五、施工期间的外部变形监测（一）施工期间外部变形监测的内容施工区的滑坡观测；高边坡开挖稳定性监测；围堰的水平位移和沉陷观测；临时性的基础沉陷（回弹）和裂缝监测等。变形观测的基点，应尽量利用施工控制网中较为稳固可靠的控制点，也可建立独立的、相对的控制点，其精度应不低于四等网的标准。（二）选点与埋设1.基点必须建立在变形区以外稳固的基岩上。2.垂直位移的基点，至少要布设一组，每组不少于三个固定点。3.测点应与变形体牢固结合。4.滑坡测点宜设在滑动量大、滑动速度快的轴线方向和滑坡前沿区等部位。5.山体或建筑物裂缝观测点，应埋设在裂缝的两侧。（三）观测方法的选择一般情况下，滑坡、高
10、边坡稳定监测采用交会法；水平位移监测采用视准线法（活动觇牌法和小角度法）；垂直位移观测，宜采用水准观测法，也可采用满足精度要求的光电测距三角高程法；地基回弹宜采用水准仪与悬挂钢尺相配合的观测方法。（四）资料整理【2014年真题】围堰水平位移监测宜采用（）。A.交会法B.视准线法C.水准观测法D.光电测距三角高程法正确答案B答案解析本题考查的是施工期间的外部变形监测。一般情况下，滑坡、高边坡稳定监测采用交会法；水平位移监测采用视准线法（活动觇牌法和小角度法）；垂直位移观测，宜采用水准观测法，也可采用满足精度要求的光电测距三角高程法；地基回弹宜采用水准仪与悬挂钢尺相配合的观测方法。参见教材P11。
11、六、竣工测量（一）竣工测量的内容和方法（二）开挖竣工测量（三）填筑竣工测量单项填筑工程竣工时，应测绘建筑物的高程平面图，或纵横断面图，其比例尺不应小于施工详图。土、石坝在心墙、斜墙、坝壳填筑过程中，每上料二层，须进行一次边线测量并绘成图表为竣工时备用。（四）过流部位的形体测量（五）测量误差1.误差产生的原因在实际工作中真值不易测定，一般把某一量的准确值与其近似值之差也称为误差。产生测量误差的原因，概括起来有以下三个方面：（1）人的原因；（2）仪器的原因；（3）外界环境的影响。2.误差的分类与处理原则误差按其产生的原因和对观测结果影响性质的不同，可以分为系统误差、偶然误差和粗差三类。系统误差：按
12、一定规律变化；偶然误差：没有规律变化；粗差：粗心或受到干扰。1F411013水利水电工程地质与水文地质条件分析一、地质构造及地震地质构造按构造形态可分为倾斜构造、褶皱构造和断裂构造三种类型。褶皱构造基本类型包括背斜和向斜两种。断裂构造可分为节理、劈理、断层三类。二、边坡的工程地质条件分析边坡变形破坏的类型和特征。常见的边坡变形破坏主要有松弛张裂、蠕变、崩塌、滑坡四种类型。此外尚有塌滑、错落、倾倒等过渡类型，另外泥石流也是一种边坡破坏的类型。滑坡：是指边坡岩（土）体主要在重力作用下沿贯通的剪切破坏面发生滑动破坏的现象，称为滑坡。在边坡的破坏形式中，滑坡是分布最广、危害最大的一种。三、土质基坑工程
13、地质问题分析在基坑施工中，为防止边坡失稳，保证施工安全，采取的措施有：设置合理坡度、边坡护面、基坑支护、降低地下水位等。基坑降排水的目的主要有：增加边坡的稳定性；对于细砂和粉砂土层的边坡，防止流砂和管涌的发生；对下卧承压含水层的黏性土基坑，防止基坑底部隆起；保持基坑土体干燥，方便施工。基坑开挖的降排水一般有两种途径：明排法和人工降水。其中，人工降水经常采用轻型井点或管井井点降水方式。（1）明排法的适用条件：不易产生流砂、流土、潜蚀、管涌、淘空、塌陷等现象的黏性土、砂土、碎石土的地层；基坑地下水位超出基础底板或洞底标高不大于2.0m。（2）轻型井点降水的适用条件：黏土、粉质黏土、粉土的地层；基坑
14、边坡不稳，易产生流土、流砂、管涌等现象；地下水位埋藏小于6.0m，宜用单级真空点井；当大于6.0m时，场地条件有限宜用喷射点井、接力点井；场地条件允许宜用多级点井。（3）管井降水适用条件第四系含水层厚度大于5.0m；含水层渗透系数K宜大于1.0m/d。1F411020水利水电工程设计1F411021水利水电工程等级划分及工程特征水位一、水利水电工程等别划分根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL 2522017的规定，水利水电工程根据其工程规模、效益及在国民经济中的重要性，划分为五等。注意点：对于综合利用的水利水电工程，如按各综合利用项目的分等指标确定的等别不同时，其工程等别应按其中的最高等别确
15、定。水利水电工程分等指标表1F4110211续表工程等别工程规模水库总库容（108m3）治涝灌溉发电治涝面积（104亩）灌溉面积 （104亩）发电装机容量（MW）大（1）型102001501200大（2）型10，1.0200，60150，501200，300中型1.0，0.1060，1550，5300，50小（1）型0.1，0.0115，35，0.550，10V小（2）型0.01，0.00130.510对拦河水闸、灌排泵站作为水利水电工程中的一个组成部分或单个建筑物时不再单独确定工程等别，作为独立项目立项建设时，其工程等别按照承担的工程任务、规模确定。二、水工建筑物级别划分1.永久性水工建筑物
16、级别永久性水工建筑物级别表1F4110212工程等别主要建筑物次要建筑物I13233445V55水库工程中最大高度超过200m的大坝建筑物，其级别应为1级，其设计标准应专门研究论证，并报上级主管部门审查批准。拦河闸永久性水工建筑物级别拦河闸永久性水工建筑物的级别，应根据其所属工程的等别按表1F4110212确定。按表规定为2级、3级，其校核洪水过闸流量分别大于5000m3/s、1000m3/s时，其建筑物级别可提高一级，但洪水标准可不提高。2.堤防工程级别防洪工程中堤防永久性水工建筑物的级别应根据其保护对象的防洪标准按表1F411021-4确定。堤防工程的级别表1F4110214防洪标准重现期
17、（年）100100，且5050，且3030，且2020，且10堤防工程级别12345分洪道（渠）、分洪与退洪控制闸永久性水工建筑物级别，应不低于所在堤防永久性水工建筑物级别。3.临时性水工建筑物级别水利水电工程施工期使用的临时性挡水和泄水建筑物的级别，应根据保护对象的重要性、失事造成的后果、使用年限和临时建筑物的规模。按表1F411021-5确定。临时性水工建筑物级别 表1F411021-5级别保护对象失事后果使用年限临时性水工建筑物规模高度（m）库容（108m3）3有特殊要求的1级永久性水工建筑物淹没重要城镇、工矿企业，交通干线或推迟总工期及第一台（批）机组发电，造成重大灾害和损失3501.
18、041、2级永久性水工建筑物淹没一般城镇、工矿企业、交通干线或影响总工期及第一台（批）机组发电，造成较大经济损失31.550151.00.153、4级永久性水工建筑物淹没基坑、但对总工期及第一台（批）机组发电影响不大，经济损失较小1.5150.1当临时性水工建筑物根据表1F4110215指标同时分属于不同级别时，其级别应按照其中最高级别确定。但对于3级临时性水工建筑物，符合该级别规定的指标不得少于两项。三、水利水电工程洪水标准1.一般规定（1）洪水标准，分为设计洪水标准和校核洪水标准两种情况。（5）堤防、渠道上的闸、涵、泵站及其他建筑物的洪水标准，不应低于堤防、渠道的防洪标准，并应留有安全裕度
19、。4.临时性水工建筑物临时性水工建筑物的洪水标准，应根据建筑物的结构类型和级别，在表1F41102111的幅度内，合理选用。对失事后果严重的，应考虑遇超标准洪水的应急措施。临时性水工建筑物洪水标准重现期（年）表1F41102111临时性建筑物类型临时性水工建筑物级别345土石结构50202010105混凝土、浆砌石结构201010553四、水利水电工程抗震设防标准水工建筑物的工程抗震设防类别，应根据其重要性和工程场地基本烈度按表1F41102112确定。工程抗震设防类别表1F41102112工程抗震设防类别建筑物级别场地基本烈度甲1（壅水）6乙1（非壅水），2（壅水）丙2（非壅水），37丁4，
20、5五、水库特征水位及水库特征库容1.水库特征水位（1）校核洪水位。水库遇大坝的校核洪水时，在坝前达到的最高水位。它是水库在非常运用校核情况下允许临时达到的最高洪水位，是确定大坝顶高程及进行大坝安全校核的主要依据。（2）设计洪水位。水库遇大坝的设计洪水时，在坝前达到的最高水位。它是水库在正常运用设计情况下允许达到的最高洪水位，也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。（3）防洪高水位。水库遇下游保护对象的设计洪水时，在坝前达到的最高水位。只有水库承担下游防洪任务时，才需确定这一水位。（4）防洪限制水位（汛前限制水位）。水库在汛期允许兴利的上限水位，也是水库汛期防洪运用时的起调水位。（5）正常蓄水位（正常
21、高水位、设计蓄水位、兴利水位）。水库在正常运用的情况下，为满足设计的兴利要求在供水期开始时应蓄到的最高水位。它决定水库的规模、效益和调节方式，在很大程度上决定水工建筑物的尺寸、形式和水库的淹没损失，是水库最重要的一项特征参数，也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。（6）死水位（设计低水位）。水库在正常运用的情况下，允许消落到的最低水位。水库正常蓄水位与死水位之间的变幅称为水库消落深度。2.水库特征库容（1）静库容。坝前某一特征水位水平面以下的水库容积。（2）总库容。最高洪水位以下的水库静库容。（3）防洪库容。防洪高水位至防洪限制水位之间的水库容积。用以控制洪水，满足水库下游防护对象的防护要求。（4
22、）调洪库容。校核洪水位至防洪限制水位之间的水库容积。用于保证下游防洪安全（指其中的防洪库容部分）及对校核洪水调洪削峰，保证大坝安全。1F411022水利水电工程合理使用年限及耐久性水利水电工程及其水工建筑物合理使用年限：水利水电工程及其水工建筑物建成投入运行后，在正常运行使用和规定的维修条件下，能按设计功能安全使用的最低要求年限。建筑物耐久性：在设计确定的环境作用和规定的维修、使用条件下，建筑物在合理使用年限内保持其适用性和安全性的能力。水利水电工程合理使用年限根据工程类别和等别确定，综合使用的水利水电工程，按其中最高的年限确定。水利水电工程合理使用年限（单位：年） 表1F411022-1工程
23、等别工程类别水库防洪治涝灌溉供水发电I15010050501001001005050501001005050505050505030303030305030303030水利水电工程各类永久性水工建筑物合理使用年限，根据建筑物类别和级别确定，且不应超过工程的合理使用年限。水利水电工程各类永久性水工建筑物的合理使用年限（单位：年） 表1F411022-2建筑物类别建筑物级别12345水库壅水建筑物150100505050水库泄洪建筑物150100505050调（输）水建筑物100100503030发电建筑物100100503030防洪（潮）、供水水闸100100503030供水泵站10010050
24、3030堤防10050503020灌排建筑物5050503020灌溉渠道5050503020注：水库壅水建筑物不包括定向爆破坝、橡胶坝。1级、2级永久性水工建筑物中闸门的合理使用年限应为50年，其他级别的永久性水工建筑物中闸门的合理使用年限应为30年。水利水电工程及其水工建筑物耐久性设计的内容水工建筑物所处的侵蚀环境分为五个类别。水工建筑物所处的侵蚀环境类别 表1F411022-3环境类别环境条件一类室内正常环境二类室内潮湿环境；露天环境；长期处于水下或地下的环境三类淡水水位变化区；有轻度化学侵蚀性地下水的地下环境；海水水下区四类海上大气区；轻度盐雾作用区；海水水位变化区；中度化学侵蚀性环境五
25、类使用除冰盐的环境；海水浪溅区；重度盐雾作用区；严重化学侵蚀性环境混凝土保护层厚度的要求：混凝土保护层厚设计值不应小于钢筋的公称直径，也不小于粗骨料最大粒径的1.25倍。钢筋的混凝土保护层厚度：从混凝土表面到钢筋（包括纵向钢筋、箍筋和分布钢筋）公称直径外边缘之间的最小距离。混凝土保护层厚度混凝土保护层最小厚度（单位：mm） 表1F411022-4项次构件类别环境类别一二三四五1板、墙20253045502梁、柱、墩30354555603截面厚度不小于2.5m的底板及墩墙-40506065混凝土坝、碾压混凝土坝等大体积混凝土材料应满足下列要求：（1）优先选用中热硅酸盐水泥或发热量较低的硅酸盐水泥
26、。（2）碾压混凝土的水胶比应小于0.70。（3）基础混凝土强度等级不应小于C15，过流表面混凝土强度等级不应小于C30。1F411023水工建筑物结构受力状况及主要设计方法一、水工建筑物的分类（1）挡水建筑物：是用来拦截江河，形成水库或壅高水位的建筑物，如各种坝和水闸以及堤防、海塘等。（2）泄水建筑物：是用于宣泄洪水、排放泥砂和冰凌，以及为了人防、检修而放空水库、渠道等，如各种溢流坝、坝身泄水孔、岸边溢洪道和泄水隧洞等。（3）输水建筑物：是为了发电、灌溉和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物，如引水隧洞、引水涵管、渠道等。（4）取（进）水建筑物：是输水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进水口段
27、、灌溉渠首和供水用的进水闸、抽水站等。（5）河道整治建筑物：是用以改善河流的水流条件，调整河流水流对河床及河岸的作用以及为防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡冲刷的建筑物，如丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等。（7）专门建筑物：用于发电、通航、过木、过鱼等单一目的的建筑物，如水电站、船闸、升船机、鱼道、鱼闸、过木道（机）、筏道等。一项水利工程往往有几个不同作用的水工建筑物相互配合，协同运行，形成水工建筑物综合体，称之为水利工程枢纽，分为蓄水枢纽、取水枢纽（又称为引水枢纽、渠首工程）和提水枢纽等。永久性建筑物是指工程运行期间长期使用的水工建筑物。根据其重要性又分为主要建筑物和次要建筑物。（1）主要建筑物：是指失事后造成下游灾害或严重影响工程效益的水工建筑物。例如：坝、泄水建筑物、输水建筑物及电站厂房等。（2）次要建筑物：是指失事后不致造成下游灾害，或工程效益影响不大，易于恢复的水工建筑物。例如：失事后不影响主要建筑物和设备运行的挡土墙、导流墙、工作桥及护岸等。临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物，如围堰、导流隧洞、导流明渠等。二、水工建筑物结构荷载根据水工建筑物荷载设计规范SL 7442016，按荷载随时间的变异，水工建筑物结构上的
